Usos del sulfato de dimetilo

Sulfato de dimetilo（DMS）CAS 77-78-1 Usos

El sulfato de dimetilo es un agente metilante versátil muy utilizado en síntesis orgánica en diversos sectores, como el de los pesticidas, tintes, productos farmacéuticos y fragancias. Se emplea principalmente para producir ésteres metílicos, éteres metílicos y metilaminas, y sirve como materia prima para compuestos como el dimetilsulfóxido, la cafeína, la codeína, la amidopirina, el trimetoprim, la vainillina y el pesticida metamidofos. Además, funciona como disolvente de hidrocarburos aromáticos y como agente alquilante.

Aplicaciones como reactivo metilante y disolvente

El sulfato de dimetilo sirve como reactivo de metilación y disolvente en la producción de medicamentos, pesticidas, tintes y fragancias.

Usos en la producción de tintes y la metilación

El sulfato de dimetilo se utiliza en la producción de tintes y actúa como agente metilante de aminas y alcoholes.

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Sulfato de dimetilo - Aplicaciones

El sulfato de dimetilo se emplea principalmente en la metilación de fenoles, aminas y tioles, normalmente a través de un mecanismo SN2. Aunque estas reacciones de alquilación son eficaces y el sulfato de dimetilo es rentable, su elevada toxicidad limita su uso. Comparativamente:

• Yoduro de metilo es menos tóxico pero más caro y es más adecuado para la O-metilación.
• Carbonato de dimetilo es menos tóxico y puede utilizarse para la N-metilación.

Al seleccionar un agente metilante, es esencial equilibrar la toxicidad y la eficacia de la reacción.

El sulfato de dimetilo también sirve como reactivo para determinar los componentes del alquitrán de hulla, como sustituto del metilo en síntesis orgánica y como disolvente de hidrocarburos aromáticos.

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Reacciones específicas de metilación

O-Metilación

La O-metilación de fenoles es una aplicación común, que también puede aplicarse a alcoholes simples. Por ejemplo:

2(CH3)3COH+(CH3O)2SO2→2(CH3)3COCH3+H2SO42(CH_3)_3COH + (CH_3O)_2SO_2 \rightarrow 2(CH_3)_3COCH_3 + H_2SO_42(CH3​)3​COH+(CH3​O)2​SO2​→2(CH3​)3​COCH3​+H2​SO4​

Del mismo modo, los alcóxidos pueden metilarse:

RO-Na++(CH3O)2SO2→ROCH3+Na(CH3)SO4RO^- Na^+ + (CH_3O)_2SO_2 \rightarrow ROCH_3 + Na(CH_3)SO_4RO-Na++(CH3​O)2​SO2​→ROCH3​+Na(CH3​)SO4​

La O-metilación de los hidratos de carbono mediante sulfato de dimetilo constituye la base del método Haworth para determinar las estructuras cíclicas de los azúcares, que suele realizarse en soluciones alcalinas. Un método alternativo utiliza yoduro de metilo con óxido de plata.

N-Metilación

El sulfato de dimetilo metila aminas, produciendo sales de amonio cuaternario o aminas terciarias. Por ejemplo:

C6H5CH=NC4C9+(CH3O)2SO2→C6H5CH=N+(CH3)C4C9+CH3OSO3-C_6H_5CH=NC_4C_9 + (CH_3O)_2SO_2 \rightarrow C_6H_5CH=N^+(CH_3)C_4C_9 + CH_3OSO_3^-C6​H5​CH=NC4​C9​+(CH3​O)2​SO2​→C6​H5​CH=N+(CH3​)C4​C9​+CH3​OSO3-​

Las sales de amonio cuaternario alifático derivadas de esta reacción pueden actuar como tensioactivos o suavizantes. En la reacción con aminas terciarias:

p-CH3(C6H4)NH2+(CH3O)2SO2→p-CH3(C6H4)N(CH3)2+Na(CH3)SO4p-CH_3(C_6H_4)NH_2 + (CH_3O)_2SO_2 \rightarrow p-CH_3(C_6H_4)N(CH_3)_2 + Na(CH_3)SO_4p-CH3​(C6​H4​)NH2​+(CH3​O)2​SO2​→p-CH3​(C6​H4​)N(CH3​)2​+Na(CH3​)SO4​

S-Metilación

El dimetilsulfato también puede metilar tiolatos, en los que se metila el azufre:

RS-Na++(CH3O)2SO2→RSCH3+Na(CH3)SO4RS^- Na^+ + (CH_3O)_2SO_2 \rightarrow RSCH_3 + Na(CH_3)SO_4RS-Na++(CH3​O)2​SO2​→RSCH3​+Na(CH3​)SO4​

Por ejemplo, con los tioésteres:

RC(O)SH+(CH3O)2SO2→RC(O)S(CH3)+HOSO3CH3RC(O)SH + (CH_3O)_2SO_2 \rightarrow RC(O)S(CH_3) + HOSO_3CH_3RC(O)SH+(CH3​O)2​SO2​→RC(O)S(CH3​)+HOSO3​CH3​

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Aplicaciones adicionales

El sulfato de dimetilo metila la posición N7 de la guanina en el ADN, debilitando el enlace glicosídico con la ribosa. En condiciones alcalinas, el tratamiento con piperidina provoca la rotura del enlace fosfodiéster, fragmentando el ADN. Esta técnica se utiliza para determinar secuencias de bases y romper cadenas de ADN de forma selectiva.

En condiciones ácidas, el dimetilsulfato metila tanto el N7 de la guanina como el N3 de la adenina en el ADN, produciendo una reacción selectiva para las bases purínicas.

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Método de producción del sulfato de dimetilo

El sulfato de dimetilo se sintetiza por varios métodos, pero la producción industrial utiliza principalmente la reacción del éter dimetílico y el trióxido de azufre:

1. El metanol se deshidrata para producir dimetil éter.
2. Trióxido de azufre se genera a partir de ácido sulfúrico 25% fumante calentado y se absorbe pulverizando sulfato de dimetilo.
3. A continuación, el dimetilsulfato cargado de trióxido de azufre reacciona con éter dimetílico en una torre de síntesis para formar sulfato de dimetilo. El producto tiene una pureza de ≥98%, con el siguiente consumo de materia prima:
   • Metanol: 550 kg/t
   • Ácido sulfúrico fumante (25%): 3000 kg/t

El proceso implica:

1. Añadir ácido sulfúrico fumante en un tanque de evaporación y calentar.
2. Generando trióxido de azufre, que luego se transfiere a un tanque de esterificación.
3. Conversión del metanol en éter dimetílico y lavado con ácido sulfúrico para eliminar la humedad.
4. Por último, el trióxido de azufre reacciona con el éter dimetílico en el tanque de esterificación, produciendo sulfato dimetílico bruto, que se refina a continuación.

Método alternativo

Un método alternativo consiste en que el metanol reaccione con ácido sulfúrico para producir sulfato ácido de metilo, que luego sigue reaccionando con el metanol para producir éter dimetílico. Este éter interactúa con el trióxido de azufre para formar sulfato de dimetilo.