El mejor método
Mediante experimentación, se determinó que el mejor método para extraer el MeNH2 de la solución acuosa es elevar la temperatura de la solución mientras se agita. Se produce gas inmediatamente después de agitar a temperatura y presión estándar y la solución empieza a hervir a 60 ºC. Pueden obtenerse grandes cantidades de MeNH2(g) aumentando gradualmente la temperatura de la disolución entre 60 ºC y 80 ºC a presión normal. Un condensador de reflujo y un tubo de lavado de gas lleno de MgSO4 anhidro para presecar el gas y tamiz molecular 3A para proporcionar un secado final son suficientes para eliminar cualquier vapor de agua. (Nota: no se recomienda el uso de NaOH para secar el gas por la siguiente razón: El NaOH formará una torta húmeda y dura en la interfase vapor/NaOH. Esta fina torta acabará impidiendo el flujo de gas, elevando la presión de la línea y provocando el estallido o la explosión de una junta; los vapores tóxicos y nocivos del MeNH2 harán rápidamente inhabitable el lugar de trabajo. Esto es un hecho basado en la experiencia, no una especulación ociosa, así que evite la sugerencia publicada de utilizar NaOH para secar el gas MeNH2: esa sugerencia no es sólida y aunque una persona pueda "arreglárselas" a corto plazo, a largo plazo acabará provocando una catástrofe).
A medida que la temperatura de la solución aumenta hasta 80 ºC, se observa vapor de agua condensándose en la mitad inferior del condensador de reflujo. Transcurrido un tiempo a la misma temperatura, la producción de MeNH2(g) comienza a disminuir. Llegados a este punto, se deja enfriar la solución parcialmente agotada y se bombea fuera del matraz del reactor (lo ideal es una bomba peristáltica) y a una garrafa de plástico (HDPE) para su posterior tratamiento con el fin de recuperar el MeNH2 restante. El reactor se recarga con solución fresca al 40 % y se aplica agitación y calentamiento, como en el caso anterior, hasta que la temperatura alcanza los 80 ºC y disminuye la producción de gas, tras lo cual esta solución parcialmente gastada se añade al contenido de la garrafa y se recarga el reactor. De este modo, puede procesarse una cantidad sustancial de solución al 40 %, sin tener que desmontar el aparato de gas, ni exponer la zona de trabajo a los vapores de MeNH2, ni dejar ningún residuo sólido en el matraz de ebullición.
La solución parcialmente gastada puede tratarse posteriormente para obtener prácticamente el 100% del MeNH2 restante. Esto se consigue añadiendo ácido muriático según la reacción MeNH2(aq) + HCl(aq) = MeNH2-HCl(aq). El reactor debe mantenerse en un baño de hielo durante la adición de ácido, ya que la adición de ácido genera un calor considerable. Tras la neutralización, la solución de MeNH2-HCl se lleva a ebullición, el agua y cualquier vapor de MeNH2 se recuperan por condensación, y el MeNH2-HCl seco puede entonces hacerse reaccionar con solución saturada de NaOH para generar MeNH2(g) según la reacción:
Mediante experimentación, se determinó que el mejor método para extraer el MeNH2 de la solución acuosa es elevar la temperatura de la solución mientras se agita. Se produce gas inmediatamente después de agitar a temperatura y presión estándar y la solución empieza a hervir a 60 ºC. Pueden obtenerse grandes cantidades de MeNH2(g) aumentando gradualmente la temperatura de la disolución entre 60 ºC y 80 ºC a presión normal. Un condensador de reflujo y un tubo de lavado de gas lleno de MgSO4 anhidro para presecar el gas y tamiz molecular 3A para proporcionar un secado final son suficientes para eliminar cualquier vapor de agua. (Nota: no se recomienda el uso de NaOH para secar el gas por la siguiente razón: El NaOH formará una torta húmeda y dura en la interfase vapor/NaOH. Esta fina torta acabará impidiendo el flujo de gas, elevando la presión de la línea y provocando el estallido o la explosión de una junta; los vapores tóxicos y nocivos del MeNH2 harán rápidamente inhabitable el lugar de trabajo. Esto es un hecho basado en la experiencia, no una especulación ociosa, así que evite la sugerencia publicada de utilizar NaOH para secar el gas MeNH2: esa sugerencia no es sólida y aunque una persona pueda "arreglárselas" a corto plazo, a largo plazo acabará provocando una catástrofe).
A medida que la temperatura de la solución aumenta hasta 80 ºC, se observa vapor de agua condensándose en la mitad inferior del condensador de reflujo. Transcurrido un tiempo a la misma temperatura, la producción de MeNH2(g) comienza a disminuir. Llegados a este punto, se deja enfriar la solución parcialmente agotada y se bombea fuera del matraz del reactor (lo ideal es una bomba peristáltica) y a una garrafa de plástico (HDPE) para su posterior tratamiento con el fin de recuperar el MeNH2 restante. El reactor se recarga con solución fresca al 40 % y se aplica agitación y calentamiento, como en el caso anterior, hasta que la temperatura alcanza los 80 ºC y disminuye la producción de gas, tras lo cual esta solución parcialmente gastada se añade al contenido de la garrafa y se recarga el reactor. De este modo, puede procesarse una cantidad sustancial de solución al 40 %, sin tener que desmontar el aparato de gas, ni exponer la zona de trabajo a los vapores de MeNH2, ni dejar ningún residuo sólido en el matraz de ebullición.
La solución parcialmente gastada puede tratarse posteriormente para obtener prácticamente el 100% del MeNH2 restante. Esto se consigue añadiendo ácido muriático según la reacción MeNH2(aq) + HCl(aq) = MeNH2-HCl(aq). El reactor debe mantenerse en un baño de hielo durante la adición de ácido, ya que la adición de ácido genera un calor considerable. Tras la neutralización, la solución de MeNH2-HCl se lleva a ebullición, el agua y cualquier vapor de MeNH2 se recuperan por condensación, y el MeNH2-HCl seco puede entonces hacerse reaccionar con solución saturada de NaOH para generar MeNH2(g) según la reacción:
MeNH2-HCl(s) + NaOH(aq) = MeNH2 (g) + NaCl(aq)+ H2O
Hay una ventaja obtenida al hervir primero la mayor parte del MeNH2(g), antes de la adición de ácido, ya que se consume sustancialmente menos ácido y se produce sustancialmente menos sal de clorhidrato, por lo que se necesita menos NaOH para convertir el clorhidrato en gas, etc., y menos lío y molestias en general. De hecho, una persona podría producir todo el MeNH2 que necesitara simplemente agitando y hirviendo la solución inicial al 40 %, descargando y recargando fácilmente el reactor, y dejando la tarea de hacer reaccionar la solución gastada con ácido muriático para más adelante.
Absorción de MeNH2 en MeOH
Se supone que los miembros que lean este post entienden que una de las razones para generar gas MeNH2 es absorber ese gas en MeOH frío y agitado. Pesando el MeOH antes y después de la disolución del gas, se puede calcular la cantidad de MeNH2 recuperado, lo que es necesario para síntesis adicionales. Tenga en cuenta que algunas personas sugirieron utilizar un tubo de dispersión al absorber MeNH2(g) en MeOH. Ese consejo no está justificado y es poco sólido porque aumentará la presión en la línea del sistema, lo que podría provocar una catástrofe. No siga esas sugerencias: no utilice un tubo de dispersión. El MeNH2(g) se absorbe fácilmente en MeOH frío. La p.b. del MeNH2 es de -6 ºC, por lo que un baño de agua salada/hielo es suficiente para condensar los vapores. Además, el MeNH2(g) se absorbe en MeOH a casi cualquier temperatura que no sea caliente. Un tubo de polietileno de 1/2" de diámetro exterior de la ferretería sin ningún tipo de dispositivo de dispersión en el extremo del tubo es suficiente para este propósito.
Control del reflujo
La succión de retorno se produce cuando la cantidad de gas que se genera es insuficiente para compensar la cantidad de gas que se absorbe. Cuando la producción de gas disminuye, se produce el reflujo. El reflujo del MeOH con gas MeNH2 puede ser rápido y violento. El retroceso continuo indica que ha llegado el momento de sustituir la solución agotada en el reactor por solución fresca al 40 %. El reflujo se controla mediante llaves de paso para aliviar la presión de la línea. Sin embargo, debe instalarse una trampa entre el tubo de secado de gas y el recipiente para esos inevitables momentos en los que el operador mira hacia otro lado y se aspira valiosa solución de MeNH2/MeOH en el sistema. La trampa debe ser mayor que el volumen de MeOH en el receptor, para que nada se pierda y nada pueda llegar al reactor. Si alguna vez el MeOH fuera aspirado hacia el reactor caliente, donde la temperatura es superior a la p.b. del MeOH, la explosión resultante de la cristalería llamará la atención de todo el mundo. Pero ten por seguro que esto no es posible con el montaje descrito.
trampa y llaves de paso
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@G.Patton Perdón por la larga respuesta, esta pregunta consta de dos partes.
1. ¿Significa simplemente hervir una solución acuosa de metilamina hcl al 40% (1000 ml de H2O + 400 g de metilamina hcl)? Si ese es el caso, ¿tiene una idea de la cantidad de metilamina hcl que quedaría en la solución agotada? Solo intento entender la eficiencia del proceso.
Entonces el aparato seria algo como - 2L 2neck roundbottom con termometro y 50cm liebig condeser attached to gas drying tube and finished with molecular sieve drying flask , suckback controll and hoes/tube that goes into watter? (Quiero obtener una solución de 40% aq para la síntesis de 4mmc)
Además, ¿es necesario el secado del tamiz molecular para hacer la solución acuosa?
2. Si utilizo la solución acuosa de NaOH, imagino que el aparato es el siguiente, 2L de 2 cuellos con un embudo de caída de presión igualada en un cuello y un condensador en el otro cuello, continuando con la parte de secado y succión, ¿es correcto?
Tal vez podría compartir lo que debería ser la metilamina hcl y watter relación en matraz de reacción, así como NaOH watter relación en el embudo de goteo?
Estaria super feliz por cualquier info que me pueda ayudar con parte del proyecto. Simplemente no tengo la opción de comprar con seguridad la solución al 40%.
1. ¿Significa simplemente hervir una solución acuosa de metilamina hcl al 40% (1000 ml de H2O + 400 g de metilamina hcl)? Si ese es el caso, ¿tiene una idea de la cantidad de metilamina hcl que quedaría en la solución agotada? Solo intento entender la eficiencia del proceso.
Entonces el aparato seria algo como - 2L 2neck roundbottom con termometro y 50cm liebig condeser attached to gas drying tube and finished with molecular sieve drying flask , suckback controll and hoes/tube that goes into watter? (Quiero obtener una solución de 40% aq para la síntesis de 4mmc)
Además, ¿es necesario el secado del tamiz molecular para hacer la solución acuosa?
2. Si utilizo la solución acuosa de NaOH, imagino que el aparato es el siguiente, 2L de 2 cuellos con un embudo de caída de presión igualada en un cuello y un condensador en el otro cuello, continuando con la parte de secado y succión, ¿es correcto?
Tal vez podría compartir lo que debería ser la metilamina hcl y watter relación en matraz de reacción, así como NaOH watter relación en el embudo de goteo?
Estaria super feliz por cualquier info que me pueda ayudar con parte del proyecto. Simplemente no tengo la opción de comprar con seguridad la solución al 40%.
- By G.Patton
Hola, no. Se habla de solución acuosa de metilamina, no de clorhidrato de metilamina. Hay una gran diferencia. Si quieres obtener una base libre de metilamina, necesitas añadir un álcali. Aquí está la ecuación de reacción para usted:
MeNH2-HCl(s) + NaOH(aq) = MeNH2 (gas) + NaCl(aq)+ H2O
Necesitas una cantidad equimolar (1:1 en moles con metilamina*hcl) de NaOH en aproximadamente 50% aq sln.
Se trata de base libre de metilamina en disolución aq:
Usted necesita rbf con un condensador de reflujo y un tubo de lavado de gas después de su llenado con MgSO4 anhidro para pre-secar el gas y 3A tamiz molecular para proporcionar un secado final son suficientes para eliminar cualquier vapor de agua. Se puede añadir instantáneamente a través del primer cuello o utilizar un rbf de dos cuellos (es la mejor opción).
Se trata de base libre de metilamina en disolución aq:
Usted necesita rbf con un condensador de reflujo y un tubo de lavado de gas después de su llenado con MgSO4 anhidro para pre-secar el gas y 3A tamiz molecular para proporcionar un secado final son suficientes para eliminar cualquier vapor de agua. Se puede añadir instantáneamente a través del primer cuello o utilizar un rbf de dos cuellos (es la mejor opción).
