В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником, загружают 7,5 г фенола, растворенного в 25 мл воды, и 42,5 мл 2 н. раствора гидроксида натрия. Затем при работающей мешалке из капельной воронки вводят 11 мл диметилсульфата. Сразу же начинается разогревание реакционной массы. Капельную воронку заменяют термометром и реакцию ведут при перемешивании и температуре 40-50°С, для чего применяют охлаждение водяной баней. После прекращения реакции, о чем судят по падению температуры ниже 40°С, реакционную смесь нагревают в течение 30 мин на кипящей водяной бане при постоянном перемешивании.
К охлажденной реакционной массе добавляют 18,5 мл 2 н. раствора гидроксида натрия до щелочной реакции для гидролиза избыточного количества диметилсульфата. Продукт реакции переносят в делительную воронку и экстрагируют в два приема эфиром (по 75 мл каждый раз). Эфирный экстракт сушат безводным карбонатом натрия и фильтруют. Эфир отгоняют на водяной бане из небольшой колбы Вюрца, добавляя эфирную вытяжку по мере отгонки из капельной воронки. Затем капельную воронку заменяют термометром и перегоняют метоксибензол (анизол), собирая фракцию с температурой кипения 153-155°C.
Выход 6,4 г (75% от теоретического).
Смесь метилортокарбоната (27,2 г, 0,2 моль) в фенола (18,8 г; 0,2 моль) медленно нагревают при атмосферном давлении, отгоняют азеотропную смесь метанола и диметилкарбоната, кипящую при 62—64°С. Дальнейшая перегонка дает диметилкарбонат (9,7 г; т.кип. 90—91°С, n=1,369) и смесь (5,6 г) анизола с метилортокарбонатом; т.кип. 91—113°С, n=1,377.
Остаток после удаления части фенола щелочью, перегоняют в вакууме, выход анизола 18,8 г (87%); т.кип. 46°С (12 мм.рт.ст.)
В 5-литровую трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мощной мешалкой, делительной воронкой и обратным холодильником, помещают раствор 235 г (2,5 мол.) фенола и 100 г (2,5 мол.) едкого натра (примечание 1) в 1 л воды. Раствор охлаждают при перемешивании смесью льда с солью до температуры ниже 10° и прибавляют через делительную воронку 315 г (235 мл; 2,5 мол.) диметилсульфата (примечание 2). Все прибавление продолжается приблизительно 1 час, причем в течение этого времени реакционную массу продолжают охлаждать. Затем смесь нагревают на водяной бане в продолжение получаса и после этого прибавляют через делительную воронку раствор 235 г (2,5 мол.) фенола и 100 г (2,5 мол.) едкого натра в 1 л воды, на что требуется приблизительно 15 минут. Когда все прибавлено, смесь сильно кипятят с обратным холодильником на голом пламени в течение 15 час. (примечание 3).
Затем смесь охлаждают, отделяют слой анизола, экстрагируют водный слой приблизительно 200 мл бензола (примечание 4) и смешивают бензольную вытяжку с анизолом. Полученный раствор промывают один раз водой, сушат хлористым кальцием и перегоняют из специальной колбы Клайзена с дефлегматором (стр. 142). Фракцию, кипящую при 100—153°, перегоняют еще раз. Главная масса анизола переходит при 153—154° (748 мм). Выход: 388—405 г (72—75% теоретич.; примечания 5 и 6).
Примечания
1. Пригоден высокосортный технический едкий натр.
2. Диметилсульфат ядовит; однако, если соблюдать должную осторожность и, самое главное, не разбрызгивать его, а также не вдыхать пары во время работы, то можно вести операцию без вытяжного шкафа. Специфическим противоядием является аммиак, который следует иметь под рукой для уничтожения диметилсульфата, если он случайно будет пролит.
Для этого синтеза применялся хороший технический сорт диметилсульфата.
3. Если сократить время кипячения с обратным холодильником, то выход значительно уменьшается. Первая метильная группа выступает в реакцию легко, но вторая — только очень медленно.
Увеличение указанного срока кипячения не повышает сколько-нибудь значительно выхода. По мере повышения концентрации сернокислого натрия скорость гидролиза диметилсульфата уменьшается.
Диметилсульфат рекомендуется прибавлять при наиболее низкой температуре, при которой еще идет реакция. Для фенола эта температура равна 25—35°. Для того чтобы вступила в реакцию вторая метильная группа, смесь не кипятят с обратным холодильником, а просто отгоняют анизол, в результате чего реакция протекает до конца (Хартман, частное сообщение).
4. Отдельное фракционирование этой бензольной вытяжки дает 9—18 г анизола. Главная часть анизола, содержащегося в водном слое, может быть выделена отгонкой с водяным паром вместо извлечения бензолом. Ни тот, ни другой метод выделения не являются вполне удовлетворительными.
5. При половинном количестве фенола выход составляет 85—92%; поскольку, однако, фенол очень дешев, выгоднее использовать обе метильные группы диметилсульфата.
6. Аналогичным способом можно получить другие метиловые эфиры. Метиловый эфир ?-нафтола был получен с выходом 65—73% прибавлением диметилсульфата к раствору, предварительно охлажденному в течение получаса ледяной водой, эквивалентных количеств ?-нафтола и едкого натра и последующим нагреванием в течение часа при 75—78°. После перекристаллизации из бензола получается чистый метиловый эфир ?-нафтола, плавящийся при 71°.
Другие методы получения.
Анизол может быть получен из фенола или фенолятов действием следующих метилирующих агентов: хлористого метила; метилсернокислого натрия; метилового спирта в присутствии окиси тория; метилового спирта и ?-нафталинсульфокислоты (или кислого сернокислого калия, или фтористого бора); диметилсульфата; диметилового эфира и фтористого бора.