Sissejuhatus
Paljud keemikud valmistavad metüülamiini heksamiinist ja HCl-happest. Minu arvates on see väga aeganõudev ja HCl on üsna vastik. Seega olen leidnud, et ammooniumkloriidist ja formaldehüüdist (formaliinist) saab hõlpsasti teha palju hea kvaliteediga metüülamiini. Selle meetodi ainus puudus on see, et peab olema hea kvaliteediga formaldehüüd. Põhjas võib olla paraformaldehüüdi setteid, see ei tee paha, mitte vähegi, aga formaldehüüd peab olema tugev ja mitte mingi lahjendatud jama, 35-40% on hea. Nüüd enam-vähem lollikindla meetodi juurde. Kui teete nagu allpool öeldud, siis saate umbes 600-750 g üsna puhast dimetüülamiinivaba metüülamiinvesinikkloriidi, mis sobib suurepäraselt Al/Hg reduktiivseks aminatsiooniks.
Välimus: valge pulber;Keemistemperatuur: 225-230 °C/15 mmHg;
Sulamistemperatuur: 231-233 °C;
Molekulmass: 67,52 g/mol.
Ohutusnõue: hoidke kõiki manipulatsioone väljatõmmatavas sondis või väljatõmbekapuute all; metüülamiin on üsna mürgine aine, ärge laske selle aurud hingamisteedesse. Vajalik on hingamismaski kasutamine. Metüülamiini sissehingamine põhjustab tugevat nahaärritust, silmade ja ülemiste hingamisteede ärritust. Esmalt viib erutuseni ja seejärel kesknärvisüsteemi depressiooni. Surm võib tekkida hingamise seiskumise tõttu. Vajalik on keemiaklaasi, kindaid, keemilise mantli ja hingamismaski kasutamine.
Seadmed ja klaasid.
- Kolm alasti ümarpõhjalist kolbi 5 L x2;
- Ümarpõhjaline kolb koos korgiga 5 L;
- keeduklaasid 5 L x2, 2 L x2;
- Liebigi kondensaator ja veepumpsüsteem (kondensaatori jahutamiseks) või veevool;
- Retordialus ja klamber seadme kinnitamiseks;
- Ühendustoru;
- destilleerimisadapter koos vaakumkraaniga;
- vastuvõtukolb 1 L;
- Laboratooriumitermomeeter (0 °C kuni 200 °C) koos kolviadapteriga;
- Tavapärane lehter kuivainete (d 15 cm) ja vedelike (d 15-20 cm) jaoks;
- laborikaal (sobib 1-5000 g);
- Kütteseade;
- Suur Buchneri trummel Ø 25 cm (või Shott-filter) ja kolb 5 l;
- Pyrex-anumate 5 L;
- Veejoa-aspiratsiooniseadmed;
- Jäävann (0 °C);
- Klaasist varras;
- Magnetiline segisti;
- Kuivatustoru x2;
- Spaatel;
- Vaakumeksikaator (suur);
- paberfilter.
Reaktiivid.
- 4 kg (3711 ml, 47-53 mooli) tehnilist formaldehüüdi (35-40 %; d 1,078 g/ml 20 °C juures);
- 2 kg (37 mooli) tehnilist ammooniumkloriidi;
- ~1600 ml absoluutset etanooli või n-butüülalkoholi.
Menetlus
5-liitrisesse kolme alasti ümmarguse põhjaga kolbi, mis on varustatud korgiga, mis hoiab allapoole destilleerimiseks seatud kondensaatorit ja hästi vedelikku ulatuvat termomeetrit, pannakse 4 kg (3711 ml, 47-53 mooli) tehnilist formaldehüüdi (35-40 %; d 1,078 g/ml 20 °C juures) ja 2 kg (37 mooli) tehnilist ammooniumkloriidi. Segu kuumutatakse auruvannil, kuni destillaati ei tule enam üle, ja seejärel leegil, kuni lahuse temperatuur on 104 °C. Umbes 90 °C juures käivitub eksotermiline reaktsioon (alguses tuleb aeg-ajalt veevannil jahutada, et hoida temperatuur alla 104-106 °C).
Temperatuuri hoitakse selles punktis, kuni destillaati ei tule enam üle (neli kuni kuus tundi).
Destillaat, mis koosneb sellistest kõrvalsaadustest nagu metüülal (bp 42-43 °C), metüülformiaat ja vesi, mida võib töödelda NaOH lahusega, et saada tagasi metüülal (dimetoksümetaan) ja naatriumformiaat. Reaktsioonikolvi sisu jahutatakse toatemperatuurini ja eralduv ammooniumkloriid filtreeritakse suure Buchneri nõelaga. Tuleb saada selge kollakas filtraat nagu sellel pildil.
Emalahus (kolmes alasti ümarpõhjalises kolvis 5 l) kontsentreeritakse auruvannil vähendatud rõhu all 2500 ml-ni ja jahutatakse uuesti toatemperatuurini, mille järel eraldub teine saak ammooniumkloriidist. Ammooniumkloriidi kogusaagis kuni selle ajani on 780-815 g. Emalahus kontsentreeritakse uuesti vähendatud rõhu all, kuni lahuse pinnal hakkavad moodustuma kristallid (1400-1500 ml). Seejärel jahutatakse see toatemperatuurini ja külma lahuse filtreerimisel saadakse esimene saak metüülamiinvesinikkloriidi, mis sisaldab veidi ammooniumkloriidi. Metüülamiini lahuseid tuleb kõigis etappides kiiresti jahutada, et soodustada väiksemate kristallide moodustumist. Sel hetkel saadakse 625-660 g toorprodukti. Nüüd kontsentreeritakse emalahus vähendatud rõhu all umbes 1000 ml-ni ja jahutatakse ning seejärel filtreeritakse teine saak metüülamiinvesinikkloriidi (170-190 g). Seda kristallisaaki pestakse 250 ml külma kloroformiga ja filtreeritakse, et eemaldada suurem osa olemasolevast dimetüülamiinvesinikkloriidist. Pärast pesemist kaalub toode 140-150 g. Seejärel aurustatakse esialgne emalahus võimalikult vähendatud rõhu all auruvannil kuumutades ning allesjäänud paks siirupitaoline lahus (umbes 350 ml) valatakse keeduklaasi ja lastakse aeg-ajalt segades jahtuda, et vältida tahke koogi moodustumist, ning saadud kristallid pestakse 250 ml külma kloroformiga, lahus filtreeritakse ja saadakse 55-65 g toodet. Emalahuse edasine kontsentreerimine ei ole kasulik, sest see sisaldab peamiselt tetrametüülmetüleendiamiinvesinikkloriidi, kuid mitte trimetüülamiinvesinikkloriidi. Metüülamiinvesinikkloriidi kogusaagis on 830-850 g.
Puhastamine
Toode sisaldab vett, ammooniumkloriidi ja veidi dimetüülamiinvesinikkloriidi. Puhta toote saamiseks kristalliseeritakse ebapuhas metüülamiinvesinikkloriid ümber absoluutsest etanoolist (lahustuvus 0,6 g/100 ml 15 °C juures) või eelistatavalt butüülalkoholist (veel vähem lahustuv). Metüülamiini HCl tuleb nüüd puhastada, seega viiakse kogu toorprodukt 5 l rb-kolbi ja lisatakse kas ~1600 ml absoluutset etanooli või ideaalis n-butüülalkoholi. Kuumutatakse 30 minutit tagasivoolul kaltsiumkloriidi kuivtoruga. Laske lahustumatul tahkel ainel settida (ammooniumkloriid), seejärel dekanteerige selge lahus läbi paberfiltri ja jahutage kiiresti, et sadestada välja metüülamiini HCl. Filtreeritakse kiiresti vaakum-Buchneri lehter ja viiakse kristallid vaakumeksikaatorisse. Korrake tagasivoolu, settimise, jahutamise ja filtreerimise protsessi veel neli korda, kui kasutatakse absoluutset etanooli, või veel kaks korda, kui kasutatakse n-butüülalkoholi. Ammooniumkloriidi saagis on 100-150 grammi, nii et kogusaagis on 850-950 g. Ümberkristalliseeritud metüülamiinvesinikkloriidi saagis on 600-750 g (45-51% teoreetilisest, lähtudes kasutatud ammooniumkloriidist).
Standardse katse 250 g ammooniumkloriidist ja 500 g 37% formaldehüüdist (sisaldab 15% metanooli) annab 100-134 g metüülamiinvesinikkloriidi, 27 g dimetüülamiinvesinikkloriidi ja 81 g taaskasutatud ammooniumkloriidi. Destillaat sisaldab metüülali (formaldehüüdi dimetüülatsetaali) ja metüülformaati, millest pärast NaOH-ga töötlemist võib saada 25 g naatriumformaati ja 30 g metüülali, kuna ühendit ei saa eraldada fraktsionaalse destillatsiooni teel, tuleb kasutada neutraliseerimist. Ammooniumkloriid lahustub metüülammooniumkloriidi kontsentreeritud lahuses väga halvasti, mistõttu on ühendite eraldamine üsna terav.
Standardse katse 250 g ammooniumkloriidist ja 500 g 37% formaldehüüdist (sisaldab 15% metanooli) annab 100-134 g metüülamiinvesinikkloriidi, 27 g dimetüülamiinvesinikkloriidi ja 81 g taaskasutatud ammooniumkloriidi. Destillaat sisaldab metüülali (formaldehüüdi dimetüülatsetaali) ja metüülformaati, millest pärast NaOH-ga töötlemist võib saada 25 g naatriumformaati ja 30 g metüülali, kuna ühendit ei saa eraldada fraktsionaalse destillatsiooni teel, tuleb kasutada neutraliseerimist. Ammooniumkloriid lahustub metüülammooniumkloriidi kontsentreeritud lahuses väga halvasti, mistõttu on ühendite eraldamine üsna terav.
Last edited:
