Metilamīns: Methylamīns: īpašības, pielietojums un daudz kas cits.

Ievads

Metilamīnam, ķīmiskam savienojumam ar molekulāro formulu CH3NH2, ir svarīga nozīme dažādos rūpnieciskos procesos un pielietojumos. Šajā rakstā aplūkoti metilamīna daudzpusīgie aspekti, pētot tā fizikālās un ķīmiskās īpašības, sintēzes metodes, juridisko statusu, pielietojumu, uzglabāšanu, iznīcināšanu un noteikumus, kas reglamentē tā lietošanu.

Metilamīna struktūra

Metilamīna fizikālās īpašības

Metilamīns ir bezkrāsaina gāze ar izteiktu amonjakam līdzīgu smaku, kas līdzīga sapuvušu zivju smaržai. Tas labi šķīst ūdenī (1008 g/l pie 20 °C), metanolā, etanolā, tetrahidrofurānā. Tās viršanas temperatūra ir -6,3 °C (-21,3 °F), kušanas temperatūra ir -93,10 °C (-135,58 °F). Metilamīna kā gāzes blīvums ir aptuveni 0,6562 kg/m³, tāpēc tas ir ievērojami vieglāks par gaisu. Šīm niansētajām fizikālajām īpašībām ir izšķiroša nozīme, nosakot piemērotas metilamīna uzglabāšanas, transportēšanas un izmantošanas metodes dažādos rūpnieciskos kontekstos.

Metilamīna hidrohlorīds (pulvera veidā)

Metilamīns ir ļoti viegli uzliesmojošs, un tā uzliesmošanas temperatūra ir -10 °C, tāpēc transportēšanas un lietošanas laikā ir nepieciešami piesardzības pasākumi. To sajauc ar metanola, etanola, oksolāna un ūdens porcijām, lai pārdotu kā šķīdumu. Bezūdens metilamīna gāzi transportē arī hermetizētos metāla konteineros.

Metilamīna ķīmiskās īpašības

Metilamīnam, primārajam amīnam, ko apzīmē tā molekulārā struktūra, kurā slāpekļa atoms ir saistīts ar trim ūdeņraža atomiem, piemīt bagātīgs ķīmisko īpašību klāsts, kas ir pamatā tā daudzpusīgam pielietojumam. Amino grupas klātbūtne piešķir metilamīnam īpašu reaktivitāti, padarot to gan par bāzi, gan nukleofilu.

Metilamīna Lewisa struktūra

Ķīmiskajās reakcijās metilamīns iesaistās tādos procesos kā nukleofīlā aizvietošana, adīcija (kondensācija) un dažādas organiskajā sintēzē būtiskas pārvērtības. Īpaši nozīmīga ir tā kā prekursora loma, kas atvieglo farmaceitisko līdzekļu, agroķīmisko vielu un citu sarežģītu organisko savienojumu radīšanu. Turklāt metilamīna amīna īpašības ļauj tam piedalīties skābju un bāzu reakcijās, veidojot sāļus ar skābēm.

Metilamīna sintēzes veidi

Pirmo reizi metilamīnu 1849. gadā sagatavoja Šarls-Adolfs Vurcs (Charles-Adolphe Wurtz), hidrolizējot metilizocianātu un radniecīgus savienojumus. Kā piemēru šim procesam var minēt Hofmana pārkārtošanos, lai no acetamīda un broma gāzes iegūtu metilamīnu.

Laboratorijas metodes

Laboratorijā metilamīna hidrohlorīdu var viegli pagatavot ar dažādām citām metodēm. Viena no metodēm ietver formaldehīda apstrādi ar amonija hlorīdu.

[_NH4]Cl + _CH2O→ [_CH2=NH2]Cl +_H2O

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

Bezkrāsaino hidrohlorīda sāli var pārvērst par amīnu, pievienojot spēcīgu bāzi, piemēram, nātrija hidroksīdu (NaOH):

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

Cita metode ietver nitrometāna reducēšanu ar cinku un sālsskābi.

_CH3NO2 + 2HCl + Zn → _CH3NH2 + _ZnCl2

Vēl viena metilamīna iegūšanas metode ir spontāna glicīna dekarboksilēšana ar stipru bāzi ūdenī.

[GALLERY=media, 18][/GALLERY]

Rūpnieciskais veids

Metilamīnus rūpnieciski ražo, aminējot metanolu alumosilikātu katalizatoru (ceolītu) klātbūtnē. Amonjaks reaģē ar metanolu tvaika fāzē, veidojot atsevišķus produktus, proti, MMA (monometilamīnu), DMA (dimetilamīnu) un TMA (trimetilamīnu). Reakcijas process un vienādojums ir parādīts turpmāk:

_CH3OH+ _NH3 → _CH3NH2 + _H2O

Metilamīna reakcijas process

Metilamīnu iegūst arī formaldehīda reakcijā ar amonija hlorīda sāli. Gan gāzveida, gan šķidrus metilaminus izmanto kā starpproduktus farmaceitisko līdzekļu, pesticīdu, laboratorijas reaģentu un miecvielu ražošanā. Metilamīnu ražošanas nozares galvenie virzītājspēki ir agroķimikālijas.

Metilamīns, kam pievienota primārā amīna grupa, darbojas kā labs nukleofils.

Metilamīna lietojumi

Starp komerciāli nozīmīgām ķīmiskām vielām, ko ražo no metilamīna, ir farmaceitiskie līdzekļi efedrīns un teofilīns, pesticīdi karbofurāns, karbarils un metamnātrijs, kā arī šķīdinātāji N-metilformamīds un N-metilpirolidons (NMP). No metilamīna ražo arī šādas rūpnieciski vērtīgas vielas: N-metil-2-pirolidons, metilformamīds, kofeīns un N,N'-dimetilurīnviela. Dažu virsmaktīvo vielu un fotoattēla attīstītāju pagatavošanai metilamīns ir nepieciešams kā pamatelements.

Metilamīnu plaši izmanto narkotiku, piemēram, MDMA, bk-MDMA, metamfetamīna, mefedrona (4-MMC) un tā izomēru, efedrīna un citu, sintēzē. Lielākā daļa no tiem ir pārstāvēti BB forumā.

Metilamīna juridiskais statuss

Metilamīnam pasaulē ir sarežģīts juridiskais statuss, galvenokārt tāpēc, ka tas ir saistīts ar nelegālām darbībām, jo īpaši ar nelegālu metamfetamīna ražošanu. Valdības un regulatīvās iestādes ir ieviesušas stingru kontroli un noteikumus attiecībā uz metilamīna ražošanu, izplatīšanu un pārdošanu, lai ierobežotu tā novirzīšanu nelikumīgiem mērķiem.

Daudzās jurisdikcijās metilamīns ir klasificēts kā kontrolēta viela saskaņā ar narkotisko vielu vai prekursoru ķīmisko vielu likumiem. Šī klasifikācija nosaka stingrus ierobežojumus tā ražošanai, importam, eksportam un izplatīšanai. Personām un struktūrām, kas iesaistītas darbā ar metilamīnu, jāievēro licencēšanas prasības un jāievēro visaptverošas uzskaites procedūras, lai nodrošinātu pārredzamību un izsekojamību.

Turklāt starptautiskajai sadarbībai ir izšķiroša nozīme metilamīna regulēšanā, jo metilamīns var būt pakļauts pārrobežu tirdzniecībai. Dažādās konvencijās un nolīgumos, piemēram, Apvienoto Nāciju Organizācijas Konvencijā pret narkotisko un psihotropo vielu nelikumīgu tirdzniecību, ir iekļauti noteikumi, kas attiecas uz tādu prekursoru kā metilamīns kontroli.

Uzglabāšana

Metilamīna droša un atbildīga uzglabāšana ir ļoti svarīgs tā pārvaldības aspekts, ņemot vērā tā unikālās fizikālās īpašības un potenciālos apdraudējumus. Parasti metilamīns tiek uzglabāts gāzveida stāvoklī, un to uzglabā augstspiediena balonos, kas paredzēti, lai izturētu īpašus apstākļus, kas saistīti ar tā transportēšanu un uzglabāšanu.

Lai līdz minimumam samazinātu ar metilamīnu saistītos riskus, uzglabāšanas vietās jāievēro stingri drošības protokoli. Lai novērstu gāzes uzkrāšanos un nodrošinātu kontrolētu vidi, ir ļoti svarīgas pareizas ventilācijas sistēmas. Turklāt tiek īstenoti temperatūras kontroles pasākumi, lai saglabātu stabilitāti un novērstu svārstības, kas varētu apdraudēt uzglabāšanas tvertņu integritāti.

Ņemot vērā metilamīna tieksmi uz ūdens šķīdumiem, uzglabāšanas telpās jāņem vērā iespējamās reakcijas ar mitrumu. Iekārtas ir aprīkotas ar mitruma kontroles sistēmām, un tiek veikta stingra uzraudzība, lai novērstu neparedzētas reakcijas, kas var apdraudēt uzglabātā metilamīna kvalitāti un drošību.

Normālos apstākļos metilamīna hidrohlorīda sālim ir ciets stāvoklis. Šis aspekts padara šo metilamīna formu pievilcīgāku un ērtāku transportēšanai un pasta piegādei.

Iznīcināšana

Metilamīna iznīcināšanai jāievēro vides aizsardzības noteikumi. Apstrādes metodes var ietvert neitralizāciju, ķīmisku sadalīšanu vai sadedzināšanu apstiprinātās iekārtās. Rūpīgi jāapsver, lai novērstu vides piesārņošanu un nodrošinātu blakusproduktu drošu iznīcināšanu.

Toksicitāte un noteikumi par darbībām ar vielu

Metilamīns rada risku veselībai, galvenokārt ieelpojot vai saskaroties ar ādu. Tas var izraisīt elpošanas sistēmas, acu un ādas kairinājumu. Strādājot ar metilamīnu, ļoti svarīgi ir pareizi individuālie aizsardzības līdzekļi, tostarp elpošanas ceļu aizsardzība. Turklāt, lai līdz minimumam samazinātu ar tā lietošanu saistītos riskus, ir svarīgi ievērot noteiktos drošības protokolus, tostarp pareizu ventilāciju un avārijas reaģēšanas procedūras.

LD50 (pelēm, s.c.) ir 2,5 g/kg.

Darba drošības un veselības aizsardzības pārvalde (OSHA) un Nacionālais darba drošības un veselības aizsardzības institūts (NIOSH) ir noteikuši arodekspozīcijas robežvērtības 10 ppm vai 12 mg/m3 astoņu stundu laikā vidēji svērtā laikā.

Secinājums

Kopumā metilamīns ir ļoti daudzpusīgs savienojums, kas atrod pielietojumu gan likumīgās, gan citās nozarēs. Tā daudzveidīgo īpašību, juridisko sarežģījumu un drošas apiešanās nozīmes apzināšanās kļūst ārkārtīgi svarīga tiem, kas iesaistīti tā sintēzē, izplatīšanā un izmantošanā. Vispusīga izpratne par metilamīnu ir būtiska ne tikai atbildīgas rūpnieciskās prakses veicināšanai, bet arī ar tā daudzpusīgo pielietojumu saistīto iespējamo risku mazināšanai.