Dimetyylisulfaatti

Dimetyylisulfaatti
Tunnisteet
IUPAC-nimi	Dimetyylisulfaatti
CAS-numero	77-78-1
PubChem CID	6497
SMILES	O=S(=O)(OC)OC
Ominaisuudet
Molekyylikaava	C2H6O4S
Moolimassa	126,138 g/mol
Sulamispiste	-32 °C (241,15 K)
Kiehumispiste	188 °C (461,15 K) (hajoaa)
Tiheys	1,33 g/cm3
Liukoisuus veteen	28 g/l (18 °C), hydrolysoituu[1]
Infobox OK

Dimetyylisulfaatti eli DMS (C₂H₆O₄S) on palavaa, normaaliolosuhteissa olomuodoltaan väritöntä, öljymäistä nestettä. Se on kemialliselta rakenteeltaan metanolin ja rikkihapon esteri. Aineen kaava kirjoitetaan usein muodossa (CH₃O)₂SO₂ tai (CH₃)₂SO₄. Dimetyylisulfaatti on keskivahva happo<^[2]. Dimetyylisulfaatista käytetään myös nimiä rikkihappodimetyyliesteri ja dimetyylimonosulfaatti. Aineen leimahduspiste on 83 °C ja itsesyttymislämpötila 470 °C.

Dimetyylisulfaattia voidaan valmistaa usealla menetelmällä. Yksi menetelmä on suora rikkihapon (H₂SO₄) ja metanolin (CH₃OH) reaktio.

2 CH₃OH + H₂SO₄ → (CH₃)₂SO₄ + 2 H₂O

Dimetyylisulfaattia muodostuu metyylivetysulfaatin tislauksessa.

2 CH₃HSO₄ → H₂SO₄ + (CH₃)₂SO₄

Kolmas mahdollinen tapa tuottaa ainetta on metyylinitriitin ja metyyliklorosulfonaatin reaktiolla, jolloin syntyy myös nitrosyylikloridia.

CH₃ONO + (CH₃)OSO₂Cl → (CH₃)₂SO₄ +NOCl

Yhdysvalloissa dimetyylisulfaattia on tuotettu kaupalliseen käyttöön 1920-luvulta alkean. Yhdysvalloissa kemikaalin valmistamisen tavallisin menetelmä on dimetyylieetterin ja rikkitrioksidin reaktio.

(CH₃)₂O + SO₃ → (CH₃)₂SO₄

Dimetyylisulfaattia käytetään lähinnä orgaanisten yhdisteiden, erityisesti fenolien, amiinien ja tiolien, metylointiin^[3]. Ainetta voidaan myös käyttää muun muassa lääkeaineiden valmistamiseen^[4]. Aineen myrkyllisyyden vuoksi metylaatiossa ollaan siirtymässä muiden reagenssien käyttämiseen.

Yleisimmin dimetyylisulfaattia käytetään fenolien metylaatioon, mutta myös jotkut yksinkertaiset alkoholit kuten Tert-butanoli metyloituvat helposti.

2 (CH₃)₃COH + (CH₃O)₂SO₂ → 2 (CH₃)₃COCH₃ + H₂SO₄

Alkoksidisuolat metyloituvat niin ikään helposti. R merkitsee reaktiossa jotain hiilivetyryhmää.

RO ^- Na ⁺ + (CH₃O)₂SO₂ → ROCH₃ + Na(CH₃)SO₄

Nobel-kemisti Walter Haworth käytti dimetyylisulfaattia sokerien metylaatioon. Kyseinen reaktio tunnetaan nyttemmin nimellä Haworth-metylaatio.

Dimetyylisulfaattia käytetään sekä kvartääristen ammoniumsuolojen että amiinien metylointiin.

C₆H₅CH=NC₄C₉ + (CH₃O)₂SO₂ → C₆H₅CH=N⁺(CH₃)C₄C₉ + CH₃OSO₃^-

Tertiäärinen amiini metyloituu seuraavasti

CH₃(C₆H₂)NH₂ + (CH₃O)₂SO₂ (NaHCO₃-liuoksessa) → CH₃(C₆H₂)N(CH₃)₂ + Na(CH₃)SO₄

Kuten alkoholit, myös merkaptidisuolat metyloituvat helposti.

RS^-Na⁺ + (CH₃O)₂SO₂ → RSCH₃ + Na(CH₃)SO₄

Dimetyylisulfaattia käytetään myös tioestereiden valmistamiseen.

RC(O)SH + (CH₃O)₂SO₂ → RC(O)S(CH₃) + HOSO₃CH₃

Dimetyylisulfaatti on myrkyllistä nautittuna ja ihoaltistuksessa sekä erittäin myrkyllistä hengitettynä. Dimetyylisulfaatti on karsinogeeninen^[3][4]. Lisäksi aineen hengittäminen aiheuttaa päänsärkyä ja hengenahdistusta ja nieleminen huonovointisuutta ja jopa tajuttomuutta^[2]. Dimetyylisulfaatti voi myös aiheuttaa mutaatioita. Aine on myrkyllistä vesieliöille, koska vedessä dimetyylisulfaatti hajoaa, jolloin syntyy muun muassa myrkyllistä monometyylisulfaattia^[3].

• Tietoa dimetyylisulfaatista (Arkistoitu – Internet Archive) DuPontin sivuilla