Sulfat de dimetil

Format:Infocaseta Substanță Sulfatul de dimetil este un compus organic cu formula chimică (CH₃O)₂SO₂ (se poate nota și Me₂SO₄, Me de la metil). Este un diester al metanolului și al acidului sulfuric, fiind utilizat în general ca agent de metilare în sinteza organică.

Me₂SO₄ este un compus lichid, uleios, cu un miros similar cu cel de ceapă. Fiind un agent alchilant, este extrem de toxic, astfel că la nivel de laborator a fost înlocuit în mare parte de triflatul de metil, CF₃SO₃CH₃.

Obținere

Sulfatul de dimetil a fost produs la nivel industrial încă din anii 1920. Un proces frecvent utilizat pentru sinteză este reacția dintre etereul dietilic și trioxidul de sulf:

$$(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$$

Sulfatul de dimetil poate fi sintetizat în laborator prin diverse metode, cea mai simplă bazându-se pe reacția de esterificare a metanolului cu acidul sulfuric:

$$2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}\mathrm{H}+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$$

Altă metodă implică distilarea hidrogenosulfatlui de metil:

$$2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$$

Se poate aplica și reacția dintre nitritul de metil și clorosulfonatul de metil:

$$\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}\mathrm{N}\mathrm{O}+(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3)\mathrm{O}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{l}⟶(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+\mathrm{N}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}$$

Proprietăți

Sulfatul de dimetil este utilizat pentru a metila diverși compuși, precum fenoli, amine și tioli. Reacțiile de metilare care au loc prezintă un mecanism de substituție de tipul SN₂.

Metilare la atom de oxigen

Me₂SO₄ este utilizat pentru metilarea fenolilor, dar și a unor alcooli (precum este conversia terț-butanolului la t-butil-metileter):

$$2(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{H}+(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$$

Alcoxizii suferă metilări foarte ușor:

$$\mathrm{R}\mathrm{O}{\phantom{A}}^{-}\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}^{+}+(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{R}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{N}\mathrm{a}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3)\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$$

Există și o metilare a zaharidelor, care poartă denumirea de metilare Haworth.

Metilare la atom de azot

Me₂SO₄ este utilizat pentru a prepara săruri de amoniu cuaternar și amine terțiare:

$$\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4)\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3(\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4)\mathrm{N}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_2+\mathrm{N}\mathrm{a}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3)\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$$

Metilare la atom de sulf

Similar cu metilarea alcoolilor, sărurile mercaptanilor pot fi metilate cu ușurință utilizând Me₂SO₄:

$$\mathrm{R}\mathrm{S}{\phantom{A}}^{-}\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}^{+}+(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{R}\mathrm{S}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{N}\mathrm{a}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3)\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$$

Un exemplu este reacția de metilare a sării sodice a acidului p-toluensulfonic:

$$p\text{-}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{N}\mathrm{a}+(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶p\text{-}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_4\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3+\mathrm{N}\mathrm{a}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3)\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4$$

Metoda a mai fost utilizată pentru prepararea tioesterilor:

$$\mathrm{R}\mathrm{C}(\mathrm{O})\mathrm{S}\mathrm{H}+(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{O}){\phantom{A}}_2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{R}\mathrm{C}(\mathrm{O})\mathrm{S}(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3)+\mathrm{H}\mathrm{O}\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$$

Vezi și

• Metilare