如何处理废弃的硫酸二甲酯
前段时间在化学教学中遇到一个问题,是有关废弃硫酸二甲酯的处理办法的。大家都知道硫酸二甲酯有剧毒,颜色无色或微黄色,并且是可燃性液体,在50度的碱水中能迅速水解得到甲醇和硫酸,它这样的化学性质注定它不能用一般的化学手段去稀释。因为甲醇是工业酒精、硫酸具有强腐蚀性。那么该采用什么手段去稀释并达到分解的目的呢。有关硫酸二甲酯的剧毒性,我是从几年前的一次车祸报道中知道的,新闻上报道湖北武汉市发生一起油罐车泄露事故,它就是硫酸二甲脂。当时很多人不知道这种物质的强度性,当时装满硫酸二甲酯的油罐车倾斜在马路边上,里面的液体大量泻出,路过的人明显感觉到刺鼻的气味,并且这种挥发性气体强烈的刺激你的神经系统,路人发现路过的时候眼睛灼痛,呼吸苦难。据后续的报道,许多路人出现中毒症状,其中油罐车司机中毒最严重,已经进入急救状态,生命状况堪忧。消防队员后来只能通过转移的方法,即将倾斜油罐车中的硫酸二甲酯通过管子引导另外一辆油罐车中,对于泄露的液体,由于它已经侵入农田,采取了水枪喷洒稀释,稀释工作持续了很长一段时间。最后稀释的硫酸二甲酯采取了燃烧处理。从画面中,可以看到,熊熊大火燃烧了许久。
用碱洗或用氨水处理。
硫酸二甲酯,是一种有机化合物,结构式为(CH3O)2SO2。为无色或微黄色,略有葱头气味的油状易燃性液体。
低温时微溶于水,常温时易溶于水,易溶于乙醚、乙醇、氯仿等有机溶剂。冷水中缓慢分解,随着温度上升而加速,50℃时形成未分解的硫酸二甲酯雾,极易水解成硫酸和甲醇,188℃完全分解。属于高毒类。
具有强烈的刺激和腐蚀性,并有迟发性生物效应。遇热、明火或氧化剂可燃。常作为甲基化试剂使用,硫酸二甲酯是可使DNA甲基化的试剂。经甲基化后,DNA可在甲基化位置被降解。
将无水甲醇加入冷至-10℃的氯磺酸或发烟硫酸中,在减压下经蒸馏而制得。
在农药制造业、有机化工原料制造业、染料制造业、催化剂及助剂制造业、塑料制造业、日用化学产品制造业、医药工业等有广泛用途。
研究简史:
第一次世界大战时,德、法帝国主义曾先后用硫酸二甲酯作为为军用毒气,名为“D-stoff”或“Rationite”(法国用作扰乱剂);后来由于其毒性太大,对自己人也会造成损伤,从第二次世界大战后各国早就不使用了。
1915年,英国科学家霍沃斯(Ha-Worth,Walter Norman)发现了用硫酸二甲酯和碱来制备糖类甲基醚的新方法。
中国自20世纪60年代初投入较具规模的工业化生产。
2012年12月19日,欧盟ECHA将硫酸二甲酯列入第8批高关注度物质(SVHC)。
2015年9月2日,中国印发《危险化学品目录(2015 版)》,规定硫酸二甲酯为危险化学品,受管制。
以上资料参考:百度百科-硫酸二甲酯
硫酸二甲酯应该是跟终止剂里的2-巯基乙醇反应了,2-巯基乙醇是很强的亲核试剂,你这个用量是大过量的,应该所有的硫酸二甲酯都被反应成了2-甲巯基乙醇,同时乙酸钠参与反应生成了硫酸钠和乙酸。即使这步反应没有完全,浓氢氧化钠也足够把硫酸二甲酯水解成硫酸钠和甲醇了。
硫酸二甲酯是一个有机化合物,分子式写为(CH3O)2SO2、(CH3)2SO4或Me2SO4,可看作硫酸的二甲基酯。在有机合成中主要用作甲基化试剂。无色或微黄色,略有葱头气味的油状可燃性液体,在50℃或者碱水易迅速水解成硫酸和甲醇。在冷水中分解缓慢。遇热、明火或氧化剂可燃。
管制信息:[1]硫酸二甲酯(剧毒)。该品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制。
中文名称:硫酸二甲酯
中文别名:硫酸甲酯
英文别名:Dimethylsulfate,Methylsulfate,Sulfuricaciddimethylester,DMS Dimethylsulfate,98%dimethylsulphate
化学式:C2H6O4S
相对分子质量:126.13
性状:无色至微棕色油状液体。有醚样气味。能被强碱分解。18℃时100ml水中能溶解18g,并迅速水解。溶于乙醇、乙醚、二氧六环、丙酮和芳香烃类,微溶于二硫化碳和脂肪烃类。相对密度(d204)1.3322。熔点-27℃。沸点约188℃(分解)、76℃(2.0kPa)。折光率(n20D)1.3874。闪点83℃。中等毒,半数致死量(大鼠,经口)440mg/kg。有致癌可能性。有腐蚀性。
储存:密封阴凉干燥保存。
密封包装,并贮于干燥通风处远离火种、热源,防止阳光直射。误食:用水漱口,饮牛奶或蛋清。灭火:用雾状水、二氧化碳、泡沫等
硫酸二甲脂是略带葱味的油状液体,可逸出蒸气.主要用于农药、制药、染制和香料工业.吸入蒸气后发生急性中毒,主要损害眼和呼吸系统.轻者有畏光、流泪、咽痛、呛咳等症状,重者眼痛、结膜充血、剧咳、吞咽困难,可出现喉头痉挛和水肿.最严重的在短时间可发生肺炎、肺水肿窒息.皮肤接触后可发生灼伤.急性中毒时,鼻、口腔用4%碳酸氢钠洗漱、抗菌素眼药水滴眼.用大量稀氨水或5%碳酸氢钠液冲洗污染的皮肤.作业地点应采取密闭、通风措施防止蒸气外逸.配备2%-5%碳酸氢钠液及冲洗器,以便急用.
硫酸二甲酯主要用作甲基化剂。它的甲基可以与羟基、巯基、胺基或亚胺基的酸式H原子在碱性条件下进行交换。这个反应中,硫酸二甲酯通常仅给出一个甲基。
硫酸二甲酯作为一种亲电试剂处理DNA时,可以使DNA甲基化,甲基化的主要部位是G的N7和A的N3,且前者甲基化百分率为后者的四倍以上。DNA甲基化在植物生长发育过程中起着重要作用,可在不改变DNA上下离散顺序的情况下,中断遗传信息传递,从而引起形态性状变化,同时也会引起G与A脱落,导致DNA断裂,使DNA可在甲基化位置被降解。
1、中文名称:硫酸二甲酯,硫酸甲酯;二甲基单硫酸酯
2、性状:常温下无色或浅黄色油状液体,略有葱头气味。
溶解度:几乎不溶于水,溶于乙醇和乙醚。
3、危险性:
遇高热、明火或与氧化剂接触有引起燃烧的危险,与氢氧化铵或叠氮化钠等反应剧烈。若遇高热可发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸事故。
4、毒性原理
属高毒类,其作用与芥子气相似,毒性比氯气大15倍,第一次世界大战中曾用作军用毒剂。吸入高浓度硫酸二甲酯蒸气可发生急性中毒。液态硫酸二甲酯沾染大面积皮肤时,不但对皮肤引起化学灼伤,且通过皮肤吸收可致急性中毒。偶见口服中毒。
4.1急性毒性:它主要通过呼吸道和皮肤进入。对眼、上呼吸道有强烈刺激作用,可引起结膜充血、角膜水肿,并出现点状上皮脱落,支气管上皮细胞部分坏死。肺泡充满炎性渗出液,最后导致中毒性肺水肿。
皮肤接触液态硫酸二甲酯后,能引起深度坏死和愈合缓慢的溃疡,其特征为数小时疼痛最剧,12小时后水泡明显增多。
人吸入10min本品蒸气浓度500mg/m3时即可致死;成人的口服致死量约为1~5g。
4.2慢性毒性:长期低浓度接触本品可引起眼和呼吸道刺激症状。
4.3诱变性:本品对烟草病毒及其RNA有诱变倾向。并可使DNA单链断裂,染色体畸变。
4.4致癌性:据报导本品有致癌作用,可致上支气管雀麦细胞癌。
4.5致畸性:未见报导。
4.6体内转归:有关本品的体内转归报导甚少。有用豚鼠实验资料表明:当其吸入浓度为390mg/m3硫酸二甲酯的空气18分钟,发现豚鼠尿中甲醇最高浓度达1.87mg%,而体内的碱储备量约下降22%;此外,在死亡病例的血液及内脏均测得有甲醇。
4.7中毒机制:硫酸二甲酯遇水可缓慢水解成甲醇、硫酸及硫酸氢甲酯。硫酸对局部粘膜产生强烈的刺激和腐蚀作用,可引起呼吸道炎症、肺水肿;对皮肤和眼可致化学性灼伤或角膜溃疡、混浊等;高浓度可致反射性窒息,甚至死亡。本品吸收进入体内可影响氧化还原酶系统中甲基化反应,引起中枢神经系统及肝、肾、心肌损害等全身中毒表现。本品具有变态反应性损害作用,故可导致对机体的迟发性作用,包括眼、口腔、呼吸道炎症及全身性迟发性病变等。
5、中毒临床特点
5.1 急性中毒
接触硫酸二甲酯引起急性中毒常经过6~8h的潜伏期后迅速发病,潜伏期越短症状越重。极高浓度可在几分钟内引起窒息,其主要症状表现在对眼、呼吸道、皮肤损害为主,常伴有头晕、头痛、烦躁、体温稍有升高等。
5.1.1临床表现
⑴眼部症状:轻症者仅有眼结膜刺激症状。重者经潜伏期后出现眼病、羞明、流泪、眼内异物感,并有眼睑水肿和痉挛,视物不清,结膜充血。经萤光染色可见角膜上皮有弥散性点状浸润,甚至角膜大片脱落,引起视觉减退或色觉障碍等。
⑵呼吸系统:轻症者以上呼吸道粘膜刺激症状为主。有流涕、咽部烧灼感及声音嘶哑等,检查可见咽喉、会厌溃裂及声带充血肿胀等。重症者经潜伏后出现呼吸困难、脑部紧束感,喉头水肿和中毒性肺水肿,气管可有大片粘膜坏死、脱落,引起窒息,可继发支气管炎、支气管肺炎、肺气肿或偶见因支气管瘘而引起皮下气肿。极重者可发生休克,并发肝、肾及心肌损害等。
⑶皮肤损害:皮肤接触硫酸二甲酯引起化学性灼伤,红肿、点状出血。12h后可发生大水疱,24h内仍有进展,严重时发生坏死。结缔组织松软部位如阴囊处可因接触能造成损害,痊愈较慢。。
⑷口服中毒:吞服硫酸二甲酯后,咽喉立即引起烧灼性疼痛和胃肠道症状,随后出现呼吸困难,喉水肿、肺水肿及肝、肾损害。
⑸致癌性:国外资料曾有怀疑与本品有关的肺癌死亡病例及发生气管癌的报导。
硫酸二甲酯属于诱变剂,能与DNA中碱基发生化学变化,从而引起DNA复制时碱基配对的转换或颠换。
对DNA中鸟嘌呤的咪唑环N7位甲基化,修饰后甲基化G与核糖之间的糖苷键变得不稳定,在碱性条件下与哌啶作用,磷酸二酯键断裂,产生两个DNA片段。[8]该过程可用于测定碱基顺序,打断DNA链,等等。
此外,用硫酸二甲酯和酸处理DNA后,鸟嘌呤的N7与腺嘌呤的N3位都发生甲基化,处理后得到5’-DNA片段与核苷酸5’-羟基相连,3’-DNA片段与核苷酸3’-羟基相连的产物。这可看作对嘌呤碱基的特异反应。
碳酸二甲酯法
意大利的Eniehem 公司将UV一214与硫酸二甲酯在碳酸钾存在下,于3.60 MPa,在160℃反应6 h,制得UV一9,反应转化率达99%,其中95.6%生成UV一9,4.3%为副产物2,4一二甲氧基二苯甲酮。
硫酸二甲酯有机溶剂法
以环已烷为溶剂,使UV-214、碳酸钾、硫酸二甲酯在回流温度下进行醚化反应,反应结束后,冷却、滤取产品,收率50%~54%。
孟波等同以正已烷为溶剂进行UV-214的醚化反应,后处理后进行减压(0.013 Pa)蒸馏,收集190~210℃ 的馏份,用甲醇重结晶制得产品,以UV-214计,收率91%~95%。孔宪明等考察了溶剂、物料摩尔比、催化剂等对反应的影响,结果表明溶剂的极性太强或太弱对反应都不利,中等极性的丙酮为合适的反应溶剂。相转移催化剂对该反应没有促进作用。在3 m3反应釜中进行的工业性试验的配方为:丙酮910 kg,碳酸钾322 kg,UV一214 830 kg,硫酸二甲酯489 kg,回流反应4 h,蒸出丙酮回收使用,反应液水洗后,经过乙醇重结晶得UV一9,丙酮重复使用10次的回收率为88%。韩国专利也报道了使用酮类化合物为溶剂合成UV一9的工艺路线。李斌栋等以2,4一二羟基二苯甲酮及硫酸二甲酯为原料,用自制的N一正辛基硼酸二乙醇胺酯为催化剂合成了2一羟基_4一甲氧基二苯甲酮。实验表明,在n(2,4一二羟基二苯甲酮):n(硫酸二甲酯)=1:0.55、m (N一正辛基硼酸-7,醇胺酯),m(2,4一二羟基二苯甲酮)=o.02、反应温度70℃和反应时间4 h的条件下,收率达94.6%。
硫酸二甲酯水溶剂法
该种工艺国内未见报道,德国BASF公司提出的以水为反应介质的工艺是:使UV一214先溶于碱液中,室温下分批加入硫酸二甲酯和其余的碱液,总反应时间为3 h,粗品收率89% ,含二甲氧基二苯甲酮1.07%,活性碳脱色提纯后的精品收率75%,熔点62~63℃ ,气相色谱表明不含二甲氧基二苯甲酮
一、碱金属氢化物、氨化物(NaH, NaNH2,CaH2)
氢化钠 一般为60%(油中保存),需要除油的话可以用正己烷洗涤,然后倾倒出正己烷(一定要避免倒干)。一般情况下不用清洗太多次处理,除非油影响反应(比如体系太粘稠,有油再加上有气泡产生的话,容易冲料。 后处理是如果量不大的话,可直接用水直接淬灭,量大的话,缓慢滴加水。将其悬浮在干燥的四氢呋喃中,搅拌下慢慢加乙醇或异丙醇至不再放出氢气、澄清为止。
二、硼烷
反应完成后,一般用MeOH淬灭,先冰浴冷却下,一滴一滴滴加甲醇,特别是刚开始,要非常缓慢,可外加氮气吹气,也要注意通风和防护措施。 开始淬灭时候一定要有耐心,不可求急,他不像四氢铝锂、氢化钠那样很快被淬灭,硼烷需要比较长的过程才能彻底。当加入过量的甲醇后,溶液可稍加升温,缓慢回流,如此30min-1h以上才基本淬灭干净 。
三、氢化铝锂
氢化锂铝,粉末很细,戴口罩!使用过的称量纸和钢勺注意处理!
反应结束加溶剂后用甲醇破坏过量的四氢铝锂 后用稀盐酸洗涤 但是乳化 很多絮状固体用硅藻土都很难滤去 后用稀碳酸氢钠洗涤也是乳化1. 比较好的方法是低温下用水淬灭生成胶体状颗粒,过滤,然后再用溶剂洗涤几次,合并有机相,洗涤,干燥,浓缩即可2. 低温用水淬灭,然后加大量硫酸镁,形成小颗粒,再过滤就容易的多了。如果反应小可以试试。3. 反应完毕后,计量加水,后加硫酸镁干燥,抽滤即可!4. 最好用NaOH溶液淬灭,然后过滤脱溶。
假设反应的LiAlH4用量为1 g。反应完成后,将反应混合物冷却至-10 ~ 0 ℃,搅拌下, 缓慢滴加1 mL的水淬灭反应。完毕,再缓慢滴加1 mL 的1 0%NaOH溶液。滤除产生的固体,用反应溶剂洗涤数次,滤液减压浓缩即得产品。必要时,固体可用乙醇或甲醇浸泡洗涤,浓缩回收更多的产品(此时多半含无机盐)。一般固体悬浮于反应溶剂中,非常容易过滤。有时在加水过程中,反应物较为粘稠,可适当加入一些反应溶剂稀释。 注意:加水时反应较剧烈,大量放热且有气体产生,一定要缓慢滴加。水和NaOH的次序不要加反,否则可能会加重对产物的吸附而影响产率。
四、硼氢化钠(钾)
对酸不稳定,产生硼烷!量大时淬灭反应要非常小心,冰浴下慢慢滴加饱和氯化铵溶液(稀盐酸)淬灭。用甲醇溶解后,以水充分稀释,再加酸并放置。此时有剧毒易自燃易灼伤皮肤的硼烷产生,故所有操作必须在通风橱内进行,其废液用碱中和后倒入落地通风柜内相应的废液桶。硼烷极易自燃,要备好CO2灭火器。
五、酰氯、酸酐、三氯氧磷、五氯化磷、氯化亚砜、硫酰氯、五氧化二磷AlCl3,PCl3, PCl5,BBr3
在搅拌下加到大量冰水中(不能加反),确认反应后再用碱中和,对于不立即与冰水反应的三氯氧磷,可慢慢倒入常温水中,确认反应完了,再继续加,不时加冰冷却,最后在冷却下用碱中和。处理时只能慢慢将其加入到水(碱液中),绝对不能将水加入到以上化合物中。
六、硫酸二甲酯
在搅拌下,滴加到稀NaOH或氨水中,中和后倒入落地通风柜内相应的废液桶。加碱水解成甲醇和硫酸,毒性大大减低了。
七、有机锂化物(n-BuLi,s-BuLi, t-BuLi, MeLi)
慢慢倒入加有少量干冰的四氢呋喃中,慢慢加入过量一倍摩尔乙醇,然后加水稀释,最后加稀HCl至溶液变清,倒入落地通风柜内相应的废液桶。