N-μεθυλομεθαναμίδιο

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 διαλύτηςHansjörg Bipp and Heinz Kieczka "Formamides" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2002. . 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. Η ετήσια παραγωγή του Ν-μεθυλομεθαναμιδίου υπολογίζεται σημαντικά μικρότερη από τις αντίστοιχες του μεθαναμιδίου (100.000 τόνοι) και του N,N-διμεθυλομεθαναμίδιου (500.000 τόνοι). Με βάση τον χημικό τύπο, C2H5NO, έχει τα ακόλουθα 19 ισομερές θέσης (όχι όλα σταθερά):

 1-αμινοαιθενόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=C(NH2)OH.
 2-αμινοαιθενόλη με σύντομο συντακτικό τύπο Η2NCH=CH(OH), σε δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
 Αιθενυδροξυλαμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=CHNH2OH.
 1-ιμινοαιθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3C(=NH)OH.
 2-ιμινοαιθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο HN=CHCH2OH.
 Αιθανυδροξυλιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH=NOH.
 Μεθυλιμινομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3Ν=CHOH.
 Μεθυλενιμινομεθανόλη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=ΝCH2OH.
 1-μεθοξυμεθανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3OCH=NH.
 N-μεθοξυμεθανιμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH2=NOCH3.
 Νιτρωδαιθάνιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2NO.
 Αμιναιθανάλη με σύντομο συντακτικό τύπο Η2NCH2CHO.
 Αιθαναμίδιο με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CONH2.
 2,N-εποξυαιθαναμίνη ή 1,2-οξαζετιδίνη.
 1,1'-εποξυμεθανομεθυλαμίνη ή 1,3-οξαζετιδίνη.
 1,N-εποξυαιθαναμίνη ή 3-μεθυλο-1,2-οξαζιριδίνη.
 1,N-εποξυμεθανομεθυλαμίνη ή Ν-μεθυλο-1,2-οξαζιριδίνη.
 1,2-εποξυαιθαναμίνη ή αμινοξιράνιο.
 1,2-επαζαιθανόλη ή υδροξυαζιριδίνη.

 Δομή 

ΔεσμοίΤα 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.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.Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςΝ-Hσ2sp3-1s101,7 pm17% N- H+C#1'-Hσ2sp3-1s109 pm3% C- H+C#1-Hσ2sp2-1s107 pm3% C- H+C=Oσ2sp2-2sp2134 pm19% C+ O-π2p-2pC#1'-Nσ2sp3-2sp3151 pm6% C+ N-C#1-Nσ2sp2-2sp3149 pm6% C+ N-Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίοΥπολογισμένο βάσει του ιονισμού από τον παραπάνω πίνακαO-0,38N-0,29C#1'-0,03Η (H-C)+0,03Η (H-N)+0,17C#1+0,41

Παραγωγή

 Με φορμυλίωση μεθαναμίνης 

Με επίδραση μεθανοϋλοαλογονίδιου (HCOX) σε μεθαναμίνη παράγεται N-μεθυλομεθαναμίδιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 296, §13.2.Γ1.:

 Με αμινόλυση μεθανικού αλκυλεστέρα 

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

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

 Υδρόλυση 

Το Ν-μεθυλομεθαναμίδιο υδρολύεται σχηματίζοντας μεθανικό οξύ και μεθαναμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 302, §13.6.1.:

 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 

Με επίδραση ισχυρών οξέων ή ισχυρών βάσεων σχηματίζει αντίστοιχα άλαταΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 303, §13.6.3-4.. Π.χ.:

 Απαζώτωση 

Με επίδραση νιτρώδους οξέος (HNO2) παράγεται μεθανικός μεθυλεστέρας και άζωτοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 303, §13.6.5.:

 Αναγωγή 

Με επίδραση υδρογόνου ή λιθιοαργιλλιοϋδρίδιου σε Ν-μεθυλομεθαναμίδιο παράγεται N-μεθυλομεθαναμίνηΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 303, §13.6.6.: 

 Αποικοδόμηση Hofmann 

Με επίδραση υποβρωμιούχου καλίου (BrOK) το Ν-μεθυλομεθαναμίδιο αποικοδομείται σε μεθαναμίνη και ανθρακικό κάλιοΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 303, §13.6.7.:

 Το υποβρωμιούχο κάλιο παράγεται συνήθως επιτόπου («in situ»), με την επίδραση υδροξειδίου του καλίου (KOH) σε στοιχειακό βρώμιο:

 Σημειώσεις και αναφορές 

Πηγές

 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.

Κατηγορία:Αμίδια