Natriummethansulfinatist eine organische Verbindung. Es erscheint normalerweise als weißes bis grauweißes Pulver oder Kristall ohne besonderen Geruch. Bei hohen Temperaturen kann Natriummethansulfit eine leichte Sublimation zeigen. Beim Erhitzen auf etwa 120 Grad verliert Natriummethansulfit sein kristallines Wasser und zersetzt sich allmählich. Beispielsweise ist es reduzierbar und kann mit Wasserstoffperoxid in sauren oder neutralen wässrigen Lösungen reagieren, um Peroxymethansulfit zu erzeugen. Peroxymethansulfit ist sehr instabil und zerfällt schnell in Sulfationen, Wasser und Sauerstoff. Darüber hinaus kann Natriummethansulfonat auch eine Oxidations--Reduktionsreaktion mit hypochloriger Säure eingehen, wodurch Chlormethan, Sulfationen und Wasser entstehen. Die konjugierte Addition von Natriummethansulfonat mit Vinylheterocyclen wurde beschrieben. Untersuchte die Kreuzkupplungsreaktion zwischen Arylboronsäure und Natriummethansulfonat. Seine Reservelösung wird durch Zugabe von 1 Äquivalent Natriumhydroxid zu Methansulfonsäure und Verdünnung auf 4 M hergestellt. Halten Sie den Behälter verschlossen, lagern Sie ihn in einem geschlossenen Behälter, an einem kühlen und trockenen Ort, vermeiden Sie den Kontakt mit Oxiden und Feuchtigkeit, verwenden und lagern Sie ihn bestimmungsgemäß und ohne Zersetzung.
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Chemische Formel |
CH3NaO2S |
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Genaue Masse |
102 |
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Molekulargewicht |
102 |
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m/z |
102 (100.0%), 104 (4.5%), 103 (1.1%) |
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Elementaranalyse |
C, 11,77; H, 2,96; Na, 22,52; O, 31,35; S, 31.41 |
Natriummethansulfinatist ein anorganisches Salz mit unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungen. Es erscheint als weißer, kristalliner Feststoff, der in Wasser löslich ist und eine wässrige Lösung bildet. Diese Verbindung zeichnet sich durch das Vorhandensein einer Sulfinatgruppe (SO2-) aus, wobei eines der Sauerstoffatome im Sulfation (SO42-) durch ein Wasserstoffatom ersetzt wurde und diese Gruppe an ein Natriumkation (Na+) gebunden ist.
Hinsichtlich seiner Herstellung kann es durch verschiedene chemische Reaktionen synthetisiert werden, beispielsweise durch die Oxidation von Methanthiol (CH3SH) mit geeigneten Oxidationsmitteln unter kontrollierten Bedingungen. Aufgrund der möglichen Reaktivität der beteiligten Zwischenprodukte erfordert der Prozess eine sorgfältige Handhabung.
Diese Verbindung findet in verschiedenen Industrie- und Forschungsumgebungen Verwendung. Eine seiner Hauptanwendungen ist die Verwendung als Reduktionsmittel bei verschiedenen chemischen Reaktionen, insbesondere bei solchen, die sanfte und selektive Reduktionsbedingungen erfordern. Darüber hinaus wird es bei der Herstellung anderer Chemikalien eingesetzt und dient als Zwischenprodukt in Synthesewegen, die zu einer breiten Palette von Produkten führen.
Darüber hinaus ist es aufgrund seiner Fähigkeit, unter bestimmten Bedingungen stabile Radikale zu bilden, für Studien zur Radikalchemie und freien Radikalen wertvoll. Forscher nutzen seine einzigartigen Eigenschaften, um Reaktionsmechanismen, kinetische Studien und andere Aspekte radikal-vermittelter Prozesse zu untersuchen.
Insgesamt spielt es aufgrund seiner besonderen chemischen Struktur und Eigenschaften sowohl in praktischen industriellen Prozessen als auch in der fortgeschrittenen chemischen Forschung eine wichtige Rolle.
Organische Synthese
Es kann zur Synthese bestimmter spezifischer organischer Verbindungen verwendet werden. Beispielsweise kann es mit Aldehyden oder Ketonen reagieren, um entsprechende Methylsulfonylalkylether zu erzeugen, die wichtige Zwischenprodukte der organischen Synthese sind. Darüber hinaus kann es auch zur Synthese einiger biologisch aktiver Verbindungen verwendet werden.
Als Chelatbildner und Fällungsmittel
Besitzt die Fähigkeit, mit Metallionen stabile Chelate zu bilden, wodurch Metallionen aus wässrigen Lösungen extrahiert werden können. Chelatbildner erhöhen die Stabilität und Löslichkeit von Metallionen, indem sie mit Metallionen eine Ringstruktur bilden und dadurch die Trennung und Extraktion von Metallionen aus komplexen wässrigen Systemen erleichtern.
Kann auch als Fällungsmittel verwendet werden, um bestimmte spezifische Ionen oder Verbindungen auszufällen. Die Aufgabe des Fällungsmittels besteht darin, chemisch mit Ionen oder Verbindungen in der Lösung zu reagieren, um einen wasserunlöslichen Niederschlag zu erzeugen und so die Trennung und Reinigung der Ionen zu erreichen.
Im Bereich Landwirtschaft
Beispielsweise als Rohstoff oder Zusatzstoff für Pestizide, zur Vorbeugung von Krankheiten und Schädlingen oder zur Förderung des Pflanzenwachstums.
Umweltwissenschaften
Aufgrund seiner Reduzierbarkeit und anderer chemischer Eigenschaften hat Natriummethansulfit auch einen gewissen Anwendungswert im Bereich der Umweltwissenschaften. Beispielsweise können damit bestimmte Probleme der Umweltverschmutzung angegangen oder die Umwandlungs- und Abbaumechanismen bestimmter Stoffe in der Umwelt untersucht werden.
Forschungsexperiment-Fall
Das Hauptziel dieses Forschungsexperiments war die Etablierung einer Methode zur gleichzeitigen Bestimmung von Chlorid- (Cl-) und Sulfat- (SO42-)-Ionen inNatriummethansulfinatmittels Ionenchromatographie.
Materialien und Methoden
Probenvorbereitung
- Die Proben wurden mit bekannten Konzentrationen an Cl-- und SO42-Ionen hergestellt.
- Die Proben wurden unter kontrollierten Bedingungen hergestellt, um Genauigkeit und Reproduzierbarkeit sicherzustellen.
Instrumentierung
- Es wurde ein Ionenchromatographiesystem verwendet, das mit einem Suppressionsleitfähigkeitsdetektor ausgestattet war.
- Das System wurde mit Standardlösungen von Cl-- und SO42-Ionen kalibriert.
Chromatographische Bedingungen
- Geeignete chromatographische Bedingungen wie die Zusammensetzung der mobilen Phase, die Flussrate und die Säulentemperatur wurden optimiert, um die Trennung und den Nachweis von Cl-- und SO42-Ionen sicherzustellen.
Datenanalyse
- Die Peakflächen der Cl-- und SO42-Ionen wurden gemessen und mit der Kalibrierungskurve verglichen, um ihre Konzentrationen in den Proben zu bestimmen.
- Die Wiederfindungsraten und relativen Standardabweichungen (RSDs) wurden berechnet, um die Genauigkeit und Präzision der Methode zu beurteilen.
Ergebnisse
Kalibrierungskurve
- Die Kalibrierungskurve für Cl- war linear im Bereich von 0,2–25 mg/L mit einem Korrelationskoeffizienten (r) von 0,9999.
- Die Kalibrierungskurve für SO42- war linear im Bereich von 0,1–10 mg/L mit einem r von 0,9996.
Erholung und Präzision
- Die mittlere Rückgewinnung von Cl- betrug 102 % mit einem RSD von 0,36 %.
- Die mittlere Rückgewinnung von SO42- betrug 101 % mit einem RSD von 0,61 %.
Nachweisgrenzen
- Die Nachweisgrenzen für Cl- und SO42- lagen bei 0,011 mg/L bzw. 0,014 mg/L.
Das Forschungsexperiment etablierte erfolgreich eine Methode zur gleichzeitigen Bestimmung von Cl-- und SO42--Ionen inNatriummethansulfinatmittels Ionenchromatographie. Die Methode zeigte einen guten linearen Bereich, niedrige Nachweisgrenzen sowie eine hohe Genauigkeit und Präzision. Die aus dieser Studie gewonnenen Ergebnisse sind zuverlässig und können zur Qualitätskontrolle in der Produktion und Analyse verwendet werden.
Die entwickelte Methode hat potenzielle Anwendungen in verschiedenen Branchen, in denen sie eingesetzt wird, beispielsweise in der Pharma-, Farbstoff-, Polymer- und Lebensmittelindustrie. Durch die genaue Bestimmung der darin enthaltenen Konzentrationen von Cl-- und SO42--Ionen können Hersteller die Qualität und Konsistenz ihrer Produkte sicherstellen.
Zusammenfassend zeigte das Forschungsexperiment die Machbarkeit der Verwendung der Ionenchromatographie zur gleichzeitigen Bestimmung von Cl-- und SO42-Ionen. Die entwickelte Methode ist zuverlässig, genau und präzise und hat potenzielle Anwendungen in verschiedenen Branchen.
Natriummethansulfonat (CAS-Nummer 20277-69-4) ist ein wichtiges Zwischenprodukt der organischen Synthese, das in den Bereichen Medizin, Pestizide, Farbstoffe und funktionelle Materialien weit verbreitet ist. Die Kernsynthesemethode dreht sich um die Einführung und Umwandlung von Sulfonsäuregruppen, kombiniert mit industriellen Produktionsanforderungen und Laborforschungsfortschritten und bildet hauptsächlich die folgenden drei technischen Wege:
Natriummetabisulfit-Methode: Kostenoptimierung und Prozessinnovation
Die Natriummetabisulfit-Methode ist derzeit das gängige Verfahren in der industriellen Produktion, bei dem Methansulfonylchlorid und Natriummetabisulfit als Rohstoffe verwendet werden, um Sulfonsäuregruppen durch nukleophile Substitutionsreaktionen effizient einzuführen. Der spezifische Prozess ist wie folgt:
In einen mit Stickstoff geschützten Vierhalskolben 326 Gramm 35 % (Massenanteil) Natriummetabisulfitlösung geben, umrühren und auf 60–65 Grad erhitzen. Natriummetabisulfit zersetzt sich bei dieser Temperatur und erzeugt Bisulfit-Ionen, die aktive Zentren für nachfolgende Reaktionen bereitstellen.
Geben Sie langsam tropfenweise 90,6 Gramm Methansulfonylchlorid hinzu und halten Sie einen leichten Rückfluss der Reaktionslösung aufrecht. Während des Reaktionsprozesses greifen Bisulfit-Ionen das Schwefelatom von Methansulfonylchlorid an, was zu einer nukleophilen Substitutionsreaktion und der Bildung von Sulfonsäuresalzen führt. Durch die Verwendung von Natriumhydroxidlösung zur Echtzeiteinstellung des pH-Werts im Bereich von 8–9 wird nicht nur eine übermäßige Oxidation von Bisulfit-Ionen zu Sulfationen verhindert, sondern auch die Hydrolyse von Methansulfonylchlorid zur Bildung von Methansulfonsäure vermieden.
Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, fügen Sie 50 % (Massenanteil) Calciumchloridlösung hinzu, um das erzeugte Calciumsulfat-Calciumsulfit vollständig auszufällen. Nach der Filtration wird eine farblose und transparente Sulfonierungslösung erhalten, die dann unter Vakuumdehydrierung konzentriert wird, bis weiße Kristalle ausfallen. Nach dem Abkühlen wurde wasserfreies Ethanol zugegeben und Natriumchlorid durch Löslichkeitsunterschied abgetrennt. Schließlich wurde durch Umkristallisation und Trocknung hochreines Natriummethansulfonat erhalten.
Technische Vorteile:
Kosteneffizienz:
Die Kosten für Natriummetabisulfit sind mit denen für Natriumsulfit vergleichbar, aber 1 Mol Natriummetabisulfit kann 2 Mol Hydrogensulfit-Ionen liefern, was die Rohstoffausnutzung um 50 % erhöht;
Löslichkeitsoptimierung:
Die Löslichkeit von Natriummetabisulfit ist doppelt so hoch wie die von Natriumbisulfit, wodurch die Menge an Lösungsmittelwasser reduziert und die Produktionskapazität der Ausrüstung um mehr als 30 % erhöht wird.
Prozessvereinfachung:
Weglassen der mehrstufigen Neutralisierungs- und Konzentrationsschritte bei herkömmlichen Methoden, um den Produktionszyklus zu verkürzen.
Anwendungsfälle:
Ein bestimmtes Chemieunternehmen hat dieses Verfahren übernommen, um eine jährliche Produktion von 500 Tonnen Natriummethansulfonat zu erreichen, mit einer Produktreinheit von 99,2 % und einer umfassenden Kostenreduzierung von 18 % im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren. Es wird häufig bei der Synthese von Zoxamid (einem Antiepileptikum) und Disperse Orange 29 (einem Farbstoffzwischenprodukt) verwendet.
Natriumsulfit-Direktmethode: Erkundung der Verbesserung des klassischen Verfahrens
Bei der Natriumsulfit-Direktmethode werden Natriumsulfit und Methansulfonylchlorid als Rohstoffe verwendet, um Natriummethansulfit über einen nukleophilen Substitutionsmechanismus zu synthetisieren. Das Verfahren ähnelt der Natriummetabisulfit-Methode, die Reaktionsbedingungen müssen jedoch optimiert werden, um den Engpass der geringen Löslichkeit von Natriumsulfit zu überwinden.
Unter Verwendung eines gemischten Lösungsmittels aus Wasser und Ethanol (Volumenverhältnis 3:1) wurde die Löslichkeit von Natriumsulfit auf 15 % (Massenanteil) erhöht, was dreimal höher ist als die eines reinen Wassersystems. Die Reaktionstemperatur wird auf 70–75 Grad kontrolliert, um die Kollisionsfrequenz zwischen Sulfitionen und Methansulfonylchlorid zu fördern.
Teilen Sie Methansulfonylchlorid in drei Chargen auf und geben Sie diese tropfenweise in einem Abstand von 15 Minuten zwischen den einzelnen Chargen hinzu, um Nebenreaktionen durch übermäßige lokale Konzentration zu vermeiden. Der Endpunkt der Reaktion wird durch Gaschromatographie überwacht, um eine Umwandlungsrate von mehr als oder gleich 98 % für restliches Methansulfonylchlorid sicherzustellen.
Einführung der ultraschallunterstützten Kristallisationstechnologie, bei der 20-kHz-Ultraschallwellen in der konzentrierten Lösung angewendet werden, um die Kristallpartikelgrößenverteilung gleichmäßiger zu machen (D50=45 μm) und die Filtrationszeit um 40 % zu reduzieren.
Technische Herausforderungen:
Kosten für die Lösungsmittelrückgewinnung:
Ethanol muss durch Destillation zurückgewonnen werden, wobei der Energieverbrauch 12 % der Produktionskosten ausmacht;
Durch Produktkontrolle:
Bei hohen Temperaturen entsteht leicht Methansulfonsäure (Ausbeute kleiner oder gleich 2 %), die durch Echtzeit-pH-Regulierung unterdrückt werden muss.
Anwendbare Szenarien:
Geeignet für Laborvorbereitungen in kleinem Maßstab oder für hochwertige Produkte, die empfindlich auf Verunreinigungen reagieren (z. B. Natriummethansulfonat in pharmazeutischer Qualität, Reinheit größer oder gleich 99,5 %).
Redox-Methode: Ein neuer Weg in der grünen Chemie
Die Oxidations-{0}}Reduktionsmethode reguliert den Wertigkeitszustand von Schwefelelementen durch Oxidations- oder Reduktionsreaktionen und bietet so eine umweltfreundliche Alternative für die Synthese vonNatriummethansulfinat.
Unter Verwendung von Methylmercaptan (CH3SH) als Rohmaterial reagiert es mit Sauerstoff unter der Wirkung eines Katalysators (z. B. Oxid auf Vanadiumbasis) und erzeugt Natriummethansulfonat. Die Reaktionsbedingungen betragen 120 Grad und 2,5 MPa, mit einer Selektivität von 92 %. Die Rohstoffe für diesen Weg sind leicht verfügbar (Methylmercaptan ist ein Nebenprodukt der Petrochemie), aber das Problem der Katalysatordesaktivierung muss angegangen werden (Lebensdauer höchstens 500 Stunden).
Dimethyldisulfid ((CH3)2S2) wurde bei 80 Grad und 1,5 MPa unter Einwirkung von Wasserstoff und Palladium-Kohlenstoff-Katalysator selektiv reduziert, um Natriummethansulfonat mit einer Ausbeute von 85 % zu erzeugen. Diese Route weist eine hohe atomare Ausnutzungsrate (100 %) auf, es bestehen jedoch Sicherheitsrisiken im Zusammenhang mit dem Transport und der Speicherung von Wasserstoff.
Technologische Perspektiven:
Die Oxidations-{0}}Reduktionsmethode entspricht den Prinzipien der grünen Chemie (Atomökonomie größer oder gleich 90 %), ihre industrielle Anwendung ist jedoch immer noch durch die Katalysatorkosten (Preis für Katalysator auf Vanadiumbasis größer oder gleich 5000 Yuan/kg) und raue Reaktionsbedingungen begrenzt. Mit der Entwicklung von Nanokatalysatoren und der kontinuierlichen Durchflussreaktortechnologie wird erwartet, dass dieser Weg noch vor 2030 eine Produktion im großen Maßstab erreichen wird.
FAQ
Wofür wird Natriumhydroxymethansulfinat verwendet?
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Es wird Natriumhydroxymethansulfinat verwendetals Reagens bei der Synthese organischer Verbindungen, als Katalysator bei chemischen Reaktionen und als Konservierungs- und Bleichmittel. Natriumhydroxymethansulfinat wird auch bei der Herstellung von Lebensmitteln und Getränken sowie in der Pharmaindustrie eingesetzt.
Was ist das Natriumsalz der Methansulfonsäure?
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Natriummethansulfonat| CH3NaO3S|CID 638112 - PubChem.
Ist Natriumcumolsulfonat sicher?
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Die Wirksamkeit dieser Chemikalie wurde nachgewiesengeringe Bedenken bei Reinigungsmittelnbasierend auf experimentellen und modellierten Daten, die von der EPA bewertet wurden.
Was ist ein anderer Name für Natriumheptansulfonat?
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Synonyme:1-HeptansulfonsäureNatriumsalz. Heptylsulfonsäure-Natriumsalz.
Beliebte label: Natriummethansulfinat CAS 20277-69-4, Lieferanten, Hersteller, Fabrik, Großhandel, Kauf, Preis, Bulk, zu verkaufen