Dimethyl-oxalát

Šablona:Infobox - chemická sloučenina Dimethyl-oxalát je organická sloučenina se vzorcem (CO₂CH₃)₂, dimethylester kyseliny šťavelové; jedná se o bezbarvou pevnou látku rozpustnou ve vodě.

Výroba

Dimethyloxalát lze získat esterifikací kyseliny šťavelové methanolem za katalýzy kyselinou sírovou:

$\mathrm{2}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{H}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\stackrel{H_{2}S{O}_4}{\to }\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Oxidační karbonylace

Při oxidační karbonylaci postačují k výrobě dimethyloxalátu jednouhlíkaté výchozí látky:

$\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{cat}{\to }\mathrm{2}\mathrm{(}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Reakci katalyzuje Pd²⁺. Syntézní plyn se obvykle získává z uhlí nebo biomasy. V průběhu oxidace se vytváří reakcí oxidu dusnatého a kyslíku oxid dusitý (1), který následně reaguje s methanolem (2) za tvorby methylnitritu:

Následuje dikarbonylace methylnitritu oxidem uhelnatým (3) katalyzovaná palladiem, kterou vzniká za atmosférického tlaku a teploty 80-120 °C plynný dimethyloxalát:

Souhrnná rovnice vypadá takto:

Při tomto postupu nedochází ke ztrátám methylnitritu, který slouží jako nosič oxidačního činidla; je ovšem třeba odstraňovat vznikající vodu, aby nedocházelo k hydrolýze produktu. Při použití 1 % Pd/α-Al₂O₃ se vytváří dimethyloxalát dikarbonylací, za stejných podmínek s 2 % Pd/C dochází k monokarbonylaci:

Lze také použít oxidační karbonylaci methanolu 1,4-benzochinonem za katalýzy octanem palladnatým a trifenylfosfinem, ta se vyznačuje vysokými hodnotami výtěžnosti i selektivity. Vhodný poměr octanu, fosfinu a benzochinonu činí 1:3:100, teplota 65 °C a tlak oxidu uhelnatého 7 MPa:

Reakce

Dimethyloxalát se, stejně jako odpovídající diethylester, používá v řadě různých kondenzačních reakcí, například s cyklohexanonem vytváří diketoester, ze kterého lze získat kyselinu pimelovou. Reakcemi diesterů kyseliny šťavelové s diaminy vznikají cyklické diamidy. Kondenzací dimethyloxalátu a o-fenylendiaminu se utváří chinoxalindion:

C₂O₂(OMe)₂ + C₆H₄(NH₂)₂ → C₆H₄(NHCO)₂ + 2 MeOH

Hydrogenací se dimethyloxalát mění na ethylenglykol. Tuto přeměnu lze provést s 94,7% výtěžností.

Vzniklý methanol se zapojuje do oxidační karbonylace.

Dekarbonylací se z dimethyloxalátu stává dimethylkarbonát.

Transesterifikační reakcí s fenolem za přítomnosti sloučenin titanu se vyrábí difenyloxalát, který se, v kapalné nebo plynné fázi, dekarbonyluje na difenylkarbonát.

Dimethyloxalát lze použít také jako methylační činidlo. Vyznačuje se nižší toxicitou, než další methylační činidla, jako jsou jodmethan a dimethylsulfát.

Odkazy

Externí odkazy

• Šablona:Commonscat