Orthokohlensäuretetramethylester

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Strukturformel
Struktur von Orthokohlensäuretetramethylester
Allgemeines
Name Orthokohlensäuretetramethylester
Andere Namen
  • Methylorthocarbonat
  • Tetramethylorthocarbonat
  • Tetramethoxymethan
Summenformel C5H12O4
Kurzbeschreibung

farblose Flüssigkeit[1]

Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 1850-14-2
EG-Nummer 217-438-5
ECHA-InfoCard 100.015.853
PubChem 74613
Wikidata Q15632767
Eigenschaften
Molare Masse 136,15 g·mol−1
Aggregatzustand

flüssig[2]

Dichte

1,023 g·cm−3 (25 °C)[2]

Schmelzpunkt

−5,5 °C[1]

Siedepunkt

114 °C[1]

Löslichkeit

löslich in Salz-Lösung,[1] mit Methanol und Dioxan mischbar

Brechungsindex

1,3864 (18,5 °C)[1]

Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[2]
Gefahrensymbol Gefahrensymbol

Gefahr

H- und P-Sätze H: 225​‐​315​‐​319​‐​335
P: 210​‐​261​‐​305+351+338[2]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Orthokohlensäuretetramethylester ist eine organische chemische Verbindung aus der Gruppe der Orthokohlensäureester. Sie entsteht formal durch vollständige Methylierung der hypothetischen, d. h. gegen die Erlenmeyer-Regel verstoßenden und in freiem Zustand instabilen Orthokohlensäure . Orthokohlensäuretetramethylester wurde erstmals 1927 dargestellt und als farblose, merklich flüchtige Flüssigkeit von campherartigem Geruch charakterisiert.[1]

Gewinnung und Darstellung

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Die ursprüngliche Darstellung des Orthokohlensäuretetramethylesters ging von Chlorpikrin[1] aus, der naheliegende Syntheseweg aus Tetrachlorkohlenstoff liefert nicht das gewünschte Produkt.[3]

TMOC from chloropicrin corr
TMOC from chloropicrin corr

Wegen der unangenehmen Eigenschaften des Chlorpikrins wurden andere tetrasubstituierte reaktive Methanderivate als Ausgangsstoffe für Orthokohlensäuretetramethylester untersucht, so das ebenfalls als chemischer Kampfstoff eingesetzte, einfach aus Schwefelkohlenstoff und Chlor zugängliche Trichlormethansulfenylchlorid[4][5] analog

TMOC from trichlorsulfenylchloride
TMOC from trichlorsulfenylchloride

Ein weniger problematischer Syntheseweg geht aus von Trichloracetonitril,[6][7] wobei Ausbeuten um 70 % erzielt werden.

TMOC aus Trichloracetonitril
TMOC aus Trichloracetonitril

Weitere präparative Verfahren zur Darstellung von Orthocarbonsäureestern sind beschrieben.[8]

Orthokohlensäuretetramethylester ist eine wasserklare, aromatisch riechende, niedrigviskose Flüssigkeit, die gegen Peroxidbildung stabil ist.[9]

Außer als Lösungsmittel findet Orthokohlensäuretetramethylester Anwendung als Brennstoff in Feststoffpolymer-Brennstoffzellen,[10] als Alkylierungsmittel bei erhöhten Temperaturen (180–200 °C),[11] als Umesterungsreagens, das aber geringere Reaktivität als Orthoameisensäuretrimethylester zeigt,[3] und als Reagens zum Aufbau von 2-Aminobenzoxazolen, die als Molekülbausteine in pharmazeutischen Wirkstoffen, z. B. Neuroleptika, Sedativa, Antiemetika, Muskelrelaxantien, Fungiziden, u. a. zu finden sind.[12]

Aminobenzoxazole aus Orthocarbonaten
Aminobenzoxazole aus Orthocarbonaten

Abhängig von den Substituenten verläuft die Eintopfreaktion in „bescheidenen bis exzellenten“ Ausbeuten.

Einzelnachweise

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  1. a b c d e f g H. v. Hartel, Über Existenz und Darstellung des Orthokohlensäure-tetramethylesters, Ber.dtsch.chem.Ges., 60(8), 1841 (1927), doi:10.1002/cber.19270600821.
  2. a b c d Datenblatt Orthokohlensäuretetramethylester bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 16. Oktober 2013 (PDF).Vorlage:Sigma-Aldrich/Name nicht angegeben
  3. a b R. H. De Wolfe, Carboxylic ortho acid derivatives: preparation and synthetic applications, Organic Chemistry, Vol. 14, Academic Press, Inc. New York – London, 1970, ISBN 978-0-12-214550-6.
  4. H. Tieckelmann, H. W. Post, The preparation of methyl, ethyl, propyl, and butyl orthocarbonates, J. Org. Chem., 13 (2), 265–267 (1948), doi:10.1021/jo01160a014.
  5. US-Patent US 4,059,656, Processes for neutralizing 2,3-dibromopropanol phosphoric acid esters contained in tris(2,3-dibromo-1-propyl) phosphate, Erfinder: M. Demarcq, Anmelder: Produits Chimiques Ugine Kuhlmann, erteilt am 22. November 1974.
  6. US-Patent US 3,876,708, Orthocarbonic acid esters, Erfinder: R. Speh, W. Kantlehner, Anmelder: Akzo B.V., erteilt am 8. April 1975.
  7. US-Patent US 6,825,385 B2, Process for the preparation of orthocarbonates, Erfinder: G. Fries, J. Kirchhoff, Anmelder: Degussa AG, erteilt am 30. November 2004.
  8. W. Kantlehner et al., Die präparative Chemie der O- und N-funktionellen Orthokohlensäure-Derivate, Synthesis; 1977(2): 73-90, doi:10.1055/s-1977-24283.
  9. K. R. Kopecky, J. Molina: Bis(dimethoxymethyl) peroxide and bis(1,1-dimethoxyethyl) peroxide. In: Canadian Journal of Chemistry. 65, 1987, S. 2350, doi:10.1139/v87-392.
  10. US-Patent US 6,864,001, Tetramethyl orthocarbonate fuel cells and systems and methods related thereto, Erfinder: J. Zhang, K. Colbow, Anmelder: Ballard Power Systems Inc., erteilt am 8. März 2005.
  11. M. Selva et al., Esters and Orthoesters as Alkylating Agents at High Temperature. Applications to Continuous-flow Processes, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2, 519 (1992), doi:10.1039/P29920000519.
  12. C. L. Cioffi et al., Synthesis of 2-Aminobenzoxazoles Using Tetramethyl Orthocarbonate or 1,1-Dichloro-diphenoxymethane, J. Org. Chem., 75 (2), 7942-7945 (2010), doi:10.1021/jo1017052.