Диметилсульфат

Структурна формула
Загальна інформація
Преференційна назва ІЮПАК	Диметилсульфат
Систематична назва ІЮПАК	Диметилсульфат
Інші назви	Диметиловий естер сірчаної кислоти
Хімічна формула	C2H6SO4
3D Структура (JSmol)	Інтерактивне зображення Інтерактивне зображення
Зовнішні ідентифікатори / Бази даних
CAS 77-78-1 ECHA-ID 100.000.963 PubChem 6497 ChemSpider 6252 ChEBI 59050 EINECS 201-058-1 InChI InChI=1S/C2H6O4S/c1-5-7(3,4)6-2/h1-2H3 SMILES COS(=O)(=O)OC
Властивості
Молярна маса	126,13 г·моль−1
Агрегатний стан	Рідина
Густина	1,33 г·см-3 (20 °C)
Температура плавлення	-32 °C
Температура кипіння	розкладається
Розчинність	28 г·дм-3 (H2O, 18 °C)
Безпека
Маркування згідно системі УГС Небезпека
H-фрази	H: H301, H314, H317, H330, H335, H341, H350
P-фрази	P: P201, P280, P301+P330+P331, P303+P361+P353, P304+P340+P310, P305+P351+P338
EUH-фрази	EUH: Заходи безпеки відсутні
LD50	205 мг/кг (орально, пацюк)
LC50	0,045 мг/дм3/4 год (інгалятивно, пацюк)
Вибухонебезпечність
Наскільки це можливо, значення величин подані в одиницях системи SI. Якщо не вказано іншого, усі дані відносяться до стандартного стану.

Диметилсульфат ― органічна сполука з формулою ${\displaystyle {\ce {(CH3)2SO4}}}$, є диметиловим естером сірчаної кислоти.

За стандартних умов є безбарвною рідиною. Погано розчинний у воді, але розчинний в полярних органічних розчинниках. Утворює азеотропну суміш з водою з температурою кипіння 98,6 °С, що містить 73% води.

Хімічні властивості

Реакції нуклеофільного заміщення

Диметилсульфат є сильним метилюючим агентом.

O-метилювання

Гідроліз

У холодній воді гідролізується повільно, але за температури 50 °С за 20 хвилин гідолізується практично повністю до метилсульфатної кислоти та метанолу. Кислоти й основи каталізуються реакцію. При основному каталізі утворюється метанол і сіль метилсульфатної кислоти, а гідроліз останнньої вимагає підвищеної температури. У присутності кислоти відбувається повний гідроліз до метанолу та сірчаної кислоти.

${\displaystyle {\ce {(CH3)2SO4 + H2O <=>CH3SO4H + CH3OH}}}$

${\displaystyle {\ce {CH3SO4H + H2O <=> H2SO4 + CH3OH}}}$

Може також утворюватись незначна кількість диметилового етеру.

O-метилювання органічних споулк

Диметилсульфат може метилювати феноли та карбонові кислоти, а також спирти, що містять активуючі функційні групи біля гідроксилу.

${\displaystyle {\ce {R-O- + (CH3)2SO4 -> R-OCH3 + CH3SO4-}}}$

Для метилювання фенолів потрібне сильнолужне середовище, аби депронувати гідроксильну групу. Як основу використовують метоксид натрію. Якщо молекила містить одночасно гідроксильну та карбоксильну групу, то в сульнолужному середовищі метилюється в першу чергу гідроксильна, але зі зменшенням pH гідроксильна група протонується, і тоді метилюватиметься першочергово карбоксильна група.

N-метилювання

Метилює аміак та аміни. Можуть утворитися четвертинні амонієві солі:

${\displaystyle {\ce {R-NH2 ->[(CH_3)_2SO_4] R-NH-CH3 ->[(CH_3)_2SO_4] R-N(CH3)2 ->[(CH_3)_2SO_4] [R-N(CH3)]+}}}$

Метилюються й інші нітрогеновмісні органічні сполуки, наприклад, гідразиди (а також сам гідразин) і іміни.

Якщо амін треба метилювати тільки один раз, то спочатку його перетворюють на імін з бензальдегідом, отриману сполуку метилюють, а потім імін гідролізують:${\displaystyle {\ce {R-NH2 ->[PhCHO][-H_2O]PhCH=NR->[(CH_3)_2SO_4] [PhCH=N(CH3)R]+CH3SO4- ->[H_2O][-PhCHO, -CH_3SO_4H]R-NH-CH3}}}$

S-метилювання

Метилює cолі тіолів. Отримані тіоетери можуть бути далі метильовані з утворенням сульфонієвих солей:

${\displaystyle {\ce {R-SH + ->[(CH_3)_2SO_4] R-SCH3 ->[(CH_3)_2SO_4] [R-S(CH3)2]+}}}$

Також, метилює неорганічні сульфіди та дисульфіди.

При реакції з сульфітами утворюються солі метансульфонової кислоти:

${\displaystyle {\ce {Na2SO3 ->[(CH_3)_2SO_4] CH3SO3Na}}}$

Інше

Метилює розчинні галогеніди металів. Наприклад, при реакції з йодидом калію утворюється метилйодид:

${\displaystyle {\ce {(CH3)2SO4 + KI -> CH3I + CH3SO4K}}}$

Розкладання

При високій температурі розкладається на триоксид сірки та диметиловий етер:

${\displaystyle {\ce {(CH3)2SO4 <=> (CH3)2O + SO3}}}$

Отримання

З триоксиду сірки та диметилового етеру

Одним з основних промислових способів отримання диметилсульфату є реакція диметилового етеру з триоксидом сірки:

${\displaystyle {\ce {(CH3)2O + SO3 -> (CH3)2SO4}}}$

Реакцію проводять за температури 70 °С в трубах з алюмінію або неіржавної сталі. До труби вводиться рідкий триоксид сірки та газоподібний етер. Реакцію проводять кілька годин.

Джерела