二甲基亚砜(DMSO)是化学工业和学术研究中广泛使用的偶极非质子溶剂,因为它具有可溶解有机和无机化合物的理想物理性质,又被称为”万能溶剂“。DMSO毒性低,在人体中,DMSO通过氧化为二甲基砜或还原为二甲基硫醚而代谢,这些二甲基硫醚会在尿液和粪便中排出。由于DMSO对人体的毒性低,因此在关于杂质ICH指南Q3C中,DMSO被归类为“ 3类”溶剂。正因为其普遍性,DMSO的爆炸风险仍未得到充分认识。
此前我们报道了DMSO/DMF等溶剂与NaH混合会有爆炸危险,事实上,许多物质均可大大降低DMSO分解的起始温度,还可能通过自催化行为增加分解反应的严重性,并导致失控的情况甚至爆炸。这些化合物包括酸,碱,卤化物,金属,亲电子试剂,氧化剂和还原剂。
1. 纯DMSO的热分解
2. 酸性条件下DMSO的爆潜在爆炸危险
DMSO /酸混合物的热分解和爆炸能量数据显示,几乎在所有情况下,酸的存在都会降低DMSO分解的起始温度,并增加总能量释放。
3.碱性条件下DMSO的潜在爆炸危险
▲NaH/DMSO体系热分解时ARC的样品球破裂(图片来源:参考资料[1])
4.卤化物存在下DMSO的潜在爆炸危险
KBr/DMSO(蓝线)和NaBr/DMSO(绿线)混合物的DSC分析
5.金属和金属盐存在下DMSO的潜在爆炸危险
Merck公司在凝血酶抑制剂合成的放大过程中,使用了铜介导的2-溴吡啶(48)与溴二氟乙酸乙酯(49)的铜偶联交叉偶联。在该报告中,作者指出了该反应在DMSO中的潜在安全隐患。研究人员确定DMF是DMSO的更安全替代品,并成功将反应扩大至4.5 kg(48)
在DMSO中铜介导的2-溴吡啶和溴二氟乙酸乙酯的交叉偶联
6.亲电试剂存在下DMSO的潜在爆炸危险
7.氧化剂存在下DMSO的潜在爆炸危险
另外,其他氧化剂如二氧化氮(NO2),金属氯酸盐,金属高锰酸盐等也会与DMSO剧烈反应,从而导致潜在的安全隐患。
8.还原剂存在下DMSO的潜在爆炸危险
希望这篇与DMSO及其混合物热分解有关的文章能引起研究人员的注意,避免此类爆炸事故的发生。如果需要DMSO与上述试剂同时使用时建议研究人员进行彻底的热危害评估。
参考资料:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.oprd.0c00159
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