Диметилсульфоксид, Грінченко Олександр
Диметилсульфоксид
Диметилсульфоксид (ДМСО) - хімічна речовина з формулою - (CH3)2SO. Безбарвна рідина, важливий апротонний біполярний розчинник. Диметилсульфоксид (ДМСО) - особливо зручний розчинник для електролітів, оскільки має високу постійну діелектричну. ДМСО - надзвичайно універсальний розчинник для органічних та неорганічних сполук; він досить стійкий до процесів окислення та відновлення, внаслідок чого область робочих потенціалів у цьому розчиннику досить широка.
Структурна формула
Є органічною хімічною сполукою з хімічною формулою (CH3)2SO.
Органічні сульфоскиди мають пірамідальну будову з атомом сірки у вершині.
Якщо в сульфоскидах RR'SO радикали R і R' різні, всі вони повинні існувати як двох оптично активних форм. На підставі структурних досліджень і даних міжатомних відстаней можна зробити висновок про подвійний зв'язок S=O в сульфоскидах. Зазвичай цей зв'язок описується трьома канонічними структурами І-ІІІ з переважанням структури ІІ:
Подвійний зв'язок у молекулі обумовлений σ- та π-взаємодією сірка-кисень. Останнє реалізується завдяки перекриванню заповнених р-орбіталей атома кисню та відповідних порожніх dπ-орбіталей сірки. Результати рентгеноспектральних досліджень та квантомеханічні розрахунки свідчать, що в аліфатичних сульфооксидах ефективний заряд на атомі сірки позитивний і знаходиться в інтервалі від +0,5 до +0,7. Таким чином, молекула ДСМО є високополярною. Негативний полюс диполя знаходиться на атомі кисню. Рідкий ДСМО має впорядковану структуру, яка руйнується в інтервалі температур 40-60 градусів Цельсія, що випливає з температурноїзалежності показника рефракції, щільності, в'язкості та інших характеристик. Щодо цього ДМСО нагадує воду, яка показує чіткі зміни у структурі рідини при температурі 37 градусів. Різні методи показують, що в рідкому ДМСО є агрегати ланцюгової будови, зумовлені кисневими зв'язками:
У деяких інертних розчинниках, таких як тетрахлорид вуглецю, ДМСО знову димеризований завдяки кисневим зв'язкам:
ДМСО - протофільний розчинник, і тому його асоціати легко руйнуються при доведенні речовин, які є донорами протонів. Так, при змішуванні ДМСО з водою виділяється велика кількість теплоти і за певних умов на короткий час суміш стає в'язкою. Ці ефекти пов'язані з руйнуванням ланцюжкової структури IV та утворенням V, що включає водневі та кисневі зв'язки з молекулами води:
Завдяки наявності основних властивостей ДМСО із сильними мінеральними кислотами утворює солі, будову яких можна виразити схемами:
У водних розчинах соляної кислоти ДМСО утворює відповідні солі, які при подальшій взаємодії з кислотою виділяють вільний хлор і призводять до утворення тіоефіру та води:
Аналогічна картина спостерігається і при взаємодії з іншими галоїдоводневими кислотами. Таким чином, додавання до ДМСО у великих кількостях галоїдоводневих кислот слід уникати.
Взаємодія ДМСО з сильними основами призводить до утворення метилчульфінілкарбаніонів відповідно до рівняння:
Цей карбіон бере участь у багатьох реакціях органічного синтезу.
При перегонці при атмосферному тиску диметилсульфоксид значною мірою диспорціонує з утворенням тіоефіру і сульфону:
Тому дистиляціюДМСО проводять при зниженому тиску, що дозволяє зменшити температуру кипіння. Чистий ДМСО має слабкий специфічний запах. Однак невеликі домішки диметилсульфіду різко його підсилюють.