Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА - Патент РФ 2139856
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к химии сероорганических соединений, а именно к разработке способа утилизации бис (2-хлор-этил) сульфида - иприта. Способ заключается в обработке иприта водным раствором щелочи в среде гидрофильного растворителя - диметилсульфоксида. Взаимодействие проводят при перемешивании и нагревании в системе, снабженной обратным холодильником. В интервале температур 85-110oС реакция протекает очень энергично и при оптимальном соотношении щелочь : : иприт : вода = 1 : 0,5 : (2-3) заканчивается через 15-20 мин с выделением солевого осадка. Способ отличается высоким уровнем конверсии, высокими скоростью и избирательностью процесса, небольшим объемом дезактивирующих веществ и промышленной их доступностью. 1 з.п. ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139856
Класс(ы) патента: C07C323/03, C07C319/20
Номер заявки: 98105850/04
Дата подачи заявки: 31.03.1998
Дата публикации: 20.10.1999
Заявитель(и): Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского научного центра РАН; Министерство экономики Российской Федерации Государственный институт технологии органического синтеза с опытным заводом
Автор(ы): Кибардин А.М.; Лукашенко С.С.; Усольцева А.А.; Мосин И.П.; Коновалов А.И.; Тугушов В.И.; Марченков Ю.А.; Сологубова Л.И.; Шангараев Н.Г.
Патентообладатель(и): Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского научного центра РАН; Министерство экономики Российской Федерации Государственный институт технологии органического синтеза с опытным заводом
Описание изобретения: Изобретение относится к химии сероорганических соединений, а именно, к разработке способа утилизации бис(2-хлорэтил)сульфида - иприта.
К наиболее активно разрабатываемым направлениям дезактивации иприта относится:
- окисление бис(2-хлорэтил)сульфида до сульфоксидов [RU, 2034833 (1-3) C 07 C 317/04. Заявл. 09.03.93 Опубл. 10.05.95. Бюл. N 13. Пат. 2039039. МКИ 6 C 07 C 319/20. Заявл. 03.08.93. Опубл. 9.07.95 г. Бюлл. N 19. РЖХим., 6H 53п (1996)].
- гидролиз иприта с образованием, в зависимости от условий гидролиза - Гидрокси [Ю.В.Поконова. Галоидсульфиды. г. Ленинград. 1977 г. С. 148-149.], алкокси [Davies J.S.H., Oxford A.E.J. Chem. Soc. 1931 N 1, с. 224-236] производных или продуктов дегидрохлорирования [Ю.В.Поконова. Галоидсульфиды. г. Ленинград. 1977 г. С. 148-149].
К недостаткам процессов окисления следует отнести "небезопасность" метода при использовании перекисных соединений, а также возможность более глубокого протекания процессов окисления сульфоксида до сульфона [Menger F.M., Elrington A.R. //J.Am. Chem. Soc, 1990. v. 112, N 22, p. 8201-8203], являющегося также раздражителем, хотя и менее опасна, чем сам иприт.
Следует отметить возможность использования в качестве окислителя диметилсульфоксида [Hsu-Fu-Lian J. Org. Chem. 1990, v. 55, p. 4153-4155], однако, данный процесс окисления длителен во времени (25o, 30 дней) при конверсии исходного сульфида порядка 30%. Детоксикация иприта, как известно, затрудняется его малой растворимостью в воде. Ускорение процессов в водных средах достигается увеличением щелочности среды [И.А. Умяров, Б.А. Кузнецов и др. Рос.хим. журнал. 1993, т. 37, N 3, с. 25-29] или использованием водно-спиртовых щелочных растворов [Ю.В. Поконова. Галоидсульфиды. г. Ленинград. 1977 г. С. 148-149. Davies J.S.Н., Oxford A.E.J. Chem.Soc. 1931, N 1, С. 224-236]. Определенный интерес данные методы представляют в плане возможности получения на основе иприта дивинилсульфидов - полупродуктов для синтеза новых мономеров и биологически активных соединений [Трофимов Б.А., Амосова С. В. Дивинилсульфид и его производные. г. Новосибирск, изд. Наука, 1983, с. 204].
Прототипом изобретения является метод детоксикации иприта в условиях межфазного катализа [Щербаков Л.Ф., Шантроха А.В., Гормай В.В. и др. В сб. Экологические проблемы уничтожения химического оружия. Тезисы докл. науч.-тех. конфер. (10-11 июня 1993 г.), Вольск, 1993 г., с. 13-14.], заключающийся в обработке иприта водным раствором щелочи в среде гидрофобного растворителя с участием катализаторов межфазного переноса.
Процесс проводят при 40-60oC при перемешивании посредством вибрации. Детоксикация, в зависимости от соотношения - щелочь:иприт:катализатор, заканчивается через 5-30 минут.
Недостатком прототипа является то, что при указываемой авторами высокой степени конверсии иприта (99,999%) основным продуктом реакции (46,11% является 2-хлорэтилвинилсульфид - продукт полупревращения иприта, и необходимость использования катализаторов межфазного переноса.
Цель изобретения - разработка эффективной технологии переработки иприта в безопасные конечные продукты.
Цель достигается обработкой иприта водным раствором щелочи (KOH, NaOH) в среде гидрофильного растворителя, диметилсульфоксида, при мольном соотношении исходных продуктов - щелочь:иприт:вода = 1:0,5:(2-3).
Реакцию проводят при 85-110oC в течение 10-20 минут, в зависимости от типа используемой щелочи, с последующим отделением образовавщегося солевого осадка от органической части, которую подвергают масс-спектрометрическому анализу. При поддержании температуры ниже указанного диапазона снижается скорость реакции, а превышение целесообразно из-за возможности превращения диметилсульфоксида. Нижнее значение мольного содержания воды в системе гарантирует растворимость используемой в реакции щелочи и облегчает тем самым взаимодействие щелочь-иприт. Увеличение количества воды выше 3 молей в данном соотношении снижает скорость реакции. По данным масс-спектрометрического анализа (прибор фирмы Finnigan - MAT-212) данный метод гарантирует высокую степень конверсии иприта - 99,999%, а органическим продуктом реакции является дивинилсульфид, что свидетельствует в пользу протекания реакции по типу дегидрохлорирования:
[ClCH2CH2]2S+2MOH = [CH2=CH]2S+2MCl+2H2O
M = K, Na
Предложенный способ дезактивации иприта обладает следующими достоинствами:
- обеспечивает максимально высокую степень конверсии исходного сульфида,
- отличается высокой скоростью превращения иприта,
- обеспечивает высокую избирательность процесса,
- позволяет провести дезактивацию иприта относительно небольшим количеством реагентов,
- предусматривает использование крупнотонажно-производимого сырья.
Пример 1.
В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, помещают смесь растворов 1.26 г (1,2 кр. избытка расчетного) KOH в 0,68 г воды и 1,4888 г иприта в 5 мл ДМСО (мольное соотношение компонентов - KOH:иприт:вода - 1:0.5:2). Реакцию проводят при перемешивании и температуре 85-110oC в течение 10 минут. После охлаждения смеси отделяют выпавший солевой осадок, который промывают 7 мл ДМСО. Масс-спектрометрический анализ органической части свидетельствует, что конверсия иприта составляет 99,999%, а основным органическим продуктом реакции является дивинилсульфид.
Пример 2.
Аналогично примеру 1 проводят взаимодействие 1,26 г (1.2 кратный избыток от расчетного) NaOH, растворенной в 1,1 г воды в среде 5 мл диметилсульфоксида (ДМСО), с 2.0874 г иприта (мольное соотношение компонентов: NaOH:иприт: вода = 1:0,5:2.32). Реакцию осуществляют в течение 20 минут. Конверсия иприта 99,999%, органический продукт реакции - дивинилсульфид.
Пример 3.
Аналогично примеру 1 проводят взаимодействие 1,575 г (1,5 кратн. избыток от расчетного) KOH, растворенного в 1,0 г воды, в среде 5 мл ДМСО с 1,4888 г иприта (соотношение компонентов - KOH:иприт:вода = 1:0,5:3). Реакцию осуществляют в течение 10 минут. Конверсия иприта 99,999%, органический продукт реакции - дивинилсульфид.
Строение продуктов реакции установлено методом масс-спектрометрии. В органической части обнаружены интенсивные пики ионов m/z 86 и 78, что относится к молекулярным ионам (M+) молекул дивинилсульфида (CH2=CH)2S и диметилсульфоксида (CH3)2SO соответственно.
Для количественной оценки остаточного содержания иприта в органической части был использован стандартный p-p иприта в диметилсульфоксиде (1·10-5 г/мл); в качестве аналитического пика использовался пик с m/z - 158 иона (M+) молекулы иприта (ClCH2CH2)2S. По результатам анализа конверсия иприта в исследуемой реакции составляет 99,999%.
Формула изобретения: 1. Способ утилизации иприта путем обработки его водным раствором щелочи в среде растворителя, отличающийся тем, что в качестве растворителя используют гидрофильный растворитель и процесс ведут при 85-110oC в течение 10-20 мин при мольном соотношении компонентов - щелочь: иприт: вода = 1:0,5 : (2-3).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного растворителя используют диметилсульфоксид.