Ν-μεθυλομεθαναμίνη

Ν-μεθυλομεθαναμίνη
Γενικά
Όνομα IUPAC	Ν-μεθυλομεθαναμίνη
Άλλες ονομασίες	Διμεθυλαμίνη 2-αζωπροπάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C2H7N
Μοριακή μάζα	45,08 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3NHCH3
Συντομογραφίες	Me2NH DMA
Αριθμός CAS	124-40-3
SMILES	CNC
InChI	1/C2H7N/c1-3-2/h3H,1-2H3
PubChem CID	674
ChemSpider ID	654
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	1 Αιθαναμίνη
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	-92,2 °C
Σημείο βρασμού	7 °C
Πυκνότητα	670 kg/m3
Διαλυτότητα στο νερό	3.540 kg/m3
Εμφάνιση	Άχρωμο αέριο
Χημικες ιδιότητες
pKa	9,79
Σημείο αυτανάφλεξης	400 °C
Επικινδυνότητα
Εξαιρετικά εύφλεκτη (F+) Βλαβερή (Xn)
Φράσεις κινδύνου	R12 R20 R37/38 R41
Φράσεις ασφαλείας	(S2) S16 S26 S39
Κίνδυνοι κατά NFPA 704	4 3 0 ALK
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Η διμεθυλαμίνη ή N-μεθυλομεθαναμίνη ή DMΑ ή 2-αζωπροπάνιο είναι η απλούστερη δευτεροταγής αμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH₃NHCH₃ ή ακόμη πιο σύντομα (CH₃)₂NH. Στις συνηθισμένες συνθήκες είναι ένα άχρωμο εύκολα αέριο με αποπνικτική οσμή που μοιάζει μ' αυτήν της αμμωνίας. Κυκλοφορεί συνήθως σε υδατικό διάλυμα με συγκέντρωση γύρω στο 40%. Το 2005 η παγκόσμια παραγωγή της εκτιμήθηκε σε 270.000 τόνους. Με βάση το χημικό της τύπο, C₂H₇N, έχει ένα ισομερές, την αιθαναμίνη ή αιθυλαμίνη, μια πρωτοταγή αμίνη.

Ονοματολογία

Η ονομασία «Ν-μεθυλομεθαναμίνη» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Διακρίνονται δύο (2) τμήματα: το πρόθεμα «Ν-μεθυλο-», που αναφέρεται στις διακλαδώσεις, και στην κύρια ονομασία «μεθαναμίνη», που αναφέρεται στην «κύρια ανθρακική αλυσίδα» της ένωσης. Έτσι για το κύριο τμήμα της ένωσης ισχύουν τα ακόλουθα: Το πρόθεμα «μεθ-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου άνθρακα ανά κύρια ανθρακική αλυσίδα της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στην κύρια ανθρακική αλυσίδα και η κατάληξη «-αμίνη» φανερώνει ότι περιέχει μια αμινομάδα ως κύρια χαρακτηριστική ομάδα. Τέλος, στο αρχικό πρόθεμα το «μεθυλο-» δηλώνει την παρουσία μίας διακλάδωσης του ενός (1) ατόμου άνθρακα («μεθυλο-»), το οποίο είναι ενωμένο με το άτομο του αζώτου της αμινομάδας όπως δείχνει χαρακτηριστικά το «N-».

Δομή

Η δομή της μπορεί να βρεθεί αν αντικατασταθούν δύο άτομα υδρογόνου από ένα μόριο αμμωνίας με δύο (2) μεθύλια.

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C-H	σ	2sp3-1s	109 pm	3% C- H+
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	-0,23
C#1,#1΄	-0,03
H(CH2)	+0,03
H(NH2)	+0,17

Παραγωγή

Με μεθανόλη και αμμωνία

Η μεθυλαμίνη παράγεται βιομηχανικά συνήθως με επίδραση αμμωνίας (NH₃) σε μεθανόλη (CH₃OH) με την παρουσία καταλύτη:

$\mathrm{2CH_3OH + NH_3 \xrightarrow{Si(AlO_2)_4} CH_3NHCH_3 + 2H_2O}$

• Συμπαρασκευάζονται μεθαναμίνη και τριμεθυλαμίνη. Η χημική κινητική καθορίζει την τελική αναλογία αυτών των προϊόντων.

Με μεθαναμίνη και μεθυλαλογονίδιο

Με επίδραση μεθαναμίνης (CH₃NH₂) σε μεθυλαλογονίδιο (CH₃X, μέθοδος Hofmann):

$\mathrm{CH_3X + CH_3NH_2 \xrightarrow{} CH_3NHCH_3 + HX}$

• Συμπαράγονται τριαιθυλαμίνη. Η χημική κινητική καθορίζει την τελική αναλογία αυτών των προϊόντων.
• Γίνεται και με επίδραση αμμωνίας (NH₃) σε μεθυλαλογονίδιο (CH₃X, μέθοδος Hofmann), αλλά τότε συμπαράγεται και μεθαναμίνη:

$\mathrm{2CH_3X + NH_3 \xrightarrow{} CH_3NHCH_3 + 2HX}$

Με αναγωγή αζωτούχων ενώσεων

Με αναγωγή N-μεθυλομεθανιμίνης (CH₂=NCH₃):

$\mathrm{CH_2=NCH_3 + H_2 \xrightarrow{} CH_3NHCH_3 + 2H_2O}$

Με μεθαναμίνη και μεθανάλη

Με επίδραση μεθαναμίνης σε μεθανάλη παράγεται αρχικά N-μεθυλομεθανιμίνη, που στη συνέχεια ανάγεται σε N-μεθυλομεθαναμίνη:

$\mathrm{HCHO + CH_3NH_2 \xrightarrow{} CH_2=NCH_3 \xrightarrow{+ H_2} CH_3NHCH_3 + 2H_2O}$

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

Συμπεριφορά βάσης

Παράγει άλατα με οξέα. Π.χ.:

$\mathrm{ CH_3NHCH_3 + HCl \xrightarrow{} CH_3NH_2ClCH_3}$

Αλκυλίωση

Αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX), παράγοντας τριτοταγείς αμίνες:

$\mathrm{ CH_3NHCH_3 + RX \xrightarrow{} (CH_3)_2NR + HX}$

Ακυλίωση

Αντιδρά με ακυλαλογονίδια (RCOX), παράγοντας τριτοταγή αμίδια:

$\mathrm{ CH_3NHCH_3 + RCOX \xrightarrow{} (CH_3)_2NCOR + HX}$

Προσθήκη

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

$\mathrm{ CH_3NHCH_3 + CH_2=CH_2 \xrightarrow{NaNH_2} CH_3CH_2N(CH_3)_2}$

2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς.. Π.χ. με αιθίνιο δίνει N,N-διμεθυλοαιθεναμίνη:

$\mathrm{ CH_3NHCH_3 + HC \equiv CH \xrightarrow{NaNH_2} CH_2=CHN(CH_3)_2}$

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

$\mathrm{ CH_3NHCH_3 + CH_2=CHCH=CH_2 \xrightarrow{} CH_3CH=CHCH_2N(CH_3)_2 + 4H_2O}$

4. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει Ν,N-διμεθυλοπροπαναμίνη-1::

$\mathrm{+ CH_3NHCH_3 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2N(CH_3)_2}$

5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει 2-διμεθυλαμιναιθανόλη:

$\mathrm{+ CH_3NHCH_3 \xrightarrow{} (CH_3)_2NCH_2CH_2OH}$

Παρεμβολή καρβενίων

• Τα καρβένια μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-H και N-H. Π.χ. με μεθυλένιο έχουμε:

$\mathrm{CH_3NHCH_3 + CH_3Br + KOH \xrightarrow{} \frac{6}{7} CH_3CH_2NHCH_3 + \frac{1}{7} (CH_3)_3N + KBr + H_2O}$

• Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:

1. Παρεμβολή στους έξι (6) συνολικά δεσμούς CH₂-H. Παράγεται N-μεθυλαιθαναμίνη.

2. Παρεμβολή στον ένα (1) δεσμό N-H. Παράγεται N,N-διμεθυλομεθαναμίνη.

Προκύπτει επομένως μίγμα N-μεθυλαιθαναμίνης ~86% και N,N-διμεθυλομεθαναμίνης ~14%.

Πηγές

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