Русская Википедия:Диметилсульфоксид
Шаблон:Смотри также Шаблон:Вещество
Диметилсульфоксид (ДМСО) — химическое вещество с формулой (CH3)2SO. Бесцветная жидкость без запаха со специфическим сладковатым вкусом (недостаточно чистый продукт имеет характерный запах диметилсульфида). Важный биполярный апротонный растворитель. Находит широкое применение в различных областях химии, а также в качестве лекарственного средства.
История изучения
Впервые был синтезирован в 1866 году российским химиком Александром Зайцевым путём окисления диметилсульфида азотной кислотой. В течение нескольких последующих десятилетий исследования свойств этого соединения не имело систематического характера. Но активно использовался во время первой мировой войны в госпиталях русской армии при лечении травм, переломов, ранений. Нетоксичность и некумулятивность в организме хорошо этому способствовали.
Интерес к диметилсульфоксиду на Западе сильно возрос после того, как в 1958 году была открыта его уникальная растворяющая способность. В 1960 году было начато промышленное производство диметилсульфоксида. После этого количество публикаций, посвящённых изучению свойств ДМСО, резко увеличилось.
Получение
Основным способом получения ДМСО является окисление диметилсульфида. В промышленности этот процесс проводят с использованием азотной кислоты. ДМСО является побочным продуктом целлюлозно-бумажной промышленности. Годовое производство ДМСО измеряется десятками тысяч тонн.
В лабораторных условиях для мягкого и селективного окисления диметилсульфида может быть использован периодат калия в системе органический растворитель — вода. Однако лабораторные способы получения ДМСО не имеют практической значимости. Это обусловлено неудобствами работы с диметилсульфидом, а также низкой коммерческой стоимостью готового растворителя.
Физические и химические свойства
При смешивании с водой происходит заметное разогревание. Оптически прозрачен до ~260 нм. Реагирует с иодистым метилом, образуя ион сульфоксония, способный к взаимодействию с гидридом натрия.
Применение
Применение в качестве растворителя
ДМСО является важным биполярным апротонным растворителем. Он менее токсичен, чем другие представители этой группы, такие как диметилформамид, диметилацетамид, ГМФТА, и другие. Благодаря своей сильной растворяющей способности, ДМСО часто используется как растворитель в химических реакциях с участием неорганических солей, в частности в реакциях нуклеофильного замещения. Кислотные свойства ДМСО выражены слабо, поэтому он стал важным растворителем в химии карбанионов. В ДМСО были измерены значения неводных pKa для сотен органических соединений[1].
Из-за высокой температуры кипения ДМСО крайне медленно испаряется при нормальном атмосферном давлении. Это делает его очень удобным растворителем для проведения реакций при нагревании. В то же время довольно высокая температура плавления ограничивает его применение в области низких температур. После проведения реакции в растворе ДМСО, реакционные смеси чаще всего разбавляют водой для осаждения органических веществ.
Дейтерированная форма ДМСО, известная также как ДМСО-d6, является удобным растворителем для ЯМР-спектроскопии, благодаря высокой растворяющей способности для широкого круга веществ, простоте своего собственного спектра, а также своей стабильности в области высоких температур. Недостатком ДМСО-d6 как растворителя для ЯМР спектроскопии является его высокая вязкость, которая уширяет сигналы в спектре, и высокая температура кипения, которая создаёт трудности для обратного выделения вещества после анализа. Часто ДМСО-d6 смешивают с CDCl3 или CD2Cl2 для снижения вязкости и температуры плавления.
ДМСО находит все больше способов применения в производстве микроэлектроники[2].
ДМСО как средство для устранения пятен краски является более эффективным и безопасным, чем бензин или дихлорметан.
Наряду с нитрометаном ДМСО также является средством, удаляющим «супер-клей» (затвердевший, но ещё свежий) и не застывшую монтажную пену. По всей видимости, ДМСО реагирует только с внешними молекулами супер-клея, образуя при этом барьер от проникновения ДМСО вглубь (Только так можно объяснить крайне долгое удаление супер-клея, эффективное при этом только при длительном трении поверхности супер-клея смоченной ДМСО тканью. Эффекта более глубокого проникновения при обильном смачивании ДМСО не наблюдается). Работать рекомендуется в резиновых перчатках (при контакте с ДМСО кожа на пальцах морщится как от долгого контакта с водой).
Примечательны свойства растворения ДМСО отложений из моторного масла (шламы, лаки, нагар) во внутренностях двигателей внутреннего сгорания при введении в масло и непосредственно в камеру сгорания, причём эффективность промывки такова, что в ряде случаев достигается освобождение залёгших поршневых колец и очистка маслодренажных отверстий в поршнях, однако возможно растворение лакокрасочных покрытий деталей двигателя, с последующим попаданием хлопьев покрытия в масляные магистрали.
Применение в биологии
ДМСО используется в ПЦР для ингибирования спаривания исходных молекул ДНК. Перед началом реакции он добавляется к ПЦР-смеси и взаимодействует с комплементарными участками ДНК, препятствуя их спариванию и уменьшая количество побочных процессов[3].
Также ДМСО используется как криопротектор. Он добавляется в клеточную среду для предотвращения повреждения клеток при их заморозке[4]. Примерно 10 % ДМСО может быть использован для безопасного охлаждения клеток, а также для хранения их при температуре жидкого азота.
Применение в медицине
Шаблон:Main Применяется в качестве криопротектора в трансплантологии.
В качестве лекарственного средства очищенный диметилсульфоксид применяется в виде водных растворов (10-50 %), как местное противовоспалительное и обезболивающее средство, а также в составе мазей — для увеличения трансдермального переноса действующих веществ, поскольку за несколько секунд проникает через кожу и переносит другие вещества. Торговое название препарата — «Димексид».
Применение в военном деле
Из-за способности резко усиливать трансдермальный перенос диметилсульфоксид рассматривался как компонент химического оружия. Ставилась цель путём смешивания ОВ (особенно обладающих выраженным кожно-резорбтивным действием) и диметилсульфоксида добиться высокой скорости проникновения ОВ в организм. Так, одна капля вещества VX, смешанного с диметилсульфоксидом (то есть, меньшая доза), вызывает гибель подопытного животного вдвое быстрее, чем такая же капля чистого ОВ.[5] (В детективе Дика Френсиса «Предварительный заезд» описывается рецептура ядовитого состава, проникающего через кожу, одним из компонентов которого является диметилсульфоксид.) Добавление 10 % ДМСО к иприту вдвое увеличивает глубину ипритного поражения кожи.
Очистка
Помимо примеси воды в диметилсульфоксиде могут содержаться также диметилсульфид и сульфоны. От этих примесей избавляются, выдерживая ДМСО в течение 12 часов над оксидом бария, гидроксидом натрия, дриеритом или свежим активированным оксидом алюминия. После этого вещество перегоняют под уменьшенным давлением (~2—4 мм рт. ст., температура кипения приблизительно 50°C) над гранулами едкого натра или оксида бария. Для хранения очищенного ДМСО используют молекулярное сито 4A.
Безопасность
Диметилсульфоксид легко проникает через неповреждённую кожу, поэтому растворы токсичных веществ в ДМСО могут привести к отравлению при попадании на кожу (трансдермально). Может раздражать кожу, особенно при действии неразбавленного ДМСО[6].
При сгорании выделяется серни́стый газ .
Примечания
Литература
- Кукушкин Ю. Н. Диметилсульфоксид — важнейший апротонный растворитель // Соросовский образовательный журнал, 1997, 9, С. 54-59.
- Несмеянов А. Н. Начала органической химии. М.1969. Т1, С. 211.
- Гордон А., Форд Р. Спутник химика.//Перевод на русский язык Розенберга Е. Л., Коппель С. И. Москва: Мир, 1976. — 544 с.
- DMSO — a new clean, unique, superior solvent
Ссылки
- ↑ Ошибка цитирования Неверный тег
<ref>; для сносокBordwellне указан текст - ↑ Kvakovszky, G.; McKim, A.S.; Moore, J. «A Review of Microelectronic Manufacturing Applications Using DMSO-Based Chemistries» ECS Transactions, 11, (2) 227—234 (2007).
- ↑ Шаблон:Citation
- ↑ Шаблон:Citation
- ↑ Александров В. Н., Емельянов В. И. Отравляющие вещества. Учебное пособие. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Воениздат, 1990, сс. 25, 100.
- ↑ Experimental Dermatology 1997 Aug;6(4):157-60.
