80-48-8 / 對(duì)甲苯磺酸甲酯的應(yīng)用

背景及概述^[1-2]

對(duì)甲苯磺酸甲酯又名4-甲苯磺酸甲酯。白色結(jié)晶。易溶于乙醇、乙醚、苯，不溶于水。有刺激性。具吸濕性。用作有機(jī)合成的選擇性甲基化試劑。由對(duì)甲苯磺酰氯與甲醇反應(yīng)而得。工業(yè)上合成對(duì)甲苯磺酸甲酯通常以濃硫酸為催化劑進(jìn)行直接酯化反應(yīng)，但以濃硫酸為催化劑存在副產(chǎn)物多，產(chǎn)生的稀硫酸對(duì)設(shè)備存在嚴(yán)重的腐蝕，產(chǎn)品分離復(fù)雜，收率低，污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)。反應(yīng)條件苛刻，工藝復(fù)雜，產(chǎn)物收率較低。因此，尋找一種在工藝條件簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、收率較高的制備對(duì)甲苯磺酸甲酯的方法，仍然是該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

應(yīng)用^[3-4]

對(duì)甲苯磺酸甲酯用作有機(jī)合成的選擇性甲基化試劑，用于制造染料及有機(jī)合成，用作制備甲基化原料，有機(jī)合成的選擇性甲基化試劑和催化劑，應(yīng)用例如下：

1）制備高產(chǎn)率、高純度的DAST源粉。

合成工藝分為兩步：1.以無(wú)水乙醇為溶劑，進(jìn)行4-甲基吡啶與對(duì)甲苯磺酸甲酯的反應(yīng)，制備出4-甲基-N-甲基吡啶對(duì)甲苯磺酸鹽的無(wú)水乙醇溶液；2.以無(wú)水乙醇為溶劑，在二正丁胺或哌啶的催化作用下，通過(guò)4-甲基-N-甲基吡啶對(duì)甲苯磺酸鹽與對(duì)二甲胺基苯甲醛的反應(yīng)，可以獲得高產(chǎn)率85-95%、高純度90-95%的DAST源粉。

采用無(wú)水乙醇為反應(yīng)溶劑，避免了甲苯、甲醇等有毒有害溶劑對(duì)操作者身體的傷害，同時(shí)也減輕了廢液對(duì)環(huán)境的污染；本發(fā)明的研發(fā)成功有利于培養(yǎng)高質(zhì)量、大尺寸的DAST晶體，為DAST晶體及相關(guān)產(chǎn)品研究奠定了良好的物質(zhì)與理論基礎(chǔ)。

2)制備4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶對(duì)甲苯磺酸鹽，

將4-甲基吡啶和對(duì)甲苯磺酸甲酯混合后置于無(wú)水甲醇中并倒入三孔燒瓶中進(jìn)行離子交換反應(yīng)；再將對(duì)二甲基氨基苯甲醛溶于無(wú)水甲醇中置入三孔燒瓶中進(jìn)行冷凝回流反應(yīng)得到結(jié)晶產(chǎn)物；將得到的結(jié)晶產(chǎn)物用三氯甲烷沖洗并快速過(guò)濾后得到帶有綠色金屬光澤的固體，再將帶有綠色金屬光澤的固體加熱完全溶于無(wú)水甲醇，冷卻風(fēng)干重結(jié)晶，制備得到4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶對(duì)甲苯磺酸鹽；其制備方法簡(jiǎn)便，反應(yīng)步驟簡(jiǎn)單，反應(yīng)時(shí)間短，成本低，產(chǎn)率高。

制備^[2，5]

方法1：選擇性甲基化試劑對(duì)甲苯磺酸甲酯的合成方法，包括如下步驟：

(i)在安裝有攪拌器、溫度計(jì)、滴液漏斗的反應(yīng)容器中，加入對(duì)甲苯磺酰溴(2)0.271mol，2，2，2-三氟乙基甲基醚1.57—1.59mol，控制攪拌速度在160—190rpm，溶液溫度控制在35--40℃，滴加碳酸鉀溶液300ml，滴加時(shí)間控制在2—3h，加完后維持?jǐn)嚢锠顟B(tài)5—6h，分出油層，依次用鹽溶液洗滌、亞硫酸鈉溶液洗滌，二甲胺溶液洗滌，脫水劑脫水，減壓蒸餾，收集140--145℃的餾分，得對(duì)甲苯磺酸甲酯(1)。

其中，步驟(i)所述的碳酸鉀溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45—50％，步驟(i)所述的鹽溶液為溴化鉀、氯化鈉中的任意一種，步驟(i)所述的亞硫酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30—35％，步驟(i)所述的二甲胺溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75—80％，步驟(i)所述的脫水劑為硫酸鈣、活性氧化鋁中的任意一種，步驟(i)所述的減壓蒸餾，所處壓力為1.8—1.9kPa。

方法2：一種對(duì)甲苯磺酸甲酯的合成方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、向帶有攪拌回流裝置的四口燒瓶中加入50g甲苯，加熱升溫至120℃，回流狀況下滴加35g濃度98%的濃硫酸，在30min內(nèi)均勻滴加，持續(xù)回流加熱；

步驟2、待回流液中不再分出水時(shí)，反應(yīng)4小時(shí)結(jié)束反應(yīng)。降溫在60℃溫度下加入10g水和20g乙醇混合溶劑，析出晶體后進(jìn)行減壓抽濾，得到對(duì)甲苯磺酸；

步驟3、向反應(yīng)釜加入100g甲醇，添加3.0g高效催化劑Fe-Zn/SBA-15，對(duì)甲苯磺酸100g，緩慢升溫至70℃，開啟攪拌，升溫至85℃回流反應(yīng)3h；繼續(xù)升溫至135℃，開始滴加150g甲醇；

步驟4、滴加過(guò)程中升溫至微沸，蒸出高濃度甲醇，滴加結(jié)束后保持135℃保溫半小時(shí)，減壓蒸餾，基本無(wú)餾出物時(shí)，停止蒸餾，得到純品對(duì)甲苯磺酸甲酯。

檢測(cè)方法^[6]

方法1：一種測(cè)定對(duì)甲苯磺酸甲酯含量的方法，其包括如下步驟：

(1)準(zhǔn)備每50mL溶液中含碘化鈉50.5～60.5g，維生素C0.0005～0.005g的混合水溶液作為衍生化溶液；

(2)準(zhǔn)備乙腈與衍生化溶液體積比1：4～4：1的混合溶液作為空白溶液；

(3)準(zhǔn)備濃度為0.25～1.0μg/mL的對(duì)甲苯磺酸甲酯的乙腈溶液；將對(duì)甲苯磺酸甲酯的乙腈溶液與衍生化溶液體積比1：4～4：1的混合溶液作為對(duì)甲苯磺酸甲酯衍生化對(duì)照溶液；

(4)將待測(cè)樣品溶于乙腈與衍生化溶液體積比1：4～4：1的混合溶液，得到含0.005～0.1g/ml待測(cè)樣品的供試品衍生化溶液；

(5)分別取等體積的空白溶液、對(duì)甲苯磺酸甲酯衍生化對(duì)照溶液和供試品衍生化溶液注入頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，按照外標(biāo)法以扣除空白后的碘甲烷峰面積計(jì)算，得供試品衍生化溶液中對(duì)甲苯磺酸甲酯的含量。

主要參考資料

[1] 簡(jiǎn)明精細(xì)化工大辭典

[2] CN201811092752.X一種對(duì)甲苯磺酸甲酯的合成方法

[3] CN201410570172.2一種高產(chǎn)率、高純度的DAST源粉合成工藝

[4] CN201310473733.2一種4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶對(duì)甲苯磺酸鹽的制備方法

[5] CN201510976362.9一種選擇性甲基化試劑對(duì)甲苯磺酸甲酯的合成方法

[6] CN201710693255.4一種測(cè)定藥物中對(duì)甲苯磺酸甲酯的方法