[发明专利]一种二甲基砜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种二甲基砜的制备方法。

背景技术

二甲基砜作为一种有机硫化物，具有增强人体内产生胰岛素的能力同时对糖类的代谢起促进作用，是人体胶原蛋白合成的必要物质。二甲基砜能促进伤口愈合，也能对新陈代谢和神经健康所需的维生素B、维生素C、生物素的合成和激活起作用，被称为“自然美化碳物质”。

目前国内二甲基砜的工业生产主要是由二甲基亚砜经硝酸氧化而得，该方法存在反应温度高、能耗高、工艺流程长、副产物多等问题，同时环境污染较为严重。现有技术中，专利CN 1150164C公开了二甲基砜的制备方法，该方法包括氧化反应，降温析出，过滤，脱水，烘干等步骤，其中，氧化反应是二甲基亚砜与双氧水反应生成二甲基砜，二甲基亚砜与双氧水的有效成份重量比为1:0.44～0.65，反应温度为80～150℃，反应时间4～40小时。该方法中氧化反应没有使用催化剂，虽然相比硝酸法反应温度有所降低，但是温度仍然较高，反应时间过长。专利公CN 103288692 B开了一种由二甲基亚砜制备二甲基砜的方法，该方法是二甲基亚砜在臭氧为氧化剂，钛硅分子筛为催化剂的条件下氧化成产品二甲基砜，其反应温度为40-100℃，压力为0.1-3MPa，反应时间为0.1-10小时。其反应温度与反应时间范围值较大，由其说明书可知，其优选的反应温度仍然偏高，反应时间优选为1～5小时，仍然偏长。

综上所述，亟需开发一种新的方法或改进现有方法进行制备二甲基砜，使得制备方法简单，加快反应速度，同时一定程度上降低反应温度，降低能耗，缩短生产周期，提高生产效率，增加经济效益。

发明内容

本发明的目的是开发一种反应速度快、反应温度较低的二甲基砜制备方法。

上述目的是通过如下技术方案实现：一种二甲基砜的制备方法，包括氧化反应过程，所述氧化反应为：以二甲基亚砜为反应物，在氧化剂和催化剂的作用下氧化生成二甲基砜，所述催化剂为2,6-萘二甲酸。本发明通过采用2,6-萘二甲酸作为二甲基亚砜氧化生成二甲基砜的催化剂，大大加快了该氧化反应的反应速度，在相对较低温度(40～60℃)下，反应仅需较短时间(20～30min)即可使二甲基亚砜的转化率高达95％左右，故粗产品二甲基砜的纯度相对较高，后处理过程中仅需简单精制工艺即可达到纯度为99％以上的高纯度二甲基砜产品。本发明使用新型的催化剂可使得二甲基砜的生产能耗降低，生产周期缩短，生产效率提高，经济效益增加。且研究表明，在相对较低温度(40～60℃)下，本催化剂有着较高的活性，故降低温度并不会减慢此反应的反应速率以及二甲基亚砜的转化率。

经研究表征，2,6-萘二甲酸作为催化剂应用于本发明中二甲基亚砜为氧化生成二甲基砜的过程中，催化反应是在2,6-萘二甲酸的B酸位上进行的，即2,6-萘二甲酸在理论上作为一种固体酸催化剂，其起催化作用的活性位点即B酸位。实验研究表明，固体酸催化剂表面上的酸量与其催化活性以及选择性有明显的关系，本发明2,6-萘二甲酸催化剂的酸强度较为合适，为其表现出较高的催化活性提供了可能。另外，固体2,6-萘二甲酸自身是多孔结构，孔径分布均匀，比表面积较大，是一种较好的载体，可作为其自身的活性位点的载体。故本催化剂的制作简单，无需另外制备合成。

作为优选，进一步的技术方案是：所述氧化剂为双氧水或臭氧。采用含有臭氧或过氧化氢作为氧化剂，对于二甲基砜的氧化具有较高的选择性，且臭氧在常温下能够自行分解为氧气，双氧水分解为氧气和水，均不会产生副产物和有害物质，产品无臭味，能够进一步降低分离成本，且其操作条件温和，不会对设备产生严重的腐蚀。因此，根据本发明方法环境友好。

更进一步的技术方案是：所述双氧水的浓度为25％～45％。双氧水的浓度不宜过大，避免氧化反应过于剧烈导致局部温度过高，进而导致副产物的产生，甚至影响催化剂的活性和使用寿命。

更进一步的技术方案是：所述双氧水的浓度为30％～40％。实验证明，双氧水的浓度在30％～40％的范围内，反应较为温和，原料的转化率、双氧水的有效利用率、产品收率都相对较高。

优选，双氧水的pH值控制在3～6，研究表明，此条件下，明显提高了对于二甲基砜的选择性，同时还能获得更高的二甲基亚砜转化率和氧化剂有效利用率。一方面，在酸性条件下，双氧水较稳定，另一方面，此pH条件下，为2,6-萘二甲酸提供了良好的酸环境，有利于改善其催化活性。

更进一步的技术方案是：二甲基亚砜与双氧水的有效成份重量比为1:0.4～0.7。此条件下，氧化剂有效利用率较高。