Methylaminhydrochlorid-syntese. I stor skala.

[G.Patton]

Indledning

Mange kemikere laver methylamin ud af hexamin og HCl-syre. Jeg synes, det er meget tidskrævende, og HCl er ret ulækkert. Derfor har jeg fundet ud af, at man nemt kan lave masser af methylamin af god kvalitet ud fra ammoniumchlorid og formaldehyd (formalin). Den eneste ulempe ved denne metode er, at man skal have formaldehyd af god kvalitet. Der kan være paraformaldehyd i bunden, det skader ikke, ikke engang en smule, men formaldehyd skal være stærkt og ikke noget fortyndet lort. 35-40 % er fint. Nu til den mere eller mindre idiotsikre metode. Hvis du gør som beskrevet nedenfor, får du omkring 600-750 g temmelig ren dimethylaminfri methylaminhydrochlorid, som er perfekt til Al/Hg-reduktive amineringer.

Udseende: hvidt pulver;
Kogepunkt: 225-230 °C/15 mmHg;
Smeltepunkt: 231-233 °C;
Molekylvægt: 67,52 g/mol.

Sikkerhedsanbefaling: Hold alle manipulationer i udtrækssonden eller under emhætten; methylamin er et ret giftigt stof, lad ikke dets dampe komme ind i luftvejene. Brug af åndedrætsmaske er påkrævet. Indånding af methylamin forårsager alvorlig hudirritation, øjne og øvre luftveje. Fører først til ophidselse og derefter til depression af centralnervesystemet. Døden kan indtræffe på grund af åndedrætsstop. Brug afkemisk glas, handsker, kemisk kittel og åndedrætsværn er påkrævet.

Udstyr og glasvarer.

• Tre nøgne kolber med rund bund 5 L x2;
• Rundbundet kolbe med låg 5 L;
• Bægerglas 5 L x2, 2 L x2;
• Liebig-kondensator og vandpumpesystem (til køling afkondensator ) eller vandgennemstrømning;
• Retortstativ og klemme til fastgørelse af apparatur;
• Tilslutningsrør;
• Destillationsadapter med vakuumhane;
• Opsamlingskolbe 1 L;
• Laboratorietermometer (0 °C til 200 °C) med kolbeadapter;
• Konventionel tragt til tørre stoffer (d 15 cm) og væsker (d 15-20 cm);
• Laboratorievægt (1 - 5000 g er velegnet);
• Varmelegeme;
• Stor Buchner-tragt Ø 25 cm (eller Shott-filter) og kolbe 5 L;
• Pyrex-skål 5 L;
• Vandstråle-aspirator;
• Isbad (0 °C);
• Glasstang;
• Magnetisk omrører;
• Tørrerør x2;
• Spatel;
• Vakuum-ekssikkator (stor);
• Papirfilter.

Reagenser.

• 4 kg (3711 ml, 47-53 mol) teknisk formaldehyd (35-40 %; d 1,078 g/ml ved 20 °C);
• 2 kg (37 mol) teknisk ammoniumchlorid;
• ~1600 ml absolut ethanol eller n-butylalkohol.

Fremgangsmåde

Methylamin HCl-syntese

• G.Patton
• 27. maj 2022
• 3

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

NileRed video...

I en 5 liters tre nøgne kolber med rund bund, udstyret med en prop, der holder en kondensator indstillet til nedadgående destillation og et termometer, der strækker sig langt ned i væsken, anbringes 4 kg (3711 ml, 47-53 mol) teknisk formaldehyd (35-40 %; d 1,078 g/ml ved 20 °C) og 2 kg (37 mol) teknisk ammoniumchlorid. Blandingen opvarmes på dampbadet, indtil der ikke kommer mere destillat over, og derefter over en flamme, indtil opløsningens temperatur når 104 °C. Ved ca. 90 °C starter en eksoterm reaktion (den skal afkøles i et vandbad en gang imellem i begyndelsen for at holde temperaturen under 104-106 °C).

Spoiler: Opløsning ved 40 °C og 80 °C

Temperaturen holdes på dette punkt, indtil der ikke kommer mere destillat over (fire til seks timer).

Spoiler: Krystallerne begynder

Destillatet, som består af biprodukter som methylal (bp 42-43 °C), methylformiat og vand, som kan behandles med NaOH-opløsning for at genvinde methylal (dimethoxymethan) og natriumformiat. Indholdet af reaktionskolben afkøles til stuetemperatur, og det ammoniumklorid, der udskilles, filtreres fra på en stor Buchner-tragt. Du bør få et klart gulligt filtrat som på dette billede.

Spoiler: Moderluten

Moderluten (i tre nøgne rundbundede kolber på 5 L) koncentreres på dampbadet under reduceret tryk til 2500 ml og afkøles igen til stuetemperatur, hvorefter en anden afgrøde af ammoniumchlorid udskilles. Det samlede udbytte af ammoniumchlorid op til dette punkt udgør 780-815 g. Moderludden koncentreres igen under reduceret tryk, indtil der begynder at dannes krystaller på overfladen af opløsningen (1400-1500 ml). Den afkøles derefter til stuetemperatur, og en første afgrøde af methylaminhydrochlorid, der indeholder noget ammoniumchlorid, opnås ved at filtrere den kolde opløsning. Methylaminopløsningerne i alle trin skal afkøles hurtigt for at fremme dannelsen af mindre krystaller. På dette tidspunkt opnås 625-660 g råprodukt. Moderludningen koncentreres nu under reduceret tryk til ca. 1000 ml og afkøles, og en anden mængde methylaminhydrochlorid (170-190 g) filtreres derefter fra. Denne høst af krystaller vaskes med 250 ml kold chloroform og filtreres for at fjerne det meste af det tilstedeværende dimethylaminhydrochlorid. Efter vaskningen vejer produktet 140-150 g. Den oprindelige moderlud inddampes derefter under reduceret tryk, så vidt muligt ved opvarmning på et dampbad, og den tykke sirupsagtige opløsning (ca. 350 ml), der er tilbage, hældes i et bægerglas og får lov til at afkøle under lejlighedsvis omrøring for at forhindre dannelse af en fast kage, og de opnåede krystaller vaskes med 250 ml kold chloroform, og opløsningen filtreres, hvilket giver 55-65 g produkt. Der er ingen fordel ved at koncentrere moderluddet yderligere, da det mest indeholder tetramethylendiaminhydrochlorid, men ikke trimethylaminhydrochlorid. Detsamlede udbytte af methylaminhydrochlorid er 830-850 g.

Oprensning

Produktet indeholder vand, ammoniumchlorid og lidt dimethylaminhydrochlorid. For at opnå et rent produkt omkrystalliseres det urene methylaminhydrochlorid fra absolut ethanol (opløselighed 0,6 g/100 ml ved 15 °C) eller fortrinsvis butylalkohol (endnu mindre opløseligt). Rensning af methylamin HCl er på sin plads nu, så overfør hele råproduktet til en 5 L rb-kolbe og tilsæt enten ~1600 ml absolut ethanol eller, ideelt set, n-butylalkohol. Opvarm ved tilbagesvaling med et tørrør med calciumklorid i 30 minutter. Lad de uopløste faste stoffer bundfælde sig (ammoniumklorid), dekanter derefter den klare opløsning gennem et papirfilter, og afkøl hurtigt for at udfælde methylamin HCl. Filtrer hurtigt på vakuum-Buchner-tragten, og overfør krystallerne til en vakuum-ekssikkator. Gentag tilbagesvalings-afkølings-filterprocessen fire gange mere, hvis du bruger absolut ethanol, eller to gange mere, hvis du bruger n-butylalkohol. Genvindingen af ammoniumchlorid udgør 100-150 g, hvilket giver en samlet genvinding på 850-950 g. Udbyttet af omkrystalliseret methylaminhydrochlorid er 600-750 g (45-51 % af teorien, baseret på den brugte ammoniumchlorid).

En standardkørsel fra 250 g ammoniumchlorid og 500 g 37 % formaldehyd (indeholdende 15 % methanol) giver 100-134 g methylaminhydrochlorid, 27 gram dimethylaminhydrochlorid og 81 gram genvundet ammoniumchlorid. Destillatet indeholder methylal (formaldehyddimethylacetal) og methylformiat, som efter behandling med NaOH kan give 25 g natriumformiat og 30 g methylal, da forbindelsen ikke kan adskilles ved fraktioneret destillation, er neutralisering vejen frem. Ammoniumchlorid er meget tungtopløseligt i en koncentreret opløsning af methylammoniumchlorid, hvilket gør adskillelsen af forbindelserne ret skarp.

 

[WundaBearz41]

Tusind tak, fordi du har lagt det ud! Det er ret spektakulært. Ved du, hvilket udstyr der er brug for til "A standard run"-syntesen?

 

[MadHatter]

Jeg er faktisk interesseret i hexamin/HCl-vejen. Disse forstadier er rigelige for mig.

 

[MadHatter]

NVM. Fandt det på Rhodium. Det er det, jeg gætter på, at den del, du synes er tidskrævende, er filtreringstrinnet?

1. 140 gram hexamin (1 mol) opløses langsomt i 400 ml vand, og der tilsættes 400 ml 37 % HCl (4 mol). Hvis saltsyren tilsættes direkte til HMTA, går meget af den tabt, da ammoniumchlorid begynder at adskille sig næsten med det samme.

2. Blandingen blev opvarmet på en temperaturstyret varmeplade, og indholdet blev langsomt destilleret, mens temperaturen langsomt steg fra 100°C til 109°C i løbet af 1-2 timer, hvor der blev udviklet en masse CO2, og ca. 75 ml formaldehyd-lugtende destillat blev opsamlet.

3. Opløsningen blev koncentreret under vakuum, indtil der udfældede sig en masse faste stoffer, som blev filtreret fra, og opløsningen blev yderligere koncentreret, filtreret osv. indtil alt var krystalliseret. Den sidste afgrøde af krystaller var meget svær at krystallisere, og man skal passe på ikke at brænde indholdet af kolben, den må ikke komme over f.eks. 75 °C.

4. De hvide faste stoffer blev lagt i 150 ml varm methanol (eller ethanol) og blev filtreret. Den uopløselige del blev omkrystalliseret fra vand for at give 40 gram ren ammoniumklorid, som lignede meget store snefnug.

5. Methanolopløsningen blev inddampet, omkrystalliseret fra methanol og vasket med acetone for at give en flydende krystallinsk masse, som blev tørret i en ekssikkator over CaCl2 for at give methylaminhydrochlorid som et luftigt, blødt pulver.

 

[G.Patton]

se Udstyr og glasvarer i dette emne

 

[cockysavage]

hvordan man laver methylamin a.q-opløsning fra methylamin hcl？

 

[MadHatter]

Du opløser det i vand.
Helt ærligt.
Duh.

 

[cockysavage]

nogen fortalte mig, at jeg har brug for freebase methylamine

 

[UWe9o12jkied91d]

Ja, methylaminhydrochlorid vil blive til methylaminfreebase i nærvær af NaOH-sol. Når al methylamin er opløst, og det organiske lag, der er dannet, ikke længere bliver større, adskilles lagene, og det øverste lag er din freebase-amin.

 

[mejdubulok]

Du godeste! Jeg elsker dette forum. det er den mest værdifulde information. alt er tilgængeligt, alt er klart. Åh, Gud velsigne dig, @G.Patton Jeg er nødt til at prøve det. Jeg vil helt sikkert skrive om resultaterne. en million likes.

 

[Osmosis Vanderwaal]

En person, jeg ikke ved noget om, er halvvejs gennem denne syntese, en skala svarende til den skala, du giver tal på (250g/500g), han håbede at bruge methanol, han destillerede sandsynligvis ikke ud, hvis en gallon, hvis forrudevæske i stedet for butyl eller abs.ethyl. hvor meget får han brug for? Han har sandsynligvis heller ikke reageret på 2 liter blegemiddel med ... 400 ml acetone. Begge disse ting behøver sandsynligvis ikke at blive omdestilleret, men hvis det er tilfældet, hvor meget chloroform skal han så også bruge? Til denne batch på 259g/500g. Han har måske ikke nok formaldehyd til at gøre det en gang til (men det har han sandsynligvis ikke) Jeg håber, at nogen ikke kan hjælpe denne fyr, som jeg ikke engang kender, fordi han ikke er knæ dybt i det lige nu og sandsynligvis ved præcis, hvad han laver. @G.Patton
Hvor meget tror du, der skal til?

 

[G.Patton]

Hej, jeg forstår ikke en del af din tale om vaskevæske og blegemiddel. Kan du venligst skrive tydeligt? Der er en liste over reagenser. Du skal have dem i ren form. Du skal helt sikkert destillere dem.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Ja, jeg gjorde det ret kryptisk. I bund og grund vil jeg gerne vide, hvor meget chloroform og methanol jeg skal bruge til at rense produktet af en reaktion mellem 250 ml ammoniumchlorid og 500 g formaldahyde. Jeg er nødt til at fremstille disse kemikalier, så jeg vil ikke spilde ressourcer på at fremstille mere, end jeg har brug for.

 

[G.Patton]

Der er tal i artiklen, så tæl dem i forhold til din batchskala.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Desværre har jeg fejlet med denne synth to gange. Jeg mistede adskillige dollars. Der er bare for meget gætværk. Jeg kigger på nitromethan-reaktionen nu, den virker mere ligetil. Jeg er afskrækket af denne rute

 

[Mo0odi]

Kan denne procedure udføres i en trykkoger til madlavning?

 

[FENTAMAS]

@Frit Buchner, denne syntese er over 100 år gammel (Marvel et al., 1923, Org. Synth.) og er bekræftet af mange uafhængige kemikere, herunder mig.
Desuden bør enhver publikation i dette tidsskrift være peer reviewed, så det er en af de mest pålidelige kilder for praktiske organiske kemikere.
Link til det originale dokument - https://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=CV1P0347
Hvis det ikke lykkes, gør du helt sikkert noget meget forkert, eller dine reagenser er ikke, hvad du forventer, de er.

Chloroform kan erstattes af DCM, men det er alligevel ikke nødvendigt.
Hvis du vil have gode resultater, er det bedre at bruge paraformaldehyd, ikke formaldehyd med methanol, jo mere MeOH jo mere farvet RM efter min erfaring.
Uden methanol behøver du ikke at destillere reaktionsblandingen, bare hold temperaturen under 100C, det fungerer selv ved lover t, bare tag mere tid.
Du har absolut brug for aspiratorvakuum til destillation af dele af vand, hvis du vil have et pænt hvidt produkt.
Nøglen til en god renhed er fraktionerede krystalliseringer, jo flere jo bedre resultat.
Jeg brugte 5-6 gange, lidt mere end i den oprindelige procedure, og fik fantastiske resultater.
Så efter 6+ timer ved 100C destillerer du lidt vand under vakuum, køler ned, suger filteret og gentager.
De første 2-3 fraktioner vil være ammoniumchlorid. Derefter methylamin*hcl med en krystalstruktur, der er klart anderledes end de første batches, mere som hygroskopiske, skinnende flager.
Den sidste moderlud indeholder mest dimethylamin*hcl og skal kasseres, hvis du ikke har brug for den.
Det sidste trin er multipel krystallisering fra varm abs. ethanol eller methanol som beskrevet. Men det er heller ikke nødvendigt for mange synteser, det er bare for at fjerne de sidste spor af vand, NH3*HCl og Me2NH*HCl.

Så som du kan se, er det tidskrævende, mange dages arbejde, men du kan starte med temmelig stor batch og forberede ikke-sporbar ren methylamin i måneder eller år.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Jeg fulgte den oprindelige syntese første gang, og anden gang fulgte jeg en, jeg fik af en af eksperterne her. Jeg tilbagesvalede under vakuum i 4 timer og destillerede under vakuum i 2 timer. Temperaturerne nåede dog aldrig op på det ønskede niveau, men måske er mit vakuum stærkere end det, de brugte i 1910. Den anden gang så methylamin hcl og det produkt, jeg lavede med det, nøjagtigt ud som alles billeder, methylamin hcl producerede endda brandfarlig gas, når den blev neutraliseret med NaOH og vand. Men produktet har ingen cns-virkning.
Jeg har her en liter formaldehyd af teknisk kvalitet med 5 % methanol, og jeg vil prøve igen, men skal jeg destillere methanolen væk til at begynde med? Jeg vil læse lidt mere, det er rigtigt, at min ammoniumklorid er gødningskvalitet og ikke teknisk kvalitet, kan det være problemet? Hvordan beslutter du, hvornår "en runde" med at reducere volumenet af rm er færdig? Jeg målte det og stoppede, hver gang jeg halverede volumen, men fik kun 4 runder på den måde og 4 portioner krystaller. Kan det skyldes, at den methanol, jeg bruger til sidst, ikke er tør nok? Jeg kan dog ikke forestille mig, at det var problemet, fordi jeg destillerede det to gange og lagde det i 100% w/w, 3a-sigte i flere dage.

 

[FENTAMAS]

Og hvad så? Det giver ingen mening at tilbagesvaling under vakuum, du skal holde nær 100C, eller endda 60-80C dag eller deromkring. Hvis tiden er begrænset, kan du afbryde og fortsætte næste gang, der vil ikke ske noget dårligt. Så vær venlig bare at kontrollere reaktionsblandingens temperatur.
WAT??
Destillér hver gang 10-15% af RM-volumenet under vakuum.
Der kan være noget andet lort.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Der er en stor fordel ved tilbagesvaling under vakuum, idet forholdet mellem monomethylamin og di- og trimethylamin er meget højere, som beskrevet i
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
Højdepunkterne omfatter;
Tabulering af resultater fremhæver flere fakta tydeligt:

Link til dokumentet

 

[FENTAMAS]

Den indsats er ikke det værd.
Og det er bare forfatternes spekulationer om vakuum, som i sig selv sandsynligvis ikke kan påvirke selektiviteten, som det også er tilfældet med myresyreoverskud.
Måske er det bare effekten af reduceret temperatur, mere effektiv omrøring af RM ved bobler og mere fuld konvertering af NH3*HCl osv.
Senere forfattere bruger ikke vakuumreflux, og det er desuden en ret ualmindelig metode, selv i dag.
Reduceret kogetemperatur vil også være i tilfælde af overskud af MeOH i formalin på grund af forestring af myresyre og dannelse af lavtkogende methylformiat og andre biprodukter, men som jeg allerede har bemærket, skal du prøve at undgå det.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Det er en god pointe. Jeg bliver nødt til at læse det igen med det i tankerne (at vakuum sænker temperaturen og gør det lettere at dreje rørepinden osv.) Dette dokument blev linket til mig af en af webstedets eksperter, så jeg undersøgte det ikke nærmere. Selv hvis jeg beslutter, at det ikke er bevist, at vakuumet i sig selv er grunden til, at de opnåede et højere udbytte, kan jeg beslutte, at årsagen er ligegyldig, men at virkningen er det. Vi overvejer tyngdekraftens og magnetismens effekt og planlægger efter den hver dag, selv om mekanismen kan diskuteres. At købe formaldehyd er stressende, fordi jeg ikke er konservator eller landmand. Jeg har mere fritid end penge eller mod til at købe formaldehyd uden et legitimt formål. Det er ikke gratis. Jeg vil nok vælge at maksimere mit udbytte frem for bekvemmelighed. Jeg har 33 dollars i formaldehyd, uanset om jeg får et kg methylammoniumchlorid eller et gram ud af det. Det kan ikke købes lovligt her, og der er ingen ende på den mængde, jeg kan bruge.