CN1202484A - 二甲亚砜(dmso)的纯化方法 - Google Patents

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Abstract

为了纯化二甲亚砜(DMSO),让DMSO与多种阳离子交换树脂接触,其中至少一种是SO3H或－SO3NH4型磺酸型树脂,另外一种或多种树脂可以是螯合型树脂。这种得到的DMSO的铁阳离子含量低于1ppb,而钠阳离子含量低于2ppb。

Description

二甲亚砜(DMSO)的纯化方法
本发明涉及一种二甲亚砜(DMSO)的纯化方法以及如此纯化的DMSO。
目前市场上可购到的DMSO是一种纯度已经很高的产品。其市售产品规格一般是：
纯度：         ≥99.7％，色谱法测定
酸度：         ≤0.04毫克KOH/克，电位法测定
结晶点：       ≤18.1℃
外观：         ≤透明
水含量：       ≤0.15％
颜色(APHA)：   ≤10
FR2 014 385描述了使用离子交换剂制备纯DMSO的方法。在该专利的两个实施例中，使用了Amberlite IR-A 400或MerckIII型强碱性树脂，处理二甲硫醚/DMSO/10％硫酸三元混合物。事实上，在该已知方法中，该纯化方法似乎主要采用分馏预先用阴离子交换剂处理的DMSO含水溶液。
现在分析了多个不同来源的市售DMSO试样中的微量金属。这些分析结果列于表1。
采用ICP(等离子体原子火矩发射光谱，Perkin Elmer仪器，Optima 3000型)测定了钠、铁、钾、钙、铬、铜、镍和锌的浓度，其浓度用ppb(1ppb＝十亿分之一＝1微克/公斤)表示。
表1中列出的金属元素表不是这些试样中的全部金属元素。
                             表1
试样 金属阳离子
钠 铁 钾 钙 铬 铜 镍 锌
1 40 13 60 20 2 10 8 10
2 39 60 3 13 13 ＜2 18 3
3 30 40 3 20 12 ＜2 15 3
4 30 40 3 14 13 ＜2 15 3
5 30 ＜1 20 25 ＜2 ＜2 ＜3 ＜3
6 70 90 65 55 15 2 25 60
测定限 2 1 3 2 2 2 3 3
对于某些应用，例如像电子或药物方面的应用，上述分析的DMSO含有很多金属杂质。一般地，对于上述两种技术领域中的大多数应用来说，所含的每种金属杂质、碱金属和碱土金属杂质在10ppb以下的DMSO是必需的。
本发明的目的是寻找一种纯度已经很高的市售DMSO的纯化方法，而这种市售DMSO还不能满足某些应用。
采用树脂的离子交换是一种含水介质使用非常多的技术，尤其能够得到去离子水。Alan M.Phipps，在Anal.Chem.40(12)第1769-1773页(1968)中已经实施过在低水含量的液体DMSO介质中的阴离子交换，其目的是测定在接近热力学平衡的试验条件下固定在树脂上的阴离子的量。
现在，本发明的目的是一种降低金属阳离子、碱金属和碱土金属离子含量纯化二甲亚砜的方法，其特征在于该方法主要是让待纯化的DMSO与至少两种阳离子交换树脂进行接触，其中至少一种是磺酸型树脂，另外一种(其他多种)可以是螯合型树脂。
有利地，处理低水含量的DMSO，以总重量计，水含量优选地低于或等于O.15％(重量)。
根据本发明，所有阳离子Mn+(n是1-4)被保留，并被来自所使用的酸型或铵型树脂的质子H+或阳离子NH4 +交换。
将例如具有氨基膦酸基团或亚胺基二乙酸基团的螯合型树脂，即交换铁和多电荷金属(Mn+，n＝2、3和4)有效的树脂，和磺酸型树脂，即交换钠和单电荷离子有效的树脂，结合使用可以达到非常有效的纯化几乎无水的DMSO。
优选地，使用的阳离子树脂是以苯乙烯-二乙烯苯共聚物为主要成分的。事实上，这些树脂的骨架耐化学作用，特别是它们不溶于DMSO中。
待纯化的DMSO与树脂是在温度18.45℃(DMSO熔点)至120℃(树脂热稳定性极限温度)下进行接触的。该温度有利地是19-80℃，优选地是20-50℃。
可以让待纯化的DMSO与不同树脂的混合物进行接触，或者与不同树脂中的每种树脂相继进行接触。
这种操作可以在本技术领域的技术人员熟知的条件与设备中连续或间断地进行。可以采用任何已知的合适方法，具体如过滤、渗滤或离心方法将已纯化的DMSO与树脂分离。
为了确定采用本发明的方法进行纯化能够得到的DMSO的质量，铁和钠作为金属阳离子、碱金属和碱土金属阳离子总含量的示踪元素和指示剂被保留。
这种已纯化的DMSO，其特征在于它的铁阳离子含量低于或等于1ppb，钠阳离子含量低于或等于2ppb，分别是等离子体原子火矩发射光谱分析方法的测定限。
通过下述试验部分描述的本发明实施例可更好地理解本发明。
试验部分
1.分析方法
分析DMSO中的微量金属使用了ICP(等离子体原子火矩发射光谱法)：将试样加到等离子体火矩中，激发试样中的不同元素，并发射具有这种元素特征能量的光子，因为这种能量由所研究元素的电子结构决定。一般使用Perkin Elmer仪器(Optima 3000DV型)。
II.方法
原理：微量金属呈Mn+状。让DMSO通过两种阳离子交换树脂，这些树脂本身呈H+型，由n.H+取代溶液中的Mn+离子。
III试验：
原理：为简化分析起见，选择钠和铁作为示踪剂代表DMSO中的全部金属杂质。
钠代表大气和偶然污染(灰尘、环境)，而铁代表颗粒来自工艺过程的污染(不锈钢设备)。
让掺杂1000ppb铁和1000ppb钠的DMSO在25℃与两种H+型阳离子交换树脂接触(每100克DMSO为2克每种树脂)。在与螯合型树脂第一次阳离子交换之后，用孔隙度为70微米的聚乙烯烧结过滤器过滤将DMSO与固体分离，然后与磺酸型树脂接触。在每个步骤中随着时间推移而抽取DMSO试样，以便测定铁和钠的浓度随时间的改变。
作为磺酸型树脂，可使用由Rohm & Haas公司销售的Amberlyst35树脂，而作为螯合树脂，可使用Purolite公司的S 940氨基膦酸树脂。这些树脂以下述方式预先处理以得到H+型树脂：让540毫升5％HCl以不变的流量和如操作时间30-45分钟通过90毫升树脂。在用去离子水冲洗直到排出的水呈中性之后，将这种树脂在甲醇中制成悬浮液进行干燥，再在旋转蒸发器中真空下(90℃，2000帕)蒸发直到重量测定结果不变。表2汇集了第一次和第二次交换时铁和钠的含量随时间的变化。
                          表2
时间(分) Fe(ppb) Na(ppb)
Purolite940树脂 0306090120 139064＜1＜1＜1 13301120960880800
AmberlystA35树脂 53060120 ＜1＜1＜1＜1 ＜2＜2＜2＜2

Claims (6)

1、为降低二甲亚砜中金属阳离子、碱金属和碱土金属阳离子含量的二甲亚砜(DMSO)纯化方法，其特征在于该方法主要是让待纯化的DMSO与至少两种阳离子交换树脂进行接触，其中一种至少是磺酸型树脂，而另一种(其他多种)可以是螯合型的树脂，这些树脂以酸或铵型使用。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于处理低水含量的DMSO，以总重量计，该水含量优选地低于或等于0.15％(重量)。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于每种树脂都是以苯乙烯-二乙烯苯共聚物为主要成分的。
4、根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其特征在于待纯化的DMSO与交换树脂是在温度19-80℃下进行接触的。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于该温度是20-50℃。
6、根据权利要求1-5中任一权利要求所述方法能够得到的DMSO，其特征在于它的Fe阳离子含量低于或等于1ppb，Na阳离子含量低于或等于2ppb，即分别是等离子体原子火矩发射光谱分析方法的测定限。
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