80-48-8 / 对甲苯磺酸甲酯的应用

背景及概述^[1-2]

对甲苯磺酸甲酯又名4-甲苯磺酸甲酯。白色结晶。易溶于乙醇、乙醚、苯，不溶于水。有刺激性。具吸湿性。用作有机合成的选择性甲基化试剂。由对甲苯磺酰氯与甲醇反应而得。工业上合成对甲苯磺酸甲酯通常以浓硫酸为催化剂进行直接酯化反应，但以浓硫酸为催化剂存在副产物多，产生的稀硫酸对设备存在严重的腐蚀，产品分离复杂，收率低，污染严重等缺点。反应条件苛刻，工艺复杂，产物收率较低。因此，寻找一种在工艺条件简单、环境友好、收率较高的制备对甲苯磺酸甲酯的方法，仍然是该领域研究的热点。

应用^[3-4]

对甲苯磺酸甲酯用作有机合成的选择性甲基化试剂，用于制造染料及有机合成，用作制备甲基化原料，有机合成的选择性甲基化试剂和催化剂，应用例如下：

1）制备高产率、高纯度的DAST源粉。

合成工艺分为两步：1.以无水乙醇为溶剂，进行4-甲基吡啶与对甲苯磺酸甲酯的反应，制备出4-甲基-N-甲基吡啶对甲苯磺酸盐的无水乙醇溶液；2.以无水乙醇为溶剂，在二正丁胺或哌啶的催化作用下，通过4-甲基-N-甲基吡啶对甲苯磺酸盐与对二甲胺基苯甲醛的反应，可以获得高产率85-95%、高纯度90-95%的DAST源粉。

采用无水乙醇为反应溶剂，避免了甲苯、甲醇等有毒有害溶剂对操作者身体的伤害，同时也减轻了废液对环境的污染；本发明的研发成功有利于培养高质量、大尺寸的DAST晶体，为DAST晶体及相关产品研究奠定了良好的物质与理论基础。

2)制备4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲苯磺酸盐，

将4-甲基吡啶和对甲苯磺酸甲酯混合后置于无水甲醇中并倒入三孔烧瓶中进行离子交换反应；再将对二甲基氨基苯甲醛溶于无水甲醇中置入三孔烧瓶中进行冷凝回流反应得到结晶产物；将得到的结晶产物用三氯甲烷冲洗并快速过滤后得到带有绿色金属光泽的固体，再将带有绿色金属光泽的固体加热完全溶于无水甲醇，冷却风干重结晶，制备得到4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲苯磺酸盐；其制备方法简便，反应步骤简单，反应时间短，成本低，产率高。

制备^[2，5]

方法1：选择性甲基化试剂对甲苯磺酸甲酯的合成方法，包括如下步骤：

(i)在安装有搅拌器、温度计、滴液漏斗的反应容器中，加入对甲苯磺酰溴(2)0.271mol，2，2，2-三氟乙基甲基醚1.57—1.59mol，控制搅拌速度在160—190rpm，溶液温度控制在35--40℃，滴加碳酸钾溶液300ml，滴加时间控制在2—3h，加完后维持搅拌状态5—6h，分出油层，依次用盐溶液洗涤、亚硫酸钠溶液洗涤，二甲胺溶液洗涤，脱水剂脱水，减压蒸馏，收集140--145℃的馏分，得对甲苯磺酸甲酯(1)。

其中，步骤(i)所述的碳酸钾溶液的质量分数为45—50％，步骤(i)所述的盐溶液为溴化钾、氯化钠中的任意一种，步骤(i)所述的亚硫酸钠溶液的质量分数为30—35％，步骤(i)所述的二甲胺溶液的质量分数为75—80％，步骤(i)所述的脱水剂为硫酸钙、活性氧化铝中的任意一种，步骤(i)所述的减压蒸馏，所处压力为1.8—1.9kPa。

方法2：一种对甲苯磺酸甲酯的合成方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、向带有搅拌回流装置的四口烧瓶中加入50g甲苯，加热升温至120℃，回流状况下滴加35g浓度98%的浓硫酸，在30min内均匀滴加，持续回流加热；

步骤2、待回流液中不再分出水时，反应4小时结束反应。降温在60℃温度下加入10g水和20g乙醇混合溶剂，析出晶体后进行减压抽滤，得到对甲苯磺酸；

步骤3、向反应釜加入100g甲醇，添加3.0g高效催化剂Fe-Zn/SBA-15，对甲苯磺酸100g，缓慢升温至70℃，开启搅拌，升温至85℃回流反应3h；继续升温至135℃，开始滴加150g甲醇；

步骤4、滴加过程中升温至微沸，蒸出高浓度甲醇，滴加结束后保持135℃保温半小时，减压蒸馏，基本无馏出物时，停止蒸馏，得到纯品对甲苯磺酸甲酯。

检测方法^[6]

方法1：一种测定对甲苯磺酸甲酯含量的方法，其包括如下步骤：

(1)准备每50mL溶液中含碘化钠50.5～60.5g，维生素C0.0005～0.005g的混合水溶液作为衍生化溶液；

(2)准备乙腈与衍生化溶液体积比1：4～4：1的混合溶液作为空白溶液；

(3)准备浓度为0.25～1.0μg/mL的对甲苯磺酸甲酯的乙腈溶液；将对甲苯磺酸甲酯的乙腈溶液与衍生化溶液体积比1：4～4：1的混合溶液作为对甲苯磺酸甲酯衍生化对照溶液；

(4)将待测样品溶于乙腈与衍生化溶液体积比1：4～4：1的混合溶液，得到含0.005～0.1g/ml待测样品的供试品衍生化溶液；

(5)分别取等体积的空白溶液、对甲苯磺酸甲酯衍生化对照溶液和供试品衍生化溶液注入顶空气相色谱-质谱联用仪，按照外标法以扣除空白后的碘甲烷峰面积计算，得供试品衍生化溶液中对甲苯磺酸甲酯的含量。

主要参考资料

[1] 简明精细化工大辞典

[2] CN201811092752.X一种对甲苯磺酸甲酯的合成方法

[3] CN201410570172.2一种高产率、高纯度的DAST源粉合成工艺

[4] CN201310473733.2一种4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲苯磺酸盐的制备方法

[5] CN201510976362.9一种选择性甲基化试剂对甲苯磺酸甲酯的合成方法

[6] CN201710693255.4一种测定药物中对甲苯磺酸甲酯的方法