Metyloamina, CH₃NH₂, jest trującym, łatwopalnym gazem o zapachu zbliżonym do amoniaku i psujących się ryb. Temperatura topnienia jest równa -92°C, zaś wrzenia -6,3°C. Jest najprostszą pierwszorzędową aminą alifatyczną. Bardzo dobrze rozpuszcza sie w wodzie, trochę gorzej w etanolu. Ze względu na swoje właściwości fizyczne (tt,tw) metyloaminę zazwyczaj przechowuje sie albo skroploną w ampułach, albo częsciej w postaci soli np. chlorowodorku metyloaminy (higroskopijne ciało stałe).

Otrzymywanie chlorowodorku metyloaminy

Odczynniki

• Urotropina (heksamina) C₆H₁₂N₄
• Kwas solny 35-38% HCl
• Alkohol etylowy 95% C₂H₅OH

Skąd to wziąć?
Urotropinę kupimy w sklepie chemicznym - bez problemu, etanol w monopolowym, w sklepie z farbami jako denaturat. Jeśli mamy denaturat zabarwiony jakimś barwnikiem to musimy przesączyć go przez węgiel aktywny (lub przez wkład do filtra wody).

Sprzęt

• Kolba zamykana (korek lub korek-szlif) lub zlewka
• Źródło ciepła (łaźnia wodna)

Do kolbki wlewamy 40 ml kwasu solnego (~37%) i 10 ml spirytusu (~95%). Małymi porcjami dodajemy w ciągu 5-10min 14g urotropiny gwałtownie mieszając. Temperatura roztworu wzrośnie do ok 40°C, podczas dodawania urotropiny wydzielają się śmierdzące pary (~trujące, nie należy wdychać!). W tym momencie możemy zakorkować kolbę otwierając na chwilę co 1-2 godz. przez piersze 5 h aby wyrównać różnicę ciśnień. Pozostawiamy kolbke w temperaturze pokojowej wstrząsając co jakiś czas. Po paru godzinach klarowny roztwór zmętnieje, po dłuższym czasie zaczną wydzielać się bezbarwne kryształki. Po 8-16 godzinach sączymy roztwór, oddzielone kryształki chlorku amonu możemy odrzucić. Przesącz wlewamy do zlewki na łaźni wodnej (woda ledwo wrząca). Odparowujemy wodę, resztki kwasu solnego i etanol. Kiedy mała próbka z roztworu wyjęta np. na bagietce zestala się - przestajemy ogrzewać, studzimy zlewkę w eksykatorze. Kruszymy otrzymany chlorowodorek metyloaminy np. w moździerzu. Aby pozbyć sie resztek urotropiny przemywamy chlorowodorek metyloaminy dichlorometanem (chlorkiem metylenu, skrót DCM). chlorowodorek metyloaminy nie jest rozpuszczalny w chlorku metylenu w przeciwieństwie do urotropiny.

Sprzęt i odczynniki

Dodawanie urotropiny do mieszaniny HCl_(aq) + etanol

Pozwalamy temperaturze rosnąć (rośnie do ok. 40°C)

Powstanie klarowny roztwór,

który po kilku godzinach zmętnieje,

a po kilku kolejnych godzinach zaczną wydzielać sie kryształy.

 

Odsączanie kryształków NH₄Cl - można je wyrzucić, są zanieczyszczone.

Z przesączu należy odparować nadmiar wody i resztki kwasu na łaźni wodnej.

Zestalony chlorowodorek metyloaminy przemyty DCM

Chlorowodorek metyloaminy dosuszamy w eksykatorze (może być prowizoryczny - na dnie bezwodny siarczan magnezu, u góry wentylek rowerowy do zmniejszania ciśnienia, przyspiesza odparowanie rozpuszczalnika). Wkład eksykatora nie pochłania rozpuszczalnika, zapobiega pochłanianiu wody przez higroskopijny chlorowodorek metyloaminy.

wysuszony chlorowodorek metyloaminy (8 g) zapakowany szczelnie w woreczki strunowe.

Aby odzyskać metyloaminę z chlorowodorku należy rozpuścić go w wodzie i zalkalizować roztwór np. NaOH.

Taki chlorowodorek metyloaminy nadaje sie do wielu syntez, jednak można ją jeszcze oczyścić (zanieczyszczenia organiczne oraz chlorek amonu). Chlorowodorek metyloaminy (zanieczyszczony) należy rozpuścić w możliwie małej ilości wody, dodać toluenu (lub innego niepolarnego, niemieszającego się z wodą rozpuszczalnika). Na 8 g chlorowodorku metyloaminy dałem 30 ml toluenu. Następnie dodaje się do mieszaniny, małymi porcjami, silnie wstrząsając, stężony roztwór NaOH (lub innej zasady), meszaninę należy chłodzić w łaźni wodnej, na koniec nalezy dodać stały NaCl - tyle by pozostał na dnie nierozpuszczony NaCl (ma to za zadanie zmniejszyć rozpuszczalność w wodzie wolnej metyloaminy). Kolejnym krokiem będzie odciągnięcie pipetą lub oddzielenie w rozdzielaczu górnej (toluenowej) warstwy będącej roztworem oczyszczonej metyloaminy. Po oddzieleniu warstw, część toluenową nasycamy gazowym chlorowodorem. Po pewnym czasie nasycania zacznie sie wytrącać czysty chlorowodorek metyloaminy.

Wodny roztwór chlorowodorku metyloaminy i toluen

Mieszanina roztworu chlorowodorku metyloaminy oraz toluenu, widać granicę faz.

Podczas wytrząsania granica faz zaciera się, później wraca do stanu poprzedniego.

Dodawanie stężonego roztworu NaOH. Warstwa wodna zmieni barwę na mlecznobiałą (ze słomkowo żółtej), nalezy sprawdzić pH warstwy wodnej - musi być silnie zasadowe.

Warstwę toluenową (górną) nalezy odciągnąć pipetą lub oddzielić przy pomocy rozdzielacza.

Oddzielona warstwa toluenowa

Aparat do wywiązywania gazowego chlorowodoru (suszka później musi być napełniona np. bezwodnym MgSO₄), do kolby wsypuje się suchy NaCl, przez lejek wlewa sie stężony H₂SO₄. Lepszą metodą jest wkraplanie stężonego kwasu solnego na stężony kwas siarkowy (należy co jakiś czas potrząsać kolbą)

Nasycanie toluenowego roztworu metyloaminy gazowym HCl. Po chwili zaczął się wytrącać czysty chlorowodorek metyloaminy. Na ostatnim zdjęciu widać wytrącanie chlorowodorku kofeiny (oczyszczanego tą samą metodą).

Bezpieczeństwo

Metyloamina jest trująca! Podczas dodawania urotropiny do mieszaniny kwasu solnego i etanolu wydzielają się trujące gazy - nalezy wietrzyć pomieszczenie bądź skorzystać z wyciągu!

Źródła: