ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ МЕТАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ДИМЕТИЛСУЛЬФОНА

Аннотация

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.