Διμεθυλαμίνη

Η διμεθυλαμίνη ή N-μεθυλομεθαναμίνηΓια εναλλακτικές ονομασίες δείτε τον πίνακα πληροφοριών. (αγγλικά: dimethanamine, DMA: DiMethylAmine) είναι οργανική χημική ένωση, με μοριακό τύπο C2H7N ή πιο αναλυτικά (CH3)2NH ή CH3NHCH3. Πιο συγκεκριμένα, είναι η απλούστερη δευτεροταγής (οργανική) αμίνη. Η χημικά καθαρή («άνυδρη») διμεθαναμίνη, στις «κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος», 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 τόνουςA. B. van Gysel, W. Musin "Methylamines" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag, Weinheim. , 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 
Η διμεθυλαμίνη βρίσκεται σε αρκετά ευρεία κατανομή σε ζώα και φυτά, και είναι παρούσα σε πολλά τρόφιμα, σε επίπεδα συγκέντρωσης των λίγων ppm.

 Ονοματολογία 

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 

Η μοριακή δομή της μπορεί να βρεθεί αν αντικατασταθούν δύο άτομα υδρογόνου από ένα μόριο αμμωνίας από δύο (2) μεθύλια.
ΔεσμοίΤα
 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.Δεσμόςτύπος δεσμούηλεκτρονική δομήΜήκος δεσμούΙονισμόςC-Hσ2sp³-1s109 pm3% C- H+C-Nσ2sp³-2sp³152 pm6% C+ Ν-Ν-Hσ2sp³-1s101,7 pm17% N- H+Κατανομή φορτίωνσε ουδέτερο μόριο N-0,23 C#1,#1΄-0,03 H(CH2)+0,03 H(NH2)+0,17

 Παραγωγή 

 Με μεθανόλη και αμμωνία 

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

 Συμπαρασκευάζονται μεθαναμίνη και τριμεθυλαμίνη. Η χημική κινητική καθορίζει την τελική αναλογία αυτών των προϊόντων.

 Με μεθαναμίνη και μεθυλαλογονίδιο 

Με επίδραση μεθαναμίνης (CH3NH2) σε μεθυλαλογονίδιο (CH3X, μέθοδος Hofmann)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Α.:

 Συμπαράγονται τριαιθυλαμίνη. Η χημική κινητική καθορίζει την τελική αναλογία αυτών των προϊόντων.
 Γίνεται και με επίδραση αμμωνίας (NH3) σε μεθυλαλογονίδιο (CH3X, μέθοδος Hofmann), αλλά τότε συμπαράγεται και μεθαναμίνη:

 Με αναγωγή αζωτούχων ενώσεων 

Με αναγωγή N-μεθυλομεθανιμίνης (CH2=NCH3)Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2δ.:

 Με μεθαναμίνη και μεθανάλη 

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

 Χημικές ιδιότητες και παράγωγα 

 Συμπεριφορά βάσης 
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 

Αντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX), παράγοντας τριτοταγείς αμίνες:

 Ακυλίωση 

Αντιδρά με ακυλαλογονίδια (RCOX), παράγοντας τριτοταγή αμίδια:

 Προσθήκη 

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::
40px|κυκλοπροπάνιο 

5. Προσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει 2-διμεθυλαμιναιθανόληΝ.
 Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, 
Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu =
 CH3CH2NH.:
30 px 

 Παρεμβολή καρβενίων 

 Τα καρβένια μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-Η και N-H. Π.χ. με μεθυλένιο έχουμεΑσκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.:

 Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
1. Παρεμβολή στους έξι (6) συνολικά δεσμούς CH2-H. Παράγεται αιθυλομεθυλαμίνη.
2. Παρεμβολή στον ένα (1) δεσμό N-H. Παράγεται τριμεθυλαμίνη.

Προκύπτει επομένως μείγμα αιθυλομεθυλαμίνης ~86% και τριμεθυλαμίνης ~14%.

 Βιοχημεία 
Η γερμανική κατσαρίδα χρησιμοποιεί τη διμεθυλαμίνη ως φερομόνη για επικοινωνία. Η διμεθυλαμίνη προσελκύει τα anthonomus grandisThe Merck Index, 10th Ed. (1983), p.470, Rahway: Merck & Co.. 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 
Η διμεθυλαμίνη είναι πρόδρομη ένωση για αρκετέςε βιοχημανικά σημαντικές ενώσειςA. B. van Gysel, W. Musin "Methylamines" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005 Wiley-VCH Verlag, Weinheim.Ashford's Dictionary of Industrial Chemicals, 3rd edition, 2011, pages 3284-3286. 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 
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 κουνέλιαChemical 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.

 Πηγές 
 SCHAUM'S OUTLINE SERIES, «ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ», Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
 «Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας» Ν. Α. Πετάση 1982
 Αναστάσιου Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», Παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
 Καραγκιοζίδη Σ. Πολυχρόνη, «Ονοματολογία Οργανικών Ενώσεων στα Ελληνικά & Αγγλικά» Β΄ ΈκδοσηΘεσσαλονίκη 1991
 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, «Γενική Οργανική Χημεία», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
 Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη, «Ειδικά Μαθήματα Οργανικής Χημείας», ΑΠΘ, θεσσαλονίκη 1983
 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Φαίδωνα Χατζημηχαλάκη, «Εργαστηριακός Οδηγός», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1986
 Νικολάου Ε. Αλεξάνδρου, Αναστάσιου Βάρβογλη, Δημητρίου Ν. Νικολαΐδη: «Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων», Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη 1985
 Σημειώσεις και αναφορές 

Κατηγορία:Αλκαναμίνες
Κατηγορία:C2