二甲亞砜 CAS 67-68-5
二甲亞砜
二甲亞砜
- 日期：2023/3/16 13:41:05 發布人：二甲亞砜
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二甲亞砜 CAS 67-68-5
二甲亞砜（DMSO）是一種含硫有機化合物，分子式為C2H6OS，常溫下為無色無臭的透明液體，是一種吸濕性的可燃液體。具有高極性、高沸點、熱穩定性好、非質子、與水混溶的特性，能溶于乙醇、丙醇、苯和氯仿等大多數有機物，被譽為“萬能溶劑”。在酸存在時加熱會產生少量甲基硫醇、甲醛、二甲基硫、甲磺酸等化合物。在高溫下有分解現象，遇氯能發生劇烈反應,在空氣中燃燒發出淡藍色火焰。可作有機溶劑、反應介質和有機合成中間體。也可用作合成纖維的染 色溶劑、去染劑、染色載體以及回收乙炔、二氧化硫的吸收劑。
中文名 二甲基亞砜
外文名 Dimethyl sulfoxide（DMSO）
別 名 二甲亞砜
化學式 C2H6OS
分子量 78.13
CAS登錄號 67-68-5
EINECS登錄號 200-664-3
熔 點 18.4 ℃
水溶性 能溶
外 觀 無色液體
閃 點 95 ℃
應 用 有機高分子合成穩定溶劑
安全性描述 S24/25；S37/39；S26
危險性符號 R36/R37/R38
危險性描述 Xi
二甲亞砜物理性質
無色粘稠液體。可燃，幾乎無臭，帶有苦味，有吸濕性。除石油醚外,可溶解一般有機溶劑。 能與水、乙醇、丙酮、乙醛、吡啶、乙酸乙酯、苯二甲酸二丁酯、二惡烷和芳烴化合物等任意互溶，不溶于乙炔以外的脂肪烴類化合物。有強烈吸濕性，在20℃，當相對濕度為60%時，可從空氣吸收相當于自身重量70%的水分。該品是弱氧化劑，不含水的二甲亞砜對金屬無腐蝕性。含水時對鐵；銅等金屬有腐蝕性，但對鋁不腐蝕。對堿穩定。在酸存在時加熱會產生少量的甲基硫醇、甲醛、二甲基硫；甲磺酸等化合物。在高溫下有分解現象，遇氯能發生激烈反應，在空氣中燃燒發出淡藍色火焰。
二甲亞砜化學性質
1 . 二甲亞砜還原生成甲硫醚。受強氧化劑作用氧化成二甲砜；
2．二甲亞砜與酰氯類物質如氰尿酰氯、苯酰氯、乙酰氯、苯碘酰氯、亞硫酰氯、硫酰氯、三氯化磷等接觸時，發生激烈的放熱分解反應。與硝酸結合，生成(CH3)2SO·HNO3。與碳酸鋇作用可使二甲亞砜再生。與濃氫碘酸作用，生成二甲硫磺化合物。
3．二甲亞砜有吸水性，用前需要進行干燥處理。
二甲亞砜安全術語
S26：In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎與眼睛接觸后，請立即用大量清水沖洗并征求醫生意見。
S37/39：Wear suitable gloves and eye/face protection
戴適當的手套和護目鏡或面具。
二甲亞砜風險術語
R36/37/38：Irritating to eyes, respiratory system and skin.
刺激眼睛、呼吸系統和皮膚。
二甲亞砜物性數據
1、性狀：無色黏稠透明油狀液體或結晶體。具弱堿性，幾乎無臭，稍帶苦味，常用的有機溶劑。
2、相對密度（g/mL，20/4℃）：1.100
3、相對蒸汽密度（g/L，空氣=1）：2.7
4、熔點（℃）：18.45
5、沸點（℃）：189
6、折射率：1.4795
7、黏度（mPa·s）：1.987（25℃）；2.2（20℃）；1.290（50℃）
8、閃點（℃，開口）：95
9、燃點：300~302℃
10、蒸發熱（kJ/mol，℃）：52.92
11、熔化熱（kJ/mol）：13.94
12、生成熱（kJ/mol）：-197.66
13、燃燒熱（kJ/mol，定容）：1793.16
14、比熱容（kJ/(kg·K)，℃，定壓）：1.95
15、電導率（S/m，℃）：3×10-8
16、蒸氣壓（kPa，℃）：0.049
17、蒸氣壓（kPa,20oC）：0.049
18、爆炸下限（%，V/V）：2.6
19、爆炸上限（%，V/V）：28.5
20、體膨脹系數（K-1）：0.00088
21、溶解性：可與水以任意比例混合，除石油醚外，可溶解一般有機溶劑。在20℃時能吸收氯化氫30%（重量）、二氧化氮30%（重量）、二氧化硫65%（重量），不溶于除乙炔外的脂肪烴化合物。對多種化合物有溶解能力。溶于水、乙二醇、丙酮、苯、烴類氯化物、乙二醇酯等。
二甲亞砜毒性與安全
毒性較小，LD50：9700～28300mg/kg（大鼠經口）；16500～24000 mg/kg（小鼠經口）。對人體皮膚有滲透性，對眼有刺激作用。
DMSO存在一定的毒性作用，與蛋白質疏水基團發生作用，導致蛋白質變性，具有血管毒性和肝腎毒性。用的時候要避免其揮發，要準備1%-5%的氨水備用，皮膚沾上之后要用大量的水洗以及稀氨水洗滌.
最為常見的為惡心、嘔吐、皮疹及在皮膚、和呼出的氣體中發出大蒜、洋蔥、牡蠣味。
吸入：高揮發濃度可能導致頭痛，暈眩和鎮靜。
皮膚：能夠灼傷皮膚并使皮膚有刺痛感，如同所見的皮疹及水泡一樣。若二甲亞砜與含水的皮膚接觸會產生熱反應。要避免接觸含有毒性原料或物質的二甲亞砜溶液，因其毒性不為人所知，而二甲亞砜卻可能會滲入肌膚，在一定條件下會將有毒物質帶入肌膚。
吸收：吸收危險性很低。
二甲亞砜基本用途
氯化鉻，氯化錳等過渡金屬鹵化物與氯化鉀，氯化鈉等鹵化物在DMSO中有一定溶解度，故可以應用在有機電化學中。
二甲亞砜球棍模型
二甲亞砜球棍模型
二甲亞砜廣泛用作溶劑和反應試劑，特別是丙烯腈聚合反應中作加工溶劑和抽絲溶劑，作聚氨酯合成及抽絲溶劑，作聚酰胺，聚酰亞胺和聚砜樹脂的合成溶劑，以及芳烴、丁二烯抽提溶劑和合成氯氟苯胺的溶劑等。
DMSO是二甲亞砜， 用途廣泛。用作乙炔、芳烴、二氧化硫及其他氣體的溶劑以及腈綸纖維紡絲溶劑。是一種即溶于水又溶于有機溶劑的極為重要的非質子極性溶劑。對皮膚有極強的滲透性，有助于藥物向人體滲透。也可作為農藥的添加劑。也是一種十分重要的化學試劑。
DMSO也是一種滲透性保護劑，能夠降低細胞冰點，減少冰晶的形成，減輕自由基對細胞損害，改變生物膜對電解質、藥物、毒物和代謝產物的通透性。
二甲亞砜工業用途
二甲亞砜是一種既溶于水又溶于有機溶劑的極為重要的非質子極性溶劑。廣泛用作溶劑和反應試劑，具有很高的選擇抽提能力。二甲亞砜本身有消炎止痛，利尿，鎮靜等作用，在醫藥工業中可以直接用作某些藥物的原料及載體。有“萬靈藥”之稱，常作為止痛藥物的活性組分添加于藥物之中。
1、用于芳烴抽提、樹脂及染料的反應介質、腈綸聚合、抽絲的溶劑等。
2、可作有機溶劑、反應介質及有機合成中間體。用途極廣。本品具有很高的選擇性抽提能力，用作丙烯酸樹脂及聚砜樹酯的聚合和縮合溶劑、聚丙烯腈及乙酸纖維的聚合抽絲溶劑、烷烴與芳烴分離的抽提溶劑、用于芳烴、丁二烯抽提，腈綸紡絲、塑料溶劑及有機合成染料、制藥等工業的反應介質。在醫藥方面，二甲亞砜有消炎止痛作用，對皮膚有強滲透力，因而可溶解某些藥物，使這類藥物向人體滲透從而達到治療目的。利用二甲亞砜的這種載體特性，也可作為農藥的添加劑。在某些農藥中添加少量二甲亞砜，有助于農藥向植物內滲透，以提高藥效。二甲亞砜還可作為合成纖維的染色溶劑、去染劑、染色載體，也可作為回收乙炔、二氧化硫的吸收劑，合成纖維改性劑，防凍劑以及電容介質、剎車油、稀有金屬提取劑等。
3、用作分析試劑及氣相色譜固定液，也用作紫外光譜分析時的溶劑。
4、透皮促進劑。二甲亞砜是使用最早的經皮滲透促進劑之一，促滲性質可能與其溶劑性有關。二甲亞砜能使皮膚角質細胞內蛋白質變性；可破壞角質層細胞間脂質的有序排列；可脫去角質層脂質、脂蛋白，增強藥物的滲透作用，但使用高濃度二甲亞砜時，會使皮膚產生紅斑、水泡及不可逆性損傷，美國已禁用。常用濃度為30%-50%。
5、防凍劑。純二甲亞砜的冰點是18.45℃，含水40 %的二甲亞砜-60℃不凍，而且二甲亞砜與水、雪混合時放熱。因此做汽車防凍液、剎車油、液壓液組分提供了方便。乙二醇防凍液在超過-40℃低溫時已不適用，而且比二甲亞砜沸點低，有毒，易產生氣阻。二甲亞砜防凍液在北部嚴寒地區用于汽車、戰車中，并可以隨時以雪代水補充。二甲亞砜還用于除冰劑、涂料、各種乳膠的防凍劑、汽油、航煤的防凍劑，骨髓、血液、器官低溫保存的防凍劑。
二甲亞砜貯存方法
1．該品應密封于陰涼干燥處避光保存。
2．該品采用鋁桶、塑料桶或玻璃瓶包裝。貯存于陰涼通風干燥處，按易燃有毒物品規定貯運。
二甲亞砜合成方法
二甲亞砜一般采用二甲硫醚氧化法制得，由于所用的氧化劑和氧化方式不同，因而有不同的生產工藝。
1．甲醇二硫化碳法
甲醇和二硫化碳為原料，以γ-Al2O3作催化劑，先合成二甲基硫醚，再與二氧化氮（或硝酸）氧化得二甲亞砜。
2．雙氧水法
以丙酮作緩沖介質，使二甲硫醚與雙氧水反應。用該法生產二甲亞砜成本較高，不適于大規模生產。
3．二氧化氮法
以甲醇和硫化氫在γ-氧化鋁作用下生成二甲基硫醚；硫酸與亞硝酸鈉反應生成二氧化氮；二甲基硫醚再與二氧化氮在60-80℃進行氣液相氧化反應生成粗二甲亞砜，也有直接用氧氣進行氧化，同樣生成粗二甲亞砜，然后經減壓蒸餾，精制得二甲亞砜成品。此法是較為先進的生產方法。
4．硫酸二甲酯法
用硫酸二甲酯與硫化鈉反應，制得二甲基硫醚；硫酸與亞硝酸鈉反應生成二氧化氮；二甲基硫醚與二氧化氮氧化得粗二甲亞砜，再經中和處理，蒸餾后得精二甲亞砜。此外，用陽極氧化的方法由二甲硫醚生產二甲亞砜。
精制方法：將二甲亞砜減壓蒸餾后，加入氧化鋁放置一夜，用高50cm，填有陶制鞍形填料的蒸餾塔，于266.6~399.9Pa、50℃進行減壓蒸餾，收集中間餾分。或將二甲亞砜與CaH2一起加熱一日，減壓蒸餾后用分子篩干燥，在氮氣流下再進行減壓蒸餾。也可以分步結晶精制。
5．將二甲硫醚 （由硫酸二甲酯與硫化鈉反應制得）與二氧化氮（由硫酸與亞硝酸鈉反應制得）在60～80℃進行氣液相氧化反應制得二甲亞砜粗品，然后減壓蒸餾、采用分子篩脫水后再減壓精餾，即得成品二甲亞砜。主要反應式為：
6．以丙酮作為緩沖介質，加入相等物質量的二甲硫醚和雙氧水，攪拌反應，維持溫度20℃：
反應結束后，直接減壓蒸餾即可得純度較高的二甲亞砜。
二甲亞砜生產情況
生產世界上有美國，日本，法國和中國四個國家擁有二甲亞砜的生產裝置，截止1997年底美國，法國和日本三國現有的二甲亞砜裝置的生產能力已達3萬噸/年。中國約1萬噸/年。
在石油加工中的應用
DMSO在芳烴抽提中作為萃取溶劑，最早是法國的IFP法，曾在華沙三十五國化工會議上發表。它的優點是：1、對芳烴的選擇性高；2、常溫下對芳烴的無限制混溶；3、萃取溫度低，且不與烷烴、烯烴、水反應；4、無腐蝕、無毒；5、萃取工藝簡單、設備少、節能；6、不溶烯烴適合含烯高的油料；7、溶濟回收可用反萃取。比殼牌公司的Sulfinol法和環球公司的Udcx法更優越。中國北京、遼陽石化公司在引進裝置中已使用。
DMSO對烷烴不溶，因此用于食品蠟、食用白油的精制和治癌物的檢測中。
DMSO對乙炔易溶，每升DMSO能溶解33升乙炔，而丙酮只能溶解25升乙炔DMSO沸點高，回收、再生容易。因此用于石油氣乙炔回收和溶解乙炔生產中。
DMSO對有機硫化物、芳烴、炔烴易溶，常用于潤滑油、柴油精制中。DMSO與水在40%時-60℃不凍。所以DMSO用于汽油、航煤防冰劑、高寒地區汽車防凍液。在燃料油添加劑二茂鐵生產中用作反應溶劑，使二聚環戊二烯鈉與三氯化鐵的反應加速，提高收率。在硝基烷烴生產中使亞硝酸鈉與氯代烷在DMSO中直接反應具有很高收率。最近在石油加工中還有許多報道，新用途在不斷開發，特別是國外在柴油精制中投入了工業化生產。
在合成纖維中的應用
DMSO在腈綸紡絲中應用，最早是日本東洋人造絲株式會社申請專利，使丙烯腈在DMSO中聚合，不用分離，直接在水浴中噴絲，得到膨松、柔軟、容易染色的人造羊毛。其優點是工藝簡化、溶解度高、溶劑沸點高、無毒、容易回收、產品性能好、成本低。中國山西榆茨、大連、北京部分腈綸廠用此工藝生產。最近在用聚丙腈生產碳纖維中也在應用。國外在滌綸樹脂生產中用于對苯二甲酸酯的精制。此外在氯綸生產中，用DMSO紡絲、丙烯腈共聚中都有使用。
在醫藥生產中的應用
DMSO作為反應溶劑在醫藥中間體合成中應用很多。如：用氟化鉀與3,4-二氯硝基苯在DMSO中反應制得氟氯苯胺，被廣泛用于氟哌酸生產以及三氟硝基甲苯、氧氟沙星等含氟藥物。印度是生產含氟藥物的主要國家之一，因此DMSO進口量每年為4500t左右。DMSO在合成黃連素、菸酸肌醇酯、蔗糖脂肪酸多酯和中藥萃取生產都已應用。
在醫療中的應用
DMSO對許多藥物具有溶液性、滲透性、本身具有消炎、止痛，促進血液循環和傷口愈合，并有利尿、銷靜作用。能增加藥物吸收和提高療效，因此在國外叫做“萬能藥”。各種藥物溶解在DMSO中，不用口服和注射，涂在皮膚上就能滲入體內，開辟了給藥新途徑。更重要的是提高了病區局部藥物含量，降低身體其他 的藥物危害。國外在醫療上的研究報道很多，中國由沈陽藥學院、北京藥物研究所、中國藥物檢測中心等在60年代進行了全面的毒理檢驗及病理解剖證明：中國的DMSO的半數量LG50值為（22.4±1.4）g/kg，與國外文獻報道的21.4g/kg基本一致，屬于無毒，與病理解剖所見相符。北京藥物研究所用溶肉瘤素、 B518、C6323、N甲等藥物研究所用溶肉瘤素、瘤局部，取得很好療效，明顯抑制腫瘤生長。在動物實驗時，經過解剖檢測，局部藥物濃度比其他藥物濃度高2～8倍。國外研究認為癌細胞有一層角質保護膜，妨礙藥物進入，DMSO具有對角質的溶解滲透能力，所以能提高療效。60年代北京協和醫院等 160個醫療單位進行臨床試用，并在本溪開設專題門診，積累了大量數據，實踐證明對神經性皮炎、牛皮癬、關節炎、滑囊炎、毛囊炎、類風濕、中耳炎、鼻炎、附件炎、牙疼、帶狀泡疹、痔瘡、扭傷、腰肌勞損、燒傷、外傷等等都具有療效。生產的骨友靈、腳氣藥、膚氫松軟膏等外用藥及各大醫院的外用制劑中已廣泛使用。中國科學院獸醫研究所用DMSO溶解“帕斯”治療馬傳貧和寄生蟲病。特別是在中藥萃取制劑中，提高了有用組分含量，提高了藥效。
在農藥、農肥中的應用
DMSO是農藥、農肥的溶劑、滲透劑和增效劑。國外報道用抗菌素溶入DMSO中治療果樹腐亂病、將殺蟲劑溶入DMSO中殺滅樹木及果實中的食心蟲，用0.5‰的溶液在大豆開花期噴灑，增產10%～15%，各種肥料水溶液中加5‰DMSO后更容易引起人身中毒。
國內在果樹霉菌病中已有應用。在對植物實驗中將非滲透藥物、染料配成DMSO水溶液，涂抹樹干，12h后發現枝葉、根莖果實都含有量或著色，再經過24h檢測結果消失。說明溶在DMSO中的藥物、色素可以滲透、流通，也能通過新陳代謝排出、這種特性顯示出DMSO在農業上的應用前景，有待于今后研究。
在染料中的應用
吉林染料廠在仁丹士林蘭生產中使用DMSO后使用生產能力、收率大幅度提高，四川染料廠仍在使用。據報道在印染中加入DMSO使染色均勻消除色差。
在涂料中的應用
DMSO做溶劑、助溶劑、防凍劑，在水乳漆中使用較多。由于DMSO對各種樹脂溶解性好，因而在某些漆中作為增溶劑。更重要的用途是作去漆劑。DMSO中加入堿或硝酸，可以除掉包括環氧樹脂在內的各種漆膜。
在防凍劑中的應用
純DMSO的冰點是18.45℃，含水40%的DMSO在-60℃不凍，而且DMSO與水、雪混合時放熱。這種性質使DMSO可作為汽車防凍液、剎車油、液壓液組分。乙二醇防凍液在超過-40℃低溫時已不適用。而且比DMSO沸點低，有毒，易生產氣阻。DMSO防凍液在北部嚴寒地區用于除冰劑，涂料、各種乳膠的防凍劑，汽油、航煤的防冰劑，骨髓、血液、 低溫保存的防凍劑等。
在氣體分離中的應用
在石油加工、化工尾氣回收、氣體分離中利用DMSO對芳烴、炔烴、硫化物、二氧化氮、二氧化硫的易溶物性，作為氣體分離溶劑。
在合成樹脂中的應用
在生產中DMSO作為聚砜樹脂的聚合反應溶劑。DMSO對許多天然樹脂、合成樹脂具有溶解性，對尼龍、滌綸、聚氯乙烯樹脂在中熱可以溶解。DMSO用于人造革加工，還可用作聚氨酯反應釜清洗劑，丙烯腈共聚反應溶劑。
在焦化副產中的應用
在蒽醌生產中，用于蒽精制。在蒽油中加入DMSO萃取精蒽，一次萃取含量可達到底98%以上，用不著水反萃取回收DMSO，工藝簡單。在萘精制中國外也有應用，在焦爐氣分離中用于回收有機硫化物。
國道用DMSO做金、鉑、鈮、鉭、錸和放射性元素的萃取添加劑，提高選擇性、溶解性和低溫晶析的防凍劑。
二甲亞砜在電子工業中應用
DMSO用于法拉級、超大容量電容器――液體雙電層電容器的電解質，電容器僅為微法拉容量，而這種電容器可達到1～100法拉。如：日本3～5V 10F、美國1.6V 100F電容器，用于太陽能供電系統作為能量貯存元件，電子計算機和機器人的信息保護電源和記憶元件。在電子元件、集成線路清洗中大量使用DMSO，它具有對有機物、無機物、聚合物一次清除的功能，而且無毒、無味，容易回收。
在有機合成中的應用
DMSO在化學反應中起到反應溶劑、反應試的雙重作用，對某些不能實現的反應在DMSO中能順利進行，對某些化學反具有加速、催化作用，提高收率，改革產品性能。
1、親核取代反應：DMSO為鹵代烷及磺酸酯親核離解溶劑，能生成加成物，反應速率比一般非質子溶劑快155倍，在烷基化反應中占有重要地位。
鹵代烷與無機氰化物反應制備腈，不易反應。在DMSO中反應速度快，收率高。亞硝酸鈉與鹵代烷或a―鹵代酯轉變為硝基物，也有類似效果。
Swarts反應不易制備芳烴氟化物，但在DMSO中氟化鉀與氯代芳烴等易起置換反應制得產率很高的氟交換。溴苯與叔丁醇鉀在DMSO中不用熱即生成苯叔丁醚。
2、消除反應：芐醇及脂肪族叔醇在DMSO中生成稀，磺酸酯及鹵代烷在DMSO中加熱生成烯。Cope消除反應在DMSO中室溫下能順利進行，且反應速度比在水中快105倍。
3、親電取代反應：在DMSO中一些飽和碳原子上親電取代反應能快速進行。如：烯醇鈉鹽在苯中用鹵代烷烷基化時，加入0.65mol/L濃度的DMSO，能使反應，在DMSO中比在二氧六環中快20倍。有機物中氫-重氫在堿催化下交換速率在DMSO中比在醇中高109倍。在DMSO使不對稱α―碳消旋速率比在叔丁醇中高106倍。
4、雙建重排：在DMSO中經叔丁醇鉀催化可產生雙鍵重排，反應能在低溫下均相進行。
5、其他反應：用DMSO 作為反應溶劑的研究報道很多。如：三乙胺與碘乙烷的季胺化、高級脂肪酸與甘油酯的酯交換，在醇鈉存在下非還原糖酯化、醇類氰乙基化、異氰酸苯酯與硫醇反應的催化作用等等，在DMSO中都具有加速效果。DMSO還可在酯縮合、高分子多聚物中作反應溶劑。如：Dicckmann反應、葡聚糖解聚、胰朊酶構象轉變、酰化等等。
總之DMSO在化學制備中開辟了一個新途徑，加快了化反應速度，提高了收率，制備出許多新物質，它不僅僅是溶劑，而且成為化學反應的一種新手段，在理論和實踐上都具有重要意義。
在水熱合成中的應用
在水熱合成過程中，可用來做溶劑，反應釜中DMSO在120℃以上會發生分解，產生有毒氣體，有頭暈癥狀，氣味非常難聞。使用時要注意防護，如果溫度超過120℃，開釜的時候應在通風櫥中進行，并帶防毒面具。
在細胞凍存中的應用
二甲亞砜是一種重要的滲透型細胞保護劑。在深低溫（零下200度）保存細胞時凍存過程中，為防止細胞內液冰晶形成、滲透壓改變、細胞結構紊亂等導致的損傷，有必要使用含有DMSO冷凍保護劑。DMSO能夠快速穿透細胞膜進入細胞中，降低冰點、延緩凍存過程，同時提高細胞內離子濃度，減少細胞內冰晶的形成，從而減少細胞損傷。深低溫時二甲亞砜的細胞毒性受到抑制。復蘇時動作要快，盡快洗掉二甲亞砜，否則會造成對細胞嚴重的毒性。二甲亞砜（DMSO）是最好的細胞凍存保護劑，但也是一種以細胞毒性很大的化學試驗劑。研究結果表明，培養液中DMSO濃度為10%時，細胞生長抑制率近100%；1‰濃度時抑制率為35%，即使是0.04‰的濃度，DMSO對細胞的生長也有不利的影響。
二甲亞砜在PCR中的應用
在PCR體系MIX中加5%的甘油或者5%的DMSO，可以增強特異性，抑制引物二聚體的形成。
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