炭酸 ジメチル

外観

無色～わずかにうすい黄色, 澄明の液体

性質

炭酸ジメチルの融点は2〜4°Cで、沸点は90°Cであり、引火点は18°Cと低いです。無色の可燃性液体で、水に溶けません。

炭酸ジメチルの推奨暴露限界 (REL) は、1日8 時間の作業での吸入による100ppmで、一般的な工業用溶剤と同様です。体内で炭酸ジメチルはメタノールと二酸化炭素に代謝されるため、誤飲はメタノール中毒の危険性があります。

反応

図2. 炭酸ジメチルの反応

炭酸ジメチルはメチル化のために利用可能です。具体的には、炭酸ジメチルによってトリメチルアミンを四級化すると、テトラメチルアンモニウムが得られます。炭酸水素アニオンも生じますが、陰イオン交換樹脂や電気分解で除去可能です。硫酸ジメチルやヨードメタンなどの従来のメチル化剤と比べて、炭酸ジメチルの毒性は低く、生分解性にも優れています。

炭酸ジメチルを用いると、アニリン、フェノール、チオフェノール、カルボン酸、ニトリルのα位などをメチル化可能です。ただし90°以下で反応させると、通常メトキシカルボニル化が優先されます。そのため多くの場合には、耐圧反応容器を使用した高圧高温条件が必要です。炭酸ジメチルの還流下でジアザビシクロウンデセン (英: 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene) を添加すると、カルボン酸類のメチルエステル化が進行します。

溶解性

水に不溶, 大部分の有機溶剤に可溶。エタノール及びアセトンに極めて溶けやすく、水にほとんど溶けない。

解説

炭酸ジメチル，タンサンジメチル，炭酸の2原子の水素をメチル基で置換した化合物で，炭酸エステルの一種．炭酸銀にヨウ化メチル，あるいはクロロギ酸メチルにナトリウムメトキシドを作用させると得られる．無色でエーテル臭のある液体．融点0.5 ℃，沸点90.2 ℃．d²⁰"1.07．n_D²⁰"1.368．水に不溶，アルコール類，エーテルに可溶．合成用試薬，溶媒として用いられる．

用途

溶剤、医薬中間原料、農薬原料

用途

カルボキシル化剤、イミダゾールのメチル化剤, 電池用溶媒、医薬?農薬?樹脂原料,溶剤

構造

炭酸ジメチルは炭酸の水素原子2つが、メチル基に変換された構造を有しています。分子量は90.08g/molで、密度は1.069〜1.073g/mLです。

合成法

図1. 炭酸ジメチルの合成

従来はホスゲンとメタノールの反応によって、クロロギ酸メチルが中間体として生成し、炭酸ジメチルを合成していました。現在ではメタノール、酸素、一酸化炭素から、触媒的に合成可能です。

工業的には、メタノールを用いたエチレンカーボネートやプロピレンカーボネートのエステル交換によって、炭酸ジメチルを製造できます。

さらに炭酸ジメチルは、四アルコキシチタン、ジアザビシクロアルケン類、メチル化剤、錫、ジルコニウム、のアルコキシ化合物などを使って、との反応によっても合成可能です。類や二酸化炭素を使用して、炭酸ジメチルを製造する方法も提案されています。

使用

Environmentally benign substitute for dimethyl sulfate, q.v., and methyl halides in methylation reactions and for phosgene, q.v., in methylcarbonylation reactions.

製造方法

Dimethyl carbonate (DMC) is formed by the reaction of MeOH with phosgene or methyl chloroformate in the presence of a concentrated sodium hydroxide solution in a two-phase reaction in high yields and purity. Other alcohols can also be phosgenated. As DMC is now more easily accessible via the direct oxidative carbonylation of MeOH, phosgenation is losing its attractiveness in this application.

定義

ChEBI: Dimethyl carbonate is a carbonate ester that is carbonic acid in which both hydrogens are replaced by methyl groups. A flammable, colourless liquid (m.p. 2-4°C, b.p. 90°C) with a characterstic ester-like odour, it is used as a 'green' methylating agent and as a solvent. It has a role as a solvent and a reagent.

一般的な説明

Dimethyl carbonate appears as a clear, colorless liquid with a pleasant odor. Denser than water and slightly soluble in water. Vapors are heavier than air. Used to make other chemicals and as a special purpose solvent.

空気と水の反応

Highly flammable. Slightly soluble in water.

反応プロフィール

Dimethyl carbonate reacts with acids to liberate heat along with methanol and carbon dioxide. Strong oxidizing acids may cause a vigorous reaction that is sufficiently exothermic to ignite the reaction products. Heat is also generated by the interaction with caustic solutions. Flammable hydrogen is generated by mixing with alkali metals and hydrides.

危険性

Flammable, dangerous fire risk. Toxic by inhalation, strong irritant.

健康ハザード

May cause toxic effects if inhaled or absorbed through skin. Inhalation or contact with material may irritate or burn skin and eyes. Fire will produce irritating, corrosive and/or toxic gases. Vapors may cause dizziness or suffocation. Runoff from fire control or dilution water may cause pollution.

火災危険

HIGHLY FLAMMABLE: Will be easily ignited by heat, sparks or flames. Vapors may form explosive mixtures with air. Vapors may travel to source of ignition and flash back. Most vapors are heavier than air. They will spread along ground and collect in low or confined areas (sewers, basements, tanks). Vapor explosion hazard indoors, outdoors or in sewers. Runoff to sewer may create fire or explosion hazard. Containers may explode when heated. Many liquids are lighter than water.

使用用途

主に炭酸ジメチルは、を製造する際に、原料として利用されます。炭酸ジメチルはフェノールとのエステル交換反応によって、ジフェニルカーボネートを合成可能です。

ポリカーボネートは、耐衝撃性、光学的透明性、誘電率などが高いプラスチックです。ポリカーボネートは、DVD、ブルーレイディスク、電気絶縁体材料、安全ゴーグル、防弾窓、メガネレンズ、航空機、自動車の各種部品、ミサイル部品材料などにも使用されています。

炭酸ジメチルはリチウムイオン二次電池の電解液に使われるほか、塗料、洗浄剤、接着剤などにも利用可能です。

安全性プロファイル

Moderately toxic by intraperitoneal route. Mildly toxic by ingestion. An irritant. Violent reaction or ignition on contact with potassium-tertbutoxide. A very dangerous fire hazard when exposed to heat, open flames (sparks), or oxiduers. To fight fire, use alcohol foam. When heated to decomposition it emits acrid smoke and irritating fumes.

純化方法

If the reagent has broad intense bands at 3300cm-1 and above (i.e. OH stretching), then it should be purified further. Wash it successively with 10% Na2CO3 solution, saturated CaCl2, H2O, and dry it by shaking mechanically for 1hour with anhydrous CaCl2, and fractionate. [Bowden & Butler J Chem Soc 78 1939, Vogel J Chem Soc 1847 1948, Beilstein 3 IV 3.]