1-προπαναμίνη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
1-προπαναμίνη
Propylamine.png
Γενικά
Όνομα IUPAC 1-προπαναμίνη
Άλλες ονομασίες Προπυλαμίνη
Μονοπροπυλαμίνη
1-αμινοπροπάνιο
1-αζωβουτάνιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C3H9N
Μοριακή μάζα 59,11 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
CH3CH2CH2NH2
Συντομογραφίες PrNH2
MPA
Αριθμός CAS 107-10-8
SMILES CCCN
InChI 1S/C3H9N/c1-2-3-4/h2-4H2,1H3
Αριθμός EINECS 200-834-7
PubChem CID 7852
ChemSpider ID 7564
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 3
2-προμαναμίνη
N-μεθυλαιθαναμίνη
N,N,διμεθυλομεθαναμίνη
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -83 °C
Σημείο βρασμού 48 °C
Πυκνότητα 719 kg/m3
Εμφάνιση Άχρωμο υγρό
Χημικές ιδιότητες
pKa 10,53 (PrNH3+)
Επικινδυνότητα
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Η 1-προπαναμίνη ή 1-αμινοπροπάνιο ή προπυλαμίνη ή μονοπροπυλαμίνη (ΜPΑ: MonoPropylAmine) ή 1-αζωβουτάνιο είναι η πρωτοταγής αμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH2NH2. Στις συνηθισμένες συνθήκες είναι ένα άχρωμο υγρό με έντονη οσμή που μοιάζει μ' αυτήν της αμμωνίας. Συμπεριφέρεται ως ασθενής βάση αφού είναι αμίνη. Με βάση το χημικό της τύπο, C3H9N, έχει τα ακόλουθα τρία (3) ισομερή θέσης:

  1. 2-προπαναμίνη ή ισοπροπυλαμίνη, μια πρωτοταγής αμίνη.
  2. Ν-μεθυλαιθαναμίνη ή αιθυλομεθυλαμίνη, μια δευτεροταγής αμίνη.
  3. N,N-διμεθυλομεθαναμίνη ή τριμεθυλαμίνη, μια τριτοταγής αμίνη.

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ονομασία «1-προπαναμίνη» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «προπ-» δηλώνει την παρουσία τριών (3) 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. Ο αριθμός θέσης «1-» δηλώνει τη θέση του ατόμου άνθρακα με το οποίο ενώνεται η αμινομάδα, ώστε να διαχωρίζονται τα ισομερή θέσης.

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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

Δεσμοί[1]
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#3 -0,09
C#2 -0,06
C#1 0,00
H(CH2) +0,03
H(NH2) +0,17

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με 1-προπανόλη και χλωριούχο αμμώνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η προπυλαμίνη παράγεται βιομηχανικά συνήθως με επίδραση χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl) σε 1-προπανόλη (CH3CH2CH2OH) με την παρουσία τριχλωριούχου σιδήρου ως καταλύτη[2]:


\mathrm{CH_3CH_2CH_2OH + NH_4Cl \xrightarrow[-H_2O]{FeCl_3} CH_3CH_2CH_2NH_3Cl \xrightarrow{+NaOH} CH_3CH_2CH_2NH_2 + NaCl + H_2O}

Με χλωριούχο αμμώνιο και προπανάλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Mε επίδραση χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl) σε προπανάλη (CH3CH2CHO) παράγεται αρχικά υδροχλωρική 1-προπανιμίνη (CH3CH2CH=NH2Cl) και έπειτα υδροχλωρική 1-προπαναμίνη. Η τελευταία με υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) δείνει καθαρή 1-προπαναμίνη[2]:


\mathrm{NH_4Cl + CH_3CH_2CHO \xrightarrow{} CH_3CH_2CH=NH_2Cl + H_2O \xrightarrow[-CH_3CH_2COOH]{+CH_3CH_2CHO} CH_3CH_2CH_2NH_3Cl \xrightarrow{+NaOH} CH_3CH_2CH_2NH_2 + NaCl + H_2O}

  • Μια παραλλαγή της παραπάνω είναι η επίδραση αμμωνίας σε προπανάλη, που δίνει 1-προπανιμίνη, και στη συνέχεια υδρογόνωση της τελευταίας 1-προπαναμίνη:


\mathrm{NH_3 + CH_3CH_2CHO \xrightarrow{- H_2O} CH_3CH_2CH=NH  \xrightarrow{+H_2} CH_3CH_2CH_2NH_2}

Με αμμωνία και προπυλαλογονίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε προπυλαλογονίδιο (CH3CH2CH2X, μέθοδος Hofmann)[3]:


\mathrm{CH_3CH_2CH_2X + NH_3 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NH_2 + HX}

Με αναγωγή αζωτούχων ενώσεων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

1. Με αναγωγή 1-νιτροπροπανίου (CH3CH2CH2NO2)[4]:


\mathrm{CH_3CH_2CH_2NO_2 + 2Fe + 6HCl \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NH_2 + 2H_2O + 2FeCl_3}

2. Με αναγωγή προπανονιτρίλιου (CH3CH2CN)[5]


\mathrm{CH_3CH_2CN + 2H_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NH_2}

3. Με αναγωγή προπανιμίνης-1 (CH3CH2CH=NH)[6]:


\mathrm{CH_3CH_2CH=NH + H_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NH_2 + 2H_2O}

Με αποικοδόμηση βουταναμιδίου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αποικοδόμηση βουταναμιδίου (CH3CH2CH2CONH2, μετάθεση Hofmann)[7]:


\mathrm{CH_3CH_2CH_2CONH_2 + BrOK \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NH_2 + CO_2 + KBr}

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


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

Με χλωραμίνη σε προπυλομαγνησιοαλογονίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση χλωραμίνης (NH2Cl) σε προπυλομαγνησιοαλογονίδιο (CH3CH2CH2MgX)[8]:


\mathrm{CH_3CH_2CH_2X + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3CH_2CH_2MgX \xrightarrow{+NH_2Cl} CH_3CH_2CH_2NH_2 + MgXCl}

Με προσθήκη αμμωνίας σε κυκλοπροπάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με κυκλοπροσθήκη αμμωνίας (NH3) σε κυκλοπροπάνιο , παράγεται 1-προπαναμίνη[9]:

κυκλοπροπάνιο \mathrm{
+ NH_3 \xrightarrow{NaNH_2} CH_3CH_2CH_2NH_2
}

Με προσθήκη υδρογόνου σε κυκλοπροπαναμίνη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλύτική κυκλοπροσθήκη υδρογόνου σε κυκλοπροπαναμίνη παράγεται 1-προπαναμίνη[10]:

Cyclopropylamine.svg \mathrm{
+ H_2 \xrightarrow{Pt} CH_3CH_2CH_2NH_2
}

Με προσθήκη υδρογόνου σε 1,3-επαζωπροπάνιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με καταλύτική κυκλοπροσθήκη υδρογόνου σε 1,3-επαζωπροπάνιο παράγεται 1-προπαναμίνη[10]:

Azetidine structure.svg \mathrm{
+ H_2 \xrightarrow{Pt} CH_3CH_2CH_2NH_2
}

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Συμπεριφορά βάσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παράγει άλατα με οξέα. Π.χ.:


\mathrm{
CH_3CH_2CH_2NH_2 + HCl \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NH_3Cl}

Αλκυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX), παράγοντας δευτεροταγείς αμίνες:


\mathrm{
CH_3CH_2CH_2NH_2 + RX \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NHR + HX}

Ακυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδρά με ακυλαλογονίδια (RCOX), παράγοντας δευτεροταγή αμίδια:


\mathrm{
CH_3CH_2CH_2NH_2 + RCOX \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NHCOR + HX}

Ιμίνες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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


\mathrm{
CH_3CH_2CH_2NH_2 + RCHO \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2N=CHR + H_2O}

Οξείδωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οξείδώνεται με υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2) παράγοντας 1-νιτροπροπάνιο:


\mathrm{
CH_3CH_2CH_2NH_2 + 3H_2O_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NO_2 + 4H_2O}

Προσθήκη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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


\mathrm{
CH_3CH_2CH_2NH_2 + CH_2=CH_2 \xrightarrow{NaNH_2} CH_3CH_2CH_2 NHCH_2CH_3}

2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς.. Π.χ. με αιθίνιο δίνει αρχικά N-προπυλαιθεναμίνη, και στη συνέχεια την ταυτομερή της N-προπυλαιθανιμίνη:


\mathrm{
CH_3CH_2CH_2NH_2 + HC \equiv CH \xrightarrow{NaNH_2} CH_2=CHNHCH_2CH_2CH_3 \xrightarrow{} CH_3CH=NCH_2CH_2CH_3}

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


\mathrm{
CH_3CH_2CH_2NH_2 + CH_2=CHCH=CH_2 \xrightarrow{} CH_3CH=CHCH_2NHCH_2CH_2CH_3 + 4H_2O}

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

κυκλοπροπάνιο  \mathrm{+ CH_3CH_2CH_2NH_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NHCH_2CH_2CH_3}

5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει 2-προπυλαμιναιθανόλη[11]:

Ethylene oxide.svg  \mathrm{+ CH_3CH_2CH_2NH_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NHCH_2CH_2OH}

Παρεμβολή καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Τα καρβένια μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-H και N-H. Π.χ. με μεθυλένιο έχουμε[12]:

\mathrm{CH_3CH_2CH_2NH_2 + CH_3Br + KOH \xrightarrow{} \frac{1}{3} CH_3CH_2CH_2CH_2NH_2 + \frac{2}{9}  (CH_3)_2CHCH(NH_2)CH_3 + \frac{2}{9}  CH_3CH_2CH(NH_2)CH_3 + \frac{2}{9} CH_3CH_2CH_2NHCH_3 + KBr + H_2O}

  • Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH2-H. Παράγεται 1-βουταναμίνη.
2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#1H-H. Παράγεται 2-βουταναμίνη.
3. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#2H-H. Παράγεται 2-μεθυλο-1-προπαναμίνη.
4. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς ΝH-H: 2. Παράγεται N-μεθυλυλο-1-προπαναμίνη.

Προκύπτει επομένως μίγμα 1-βουταναμίνης ~33%, 2-βουταναμίνης ~22%, 2-μεθυλο-1-προπαναμίνης ~22% και Ν-μεθυλο-1-προπαναμίνης ~22%.

Σημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. 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.
  2. 2,0 2,1 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 
  3. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Α.
  4. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2α και σελ. 247, §10.6.4α.
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2γ.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2δ.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B3.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Γ3.
  9. Ulrich Steinbrenner, Frank Funke, Ralf Böhling, Method and device for producing ethylamine and butylamine, United States Patent 7161039.
  10. 10,0 10,1 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985, σελ. 23-25, §2.3Γ.
  11. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = CH3CH2CH2NH.
  12. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.

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 Propylamine της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).