El sulfato de dimetilo ( DMS ) es un compuesto químico con la fórmula (CH3O ) 2SO2 . Como diéster de metanol y ácido sulfúrico , su fórmula a menudo se escribe como ( CH3 ) 2SO4 o Me2SO4 , donde CH3 o Me es metilo . El Me2SO4 se utiliza principalmente como agente metilante en síntesis orgánica . El Me2SO4 es un líquido aceitoso incoloro con un ligero olor a cebolla. Como todos los agentes alquilantes fuertes , el Me2SO4 es tóxico . [ 3] Su uso como reactivo de laboratorio ha sido reemplazado en cierta medida por el triflato de metilo , CF3SO3CH3 , el éster metílico del ácido trifluorometanosulfónico .
El sulfato de dimetilo impuro se preparó a principios del siglo XIX. [4] Posteriormente, JP Claesson estudió en profundidad su preparación. [5] [6]
Se investigó su posible uso en la guerra química durante la Primera Guerra Mundial [7] [8] en una mezcla del 75% al 25% con clorosulfonato de metilo (CH3ClO3S ) llamado "C-stoff" en Alemania, o con ácido clorosulfónico llamado "Rationite" en Francia. [9]
La esterificación del ácido sulfúrico con metanol fue descrita en 1835: [10]
El sulfato de dimetilo se produce comercialmente mediante la reacción continua de éter dimetílico con trióxido de azufre : [3]
El sulfato de dimetilo se puede sintetizar en el laboratorio mediante varios métodos. [11] La reacción del nitrito de metilo y el clorosulfonato de metilo también da como resultado sulfato de dimetilo: [6]
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 ocurre a través de una reacción S N 2 . En comparación con otros agentes metilantes, el sulfato de dimetilo es el preferido por la industria debido a su bajo costo y alta reactividad.
Comúnmente se emplea el sulfato de dimetilo para metilar fenoles . [12] [13]
En algunos casos, los alcoholes simples también se metilan, como lo ilustra la conversión de terc -butanol en t -butil metil éter :
La metilación de azúcares se denomina metilación de Haworth . [14] La metilación de cetonas se denomina reacción de Lavergne.
El Me2SO4 se utiliza para preparar sales de amonio cuaternario o aminas terciarias :
Los compuestos de amonio graso cuaternizado se utilizan como surfactante o suavizante de telas. La metilación para crear una amina terciaria se ilustra como: [13]
Las sales de tiolato se metilan fácilmente con Me2SO4 para dar metiltioéteres : [ 13 ]
En un ejemplo relacionado: [15]
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, el DMS metila los residuos de adenina y citosina desapareados en sus caras Watson-Crick canónicas, pero no puede metilar los nucleótidos con pares de bases. Utilizando el método conocido como DMS-MaPseq , [16] el ARN se incuba con DMS para metilar las bases desapareadas. Luego, el ARN se transcribe de forma inversa; la transcriptasa inversa con frecuencia 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 superiores a las de fondo.
El sulfato de dimetilo puede efectuar la escisión específica de bases del ADN al atacar los anillos de imidazol presentes en la guanina. [17] El sulfato de dimetilo también metila la adenina en porciones monocatenarias del ADN (por ejemplo, aquellas con proteínas como la ARN polimerasa que se funden progresivamente y vuelven a hibridar el ADN). Al volver a hibridar, estos grupos metilo interfieren con el apareamiento de bases adenina-guanina. La nucleasa S1 puede entonces utilizarse para cortar el ADN en regiones monocatenarias (en cualquier lugar con una 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 de metilación. El yoduro de metilo es un reactivo utilizado para la O-metilación, como el sulfato de dimetilo, pero es menos peligroso y más caro. [15] El carbonato de dimetilo , que es mucho menos reactivo, tiene una toxicidad mucho menor en comparación con el sulfato de dimetilo y el yoduro de metilo. [18] Se puede utilizar alta presión para acelerar la metilación mediante carbonato de dimetilo. En general, la toxicidad de los agentes de metilación está correlacionada con su eficiencia como reactivos de transferencia de metilo.
El sulfato de dimetilo es cancerígeno [19] y mutagénico , altamente venenoso , corrosivo y peligroso para el medio ambiente . [20] Se absorbe a través de la piel, las membranas mucosas y el tracto gastrointestinal, y puede causar una reacción letal del tracto respiratorio retardado. También es común una reacción ocular. No hay un olor fuerte ni irritación inmediata que advierta de una concentración letal en el aire. La LD 50 (aguda, oral) es de 205 mg/kg (rata) y 140 mg/kg (ratón), y la LC 50 (aguda) es de 45 ppm por 4 horas (rata). [21] La presión de vapor de 65 Pa [22] es suficientemente grande para producir una concentración letal en el aire por evaporación a 20 °C. La toxicidad retardada permite que se produzcan exposiciones potencialmente fatales antes del desarrollo de cualquier síntoma de advertencia. [20] Los síntomas pueden retrasarse de 6 a 24 h. Se pueden utilizar soluciones concentradas de bases (amoniaco, álcalis) para hidrolizar derrames y residuos menores en equipos contaminados, pero la reacción puede volverse violenta con cantidades mayores de sulfato de dimetilo (véase ICSC). Aunque el compuesto se hidroliza, no se puede suponer que el tratamiento con agua lo descontaminará.
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 se convirtieron por un mecanismo desconocido en vapor de dimetilsulfato que envenenó al personal médico que lo atendió. [23] [24]