N-μεθυλομεθαναμίδιο

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
N-μεθυλομεθαναμίδιο
Methylformamide.png
Methylformamide-3D-balls.png
Γενικά
Όνομα IUPAC N-μεθυλομεθαναμίδιο
Άλλες ονομασίες N-μεθυλοφορμαμίδιο
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος C2H5ON
Μοριακή μάζα 59,067 amu
Σύντομος
συντακτικός τύπος
HCONHCH3
Συντομογραφίες HCONHMe, NMF
Αριθμός CAS 123-39-7
SMILES O=CNC
InChI 1S/C2H5NO/c1-3-2-4/h2H,1H3,(H,3,4)
Αριθμός RTECS LQ3000000
PubChem CID 31254
ChemSpider ID 28994
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης 19
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης -3 °C
Σημείο βρασμού 198-200°C
Πυκνότητα 1.003 kg/m3
Διαλυτότητα
στο νερό
αναμείξιμο
Δείκτης διάθλασης ,
nD
1,432
Χημικές ιδιότητες
Ελάχιστη θερμοκρασία
ανάφλεξης
111 °C
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm)
εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το Ν-μεθυλομεθαναμίδιο ή Ν-μεθυλοφορμαμίδιο (NMF, N-Methyl'Formamide) με σύντομο συντακτικό τύπο HCOΝΗCH3, είναι το απλούστερο δευτροταγές αμίδιο και, πιο συγκεκριμένα, ένα παράγωγο του μεθανικού οξέος, από το οποίο (τυπικά) προκύπτει με αντικατάσταση του υδροξυλίου του καρβοξυλίου από μεθυλαμινομάδα (CH3NH-). Eίναι ένα σχεδόν άοσμο υγρό αναμείξιμο με το νερό. Χρησιμοποιείται κυρίως ως αντιδραστήριο για διάφορες οργανικές συνθέσεις και με περιορισμένες εφαρμογές ως πολύ πολικός διαλύτης[1]. Είναι στενά σχετιζόμενο με τα άλλα μεθαναμίδια, με πιο σημαντικά το ίδιο το μεθαναμίδιο και το N,N-διμεθυλομεθαναμίδιο. Ωστόσο, η βιομηχανική του παραγωγή και χρήση του Ν-μεθυλομεθαναμιδίου είναι πολύ μικρότερη σε σύγκριση με τις αντίστοιχες των άλλων δυο μεθαναμιδίων, που αναφέρθηκαν παραπάνω. Ειδικότερα, το N,N-διμεθυλομεθαναμίδιο πλεονεκτεί σαν διαλύτης εξαιτίας της μεγαλύτερης σταθερότητάς του[1]. Η ετήσια παραγωγή του Ν-μεθυλομεθαναμιδίου υπολογίζεται σημαντικά μικρότερη από τις αντίστοιχες του μεθαναμιδίου (100.000 τόννοι) και του N,N-διμεθυλομεθαναμίδιου (500.000 τόννοι)[1]. Με βάση τον χημικό τύπο, C2H5NO, έχει τα ακόλουθα 19 ισομερές θέσης (όχι όλα σταθερά):

  1. 1-αμινοαιθενόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(NH2)OH.
  2. 2-αμινοαιθενόλη με σύντομο συντακτικό τύπο Η2NCH=CH(OH), σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
  3. Αιθενυδροξυλαμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHNH2OH.
  4. 1-ιμινοαιθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3C(=NH)OH.
  5. 2-ιμινοαιθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο HN=CHCH2OH.
  6. Αιθανυδροξυλιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=NOH.
  7. Μεθυλιμινομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3Ν=CHOH.
  8. Μεθυλενιμινομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=ΝCH2OH.
  9. 1-μεθοξυμεθανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH=NH.
  10. N-μεθοξυμεθανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=NOCH3.
  11. Νιτρωδαιθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2NO.
  12. Αμιναιθανάλη με σύντομο συντακτικό τύπο Η2NCH2CHO.
  13. Αιθαναμίδιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CONH2.
  14. 2,N-εποξυαιθαναμίνη ή 1,2-οξαζετιδίνη.
  15. 1,1'-εποξυμεθανομεθυλαμίνη ή 1,3-οξαζετιδίνη.
  16. 1,N-εποξυαιθαναμίνη ή 3-μεθυλο-1,2-οξαζιριδίνη.
  17. 1,N-εποξυμεθανομεθυλαμίνη ή Ν-μεθυλο-1,2-οξαζιριδίνη.
  18. 1,2-εποξυαιθαναμίνη ή αμινοξιράνιο.
  19. 1,2-επαζαιθανόλη ή υδροξυαζιριδίνη.

Δομή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Δεσμοί[2][3]
Δεσμός τύπος δεσμού ηλεκτρονική δομή Μήκος δεσμού Ιονισμός
Ν-H σ 2sp3-1s 101,7 pm 17% N- H+
C#1'-H σ 2sp3-1s 109 pm 3% C- H+
C#1-H σ 2sp2-1s 107 pm 3% C- H+
C=O σ 2sp2-2sp2 134 pm 19% C+ O-
π 2p-2p
C#1'-N σ 2sp3-2sp3 151 pm 6% C+ N-
C#1-N σ 2sp2-2sp3 149 pm 6% C+ N-
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο[4]
O -0,38
N -0,29
C#1' -0,03
H (H-C) +0,03
H (H-N) +0,17
C#1 +0,41

Παραγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με φορμυλίωση μεθαναμίνης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση μεθανοϋλοαλογονίδιου (HCOX) σε μεθαναμίνη παράγεται N-μεθυλομεθαναμίδιο[5]:


\mathrm{HCOX + 2CH_3NH_2 \xrightarrow{} HCONHCH_3 + CH_3NH_3X }

Με αμινόλυση μεθανικού αλκυλεστέρα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση μεθαναμίνης σε κάποιο μεθανικό αλκυλεστέρα (HCOOR) παράγεται N-μεθυλομεθαναμίδιο


\mathrm{HCOOR + CH_3NH_2 \xrightarrow{} HCONHCH_3 + ROH}

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Υδρόλυση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το Ν-μεθυλομεθαναμίδιο υδρολύεται σχηματίζοντας μεθανικό οξύ και μεθαναμίνη[6]:


\mathrm{HCONHCH_3 + H_2O \xrightarrow{} HCOOH + CH_3NH_2 }

  • Η αντίδραση καταλύεται από την ύπαρξη οξέων ή βάσεων. Ο ιονισμός των προϊόντων εξαρτάται από το pH. Σε όξινο pH παράγεται HCOOH και CH3NH3+. Σε αλκαλικό παράγεται HCOO- και CH3NH2. Σε κάποια ενδιάμεση περιοχή παράγεται HCOONH3CH3 (δηλαδή έχουμε ιονισμό και των δύο).

Αμφολυτική συμπεριφορά[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση ισχυρών οξέων ή ισχυρών βάσεων σχηματίζει αντίστοιχα άλατα[7]. Π.χ.:


\mathrm{HCONHCH_3 + HCl \xrightarrow{} HCO(NH_2Cl)CH_3 }

\mathrm{HCONHCH_3 + NaNH_2 \xrightarrow{} HCOONNa)CH_3 + NH_3 }

Απαζώτωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση νιτρώδους οξέος (HNO2) παράγεται μεθανικός μεθυλεστέρας και άζωτο[8]:


\mathrm{HCONHCH_3 + HNO_2 \xrightarrow{} HCOOCH_3 + N_2 \uparrow }

Αναγωγή[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υδρογόνου ή λιθιοαργιλλιοϋδρίδιου σε Ν-μεθυλομεθαναμίδιο παράγεται N-μεθυλομεθαναμίνη[9]:


\mathrm{HCONHCH_3 + H_2 \xrightarrow{Ni} CH_3NHCH_3 + H_2O }

\mathrm{2HCONHCH_3 + LiAlH_4 \xrightarrow{} 2CH_3NHCH_3 + LiAlO_2 }

Αποικοδόμηση Hofmann[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση υποβρωμιούχου καλίου (BrOK) το Ν-μεθυλομεθαναμίδιο αποικοδομείται σε μεθαναμίνη και ανθρακικό κάλιο[10]:


\mathrm{HCONHCH_3 + BrOK \xrightarrow{} CH_3NH_2 + K_2CO_3 }


\mathrm{Br_2 + 2KOH \xrightarrow{} 2BrOK }

Σημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. 1,0 1,1 1,2 Hansjörg Bipp and Heinz Kieczka "Formamides" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi:10.1002/14356007.a12_001
  2. Τα δεδομένα προέρχονται εν μέρει από το Table of periodic properties of thε Elements, Sagrent-Welch Scientidic Company και Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 34.
  3. LeBlanc, Jr., O. H.; Laurie, V. W.; Gwinn, W. D. “Microwave Spectrum, Structure, and Dipole Moment of Formyl Fluoride” The Journal of Chemical Physics 1960, volume 33, pp. 598-600.
  4. Υπολογισμένο βάσει του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακα
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 296, §13.2.Γ1.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 302, §13.6.1.
  7. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 303, §13.6.3-4.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 303, §13.6.5.
  9. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 303, §13.6.6.
  10. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 303, §13.6.7.

Πηγές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου: Οργανική Χημεία, Αθήνα 1972
  • Α. Βάρβογλη, Χημεία Οργανικών Ενώσεων, παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
  • SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
  • Ν.Α. Πετάση: Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας, 1982
  • Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.


Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα N-Methylformamide της Αγγλόγλωσσης Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).