硫酸酯

更新时间:2022-08-25 14:11

硫酸的羟基中的氢原 子被烃基取代的化合物。一个氢原子被烃基取 代时称为硫酸氢烃基酯或酸性酯,两个氢原子全被烃基取代时称为硫酸二烃基酯或中性酯。其中R可以是烷烃,也可以是芳烃。1855年Bertholet首次制得硫酸二乙酯。 工业上最重要的硫酸烃基酯为硫酸二甲酯和硫 酸二乙酯。低碳硫酸二烃基酯为液体,有薄荷味,常压下蒸馏几乎不发生分解。

介绍

硫酸的羟基上的氢原子被烷基取代而生成的化合物,称为硫酸酯。硫酸酯有两种:一类是仅一个氢原子被取代,成为有酸性硫酸烷基氢酯 (O-烷基硫酸);另一类是两个氢原子全部被 烷基取代,成为硫酸二烷酯。已知硫酸酯有多种,但在工业上重要的只有硫酸二甲酯和硫 酸二乙酯。

硫酸二烷酯是比较重的液体,具有类似 薄荷的气味,低级酯即使在常压下蒸馏也几乎不分解。硫酸二烷酯可溶于乙醚和乙醇,几乎不溶于冷水。在冷水中会缓慢分解,而在热水中急剧分解为硫酸烷基氢酯和醇:

R2SO4+H2O→ROSO3H+ROH

低碳硫酸酸性酯易水解,生成相应的醇;酸 性酯显酸性,能被碱中和;酸性酯进一步与烯 烃、醇等反应,可生成中性酯。中性酯中的一个 烷基可以取代与碳、氮、氧或硫等原子相连的活 泼氢,用作烷基化剂。

硫酸二甲酯

硫酸二甲酯 [dimethyl sulfate] [(CH3)2OSO3H]为无色透明的液体,其蒸气 有极大的毒性,如接触眼睛、皮肤或进入口 中,均有危险。容许浓度为5mg/m。相对密度 1.3516,熔点-26.8℃,沸点188℃,折射率 1.3874 (20℃) 对水的溶解度为2.8g/100ml (18℃)。与乙醇可任意混溶,溶于苯、乙醚, 不溶于二硫化碳。其制法是,在甲醇中加入发 烟硫酸,经减压蒸馏而成。用氯化钙作为催化剂。

硫酸二甲酯是一种很好的甲基化剂,用起来很方便,常用于如下有机合成反应。

(1)脂肪族和芳香族醇、羧酸、亚磺酸 的O-甲基化,硫醇的S-甲基化,以及具有仲 氮原子的杂环碱及伯胺、仲胺的N-甲基化。

(2) 由叔胺及具有叔氮原子的杂环化合物合成季铵盐。

(3) 丙二酸酯及乙酰乙酸酯等的活性亚甲基的甲基化。

(4) 由多种无机酸的碱金属盐合成它们的甲基衍生物。

上述性质,应用于阳离子染料、医药、农药的合成,香料β-萘甲醚的合成,甲基纤维素的制造,芳烃的萃取溶剂等方面。

硫酸二乙酯

硫酸二乙酯 [diethyl sulfate] [C2H5OSO3],为无色透明的液体,高浓度蒸气有毒,但比硫酸二甲酯的毒性小。相对密度 1.1803,熔点-26℃,沸点208℃(分解),蒸 压25.3Pa (20℃),闪点104.4℃,粘度 1. 79×10Pa·s (20℃)。

硫酸二乙酯的制法有: 1) 将乙基硫酸 (硫酸-乙酯、硫酸氢乙酯)和食盐加热至 80℃,排出氯化氢,接着在1.33~2.0kPa压 力下加热至约190℃(收率90%);2) 将30% 的发烟硫酸和乙醚在15℃进行反应,然后在 95~100℃下通氮气的连续法 (收率50%);3) 将乙烯用96%的硫酸吸收,加热至60℃, 在所生成的反应混合物中加入无水硫酸钠,进行减压蒸馏(收率86%)。以3)法最为经济, 工业纯度为99%以上。

硫酸二乙酯作为强有力的乙基化剂,在农药、医药、染料及其他精细化工方面有着 广泛的用途。此外,还可用作季铵盐的合成试 剂,脱水剂及挥发油萃取剂。

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