Метиламин: Свойства, употреби и др.

Въведение

Метиламинът, химично съединение с молекулна формула CH3NH2, има важна роля в различни промишлени процеси и приложения. В тази статия се разглеждат многостранните аспекти на метиламина, като се изследват неговите физични и химични свойства, методите за синтез, правният му статут, приложенията, съхранението, изхвърлянето и правилата за работа с него.

Структура на метиламина

Физични свойства на метиламина

Метиламинът съществува като безцветен газ с характерна миризма на амоняк, подобна на миризма на развалена риба. Той е силно разтворим във вода (1008 g/L при 20 °C), метанол, етанол, тетрахидрофуран. Температурата му на кипене е -6,3 °C (-21,3 °F), а температурата на топене е -93,10 °C (-135,58 °F). Плътността на метиламина като газ е приблизително 0,6562 kg/m³, което го прави значително по-лек от въздуха. Тези нюансирани физични свойства играят ключова роля при определянето на подходящите методи за съхранение, транспортиране и използване на метиламина в различни промишлени контексти.

Метиламин хидрохлорид (под формата на прах)

Метиламинът е силно запалим и има температура на възпламеняване -10°C, което налага предпазни мерки при транспортиране и употреба. Той се смесва с части от метанол, етанол, оксолан и вода, за да се продава като разтвор. Безводният метиламин се транспортира и в метални контейнери под налягане.

Химични свойства на метиламина

Метиламинът, първичен амин, обозначен с молекулярната си структура, съдържаща азотен атом, свързан с три водородни атома, проявява богат набор от химични свойства, които са в основата на неговата гъвкавост при различни приложения. Наличието на аминогрупа придава на метиламина особена реактивност, като го превръща едновременно в основа и нуклеофил.

Структура на метиламина по Луис

В химичните реакции метиламинът участва в процеси като нуклеофилно заместване, добавяне (кондензация) и различни трансформации, които са от съществено значение за органичния синтез. Ролята му като прекурсор е особено забележителна, тъй като улеснява създаването на фармацевтични продукти, агрохимикали и други сложни органични съединения. Освен това аминната природа на метиламина му позволява да участва в киселинно-основни реакции, като образува соли с киселини.

Начини за синтез на метиламин

Метиламинът е получен за първи път през 1849 г. от Шарл-Адолф Вурц чрез хидролиза на метил изоцианат и сродни съединения. Пример за този процес включва използването на пренареждането на Хофман за получаване на метиламин от ацетамид и бром.

Лабораторни начини

В лабораторни условия метиламин хидрохлорид се получава лесно чрез различни други методи. Един от методите включва третиране на формалдехид с амониев хлорид.

[_NH4]Cl + _CH2O→ [_CH2=NH2]Cl +_H2O

[_CH2=NH2]Cl + _CH2O+_H2O→ [_CH3NH3]Cl + HCOOH

Безцветната хлороводородна сол може да се превърне в амин чрез добавяне на силна основа, например натриев хидроксид (NaOH):

[_CH3NH3]Cl + NaOH → _CH3NH2 + NaCl + H2O

Друг метод включва редуциране на нитрометан с цинк и солна киселина.

_CH3NO2 + 2HCl + Zn → _CH3NH2 + _ZnCl2

Друг метод за получаване на метиламин е спонтанното декарбоксилиране на глицин със силна основа във вода.

[GALLERY=media, 18][/GALLERY]

Промишлен начин

Метиламини се произвеждат с търговска цел чрез аминиране на метанол в присъствието на алумосиликатни катализатори (зеолити). Амонякът реагира с метанола в парната фаза, за да се получат отделни продукти, а именно - MMA (монометиламин), DMA (диметиламин) и TMA (триметиламин). Реакционният процес и уравнението са показани по-долу:

_CH3OH+ _NH3 → _CH3NH2 + _H2O

Реакционен процес на метиламина

Метиламинът се получава и чрез реакцията на формалдехид с амониева хлоридна сол. Както газообразните, така и течните метиламини се използват като междинни продукти в производството на фармацевтични продукти, пестициди, лабораторни реактиви и дъбилни вещества. Агрохимикалите са основните двигатели на метиламиновата промишленост.

С прикрепената към него първична аминова група метиламинът действа като добър нуклеофил.

Приложения на метиламина

Представителни химикали с търговско значение, произведени от метиламин, включват фармацевтичните продукти ефедрин и теофилин, пестицидите карбофуран, карбарил и натриев метам, както и разтворителите N-метилформамид и N-метилпиролидон (NMP). Такива ценни за промишлеността вещества се произвеждат и от метиламин: N-метил-2-пиролидон, метилформамид, кофеин и N,N'-диметил карбамид. За приготвянето на някои повърхностноактивни вещества и фотографски проявители се изисква метиламин като градивен елемент.

Метиламинът се използва широко в синтезите за производство на наркотици като MDMA, bk-MDMA, метамфетамин, мефедрон (4-MMC) и неговите изомери, ефедрин и други. Повечето от тях са представени на BB Forum.

Правен статус на метиламина

Метиламинът има сложен правен статут в световен мащаб, най-вече поради връзката му с незаконни дейности, особено при незаконното производство на метамфетамин. Правителствата и регулаторните органи са наложили строг контрол и регулации върху производството, разпространението и продажбата на метиламин, за да ограничат отклоняването му за незаконни цели.

В много юрисдикции метиламинът е класифициран като контролирано вещество съгласно законите за наркотиците или химическите прекурсори. Тази класификация налага строги ограничения върху производството, вноса, износа и разпространението му. Физическите и юридическите лица, участващи в работата с метиламин, трябва да спазват изискванията за лицензиране и да се придържат към всеобхватни процедури за водене на документация, за да се гарантира прозрачност и проследимост.

Освен това международното сътрудничество играе ключова роля в регулирането на метиламина поради потенциала му за трансграничен трафик. Различни конвенции и споразумения, като например Конвенцията на ООН за борба срещу незаконния трафик на упойващи и психотропни вещества, включват разпоредби, отнасящи се до контрола на химически прекурсори като метиламина.

Съхранение

Безопасното и отговорно съхранение на метиламина е критичен аспект от неговото управление поради уникалните му физични свойства и потенциални опасности. Обикновено срещан в газообразно състояние, метиламинът се съхранява в бутилки под високо налягане, предназначени да издържат на специфичните условия, свързани с неговото транспортиране и съхранение.

За да се сведат до минимум рисковете, свързани с метиламина, съоръженията за съхранение трябва да се придържат към строги протоколи за безопасност. Правилните вентилационни системи са от съществено значение за предотвратяване на натрупването на газ и осигуряване на контролирана среда. Освен това се прилагат мерки за контрол на температурата, за да се поддържа стабилност и да се предотвратяват колебания, които биха могли да застрашат целостта на контейнерите за съхранение.

Предвид афинитета на метиламина към водни разтвори, съоръженията за съхранение трябва да отчитат потенциалните реакции с влагата. Съоръженията са оборудвани със системи за контрол на влагата и се извършва строг мониторинг, за да се предотвратят непредвидени реакции, които могат да застрашат качеството и безопасността на съхранявания метиламин.

Солта на метиламин хидрохлорида е в твърдо състояние при нормални условия. Този аспект прави тази форма на метиламина по-привлекателна и удобна за транспортиране и доставка по пощата.

Изхвърляне

Изхвърлянето на метиламин изисква спазване на екологичните разпоредби. Методите за третиране могат да включват неутрализация, химическо разграждане или изгаряне в одобрени съоръжения. Трябва внимателно да се обмисли предотвратяването на замърсяването на околната среда и да се гарантира безопасното изхвърляне на страничните продукти.

Токсичност и правила за работа с веществото

Метиламинът създава рискове за здравето, предимно чрез вдишване или контакт с кожата. Той може да предизвика дразнене на дихателната система, очите и кожата. При работа с метиламин от решаващо значение са подходящите лични предпазни средства, включително дихателна защита. Освен това спазването на установените протоколи за безопасност, включително подходяща вентилация и процедури за реагиране при аварийни ситуации, е от съществено значение за свеждане до минимум на рисковете, свързани с употребата му.

LD50 (мишка, s.c.) е 2,5 g/kg.

Администрацията за безопасност и здраве при работа (OSHA) и Националният институт за безопасност и здраве при работа (NIOSH) са определили гранични стойности на професионална експозиция от 10 ppm или 12 mg/m3 за осемчасова среднопретеглена стойност.

Заключение

В обобщение, метиламинът се очертава като съединение със значителна гъвкавост, което намира приложение в различни отрасли, както законни, така и не. Оценяването на разнообразните му свойства, правните тънкости и значението на безопасната работа с него става от първостепенно значение за тези, които се занимават с неговия синтез, разпространение и употреба. Цялостното разбиране на метиламина е от съществено значение не само за насърчаване на отговорни промишлени практики, но и за намаляване на потенциалните рискове, свързани с многостранните му приложения.