Αιθαναμίνη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Αιθαναμίνη
Ethylamine-2D-skeletal.png
Ethylamine-2D-flat.png
Ethylamine-3D-balls.png
Ethylamine-3D-vdW.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Αιθαναμίνη
Άλλες ονομασίες Αιθυλαμίνη
Μονοαιθυλαμίνη
Αμινοαιθάνιο
1-αζαπροπάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2H7N
Μοριακή μάζα 45,08 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH3CH2NH2
Συντομογραφίες EtNH2
MEA
Αριθμός CAS 75-04-7
SMILES CCN
InChI 1/C2H7N/c1-2-3/h2-3H2,1H3
Αριθμός EINECS 200-834-7
Αριθμός RTECS KH2100000
PubChem CID 6341
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 1
N-μεθυλομεθαναμίνη
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -81 °C
Σημείο βρασμού 16,6 °C
Πυκνότητα 689 kg/m3
Διαλυτότητα
στο νερό
Αναμίξιμη
Τάση ατμών 121 kPa (20 °C)
Εμφάνιση Ανοιχτοκίτρινο υγρό (Κ.Σ.)
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
-178 °C
Σημείο αυτανάφλεξης 385;°C
Επικινδυνότητα
Φράσεις κινδύνου R12, R20, R22, R34, R36
R37, R38
Φράσεις ασφαλείας S16, S26, S29
Κίνδυνοι κατά
NFPA 704
NFPA 704.svg
4
3
0
ALK
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Η αιθαναμίνη[1] είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και άζωτο, με χημικό τύπο C2H7N, αν και συχνά γράφεται με τις μορφές C2H5NH2, CH3CH2NH2 ή και συντομογραφικά EtNH2. Η καθαρή αιθαναμίνη, στις «συνηθισμένες συνθήκες», δηλαδή θερμοκρασία 25°C και πίεση 1 atm, είναι άχρωμο αέριο με μια έντονη οσμή, που μοιάζει μ' αυτήν της αμμωνίας. Αν υγροποιηθεί, γίνεται ένα ανοιχτοκίτρινο υγρό. Είναι αναμίξιμη με σχεδόν όλους τους διαλύτες και συμπεριφέρεται ως ασθενής βάση, με pKa (της πρωτονιομένης μορφής της) περίπου ίσο με 10,7[2],αφού είναι μια πρωτοταγής αμίνη. Η αιθαναμίνη χρησιμοποιείται ευρύτατα στη χημική βιομηχανία και στην οργανική σύνθεση. Έχει ένα ισομερές θέσης, τη διμεθυλαμίνη, μια δευτεροταγή αμίνη. Η αιθαναμίνη έχει βρεθεί ως ένα συστατικό των αερίων του διαστρικού μέσου[3].

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ονομασία «αιθαναμίνη» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «αιθ-» δηλώνει την παρουσία δύο (2) ατόμων άνθρακα ανά μόριο της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-αμίνη» φανερώνει ότι περιέχει μια αμινομάδα ως κύρια χαρακτηριστική ομάδα.

H ονομασία «αμινοαιθάνιο» θεωρεί ότι η ένωση είναι υποκατεστημένο αιθάνιο, δηλαδή αιθάνιο, ένα άτομο υδρογόνου του οποίου, έχει αντικατασταθεί από μια αμινομάδα (-NH2).

H ονομασία «1-αζαπροπάνιο» είναι «ονομασία αντικατάστασης», δηλαδή ότι η ένωση είναι προπάνιο του οποίου το #1 άτομο άνθρακα αντικαταστάθηκε από άτομο αζώτου[4].

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η δομή της μπορεί να βρεθεί αν αντικατασταθεί ένα άτομο υδρογόνου από ένα μόριο αμμωνίας με αιθύλιο.

Δεσμοί[5]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
C-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C-C σ 2sp3-2sp3 154 pm
C-N σ 2sp3-2sp3 152 pm 6% C+ Ν-
Ν-H σ 2sp3-1s 101,7 pm 17% N- H+
Κατανομή φορτίων
σε ουδέτερο μόριο
N -0,40
C#2 -0,09
C#1 0,00
H(CH2) +0,03
H(NH2) +0,17

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αιθανόλη και αμμωνία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η αιθυλαμίνη παράγεται βιομηχανικά συνήθως με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε αιθανόλη (CH3CH2OH) με την παρουσία καταλύτη[6]:


\mathrm{CH_3CH_2OH + NH_3 \xrightarrow{Si(AlO_2)_4} CH_3CH_2NH_2 + H_2O}

Με χλωριούχο αμμώνιο και αιθανάλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Mε επίδραση χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl) σε αιθανάλη (CH3CHO) παράγεται αρχικά υδροχλωρική αιθανιμίνη (CH3CH=NH2Cl) και έπειτα υδροχλωρική αιθαναμίνη. Η τελευταία με υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) δίνει καθαρή αιθαναμίνη[7]:


\mathrm{NH_4Cl + CH_3CHO \xrightarrow{} CH_3CH=NH_2Cl + H_2O \xrightarrow[-CH_3COOH]{+CH_3CHO} CH_3CH_2NH_3Cl \xrightarrow{+NaOH} CH_3CH_2NH_2 + NaCl + H_2O}

  • Μια παραλλαγή της παραπάνω είναι η επίδραση αμμωνίας σε αιθανάλη, που δίνει αιθανιμίνη, και στη συνέχεια αιθαναμίνη, με υδρογόνωση της τελευταίας:


\mathrm{NH_3 + CH_3CHO \xrightarrow{- H_2O} CH_3CH=NH  \xrightarrow{+H_2} CH_3CH_2NH_2}

Με αμμωνία και αιθυλαλογονίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε αιθυλαλογονίδιο (CH3CH2X, μέθοδος Hofmann)[8]:


\mathrm{CH_3CH_2X + NH_3 \xrightarrow{} CH_3CH_2NH_2 + HX}


\mathrm{CH_3CH_2X + NH_3 + KOH \xrightarrow{} CH_3CH_2NH_2 + KX + H_2O}

Με αιθυλίωση φθαλιμιδικού καλίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αιθυλίωση φθαλιμιδικού καλίου (σύνθεση Gabriel)[10]:

Phthalimidic potassium.png  \mathrm{+ CH_3CH_2X \xrightarrow{}} Phthalimidethane.png  \mathrm{\xrightarrow[+2H_2O]{H^+} CH_3CH_2NH_2 +} Ácido ftálico.PNG

Με αναγωγή αζωτούχων ενώσεων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με αναγωγή νιτραιθανίου (CH3CH2NO2)[11]:


\mathrm{CH_3CH_2NO_2 + 2Fe + 6HCl \xrightarrow{} CH_3CH_2NH_2 + 2H_2O + 2FeCl_3}

2. Με αναγωγή αιθανονιτρίλιου (CH3CN)[12]


\mathrm{CH_3CN + 2H_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2NH_2}

3. Με αναγωγή αιθανιμίνης (CH3CH=NH)[13]:


\mathrm{CH_3CH=NH + H_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2NH_2 + 2H_2O}

Με αποικοδόμηση προπαναμιδίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αποικοδόμηση προπαναμιδίου (CH3CH2CONH2, μετάθεση Hofmann)[14]:


\mathrm{CH_3CH_2CONH_2 + BrOK \xrightarrow{} CH_3CH_2NH_2 + CO_2 + KBr}

  • Το BrOK παράγεται επιτόπου («in citu») με την αντίδραση:


\mathrm{Br_2 + KOH \xrightarrow{} BrOK + HBr}

Με χλωραμίνη σε αιθυλομαγνησιοαλογονίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση χλωραμίνης (NH2Cl) σε αιθυλομαγνησιοαλογονίδιο (CH3CH2MgX)[15]:


\mathrm{CH_3CH_2X + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2MgX \xrightarrow{+NH_2Cl} CH_3CH_2NH_2 + MgXCl}

Με προσθήκη αμμωνίας σε αιθένιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με προσθήκη αμμωνίας (NH3) σε αιθένιο (CH2=CH2), παράγεται αιθαναμίνη[16]:

\mathrm{
CH_2=CH_2 + NH_3 \xrightarrow{NaNH_2} CH_3CH_2NH_2
}

Με προσθήκη υδρογόνου σε αζιριδίνη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλύτική προσθήκη υδρογόνου σε αζιριδίνη παράγεται αιθαναμίνη[17]:

Aziridine.svg \mathrm{
+ H_2 \xrightarrow{Pt} CH_3CH_2NH_2
}

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Συμπεριφορά βάσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παράγει άλατα με οξέα. Π.χ.:


\mathrm{
CH_3CH_2NH_2 + HCl \xrightarrow{} CH_3CH_2NH_3Cl}

Αλκυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX), παράγοντας δευτεροταγείς αμίνες:


\mathrm{
CH_3CH_2NH_2 + RX \xrightarrow{} CH_3CH_2NHR + HX}

Ακυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδρά με ακυλαλογονίδια (RCOX), παράγοντας δευτεροταγή αμίδια:


\mathrm{
CH_3CH_2NH_2 + RCOX \xrightarrow{} CH_3CH_2NHCOR + HX}

Ιμίνες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καρβονυλικές ενώσεις δίνει ιμίνες. Π.χ. με αλδεΰδες (RCHO):


\mathrm{
CH_3CH_2NH_2 + RCHO \xrightarrow{} CH_3CH_2N=CHR + H_2O}

Οξείδωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Οξείδώνεται με υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2) παράγοντας νιτραιθάνιο:


\mathrm{
CH_3CH_2NH_2 + 3H_2O_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2NO_2 + 4H_2O}

2. Με επίδραση ισχυρότερου οξειδωτικού, όπως το υπερμαγγανικό κάλιο (KMnO4), παράγεται αιθανάλη:


\mathrm{
3CH_3CH_2NH_2 + 10KMnO_4 + 5H_2SO_4 \xrightarrow{} 3CH_3CHO + 3HNO_3 + 10MnO_2 + 5K_2SO_4 + 8H_2O}

Προσθήκη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθένιο δίνει N-αιθυλαιθαναμίνη:


\mathrm{
CH_3CH_2NH_2 + CH_2=CH_2 \xrightarrow{NaNH_2} CH_3CH_2NHCH_2CH_3}

2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθίνιο δίνει αρχικά N-αιθυλαιθεναμίνη και τελικά την ταυτομερή της N-αιθυλαιθανιμίνη:


\mathrm{
CH_3CH_2NH_2 + HC \equiv CH \xrightarrow{NaNH_2} CH_2=CHNHCH_2CH_3 \xrightarrow{} CH_3CH=NCH_2CH_3}

3. Προσθήκη σε συζηγείς διπλούς δεσμούς. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο δίνει N-αιθυλο-1-βουτεν-2-αμίνη:


\mathrm{
CH_3CH_2NH_2 + CH_2=CHCH=CH_2 \xrightarrow{} CH_3CH=CHCH_2NHCH_2CH_3 + 4H_2O}

4. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει Ν-αιθυλο-1-προπαναμίνη::

κυκλοπροπάνιο  \mathrm{+ CH_3CH_2NH_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NHCH_2CH_3}

5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με οξιράνιο δίνει 2-αιθυλαμιναιθανόλη[18]:

Ethylene oxide.svg  \mathrm{+ CH_3CH_2NH_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2NHCH_2CH_2OH}

Παραγωγή αιθανόλης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση νιτρώδους οξέος (ΗΝΟ2) σε αιθαναμίνη, παράγεται αιθανόλη[19]:


\mathrm{CH_3CH_2NH_2 + HNO_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2OH + N_2 + H_2O}

Παραγωγή διαιθυλοδιαζένιου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση θειονυλοχλωρίδιου και οξείδωση του έτσι παραγώμενου θειοναμίδιου παράγεται διαιθυλοδιαζένιο[20]:


\mathrm{2CH_3CH_2NH_2 + SOCl_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2NHSONHCH_2CH_3 + 2HCl}

\mathrm{CH_3CH_2NHSONHCH_2CH_3 + |O| \xrightarrow{} CH_3CH_2N=NCH_2CH_3 + H_2SO_2}

Επίδραση καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παρεμβολή καρβενίων, π.χ. με μεθυλενίου παράγονται 1-προπαναμίνη, 2-προπαναμίνη και αιθυλομεθυλαμίνη[21]:


\mathrm{CH_3CH_2NH_2 + CH_3Cl + KOH \xrightarrow{} \frac{3}{7} CH_3CH_2CH_2NH_2 + \frac{2}{7} CH_3CH(NH_2)CH_3 + \frac{2}{7} CH_3CH_2NHCH_3 + KCl + H_2O}

Εφαρμογές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η αιθαναμίνη, όπως και μερικές άλλες σχετικά χαμηλής μοριακής μάζας πρωτοταγείς αμίνες, είναι ένας καλός διαλύτης για το μεταλλικό λίθιο, σχηματίζοντας ένα ιόν της μορφής [Li(CH3CH2NH2)4]+ και ένα «επιδιαλυτωμένο» ηλεκτρόνιο. Αργότερα, όταν χρειάζεται, η εξάτμιση της αιθαναμίνης δίνει πίσω το μεταλλικό λίθιο. Τέτοια διαλύματα χρησιμοποιούνται για την αναγωγή ακόρεστων οργανικών ενώσεων, όπως το ναφθαλίνιο[22] και διάφορα αλκίνια. Η αιθαναμίνη είναι η πρόδρομη ένωση για πολλά φυτοφάρμακα, που περιλαμβάνουν την ατραζίνη και τη σιμαζίνη. Βρέθηκαν επίσης εφαρμογές της αιθαναμίνης και σε προϊόντα ελαστικών.

Σημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  2. Wilson and Gisvold's Textbook of Organic Medicinal and Pharmaceutical Chemistry, 9th Ed. (1991), (J. N. Delgado and W. A. Remers, Eds.) p.878, Philadelphia: Lippincott.
  3. NRAO, "Discoveries Suggest Icy Cosmic Start for Amino Acids and DNA Ingredients", Feb 28 2013
  4. Είναι βέβαια προφανές, ότι αφού το άζωτο είναι τρισθενές και όχι τετρασθενές όπως ο άνθρακας, πρέπει να θεωρηθεί ότι αφαιρέθηκε και ένα άτομο υδρογόνου.
  5. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το «Table of periodic properties of thw Ellements», Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, Σελ. 34. Οι ηλεκτραρνητικότητες κατά Pauling, από τις οποίες υπολογίστηκε ο ιονισμός, προέρχονται από τους πίνακες δεδομένων των χημικών στοιχείων άνθρακας, υδρογόνο, οξυγόνο και άζωτο.
  6. Corbin D.R.; Schwarz S.; Sonnichsen G.C. (1997). «Methylamines synthesis: A review». Catalysis Today 37 (2): 71–102. doi:10.1016/S0920-5861(97)00003-5. 
  7. Marvel, C. S.; Jenkins, R. L. (1941), «Methylamine Hydrochloride», Org. Synth., http://www.orgsyn.org/orgsyn/orgsyn/prepContent.asp?prep=cv1p0347 ; Coll. Vol. 1: 347 
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Α.
  9. Nucleophilic substitution, Chloroethane & Ammonia, St Peter's School
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Β.
  11. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2α και σελ. 247, §10.6.4α.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2γ.
  13. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2δ.
  14. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B3.
  15. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Γ3.
  16. Ulrich Steinbrenner, Frank Funke, Ralf Böhling, Method and device for producing ethylamine and butylamine, United States Patent 7161039.
  17. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985, σελ. 23-25, §2.3Γ.
  18. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = CH3CH2NH.
  19. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.198, §8.2.6.
  20. Ohme, R.; Preuschhof, H.; Heyne, H.-U. Azoethane, Organic Syntheses, Collected Volume 6, p.78 (1988)
  21. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3, R = CH2OH.
  22. Kaiser, E. M.; Benkeser R. A. Δ9,10-Octalin, Organic Syntheses, Collected Volume 6, p.852 (1988)

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  2. «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
  3. Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  4. Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ ΈκδοσηΘεσσαλονίκη 1991
  5. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
  6. Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
  7. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
  8. Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Ethylamine της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).