Dimetyylisulfaatti

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. Dimetyylisulfaatista käytetään myös nimiä rikkihappodimetyyliesteri ja dimetyylimonosulfaatti. Aineen leimahduspiste on 83 °C ja itsesyttymislämpötila 470 °C.

Valmistus 
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

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

Happea sisältävien yhdisteiden metylaatioreaktioita
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.

Typpeä sisältävien yhdisteiden metylaatioreaktioita
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

Rikkiä sisältävien yhdisteiden metylaatioreaktioita
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

Vaikutukset ihmisen terveyteen ja luontoon 
Dimetyylisulfaatti on myrkyllistä nautittuna ja ihoaltistuksessa sekä erittäin myrkyllistä hengitettynä. Dimetyylisulfaatti on karsinogeeninen. Lisäksi aineen hengittäminen aiheuttaa päänsärkyä ja hengenahdistusta ja nieleminen huonovointisuutta ja jopa tajuttomuutta. Dimetyylisulfaatti voi myös aiheuttaa mutaatioita. Aine on myrkyllistä vesieliöille, koska vedessä dimetyylisulfaatti hajoaa, jolloin syntyy muun muassa myrkyllistä monometyylisulfaattia.

Lähteet

Aiheesta muualla 
 Tietoa dimetyylisulfaatista  DuPontin sivuilla

Esterit
Sulfaatit