Μεθαναμίνη

Η **μεθαναμίνη** ή **μεθυλαμινη** (, **''MMA**: **M**ono**M**ethyl**A**mine*) είναι [[Οργανικές ενώσεις|οργανική]] [[χημική ένωση]], που περιέχει [[άνθρακας|άνθρακα]], [[υδρογόνο]] και [[άζωτο]], με [[Χημικός τύπος|μοριακό τύπο]] *'CH5N** και ημισυντακτικό τύπο **CH3NH2*'. Η χημικά καθαρή («άνυδρη») μεθαναμίνη, στις «[[κανονικές συνθήκες|κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος]]», δηλαδή [[θερμοκρασία]] 25&nbsp;°C και υπό [[πίεση]] 1 [[Ατμόσφαιρα (μονάδα)|atm]], είναι [[χρώμα|άχρωμο]] [[αέριο]], που μπορεί να θεωρηθεί παράγωγο της [[αμμωνία]]ς, από την οποία μπορεί να προκύψει (θεωρητικά), με αντικατάσταση ενός [[άτομο|ατόμου]] υδρογόνου από [[μεθάνιο|μεθυλομάδα]] (CH<sub>3</sub>-). Φυσικά, ομοίως, μπορεί να θεωρηθεί και παράγωγο του μεθανίου, με αντικατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου από αμινομάδα (-NH<sub>2</sub>). Είναι η απλούστερη (οργανική) [[Αμίνες|αμίνη]] και πιο συγκεκριμένα κατατάσσεται στις «κορεσμένες αλειφατικές πρωτοταγείς αμίνες» ή «(μονο)αλκυλαμίνες» (δηλαδή αυτές που προκύπτουν με αντικατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου της αμμωνίας από ένα αλκύλιο). Πωλείται (συνήθως) [[διάλυμα|διαλυμένη]] σε [[νερό]] (H<sub>2</sub>O), σε [[μεθανόλη]] (MeOH), σε [[αιθανόλη]] (EtOH) ή και σε [[τετραϋδροφουράνιο]] (THF), αλλά και σε άνυδρη μορφή, συμπιεσμένη σε ειδικά δοχεία (ομοίως με το [[υγραέριο]]). Έχει έντονη [[όσφρηση|οσμή]] [[ψάρι|ψαρίλας]]. Χρησιμοποιείται κυρίως ως πρόδρομη ένωση, δηλαδή για τη σύνθεση πολλών (άλλων) εμπορικά χρήσιμων ενώσεων, αλλά και ως υποκατάστατο της αμμωνίας. Η ετήσια παγκόσμια παραγωγή της είναι πάνω από 1.000.000 τόνοι.

== Ονοματολογία ==

Η ονομασία «μεθαναμίνη» προέρχεται από την [[ονοματολογία οργανικών ενώσεων|ονοματολογία κατά IUPAC]]. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «μεθ-» δηλώνει την παρουσία ενός (1) ατόμου άνθρακα ανά [[μόριο]] της ένωσης, το ενδιάμεσο «-αν-» δείχνει την παρουσία μόνο απλών δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα στο μόριο και η κατάληξη «-αμίνη» φανερώνει ότι περιέχει μια αμινομάδα (δηλαδή υποκατεστημένη αμμωνία) ως κύρια [[χαρακτηριστικές ομάδες|χαρακτηριστική ομάδα]].

== Δομή ==

Η δομή της μπορεί να βρεθεί αν αντικατασταθεί ένα άτομο υδρογόνου από ένα μόριο αμμωνίας με μεθύλιο ή ομοίως ένα άτομο υδρογόνου από ένα ς το αμίδιο. Και τα δυο νοητά [[Στερεομετρία|γεωμετρικά στερεά]] δεν είναι κανονικά, γιατί το [[μήκος δεσμού]] [[Δεσμός άνθρακα - αζώτου|C-N]] είναι μεγαλύτερο από τα αντίστοιχαμόριο μεθανίου από αμινομάδα. Δηλαδή έχει [[τετράεδρο|τετραεδρική δομή]], ως προς το μεθύλιο, και [[τρίγωνο|τριγωνική]] [[πυραμίδα|πυραμιδική]], ως προ μήκη των δεσμών C-Η και N-H. Στη μεθαναμίνη, όπως και στην αμμωνία, σχηματίζονται [[δεσμός υδρογόνου|δεσμοί υδρογόνου]], τόσο μεταξύ των μορίων της, όσο και με μόρια νερού ή και άλλης χημικής ουσίας που έχει επίσης την ικανότητα αυτή, αρκεί βέβαια να συμμετέχει σε ομοιογενές [[μείγμα]] με τη μεθαναμίνη.
<div style="text-align: center;">

</div>

== Παραγωγή ==

Η μεθαναμίνη παράχθηκε για πρώτη φορά από τον [[Κάρολος-Αδόλφος Βουρτζ|Κάρολο-Αδόλφο Βουρτζ]] (*Charles-Adolphe Wurtz*), με [[υδρόλυση]] του [[μεθανοϊσοκυανοξείδιο]]υ και συγγενών ενώσεων.

=== Κύρια βιομηχανική ===

Η μεθυλαμίνη παράγεται [[βιομηχανία|βιομηχανικά]] συνήθως με επίδραση [[αμμωνία]]ς σε [[μεθανόλη]], με την παρουσία [[καταλύτης|καταλύτη]]:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{CH_3OH + NH_3 \xrightarrow{Si(AlO_2)_4} CH_3NH_2 + H_2O}
</math>
</div>
* Συμπαράγονται [[διμεθυλαμίνη]] (Me<sub>2</sub>NH) και [[τριμεθυλαμίνη]] (Me<sub>3</sub>N). Η [[χημική κινητική]] καθορίζει την τελική αναλογία αυτών των προϊόντων.
* Με αυτή τη μέθοδο παράγονται παγκοσμίως πάνω από 400.000 τόνοι μεθυλαμίνης τον χρόνο.

=== Εναλλακτικές μέθοδοι ===

==== Με χλωριούχο αμμώνιο και μεθανάλη ====

Με επίδραση [[χλωριούχο αμμώνιο|χλωριούχου αμμωνίου]] (NH<sub>4</sub>Cl) σε [[μεθανάλη]] (HCHO) αρχικά παράγεται [[μεθανιμίνη|υδροχλωρική μεθανιμίνη]] (CH<sub>2</sub>=NH<sub>2</sub>Cl) και έπειτα υδροχλωρική μεθαναμίμη. Η τελευταία με [[υδροξείδιο του νατρίου]] (NaOH) δίνει καθαρή μεθαναμίνη:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{NH_4Cl + HCHO \xrightarrow{} CH_2=NH_2Cl + H_2O \xrightarrow[-HCOOH]{+HCHO} CH_3NH_3Cl \xrightarrow{+NaOH} CH_3NH_2 + NaCl + H_2O}
</math>
</div>

==== Με αμμωνία και μεθυλαλογονίδιο ====

Με επίδραση [[αμμωνία]]ς (NH<sub>3</sub>) σε [[αλκυλοαλογονίδια|μεθυλαλογονίδιο]] (μέθοδος Hofmann):
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{CH_3X + NH_3 \xrightarrow{} CH_3NH_2 + HX}
</math>
</div>
* Συμπαράγονται [[διμεθυλαμίνη]] και [[τριμεθυλαμίνη]]. Η [[χημική κινητική]] καθορίζει την τελική αναλογία αυτών των προϊόντων.

==== Με μεθυλίωση φθαλιμιδικού καλίου ====

Με μεθυλίωση [[φθαλιμιδικό κάλιο|φθαλιμιδικού καλίου]] ([[σύνθεση Gabriel]]):
<div style='text-align: center;'>
[[Αρχείο:Phthalimidic potassium.png|100 px]] <math> \mathrm{+ CH_3X \xrightarrow{-KX}} </math> [[Αρχείο:N-methylphtalimide.svg|100 px]] <math> \mathrm{\xrightarrow[+2H_2O]{H^+} CH_3NH_2 +} </math> [[Αρχείο:Ácido ftálico.PNG|100 px]]
</div>

==== Με αναγωγή άλλων αζωτούχων ενώσεων ====

1. Με [[οξειδοαναγωγή|αναγωγή]] [[νιτρομεθάνιο|νιτρομεθανίου]] (MeNO<sub>2</sub>):
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{CH_3NO_2 + 2Fe + 6HCl \xrightarrow{} CH_3NH_2 + 2H_2O + 2FeCl_3}
</math>
</div>

2. Με αναγωγή [[υδροκυάνιο|υδροκυανίου]] (HCN)
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{HCN + 2H_2 \xrightarrow{} CH_3NH_2}
</math>
</div>

3. Με αναγωγή [[μεθανιμίνη]]ς (CH<sub>2</sub>=NH):
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{CH_2=NH + H_2 \xrightarrow{} CH_3NH_2 + 2H_2O} 
</math>
</div>

==== Με αποικοδόμηση αιθαναμιδίου ====

Με αποικοδόμηση [[αιθαναμίδιο|αιθαναμιδίου]] (CH<sub>3</sub>CONH<sub>2</sub>, [[μετάθεση Hofmann]]):
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{CH_3CONH_2 + BrOK \xrightarrow{} CH_3NH_2 + CO_2 + KBr}
</math>
</div>
* Το BrOK παράγεται επιτόπου (*«in citu»*) με την αντίδραση:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{Br_2 + KOH \xrightarrow{} BrOK + HBr}
</math>
</div>

==== Με χλωραμίνη σε μεθυλομαγνησιοαλογονίδιο ====

Με επίδραση [[χλωραμίνη]]ς (NH<sub>2</sub>Cl) σε [[οργανομαγνησιακές ενώσεις|μεθυλομαγνησιοαλογονίδιο]] (MeMgX):
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{CH_3X + Mg \xrightarrow CH_3MgX \xrightarrow{+NH_2Cl} CH_3NH_2 + MgXCl}
</math>
</div>

== Χημικές ιδιότητες και παράγωγα ==

Η μεθαναμίνη είναι ένα καλό [[πυρηνόφιλο αντιδραστήριο|πυρηνόφιλο]] καθώς είναι αρκετά [[βάση|βασική]] και (στερεοχημικά σχετικά) ανεμπόδιστη, παρόλο που ως αμίνη θεωρείται ότι είναι ασθενής βάση. Η χρήση της στην Οργανική Χημεία είναι διάχυτη. Κάποιες αντιδράσεις περιλαμβάνουν απλά αντιδραστήρια που περιλαμβάνουν, αντίδραση με [[φωσγένιο]] προς [[μεθανοϊσοκυανοξείδιο]], με [[διθειάνθρακας|διθειάνθρακα]] και [[υδροξείδιο του νατρίου]] προς [[μεθανοθειοκαρβαμικό οξύ|μεθανοθειοκαρβαμικό νάτριο]], με [[χλωροφόρμιο]] και μια βάση προς μεθανοϊσοκυανοξείδιο και με [[οξιράνιο]] προς [[2-μεθυλαμιναιθανόλη]]. Η μεθαναμίνη δίνει τις αντιδράσεις που αντιστοιχούν σε πρωτοταγή αλκυλαμίνη, όπως η πρωτονίωση, η ακυλίωση και άλλες. Δείτε παρακάτω:

=== Συμπεριφορά βάσης ===

Παράγει [[άλατα]] με [[οξέα]]. Π.χ.:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + HCl \xrightarrow{} CH_3NH_3Cl}
</math>
</div>

=== Αλκυλίωση ===

Παράγει δευτεροταγείς [[αμίνες|μεθυλαμίνες]] με [[αλκυλαλογονίδια]] (RX). Π.χ.:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + RX \xrightarrow{} CH_3NHR + HX}
</math>
</div>

=== Ακυλίωση ===

1. Παράγει δευτεροταγή [[αμίδια]] με [[ακυλαλογονίδια]] (RCOX). Π.χ.:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + RCOX \xrightarrow{} CH_3NHCOR + HX}
</math>
</div>

2. Με [[φωσγένιο]] δίνει [[μεθανοϊσοκυανοξείδιο]]:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + COCl_2 \xrightarrow{} CH_3NCO + 2HCl}
</math>
</div>

* Τέτοιες αντιδράσεις πραγματοποιούνται παρουσία βάσεων, όπως η [[πυριδίνη]], που εξουδετερώνουν το παραγώμενο υδραλογόνο.

=== Μεθανοδιθειοκαρβαμικό νάτριο ===

Η μεθαναμίνη αντιδρά με τον [[διθειάνθρακας|διθειάνθρακα]] παράγοντας, παρουσία και υδροξειδίου του νατρίου, μεθανοδιθειοκαρβαμικό νάτριο:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
2CH_3NH_2 + CS_2 \xrightarrow{} [(CH_3NH_3)^+(CH_3NHCS_2)^-] \xrightarrow{+NaOH} CH_3NH_2 + CH_3NHCS_2Na + H_2O}
</math>
</div>

=== Ιμίνες ===

Με [[καρβονύλιο|καρβονυλικές ενώσεις]] δείνει [[ιμίνες|N-μεθυλμίνες]]. Π.χ. με [[αλδεΰδες]] (RCHO) δίνει:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + RCHO \xrightarrow{} CH_3N=CHR + H_2O}
</math>
</div>

=== Οξείδωση ===

1. [[οξειδοαναγωγή|Οξειδώνεται]] με [[υπεροξείδιο του υδρογόνου]] προς [[νιτρομεθάνιο]]:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + 3H_2O_2 \xrightarrow{} CH_3NO_2 + 4H_2O}
</math>
</div>

2. Με επίδραση ισχυρότερου οξειδωτικού, όπως το [[υπερμαγγανικό κάλιο]] (KMnO<sub>4</sub>), παράγεται [[μεθανάλη]]:<div style="text-align: center;" href>
<math>
\mathrm{
3CH_3NH_2 + 10KMnO_4 + 5H_2SO_4 \xrightarrow{} 3HCHO + 3HNO_3 + 10MnO_2 + 5K_2SO_4 + 8H_2O}
</math>
</div>
=== Προσθήκη ===

* Η προσθήκη μεθαναμίνης γίνεται κατά την έννοια CH<sub>3</sub>NH<sup>δ-</sup>-H<sup>δ+</sup>.

1. Δίνει [[Αντιδράση προσθήκης|αντιδράσεις προσθήκης]] σε διπλούς δεσμούς. Π.χ. με [[αιθένιο]] δίνει [[N-μεθυλαιθαναμίνη]]:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + CH_2=CH_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2NHCH_3 + 4H_2O}
</math>
</div>

2. Δίνει αντιδράσεις προσθήκης σε τριπλούς δεσμούς. Π.χ. με [[αιθίνιο]] δίνει αρχικά [[N-μεθυλαιθεναμίνη]] και τελικά την [[ταυτομέρεια|ταυτομερή]] της [[Ν-μεθυλαιθανιμίνη]]
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + HC \equiv CH \xrightarrow{NaNH_2} CH_2=CHNHCH_3 \xrightarrow{} CH_3CH=NCH_3}
</math>
</div>

3. Δίνει αντιδράσεις προσθήκης (1,4-, 1,2- και 3,4-), σε συζηγείς διπλούς δεσμούς:
<div style='text-align: center;'>
<math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + CH_3CH=CHCH=CH_2 \xrightarrow{} CH_3NHCH(CH_3)CH=CHCH_3 + 4H_2O}
</math> (1,4-προσθήκη σε [[1,3-πενταδιένιο]])<br><math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + CH_3CH=CHCH=CH_2 \xrightarrow{} CH_3CH=CHCH(CH_3)NHCH_3 + 4H_2O}
</math> (1,2-προσθήκη σε 1,3-πενταδιένιο)<br><math>
\mathrm{
CH_3NH_2 + CH_3CH=CHCH=CH_2 \xrightarrow{} \frac{1}{2} CH_3NHCH(CH_3)CH_2CH=CH_2 + \frac{1}{2} CH_3NHCH(CH_2CH_3)CH=CH_2 + 4H_2O}
</math> (3,4-προσθήκη σε 1,3-πενταδιένιο)
</div>

4. Δίνει αντιδράσεις προσθήκης με ενώσεις που περιέχουν τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με [[κυκλοπροπάνιο]] δίνει [[Ν-μεθυλο-1-προπαναμίνη]]:
<div style='text-align: center;'>
[[Αρχείο:Cyclopropane-skeletal.png|40px|κυκλοπροπάνιο]] <math> \mathrm{+ CH_3NH_2 \xrightarrow{} CH_3CH_2CH_2NHCH_3} </math>
</div>

5. Δίνει αντιδράσεις προσθήκης με ενώσεις που περιέχουν τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με [[οξιράνιο]] δίνει [[2-μεθυλαμιναιθανόλη]]:
<div style='text-align: center;'>
[[Αρχείο:Ethylene_oxide.svg|30 px]] <math> \mathrm{+ CH_3NH_2 \xrightarrow{} CH_3NHCH_2CH_2OH} </math>
</div>

=== Παραγωγή μεθανόλης ===
Με επίδραση [[Νιτρώδες οξύ|νιτρώδους οξέος]] (ΗΝΟ<sub href="φωτογραφία">2</sub>) σε μεθαναμίνη, παράγεται [[μεθανόλη]]:
<div style="text-align: center;">
<math>
\mathrm{CH_3NH_2 + HNO_2 \xrightarrow{} CH_3OH + N_2 + H_2O}
</math></div>

=== Παραγωγή διμεθυλοδιαζένιου ===
Με επίδραση [[θειονυλοχλωρίδιο]]υ και οξείδωση του παραγώμενου θειοναμίδιου παράγεται [[διμεθυλοδιαζένιο]]:
<div style="text-align: center;" href="ΗΠΑ">
<math>
\mathrm{2CH_3NH_2 + SOCl_2 \xrightarrow{} CH_3NHSO_2NHCH_3 + 2HCl} </math><math>
\mathrm{CH_3CH_2NHSO_2NHCH_2CH_3 + |O| \xrightarrow{} CH_3N=NCH_3 + H_2SO_4} </math>
</div>

=== Παρεμβολή καρβενίων ===
* Τα [[καρβένια]] μπορούν παρεμβληθούν στους δεσμούς C-Η και N-H. Π.χ. με [[μεθυλένιο]] έχουμε:
<div style='text-align: center;'>
<math>\mathrm{CH_3NH_2 + CH_3Br + KOH \xrightarrow{} \frac{3}{5} CH_3CH_2NH_2 + \frac{2}{5} CH_3NHCH_3 + KBr + H_2O}</math>
</div>
* Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι (κατά προσέγγυση) έχουμε;
:1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH<sub>2</sub>-H. Παράγεται [[αιθαναμίνη]].
:2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς ΝH-H. Παράγεται [[N-μεθυλομεθαναμίνη]].

Προκύπτει επομένως μίγμα [[αιθαναμίνη]]ς 3/(3+2) ≈ 60% και [[N-μεθυλυμεθαναμίνη]]ς 2/(3+2) ≈ 40%.

== Η μεθαναμίνη στη Βιοχημεία ==

Η μεθυλαμίνη εμφανίζεται στη φύση ως προϊόν της αποσύνθεσης οργανικών υπολειμμάτων και ως παραπροϊόν της [[μεθανογένεση]]ς. Ακόμη λειτουργεί ως παράγοντας ρύθμισης οξύτητας στον θύλακα των [[χλωροπλάστες|χλωροπλαστών]] στα [[φυτά]], απορροφώντας αποτελεσματικά τα [[πρωτόνιο|πρωτόνια]] που παράγονται από τη σύνθεση της [[τριφωσφορική αδενοσύνη|ATP]].

== Εφαρμογές ==

Η υγροποιημένη μεθυλαμίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως διαλύτης ανάλογος προς την υγρή [[αμμωνία]]. Έχει πολλές από τις ιδιότητες της τελευταίας, πολύ υψηλότερο σημείο βρασμού και επιπλέον διαλύει καλύτερα οργανικές ενώσεις, όπως ομοίως και η [[αιθανόλη]] τις διαλύει καλύτερα απ' ό,τι το [[νερό]].

Αντιπροσωπευτικά εμπορικώς σημαντικά χημικά παράγονται από τη μεθυλαμίνη, περιλαμβάνοντας τα [[φάρμακο|φαρμακευτικά]] προϊόντα [[εφεδρίνη]] και [[θεοφυλίνη]], [[παρασιτοκτόνο|παρασιτοκτόνα]] όπως το [[καρβοφουράνιο]], το [[καρβαρύλιο]] και το [[Μεθαμικό οξύ|μεθαμικού νατρίου]], αλλά και διαλύτες όπως το [[Ν-μεθυλοφορμαμίδιο]] και τη [[Ν-μεθυλοπυρρολιδόνη]]. Η προετοιμασία κάποιων επιφανειοδραστικών ουσιών και παραγωγών [[φωτογραφία|φωτογραφιών]] απαιτούν μεθαναμίνη ως ένα δομικό συστατικό.

== Ασφάλεια ==

Η [[θανατηφόρα δόση]], μετρημένη ως LD<sub>50</sub> σε [[ποντίκι]]α, ανέρχεται σε 2,5 g/kg.

Η μεθαναμίνη επίσης ελέγχεται στη λίστα #1, ως ένα πρόδρομο χημικό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή της [[μεθαμφεταμίνη]]ς, σύμφωνα με τη Διεύθυνση Δίωξης Ναρκωτικών των [[ΗΠΑ]].

== Πηγές ==
* Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, *Οργανική Χημεία*, Αθήνα 1972
* Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
* SCHAUM'S OUTLINE SERIES, *Οργανική Χημεία'', Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
* Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
## Σημειώσεις και αναφορές


Κατηγορία:Αλκαναμίνες
Κατηγορία:C1