1-πενταναμίνη
Η 1-πενταναμίνη ή 1-αμινοπεντάνιο ή πεντυλαμίνη ή αμυλαμίνη ή μονοπεντυλαμίνη (ΜPeΑ: MonoPentylAmine) ή 1-αζεξάνιο είναι η πρωτοταγής αμίνη με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH2CH2CH2NH2. Χρησιμοποιείται ως διαλύτης, ως μια πρώτη ύλη για την παραγωγή μιας ποικιλίας άλλων χημικών ενώσεων, που περιλαμβάνουν βερνίκια, γαλακτωματοποιητές, φαρμακευτικά προϊόντα[1], καθώς και ως ένα αρωματικό μέσο[2].
1-πενταναμίνη | |||
---|---|---|---|
Γενικά | |||
Όνομα IUPAC | 1-πενταναμίνη | ||
Άλλες ονομασίες | Πεντυλαμίνη Μονοπεντυλαμίνη Αμυλαμίνη 1-αμινοπεντάνιο 1-αζεξάνιο | ||
Χημικά αναγνωριστικά | |||
Χημικός τύπος | C5H13N | ||
Μοριακή μάζα | 87,16 amu | ||
Σύντομος συντακτικός τύπος |
CH3CH2CH2CH2CH2NH2 | ||
Συντομογραφίες | BuCH2NH2 MPeA | ||
Αριθμός CAS | 110-58-7 | ||
SMILES | CCCCCN | ||
InChI | 1S/C5H13N/c1-2-3-4-5-6/h2-6H2,1H3 | ||
Αριθμός EINECS | 203-780-2 | ||
Αριθμός RTECS | SC0300000 | ||
Αριθμός UN | 1106 | ||
PubChem CID | 8060 | ||
ChemSpider ID | 7769 | ||
Ισομέρεια | |||
Ισομερή θέσης | 17 | ||
Φυσικές ιδιότητες | |||
Σημείο τήξης | -55 °C | ||
Σημείο βρασμού | 94-110 °C | ||
Πυκνότητα | 752 kg/m3 | ||
Διαλυτότητα στο νερό |
Αναμείξιμη | ||
Δείκτης διάθλασης , nD |
1,411 | ||
Εμφάνιση | Υγρό | ||
Χημικές ιδιότητες | |||
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης |
1 °C | ||
Επικινδυνότητα | |||
Εύφλεκτη (F) και διαβρωτική (C). | |||
Φράσεις κινδύνου | R11, R20/21/22, R34 | ||
Φράσεις ασφαλείας | S16, S26, S33, S36/37/39, S45 | ||
LD50 | 470 mg/kg | ||
Εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά, τα δεδομένα αφορούν υλικά υπό κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος (25°C, 100 kPa). |
Ισομερή
ΕπεξεργασίαΜε βάση το χημικό της τύπο, C5H13N, έχει τα ακόλουθα 16 ισομερή θέσης:
- 2-πενταναμίνη ή 1-μεθυλοβουτυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3(CH2)2CH(ΝH2)CH3, σε δύο (2) οπτικά ισομερή.
- 3-πενταναμίνη ή (αιθυλοπροπυλ)αμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3CH2)2CHΝH2.
- 2-μεθυλο-1-βουταναμίνη ή 2-μεθυλοβουτυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH(CH3)CH2ΝH2, σε δύο (2) οπτικά ισομερή.
- 3-μεθυλο-1-βουταναμίνη ή 3-μεθυλοβουτυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2CH(CH2)2ΝH2.
- 2-μεθυλο-2-βουταναμίνη ή (1,1-διμεθυλοπροπυλ)αμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2C(ΝH2)(CH3)2.
- 3-μεθυλο-2-βουταναμίνη ή (1,2-διμεθυλοπροπυλ)αμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2CHCH(CH3)ΝH2, σε δύο (2) οπτικά ισομερή.
- διμεθυλοπροπαναμίνη ή νεοπεντυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)3CCH2ΝH2.
- N-μεθυλο-1-βουταναμίνη ή βουτυλομεθυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3(CH2)3ΝHCH3.
- N-μεθυλο-2-βουταναμίνη ή δευτεροταγής βουτυλομεθυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3CH2CH(CH3)ΝHCH3, σε δύο (2) οπτικά ισομερή.
- 2,N-διμεθυλο-1-προπαναμίνη ή ισοβουτυλομεθυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2CHCH2ΝHCH3.
- 2,N-διμεθυλο-2-προπαναμίνη ή μεθυλοτριτοταγής βουτυλαμίνη, (CH3)3CΝHCH3.
- N-αιθυλο-1-προπαναμίνη ή αιθυλοπροπυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3(CH2)2ΝHCH2CH3.
- Ν-αιθυλο-2-προπαναμίνη ή αιθυλισοπροπυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2CHΝHCH2CH3.
- N,N-διμεθυλο-1-προπαναμίνη ή διμεθυλοπροπυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο CH3(CH2)2Ν(CH3)2.
- N,N-διμεθυλο-2-προπαναμίνη ή διμεθυλισοπροπυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3)2CHΝ(CH3)2.
- Ν-αιθυλο-N-μεθυλαιθαναμίνη ή διαιθυλομεθυλαμίνη, με σύντομο συντακτικό τύπο (CH3CH2)2NCH3.
Ονοματολογία
ΕπεξεργασίαΗ ονομασία «1-πενταναμίνη» προέρχεται από την ονοματολογία κατά IUPAC. Συγκεκριμένα, το πρόθεμα «πεντα-» δηλώνει την παρουσία πέντε (5) ατόμων 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 ως κύρια χαρακτηριστική ομάδα. Ο αριθμός θέσης «1-» δηλώνει τη θέση του ατόμου άνθρακα με το οποίο ενώνεται η αμινομάδα, ώστε να διαχωρίζονται τα ισομερή θέσης.
Δομή
ΕπεξεργασίαΗ δομή της μπορεί να βρεθεί αν αντικατασταθεί ένα άτομο υδρογόνου από ένα μόριο αμμωνίας με πεντύλιο.
Δεσμοί[3] | ||||
Δεσμός | τύπος δεσμού | ηλεκτρονική δομή | Μήκος δεσμού | Ιονισμός |
---|---|---|---|---|
C-H | σ | 2sp3-1s | 109 pm | 3% C- H+ |
C-C | σ | 2sp3-2sp3 | 154 pm | |
C-N | σ | 2sp3-2sp3 | 152 pm | 6% C+ Ν- |
Ν-H | σ | 2sp3-1s | 101,7 pm | 17% N- H+ |
Κατανομή φορτίων σε ουδέτερο μόριο | ||||
N | -0,40 | |||
C#5 | -0,09 | |||
C#2-#4 | -0,06 | |||
C#1 | 0,00 | |||
H(CH2) | +0,03 | |||
H(NH2) | +0,17 |
Παραγωγή
ΕπεξεργασίαΜε 1-πεντανόλη και χλωριούχο αμμώνιο
ΕπεξεργασίαΗ 1-πενταμίνη παράγεται συνήθως με επίδραση χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl) σε 1-πεντανόλη (CH3CH2CH2CH2CH2OH) με την παρουσία τριχλωριούχου σιδήρου ως καταλύτη[4]:
- Συμπαρασκευάζονται διπεντυλαμίνη και τριπεντυλαμίνη. Η χημική κινητική καθορίζει την τελική αναλογία αυτών των προϊόντων.
Με χλωριούχο αμμώνιο και πεντανάλη
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση χλωριούχου αμμωνίου (NH4Cl) σε πεντανάλη (CH3CH2CH2CH2CHO) παράγεται αρχικά υδροχλωρική 1-πεντανιμίνη (CH3CH2CH2CH2CH=NH2Cl) και έπειτα υδροχλωρική 1-πενταναμίνη. Η τελευταία με υδροξείδιο του νατρίου (NaOH) δείνει καθαρή 1-πενταναμίνη[4]:
- Μια παραλλαγή της παραπάνω είναι η επίδραση αμμωνίας σε πεντνάλη, που δίνει 1-πεντανιμίνη, και στη συνέχεια υδρογόνωση της τελευταίας, 1-πενταναμίνη:
Με αμμωνία και πεντυλαλογονίδιο
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση αμμωνίας (NH3) σε πεντυλαλογονίδιο (CH3CH2CH2CH2CH2X, μέθοδος Hofmann)[5]:
- Συμπαρασκευάζονται διπεντυλαμίνη και τριπεντυλαμίνη. Η χημική κινητική καθορίζει την τελική αναλογία αυτών των προϊόντων.
Με πεντυλίωση φθαλιμιδικού καλίου
ΕπεξεργασίαΜε πεντυλίωση φθαλιμιδικού καλίου (σύνθεση Gabriel)[6]:
Με αναγωγή αζωτούχων ενώσεων
Επεξεργασία1. Με αναγωγή 1-νιτροπεντανίου (CH3CH2CH2CH2CH2NO2)[7]:
2. Με αναγωγή πεντανονιτρίλιου (CH3CH2CH2CH2CN)[8]
3. Με αναγωγή 1-πεντανιμίνης (CH3CH2CH2CH2CH=NH)[9]:
Με αποικοδόμηση εξαναμιδίου
ΕπεξεργασίαΜε αποικοδόμηση εξαναμιδίου (CH3CH2CH2CH2CH2CONH2, μετάθεση Hofmann)[10]:
- Το BrOK παράγεται επιτόπου («in citu») με την αντίδραση:
Με χλωραμίνη σε πεντυλομαγνησιοαλογονίδιο
ΕπεξεργασίαΜε επίδραση χλωραμίνης (NH2Cl) σε πεντυλομαγνησιοαλογονίδιο (CH3CH2CH2CH2CH2MgX)[11]:
Με κυκλοπροσθήκη αμμωνίας σε αιθυλοκυκλοπροπάνιο
ΕπεξεργασίαΜε κυκλοπροσθήκη αμμωνίας (NH3) σε αιθυλοκυκλοπροπάνιο , παράγεται 1-πενταναμίνη[12]:
Με κυκλοπροσθήκη αμμωνίας σε μεθυλοκυκλοβουτάνιο
ΕπεξεργασίαΜε κυκλοπροσθήκη αμμωνίας (NH3) σε μεθυλοκυκλοβουτάνιο, παράγεται 1-πενταναμίνη[12]:
Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου αε 2-αιθυλοκυκλοπροπαναμίνη
ΕπεξεργασίαΜε κυκλοπροσθήκη υδρογόνου (H2) σε 2-αιθυλοκυκλοπροπαναμίνη, παράγεται 1-πενταναμίνη[12]:
Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου αε 2-μεθυλοκυκλοβουταναμίνη
ΕπεξεργασίαΜε κυκλοπροσθήκη υδρογόνου (H2) σε 2-μεθυλοκυκλοβουταναμίνη, παράγεται 1-πενταναμίνη[12]:
Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου αε 2-προπυλαζιριδίνη
ΕπεξεργασίαΜε κυκλοπροσθήκη υδρογόνου (H2) σε 2-προπυλαζιριδίνη, παράγεται 1-πενταναμίνη[12]:
Με κυκλοπροσθήκη υδρογόνου αε 2-αιθυλαζετιδίνη
ΕπεξεργασίαΜε κυκλοπροσθήκη υδρογόνου (H2) σε 2-αιθυλαζετιδίνη, παράγεται 1-πενταναμίνη[12]:
Χημικές ιδιότητες και παράγωγα
ΕπεξεργασίαΣυμπεριφορά βάσης
Επεξεργασία
Αλκυλίωση
ΕπεξεργασίαΑντιδρά με αλκυλαλογονίδια (RX), παράγοντας δευτεροταγείς αμίνες:
Ακυλίωση
ΕπεξεργασίαΑντιδρά με ακυλαλογονίδια (RCOX), παράγοντας δευτεροταγή αμίδια:
Ιμίνες
ΕπεξεργασίαΜε καρβονυλικές ενώσεις δίνει ιμίνες. Π.χ. με αλδεΰδες (RCHO):
Οξείδωση
ΕπεξεργασίαΟξείδώνεται με υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2) παράγοντας 1-νιτροπεντάνιο:
Προσθήκη
Επεξεργασία1. Προσθήκη σε διπλούς δεσμούς. Π.χ. με αιθένιο δίνει N-αιθυλο-1-πενταναμίνη:
2. Προσθήκη σε τριπλούς δεσμούς.. Π.χ. με αιθίνιο δίνει αρχικά N-πεντυλαιθεναμίνη, και στη συνέχεια την ταυτομερή της N-πεντυλαιθανιμίνη:
3. Προσθήκη σε συζυγείς διπλούς δεσμούς. Π.χ. με 1,3-βουταδιένιο δίνει N-πεντυλο-1-βουτεν-2-αμίνη:
4. Κυκλοπροσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ισοκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με κυκλοπροπάνιο δίνει Ν-προπυλο-1-πενταναμίνη:
5. Κυκλοπροσθήκη σε ενώσεις με τριμελείς ή τετραμελείς ετεροκυκλικούς δακτυλίους. Π.χ. με εποξυαιθάνιο δίνει 2-πεντυλαμιναιθανόλη[13]:
Παρεμβολή καρβενίων
Επεξεργασία
- Η αντίδραση είναι ελάχιστα εκλεκτική και αυτό σημαίνει ότι κατά προσέγγιση έχουμε:
- 1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς CH2-H. Παράγεται 1-εξαναμίνη.
- 2. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#1H-H. Παράγεται 2-εξαναμίνη.
- 3. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#2H-H. Παράγεται 2-μεθυλο-1-πενταναμίνη.
- 4. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#3H-H. Παράγεται 3-μεθυλο-1-πενταναμίνη.
- 5. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς C#4H-H. Παράγεται 4-μεθυλο-1-πενταναμίνη.
- 6. Παρεμβολή στους δυο (2) δεσμούς ΝH-H: 2. Παράγεται N-μεθυλο-1-πενταναμίνη.
Προκύπτει επομένως μίγμα 1-εξαναμίνης ~23%, 2-εξαναμίνης ~15%, 2-μεθυλο-1-πενταναμίνης ~15, 3-μεθυλο-1-πενταναμίνης ~15%%, 4-μεθυλο-1-πενταναμίνης ~15% και Ν-μεθυλο-1-πενταναμίνης ~15%.
Σημειώσεις και αναφορές
Επεξεργασία- ↑ Flick, Ernest W. (1998). Industrial Solvents Handbook (5th ed. έκδοση). Park Ridge, NJ: William Andrew. σελ. 695. ISBN 0-8155-1413-1.
- ↑ "JECFA Evaluations-PENTYLAMINE. Summary of Evaluations Performed by the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives" (January 31, 2006). Retrieved on 2008-07-25
- ↑ Τα 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.
- ↑ 4,0 4,1 Marvel, C. S.; Jenkins, R. L. (1941), «Methylamine Hydrochloride», Org. Synth., http://www.orgsyn.org/orgsyn/orgsyn/prepContent.asp?prep=cv1p0347; Coll. Vol. 1: 347
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Β.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2α και σελ. 247, §10.6.4α.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2γ.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B2δ.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2B3.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ.243, §10.2Γ3.
- ↑ 12,0 12,1 12,2 12,3 12,4 12,5 Ulrich Steinbrenner, Frank Funke, Ralf Böhling, Method and device for producing ethylamine and butylamine Αρχειοθετήθηκε 2012-09-12 at Archive.is, United States Patent 7161039.
- ↑ Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροχημικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, §2.1., σελ. 16-17, εφαρμογή γενικής αντίδρασης για Nu = CH3CH2CH2CH2CH2NH.
- ↑ Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982, σελ. 155, §6.7.3.
Πηγές
Επεξεργασία- 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