El sulfato de dimetilo ( DMS ) es un compuesto químico con fórmula (CH 3 O) 2 SO 2 . Como diéster de metanol y ácido sulfúrico , su fórmula a menudo se escribe como ( CH 3 ) 2 SO 4 o Me 2 SO 4 , donde CH 3 o Me es metilo . Me 2 SO 4 se utiliza principalmente como agente metilante en síntesis orgánica .
Me 2 SO 4 es un líquido aceitoso incoloro con un ligero olor a cebolla (aunque olerlo representaría una exposición significativa). Como todos los agentes alquilantes fuertes , el Me 2 SO 4 es extremadamente tóxico . Su uso como reactivo de laboratorio ha sido reemplazado hasta cierto punto por el triflato de metilo , CF 3 SO 3 CH 3 , el éster metílico del ácido trifluorometanosulfónico .
El sulfato de dimetilo se descubrió a principios del siglo XIX en forma impura. [3] Posteriormente , JP Claesson estudió exhaustivamente su preparación. [4] [5]
Fue investigado como candidato para su posible uso en la guerra química en la Primera Guerra Mundial [6] [7] en una mezcla del 75% al 25% con clorosulfonato de metilo (CH 3 ClO 3 S) llamado "C-stoff" en Alemania, o con ácido clorosulfónico llamado "rationito" en Francia. [8]
El sulfato de dimetilo se puede sintetizar en el laboratorio mediante varios métodos, [9] el más simple es la esterificación del ácido sulfúrico con metanol : [ se necesita aclaración ]
A temperaturas más altas, el sulfato de dimetilo se descompone.
La reacción del nitrito de metilo y el clorosulfonato de metilo también da como resultado sulfato de dimetilo: [5]
El sulfato de dimetilo se produce comercialmente desde la década de 1920. Un proceso común es la reacción continua de dimetil éter con trióxido de azufre . [10]
El sulfato de dimetilo es un reactivo para la metilación de fenoles , aminas y tioles . Un grupo metilo se transfiere más rápidamente que el segundo. Se supone que la transferencia de metilo se produce mediante una reacción S N 2 . En comparación con otros agentes metilantes, la industria prefiere el sulfato de dimetilo debido a su bajo costo y alta reactividad.
Comúnmente se emplea Me 2 SO 4 para metilar fenoles. Algunos alcoholes simples también están adecuadamente metilados, como lo ilustra la conversión de terc -butanol en t -butilmetiléter :
Las sales de alcóxido se metilan rápidamente para formar éteres metílicos: [11]
La metilación de azúcares se llama metilación de Haworth . [12] La metilación de cetonas se llama reacción de Lavergne.
Me 2 SO 4 se utiliza para preparar tanto sales de amonio cuaternario como aminas terciarias :
Los compuestos grasos de amonio cuaternizados se utilizan como tensioactivos o suavizantes de telas. La metilación para crear una amina terciaria se ilustra como: [11]
De manera similar a la metilación de alcoholes, las sales de tiolato se metilan fácilmente a metiltioéteres mediante Me 2 SO 4 : [11]
Un ejemplo es: [13]
Este método se ha utilizado para preparar tioésteres a partir de ácidos tiocarboxílicos :
El sulfato de dimetilo (DMS) se utiliza para determinar la estructura secundaria del ARN . A pH neutro, DMS metila residuos de adenina y citosina no apareados en sus caras canónicas de Watson-Crick, pero no puede metilar nucleótidos con pares de bases. Utilizando el método conocido como DMS-MaPseq , [14] el ARN se incuba con DMS para metilar bases desapareadas. Luego, el ARN se transcribe de forma inversa; la transcriptasa inversa frecuentemente agrega una base de ADN incorrecta cuando encuentra una base de ARN metilada. Estas mutaciones se pueden detectar mediante secuenciación y se infiere que el ARN es monocatenario en bases con tasas de mutación anteriores.
El sulfato de dimetilo puede efectuar la escisión del ADN específica de bases atacando los anillos de imidazol presentes en la guanina. [15] El sulfato de dimetilo también metila la adenina en porciones monocatenarias del ADN (por ejemplo, aquellas con proteínas como la ARN polimerasa que derriten y vuelven a hibridar progresivamente el ADN). Al volver a hibridarse, estos grupos metilo interfieren con el emparejamiento de bases de adenina-guanina. Luego se puede usar la nucleasa S1 para cortar el ADN en regiones monocatenarias (en cualquier lugar con adenina metilada). Esta es una técnica importante para analizar las interacciones proteína-ADN.
Aunque el sulfato de dimetilo es muy eficaz y asequible, su toxicidad ha fomentado el uso de otros reactivos metilantes. El yoduro de metilo es un reactivo utilizado para la O-metilación, como el sulfato de dimetilo, pero es menos peligroso y más caro. [13] El carbonato de dimetilo , que es menos reactivo, tiene una toxicidad mucho menor en comparación con el sulfato de dimetilo y el yoduro de metilo. [16] Se puede utilizar alta presión para acelerar la metilación mediante carbonato de dimetilo. En general, la toxicidad de los agentes metilantes se correlaciona con su eficacia como reactivos de transferencia de metilo.
El sulfato de dimetilo es cancerígeno [10] y mutagénico , altamente venenoso , corrosivo y peligroso para el medio ambiente . [17] Se absorbe a través de la piel, las membranas mucosas y el tracto gastrointestinal, y puede causar una reacción retardada fatal en el tracto respiratorio. También es común una reacción ocular. No hay olor fuerte ni irritación inmediata que adviertan de una concentración letal en el aire. La LD 50 (aguda, oral) es 205 mg/kg (rata) y 140 mg/kg (ratón), y la LC 50 (aguda) es 45 ppm por 4 horas (rata). [18] La presión de vapor de 65 Pa [19] es lo suficientemente grande como para producir una concentración letal en el aire por evaporación a 20 °C. La toxicidad retardada permite que se produzcan exposiciones potencialmente mortales antes de que se desarrolle cualquier síntoma de advertencia. [17] Los síntomas pueden retrasarse entre 6 y 24 horas. Se pueden utilizar soluciones concentradas de bases (amoníaco, álcalis) para hidrolizar derrames menores y residuos en equipos contaminados, pero la reacción puede volverse violenta con cantidades mayores de sulfato de dimetilo (ver ICSC). Aunque el compuesto se hidroliza, no se puede suponer que el tratamiento con agua lo descontamine.
Una hipótesis sobre el aparentemente misterioso incidente de la "dama tóxica" de 1994 es que la persona en el centro del incidente había acumulado cristales de dimetilsulfona en su sangre, que fueron convertidos mediante un mecanismo desconocido en vapor de sulfato de dimetilo que envenenó al personal médico que lo atendió. [20] [21]