Διμεθυλαμίνη

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
(Ανακατεύθυνση από Ν-μεθυλομεθαναμίνη)
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση
Διμεθυλαμίνη
Dimethylamine-2D.png
Dimethylamine-3D-balls-B.png
Γενικά
Όνομα IUPAC Διμεθυλαμίνη
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
Χημικές ιδιότητες
pKa 9,79
Σημείο αυτανάφλεξης 400 °C
Επικινδυνότητα
Hazard F.svg Hazard X.svg
Εξαιρετικά εύφλεκτη (F+)
Βλαβερή (Xn)
Φράσεις κινδύνου R12 R20 R37/38 R41
Φράσεις ασφαλείας (S2) S16 S26 S39
Κίνδυνοι κατά
NFPA 704

NFPA 704.svg

4
3
0
 
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες (25°C, 100 kPa).

Η διμεθυλαμίνη ή N-μεθυλομεθαναμίνη[1] (αγγλικά: dimethanamine, DMA: DiMethylAmine) είναι οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και Άζωτο, με μοριακό τύπο C2H7N ή πιο αναλυτικά (CH3)2NH ή CH3NHCH3. Είναι η απλούστερη δευτεροταγής (οργανική) αμίνη. Η χημικά καθαρή («άνυδρη») διμεθαναμίνη, στις «συνηθισμένες συνθήκες», δηλαδή θερμοκρασία 25 °C και υπό Πίεση 1 atm, είναι άχρωμο αέριο με αποπνικτική οσμή που μοιάζει μ' αυτήν της αμμωνίας. Εμπορικά κυκλοφορεί συνήθως σε υδατικό διάλυμα με συγκέντρωση γύρω στο 40%. Το 2005 η παγκόσμια παραγωγή της εκτιμήθηκε σε 270.000 τόνους[2], αλλά είναι επίσης ένα φυσικό προϊόν. Με βάση το μοριακό της τύπο, C2H7N, έχει ένα ισομερές θέσης, την αιθαναμίνη ή αιθυλαμίνη, μια πρωτοταγή αμίνη.

Φυσική παρουσία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η διμεθυλαμίνη βρίσκεται σε αρκετά ευρεία κατανομή σε ζώα και φυτά, και είναι παρούσα σε πολλά τρόφιμα, σε επίπεδα συγκέντρωσης των λίγων ppm.

Ονοματολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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

Δεσμοί[3]
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[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με μεθανόλη και αμμωνία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η μεθυλαμίνη παράγεται βιομηχανικά συνήθως με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε μεθανόλη (CH3OH) με την παρουσία καταλύτη[4]:

Με μεθαναμίνη και μεθυλαλογονίδιο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με επίδραση μεθαναμίνης (CH3NH2) σε μεθυλαλογονίδιο (CH3X, μέθοδος Hofmann)[5]:

Με αναγωγή αζωτούχων ενώσεων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Με αναγωγή N-μεθυλομεθανιμίνης (CH2=NCH3)[6]:

Με μεθαναμίνη και μεθανάλη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Συμπεριφορά βάσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η διμεθυλαμίνη συμπεριφέρεται ως ασθενής βάση, με pKa του αντίστοιχου αμμωνιακού άλατος (δηλαδή του διμεθυλαμμωνίου, CH3NH2+CH3) 10,73, μια τιμή μεγαλύτερη σε σύγκριση με την αντίστοιχη τιμή του μεθυλαμμωνίου (10,64) και του τριμεθυλαμμωνίου (9,79).

Αποτέλεσμα της συμπεριφοράς βάσης της διμεθυλαμίνης είναι ότι παράγει άλατα με οξέα. Π.χ.:

Η υδροχλωρική διμεθυλαμίνη (CH3NH2ClCH3) είναι άοσμο λευκό στερεό με θερμοκρασία τήξης 171,5 °C.

Αλκυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX), παράγοντας τριτοταγείς αμίνες:

Ακυλίωση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Αντιδρά με ακυλαλογονίδια (RCOX), παράγοντας τριτοταγή αμίδια:

Προσθήκη[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

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

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

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

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

κυκλοπροπάνιο

5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει 2-διμεθυλαμιναιθανόλη[7]:

Ethylene oxide.svg

Παρεμβολή καρβενίων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  • Τα καρβένια μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-H και N-H. Π.χ. με μεθυλένιο έχουμε[8]:

  • 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%.

Βιοχημεία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η γερμανική κατσαρίδα χρησιμοποιεί τη διμεθυλαμίνη ως φερομόνη για επικοινωνία[9]. Η διμεθυλαμίνη προσελκύει τα anthonomus grandis[10]. Η διμεθυλαμίνη υπό ήπια όξινες συνθήκες δίνει αντίδραση νιτρώδωσης, σχηματίζοντας διμεθυλονιτροζαμίνη [(CH3)2NHNO]. Η τελευταία είναι καρκινογόνα για τα ζώα και ανιχνεύεται σε ανθρώπινα δείγματα ούρων και μπορεί επίσης να παραχθεί από τη διμεθυλαμίνη με επίδραση οξειδίων του αζώτου παρουσία όξινης βροχής σε βαριά βιομηχανοποιημένες χώρες.

Εφαρμογές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η διμεθυλαμίνη είναι πρόδρομη ένωση για αρκετέςε βιοχημανικά σημαντικές ενώσεις[11][12]. Αντιδρά με διθειάνθρακα (σε αλκαλικό περιβάλλον) δίνοντας διμεθυλοδιθειοκαρβαμικά άλατα, που είναι πρόδρομες ουσίες για μια οικογένεια χημικών, που χρησιμοποιήθηκαν πολύ για τη βουλκανοποίηση των ελαστικών. Οι διαλύτες διμεθυλομεθαναμίδιο και διμεθυλαιθαναμίδιο παράγονται από διμεθυλαμίνη. Η διμεθυλαμίνη είναι (ακόμη) πρόδρομη ένωση για την παραγωγή πολλών αγροχημικών και φαρμακευτικών προϊόντων, όπως ενδεικτικά το διμεφόξ και η διφαινυδραμίνη, Το χημικό όπλο ταμπούν είναι (επίσης) παράγωγο της διμεθυλαμίνης. Το επιφανειοδραστικό λαυρυλοδιεμθυλαμινοξείδιο βρίσκεται σε σαπούνια και άλλα καθαριστικά προϊόντα. Η ασυμμετρική διμεθυλυδραζίνη, που είναι ένα προωθητικό πυραύλων, παράγεται (επίσης) από διμεθυλαμίνη.

Τοξικολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η θανατηφόρα δόση (LD50) διμεθυλαμίνης για ποντίκια ανέρχεται σε 316 mg/kg, στους αρουραίους σε 698 mg/kg με στοματική λήψη (3.900 mg/kg με δερματική επαφή) και σε 240 mg/kg σε ινδικά χοιρίδια ή κουνέλια[13].

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

Σημειώσεις και αναφορές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Για εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών.
  2. A. B. van Gysel, W. Musin "Methylamines" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag, Weinheim. doi:10.1002/14356007.a16 535
  3. 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.
  4. 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. 
  5. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Α.
  6. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2δ.
  7. Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = CH3CH2NH.
  8. Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
  9. Zhang AQ, Mitchell SC, Smith RL (November 1998). «Dimethylamine formation in the rat from various related amine precursors». Food Chem. Toxicol. 36 (11): 923–7. doi:10.1016/S0278-6915(98)00074-X. PMID 9771553. 
  10. The Merck Index, 10th Ed. (1983), p.470, Rahway: Merck & Co.
  11. A. B. van Gysel, W. Musin "Methylamines" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag, Weinheim.
  12. Ashford's Dictionary of Industrial Chemicals, 3rd edition, 2011, pages 3284-3286
  13. Chemical Information Profile for Dimethylamine Borane, National Toxicology Program, NIEHS, NIH (2008), p.4: http://ntp.niehs.nih.gov/ntp/htdocs/Chem_Background/ExSumPdf/DimethylamineBorane508.pdf
Στο λήμμα αυτό έχει ενσωματωθεί κείμενο από το λήμμα Dimethylamine της Αγγλικής Βικιπαίδειας, η οποία διανέμεται υπό την GNU FDL και την CC-BY-SA 3.0. (ιστορικό/συντάκτες).