Синтез на метиламин хидрохлорид. В голям мащаб.

[G.Patton]

Въведение

Много химици правят метиламин от хексамин и HCl киселина. Мисля, че това отнема много време, а HCl е доста неприятна. Така открих, че лесно може да се направи много качествен метиламин от амониев хлорид и формалдехид (формалин). Единственият недостатък на този метод е, че човек трябва да има качествен формалдехид. Може да има утайка от параформалдехид на дъното, това не вреди, дори малко, но формалдехидът трябва да е силен, а не някаква разредена гадост, 35-40% е добре. А сега към по-несигурния метод. Ако направите така, както е казано по-долу, ще получите около 600-750 г доста чист метиламин хидрохлорид без диметиламин, който е идеален за Al/Hg редукционни аминирания.

Външен вид: бял прах;
Температура на кипене: 225-230 °C/15 mmHg;
Температура на топене: 231-233 °C;
Молекулно тегло: 67,52 g/mol.

Бележка за безопасност: всички манипулации да се извършват в издърпваща се сонда или под аспиратор; метиламинът е доста токсично вещество, не позволявайте на изпаренията му да попаднат в дихателните пътища. Необходимо е да се използва респираторна маска. Вдишването на метиламин причинява силно дразнене на кожата, очите и горните дихателни пътища. Първоначално води до възбуда, а след това до потискане на централната нервна система. Смъртта може да настъпи от спиране на дишането. Необходимо е използването на химическо стъкло, ръкавици, химическо палто и респираторна маска.

Оборудване и стъклария.

• Три голи колби с кръгло дъно 5 L x2;
• Кръглодънна колба с капачка 5 L;
• чаши 5 L x2, 2 L x2;
• Кондензатор на Liebig и система с водна помпа (за охлаждане на кондензатора) или воден поток;
• Стойка за реторта и скоба за закрепване на апаратурата;
• Свързваща тръба;
• Адаптер за дестилация с вакуумен кран;
• Ресиверна колба 1 L;
• Лабораторен термометър (от 0 °C до 200 °C) с адаптер за колба;
• Конвенционална фуния за сухи вещества (d 15 cm) и течности (d 15-20 cm);
• Лабораторна везна (подходяща за 1 - 5000 g);
• Нагревател;
• Голяма фуния на Бюхнер с диаметър 25 cm (или филтър на Шот) и колба 5 L;
• Пирексова чиния 5 л;
• Аспиратор с водна струя;
• Ледена баня (0 °C);
• Стъклена пръчка;
• Магнитна бъркалка;
• Епруветка за сушене x2;
• Шпатула;
• Вакуумен ексикатор (голям);
• Хартиен филтър.

Реагенти.

• 4 kg (3711 ml, 47-53 мола) технически формалдехид (35-40 %; d 1,078 g/ml при 20 °C);
• 2 kg (37 мола) технически амониев хлорид;
• ~1600 ml абсолютен етанол или n-бутилов алкохол.

Процедура

Синтез на метиламин HCl

• G.Patton
• 27 май 2022 г.
• 3

https://bbgate.com/threads/methylamine-hydrochloride-synthesis-large-scale.617/

Видеоклип за NileRed...

В 5-литрови колби с три голи кръгли дъна, снабдени със запушалка, която държи кондензатор, настроен за низходяща дестилация, и термометър, който ще се простира добре в течността, се поставят 4 kg (3711 ml, 47-53 мола) технически формалдехид (35-40 %; d 1,078 g/ml при 20 °C) и 2 kg (37 мола) технически амониев хлорид. Сместа се нагрява на парна баня, докато не се отделя повече дестилат, и след това на пламък, докато температурата на разтвора достигне 104 °C. При около 90 °C започва екзотермична реакция (в началото трябва да се охлажда на водна баня, за да се поддържа температура под 104-106 °C).

Спойлер: Разтвор при 40 °C и 80 °C

Температурата се поддържа на това ниво, докато не се получи повече дестилат (четири до шест часа).

Спойлер: Започва образуването на кристали

Дестилатът, който се състои от странични продукти като метилал (bp 42-43 °C), метилформат и вода, които могат да бъдат обработени с разтвор на NaOH за възстановяване на метилал (диметоксиметан) и натриев формат. Съдържанието на реакционната колба се охлажда до стайна температура, а отделящият се амониев хлорид се филтрира на голяма фуния на Бюхнер. Трябва да се получи бистър жълтеникав филтрат като на тази снимка.

Спойлер: Майчината течност

Майчината течност (в три голи колби с кръгло дъно по 5 L) се концентрира на парна баня под намалено налягане до 2500 ml и отново се охлажда до стайна температура, след което се отделя втора реколта от амониев хлорид. Общото възстановяване на амониев хлорид до този момент възлиза на 780-815 g. Майчината течност отново се концентрира под намалено налягане, докато на повърхността на разтвора започнат да се образуват кристали (1400-1500 ml). След това разтворът се охлажда до стайна температура и чрез филтриране на студения разтвор се получава първа култура от метиламин хидрохлорид, съдържаща известно количество амониев хлорид. Разтворите на метиламин на всички етапи трябва да се охлаждат бързо, за да се стимулира образуването на по-малки кристали. В този момент се получават 625-660 g суров продукт. Основната течност се концентрира под намалено налягане до около 1000 ml и се охлажда, след което се филтрира втора реколта от метиламин хидрохлорид (170-190 g). Тази маса от кристали се промива с 250 ml студен хлороформ и се филтрира, за да се отстрани по-голямата част от наличния диметиламинов хидрохлорид. След промиването продуктът тежи 140-150 g. Първоначалната изходна течност се изпарява под намалено налягане, доколкото е възможно, чрез нагряване на парна баня, а останалият гъст сиропиран разтвор (около 350 ml) се излива в чаша и се оставя да се охлади, като от време на време се разбърква, за да се предотврати образуването на твърд кек, а получените кристали се промиват с 250 ml студен хлороформ, разтворът се филтрира, като се получават 55-65 g продукт. Няма предимство при по-нататъшното концентриране на майчината течност, която съдържа предимно тетраметилметилендиамин хидрохлорид, но не и триметиламин хидрохлорид. Общият добив на метиламин хидрохлорид е 830-850 g.

Пречистване

Продуктът съдържа вода, амониев хлорид и малко диметиламинов хидрохлорид. За да се получи чист продукт, нечистият метиламин хидрохлорид се рекристализира от абсолютен етанол (разтворимост 0,6 g/100 ml при 15 °C) или за предпочитане от бутилов алкохол (още по-малко разтворим). Пречистването на метиламин хидрохлородина е в реда на нещата, така че прехвърлете целия суров продукт в 5 L rb колба и добавете или ~1600 ml абсолютен етанол, или, в идеалния случай, n-бутилов алкохол. Загрява се при обратен поток със суха тръба с калциев хлорид в продължение на 30 минути. Оставете неразтворените твърди частици да се утаят (амониев хлорид), след което декантирайте бистрия разтвор през хартиен филтър и охладете бързо, за да се утаи Метиламин HCl. Филтрирайте бързо на вакуумната фуния на Бюхнер и прехвърлете кристалите във вакуумен ексикатор. Повторете процеса рефлукс-отцеждане-охлаждане-филтриране още четири пъти, ако използвате абсолютен етанол, или още два пъти, ако използвате n-бутилов алкохол. Възстановяването на амониевия хлорид възлиза на 100-150 g, което прави общото възстановяване 850-950 g. Добивът на рекристализирания метиламин хидрохлорид е 600-750 g (45-51 % от теорията, въз основа на използвания амониев хлорид).

Стандартна серия от 250 g амониев хлорид и 500 g 37 % формалдехид (съдържащ 15 % метанол) дава 100-134 g метиламин хидрохлорид, 27 g диметиламин хидрохлорид и 81 g възстановен амониев хлорид. Дестилатът съдържа метилал (формалдехид диметил ацетал) и метил формат, който след обработка с NaOH може да даде 25 g натриев формат и 30 g метилал, тъй като съединението не може да се отдели чрез фракционна дестилация, се пристъпва към неутрализация. Амониевият хлорид е много слабо разтворим в концентриран разтвор на метиламониев хлорид, което прави разделянето на съединенията доста рязко.

 

[WundaBearz41]

Много ви благодаря за публикуването на този текст! Това е доста впечатляващо. Знаете ли какво оборудване е необходимо за синтеза на "Стандартна серия А"?

 

[MadHatter]

Всъщност се интересувам от маршрута с хексамин/HCl. Тези прекурсори са в изобилие за мен.

 

[MadHatter]

НВМ. Намерих го на Род. Това е. Предполагам, че частта, която според вас отнема много време, е стъпката на филтриране?

1. 140 грама хексамин (1 мол) се разтварят бавно в 400 ml вода и се добавят 400 ml 37% HCl (4 мола). Ако солната киселина се добави директно към HMTA, голяма част от нея се губи, тъй като амониевият хлорид започва да се отделя почти веднага.

2. Сместа се нагрява върху нагревателна плоча с контролирана температура и съдържанието се дестилира бавно, докато температурата бавно се повишава от 100°С до 109°С в продължение на 1-2 часа, като през това време се отделя много CO2 и се събират около 75 ml дестилат с мирис на формалдехид.

3. Разтворът се концентрира под вакуум, докато се утаят много твърди частици, които се филтрират, и разтворът се концентрира допълнително, филтрира се и т.н., докато всичко кристализира. Последната реколта от кристали е много трудна за кристализиране и трябва да се внимава да не се изгори съдържанието на колбата, не трябва да се допуска повишаване на температурата над, например, 75 °C.

4. Бялото твърдо вещество се поставя в 150 ml топъл метанол (или етанол) и се филтрира. Неразтворимата част се рекристализира от вода, за да се получат 40 грама чист амониев хлорид, който изглежда като много големи снежинки.

5. Метаноловият разтвор се изпарява, рекристализира се от метанол и се промива с ацетон, за да се получи деликатна кристална маса, която се изсушава в ексикатор над CaCl2, за да се получи метиламин хидрохлорид като пухкав мек прах.

 

[G.Patton]

вижте Оборудване и стъклени изделия в тази тема

 

[cockysavage]

Как да направим разтвор на метиламин a.q от метиламин hcl ？

 

[MadHatter]

Разтваряте го във вода.
Сериозно.
Глупости.

 

[cockysavage]

Някой ми каза, че имам нужда от свободен метиламин

 

[UWe9o12jkied91d]

Да, метиламин хидрохлорид ще се превърне в метиламин свободна основа в присъствието на разтвор на NaOH. След като целият метиламин се е разтворил и образуваният органичен слой вече не се увеличава, слоевете се разделят, горният слой е вашият амин фребаза. вземате това тегло го и го смесвате с вода

 

[mejdubulok]

Исус Христос! Обичам този форум. това е най-ценната информация. всичко е достъпно, всичко е ясно. О, бог да те благослови, @G.Patton трябва да го пробвам. Със сигурност ще пиша за резултатите. милион харесвания.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Някой, за когото не знам нищо, е на 1/2 път от този синтез една скала, равна на скалата, на която давате цифри ( 250 г/500 г), той се надяваше да използва метанол, който вероятно не е дестилирал, ако галон, ако течност за измиване на предното стъкло вместо бутил или абс.етил. колко ще му трябва? Вероятно той не е реагирал и на 2 галона белина с... 400 ml ацетон. И двете неща вероятно не е необходимо да се редестилират, но ако е така, колко хлороформ ще му трябва също? За тази партида от 259g/500g. Може да няма достатъчно формалдехид, за да го направи още веднъж ( но вероятно няма)Надявам се някой да не може да помогне на този човек, когото дори не познавам, защото той не е на колене в момента и вероятно знае точно какво прави. @G.Patton
За колко смятате, че е необходимо?

 

[G.Patton]

Здравейте, не разбирам част от речта ви за промивната течност и белината. Можете ли да напишете ясно? Има списък на реактивите. Трябва да ги получите в чиста форма. Със сигурност ги дестилирайте.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Да, направих го доста загадъчно. в общи линии искам да знам колко хлороформ и метанол ще са ми необходими, за да почистя продукта от реакция между 250 ml амониев хлорид и 500 g формалдахид. Трябва да направя тези химикали, така че не искам да губя ресурси, за да направя повече, отколкото ми е необходимо

 

[G.Patton]

В статията има цифри, пребройте ги пропорционално за мащаба на вашата партида.

 

[Osmosis Vanderwaal]

За съжаление не успях да преведа този синтез два пъти. Загубих няколко долара. Просто има твърде много работа с предположения. Сега разглеждам реакцията с нитрометан, тя изглежда по-проста. Този път ме обезкуражава

 

[Mo0odi]

Може ли тази процедура да се извърши в тенджера под налягане за готвене?

 

[FENTAMAS]

@Frit Buchner, този синтез е на повече от сто години (Marvel et al., 1923, Org. Synth.) и е потвърден като работещ от много независими химици, включително и от мен.
Освен това всяка публикация в това списание трябва да бъде рецензирана, така че то е един от най-надеждните източници за практическия органичен химик.
Връзка към оригиналния документ - https://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=CV1P0347
Ако не успеете, значи определено правите нещо много погрешно или реагентите ви не са това, което очаквате, че са.

Хлороформът може да се замени с DCM, но така или иначе не е необходимо.
Ако искате добри резултати, по-добре използвайте параформалдехид, а не формалдехид с метанол, колкото повече MeOH, толкова по-оцветени РМ според моя опит.
Без метанол не е необходимо да дестилирате реакционната смес, просто поддържайте температурата под 100С, работи дори при по-висока температура, просто отнема повече време.
За дестилацията на части от водата ви е абсолютно необходим вакуум аспиратор, ако искате хубав бял продукт.
Ключът към добрата чистота е фракционната кристализация, колкото повече, толкова по-добър резултат.
Аз използвах 5-6 пъти, малко повече, отколкото в оригиналната процедура, и получих фантастични резултати.
Така че след 6+ часа на 100С, дестилирайте малко вода под вакуум, охладете, филтрирайте с аспирация и повторете.
Първите 2-3 фракции ще бъдат амониев хлорид. След това метиламин*hcl с кристална структура, ясно различна от тази на първите партиди, по-скоро като хигроскопични лъскави люспи.
Последната майчина течност ще съдържа предимно диметиламин*hcl и трябва да се изхвърли, ако не е необходима.
Последната стъпка е многократна кристализация от горещ абс. етанол или метанол, както е описано. Но тя също не е необходима за много синтези, а само за отстраняване на последните следи от вода, NH3*HCl и Me2NH*HCl.

Така че, както виждате, това отнема много време, много дни работа, но можете да започнете с доста голяма партида и да приготвяте неследващ се чист метиламин в продължение на месец или години.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Първия път следвах оригиналния синтаксис, а втория път следвах този, който ми беше даден от един от експертите тук. Рефлуксирах под вакуум в продължение на 4 часа и дестилирах под вакуум в продължение на 2 часа. Температурите обаче така и не достигнаха целевото ниво, може би моят вакуум е по-силен от този, който са използвали през 1910 г. Това е, което предположих. втория път метиламинът hcl и продуктът, който направих с него, изглеждаха точно като снимките на всички метиламинът hcl дори произвеждаше запалим газ, когато се неутрализираше с NaOH и вода. Но продуктът няма никакво cns действие.
Имам тук един литър технически формалдехид с 5% метанол и ще опитам отново, но трябва ли да дестилирам метанола, за да започна? Ще прочета още малко, вярно е, че моят амониев хлорид е за торове, а не за технически цели, може ли това да е проблемът? Как решавате кога е приключил "рундът" на намаляване на обема на рм? Измервах го и спирах всеки път, когато намалявах обема наполовина, но така се получиха само 4 кръга и 4 партиди кристали. Дали метанолът, който използвам накрая, да не е достатъчно сух, би го причинил? Не мога да си представя обаче, че това е проблемът, защото го дестилирах два пъти и го сложих в 100% w/w, 3а сито за няколко дни

 

[FENTAMAS]

Какво? Това няма никакъв смисъл рефлукс под вакуум, трябва да се държи близо до 100С, или дори 60-80С ден или така. Ако времето е ограничено, можете да прекъснете и да продължите следващия път, нищо лошо няма да се случи. Така че, моля, просто контролирайте температурата на реакционната смес.
WAT??
Дестилирайте всеки път 10-15 % от обема на РМ под вакуум.
Може да има и други глупости.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Има голямо предимство при рефлуксирането във вакуум, тъй като съотношението на монометиламина към ди- и триметиламина е много по-високо, както е посочено в
Jones, H. I., & Wheatley, R. (1918). THE PREPARATION OF METHYLAMINE. Journal of the American Chemical Society, 40(9), 1411-1415. doi:10.1021/ja02242a007
10.1021/ja02242a007
Акцентите включват;
табличното представяне на резултатите ясно показва няколко факта:

Връзка към документа

 

[FENTAMAS]

Това усилие не си заслужава.
И това е само предположение на авторите за вакуума, който сам по себе си вероятно не може да повлияе на селективността, както е и при излишъка на мравчена киселина.
Може би това е просто ефект на намалената температура, по-ефективното разбъркване на РМ чрез бълбукане и по-пълното превръщане на NH3*HCl и т.н.
По-късните автори не използват вакуумен рефлукс, освен това това е доста рядък метод дори в днешно време.
Намалена температура на кипене ще има и в случай на излишък на MeOH във формалина, поради естерификация на мравчената киселина и образуване на нискокипящ метилформат и други странични продукти, но както вече отбелязах, опитайте се да го избегнете.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Това е справедлива забележка. Ще трябва да го прочета отново, като имам предвид това (че вакуумът понижава температурата и кара бъркалката да се върти по-лесно и др.) Този документ ми беше свързан от един от експертите на сайта, така че не съм го проучвал внимателно. Дори и да реша, че не е доказано, че самият вакуум е причината те да постигнат по-висок добив, може да реша, че причината няма значение, а ефектът има. Ние отчитаме ефекта на гравитацията и магнетизма и планираме това всеки ден, въпреки че механизмът е спорен. Купуването на формалдехид е стресиращо, защото не съм таксидермист или фермер. Имам повече свободно време, отколкото пари или смелост да купувам формалдехид без законна употреба. Той не е безплатен. Вероятно ще избера да увелича максимално добива си пред удобството. Ще имам 33 долара в този формалдехид, независимо дали ще получа килограм метиламониев хлорид или един грам от него. Той не може да бъде закупен законно тук и няма край на количеството, което мога да използвам