ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ДИМЕТИЛСУЛЬФОНА

DOI: 10.6060/tcct.20165912.5345

Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2016. Т. 59. Вып. 12. С. 100-106

В последнее время метансульфокислота (МСК)
все более широко используется в различных областях электрохимических
производств, таких как гальваника, электрорафинирование и электроосаждение
металлов и др. В связи с этим разработка новых методов синтеза МСК из
сероорганических соединений является на сегодня актуальной задачей. В настоящей
работе изучен электрохимический синтез метансульфокислоты из водных растворов
диметилсульфона (ДМС). Методом циклической вольтамперометрии исследовано
электрохимическое поведение ДМС в кислой среде на гладком платиновом электроде
в широкой области анодных потенциалов. Показано, что электроокисление ДМС
происходит в области высоких анодных потенциалов 1,8 – 2,15 В. В пределах
концентраций ДМС 0,05 – 0,15 М и плотностей анодного тока 0,01 – 0,03 А/см2
основным продуктом окисления является МСК. Установлено также, что с увеличением
концентрации ДМС происходит существенное подавление процесса выделения
кислорода. При концентрации ДМС более 0,2 М выход МСК падает, что связано с
изменением механизма электроокисления ДМС. Методами КР и ИК-спектрометрии
установлено, что в результате электрохимического окисления водных растворов ДМС
при концентрации более 0,2 М на гладком платиновом электроде в анодном
отделении электролизера образуется два устойчивых продукта – метансульфокислота
и диметилдисульфон (ДМДС). На выход того или инного конечного продукта
оказывает влияние концентрация исходного ДМС. Показано, что закономерное
изменение выходов продуктов препаративного электросинтеза МСК и ДМДС связано с
увеличением концентрации водных растворов диметилсульфона и плотностей анодного
тока. На основании данных вольтамперометрических измерений и анализа продуктов
препаративного электросинтеза предложен механизм электроокисления
диметилсульфона в кислой среде на гладком платиновом электроде с образованием
МСК и ДМДС. Показано, что ДМДС при комнатной температуре легко можно выделить
из водного раствора анолита в кислой среде в виде кристаллического вещества.
Также установлено, что при нагревании до 80–85 °С раствор анолита,
содержащий ДМДС, разлагается на метансульфо- и метансульфиновую кислоты.
Метансульфиновая кислота является неустойчивой кислотой, легко окисляемой
кислородом воздуха, что дает возможность при электросинтезе получать МСК с
высоким количественным выходом. Таким образом, конечным продуктом в результате
электроокисления диметилсульфона в кислой среде на гадкой платине является
метансульфокислота с количественным выходом.

Ключевые слова: диметилсульфон,
диметилдисульфон, метансульфиновая кислота, метансульфокислота, потенциал,
платиновый микроэлектрод, радикал, электроокисление, электросинтез

 

2016, Т. 59, № 12, Стр. 100-106