80-48-8 / 對甲苯磺酸甲酯的應用

背景及概述^[1-2]

對甲苯磺酸甲酯又名4-甲苯磺酸甲酯。白色結晶。易溶于乙醇、乙醚、苯，不溶于水。有刺激性。具吸濕性。用作有機合成的選擇性甲基化試劑。由對甲苯磺酰氯與甲醇反應而得。工業上合成對甲苯磺酸甲酯通常以濃硫酸為催化劑進行直接酯化反應，但以濃硫酸為催化劑存在副產物多，產生的稀硫酸對設備存在嚴重的腐蝕，產品分離復雜，收率低，污染嚴重等缺點。反應條件苛刻，工藝復雜，產物收率較低。因此，尋找一種在工藝條件簡單、環境友好、收率較高的制備對甲苯磺酸甲酯的方法，仍然是該領域研究的熱點。

應用^[3-4]

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

1）制備高產率、高純度的DAST源粉。

合成工藝分為兩步：1.以無水乙醇為溶劑，進行4-甲基吡啶與對甲苯磺酸甲酯的反應，制備出4-甲基-N-甲基吡啶對甲苯磺酸鹽的無水乙醇溶液；2.以無水乙醇為溶劑，在二正丁胺或哌啶的催化作用下，通過4-甲基-N-甲基吡啶對甲苯磺酸鹽與對二甲胺基苯甲醛的反應，可以獲得高產率85-95%、高純度90-95%的DAST源粉。

采用無水乙醇為反應溶劑，避免了甲苯、甲醇等有毒有害溶劑對操作者身體的傷害，同時也減輕了廢液對環境的污染；本發明的研發成功有利于培養高質量、大尺寸的DAST晶體，為DAST晶體及相關產品研究奠定了良好的物質與理論基礎。

2)制備4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶對甲苯磺酸鹽，

將4-甲基吡啶和對甲苯磺酸甲酯混合后置于無水甲醇中并倒入三孔燒瓶中進行離子交換反應；再將對二甲基氨基苯甲醛溶于無水甲醇中置入三孔燒瓶中進行冷凝回流反應得到結晶產物；將得到的結晶產物用三氯甲烷沖洗并快速過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水甲醇，冷卻風干重結晶，制備得到4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶對甲苯磺酸鹽；其制備方法簡便，反應步驟簡單，反應時間短，成本低，產率高。

制備^[2，5]

方法1：選擇性甲基化試劑對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、滴液漏斗的反應容器中，加入對甲苯磺酰溴(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，滴加時間控制在2—3h，加完后維持攪拌狀態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，得對甲苯磺酸甲酯(1)。

其中，步驟(i)所述的碳酸鉀溶液的質量分數為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量分數為30—35％，步驟(i)所述的二甲胺溶液的質量分數為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內均勻滴加，持續回流加熱；

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

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

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

檢測方法^[6]

方法1：一種測定對甲苯磺酸甲酯含量的方法，其包括如下步驟：

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

(4)將待測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待測樣品的供試品衍生化溶液；

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

主要參考資料

[1] 簡明精細化工大辭典

[2] CN201811092752.X一種對甲苯磺酸甲酯的合成方法

[3] CN201410570172.2一種高產率、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)甲基吡啶對甲苯磺酸鹽的制備方法

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

[6] CN201710693255.4一種測定藥物中對甲苯磺酸甲酯的方法