Síntesis de clorhidrato de metilamina. A gran escala.

[G.Patton]

Introducción

Muchos químicos fabrican metilamina a partir de hexamina y ácido HCl. Creo que lleva mucho tiempo y el HCl es bastante desagradable. Por eso, he descubierto que se puede hacer fácilmente mucha metilamina de buena calidad a partir de cloruro de amonio y formaldehído (formol). El único inconveniente de este método es que hay que tener formaldehído de buena calidad. Puede tener sedimento de paraformaldehido en el fondo, no hace daño, ni siquiera un poco, pero el formaldehido tiene que ser fuerte y no una mierda diluida, 35-40% está bien. Ahora el método menos infalible. Si haces lo que se dice a continuación, obtendrás unos 600-750 g de clorhidrato de metilamina bastante puro y libre de dimetilamina, que es perfecto para aminaciones reductoras de Al/Hg.

Aspecto: polvo blanco;
Punto de ebullición: 225-230 °C/15 mmHg;
Punto de fusión: 231-233 °C;
Peso molecular: 67,52 g/mol.

Nota de seguridad: realizar todas las manipulaciones en sonda extraíble o bajo campana extractora; la metilamina es una sustancia bastante tóxica, no dejar que sus vapores entren en las vías respiratorias. Es necesario utilizar mascarilla respiratoria. La inhalación de metilamina provoca graves irritaciones en la piel, los ojos y las vías respiratorias superiores. En primer lugar, provoca excitación y, a continuación, depresión del sistema nervioso central. Puede producirse la muerte por parada respiratoria. Serequiere el uso de vidrio químico, guantes, bata química y máscara respiratoria.

Equipo y material de vidrio.

• Tres matraces de fondo redondo desnudos 5 L x2;
• Matraz de fondo redondo con tapón 5 L;
• Vasos de precipitados 5 L x2, 2 L x2;
• Condensador Liebig y sistema de bomba de agua (para refrigeración del condensador) o flujo de agua;
• Soporte de retorta y abrazadera para fijar el aparato;
• Tubo de conexión;
• Adaptador de destilación con grifo de vacío;
• Matraz receptor de 1 L;
• Termómetro de laboratorio (0 °C a 200 °C) con adaptador para matraz;
• Embudo convencional para sustancias secas (d 15 cm) y líquidas (d 15-20 cm);
• Balanza de laboratorio (adecuada de 1 a 5000 g);
• Calentador;
• Embudo Buchner grande Ø 25 cm (o filtro Shott) y matraz de 5 L;
• Plato de pyrex de 5 L;
• Aspirador de chorro de agua;
• Baño de hielo (0 °C);
• Varilla de vidrio;
• Agitador magnético;
• Tubo de secado x2;
• Espátula;
• Desecador de vacío (grande);
• Filtro de papel.

Reactivos.

• 4 kg (3711 ml, 47-53 moles) Formaldehído técnico (35-40 %; d 1,078 g/ml a 20 °C);
• 2 kg (37 moles) de cloruro de amonio técnico;
• ~1600 ml de etanol absoluto o alcohol n-butílico.

Procedimiento

Síntesis de metilamina HCl

• G.Patton
• May 27, 2022
• 3

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

Vídeo de NileRed...

En un matraz de fondo redondo de tres bocas de 5 litros, provisto de un tapón que sostenga un condensador ajustado para destilación descendente y un termómetro que se extienda bien en el líquido, se colocan 4 kg (3711 ml, 47-53 moles) de formaldehído técnico (35-40 %; d 1,078 g/ml a 20 °C) y 2 kg (37 moles) de cloruro amónico técnico. La mezcla se calienta en el baño de vapor hasta que no salga más destilado y, a continuación, sobre una llama hasta que la temperatura de la solución alcance 104 °C. A unos 90 °C, se produce una reacción exotérmica (es necesario enfriarla en un baño de agua de vez en cuando al principio para mantener la temperatura por debajo de 104-106 °C).

Spoiler: Solución a 40 °C y 80 °C

La temperatura se mantiene en este punto hasta que no sale más destilado (de cuatro a seis horas).

Spoiler: Comienzan los cristales

El destilado, que consiste en subproductos como metilal (pb 42-43 °C), metilformiato y agua, que puede tratarse con solución de NaOH para recuperar metilal (dimetoximetano) y formiato sódico. El contenido del matraz de reacción se enfría a temperatura ambiente y el cloruro amónico que se separa se filtra en un embudo Buchner grande. Deberías obtener un filtrado claro amarillento como en esta imagen.

Spoiler: El licor madre

El licor madre (en tres matraces de fondo redondo desnudos de 5 L) se concentra en el baño de vapor a presión reducida hasta 2500 ml, y se enfría de nuevo a temperatura ambiente, con lo que se separa una segunda cosecha de cloruro amónico. La recuperación total de cloruro amónico hasta este punto asciende a 780-815 g. El licor madre se concentra de nuevo a presión reducida hasta que empiezan a formarse cristales en la superficie de la solución (1400-1500 ml). A continuación, se enfría a temperatura ambiente y se obtiene una primera cosecha de clorhidrato de metilamina, que contiene algo de cloruro de amonio, filtrando la solución fría. Las soluciones de metilamina en todos los pasos deben enfriarse rápidamente para favorecer la formación de cristales más pequeños. En este punto, se obtienen 625-660 g de producto bruto. El licor madre se concentra ahora a presión reducida hasta unos 1000 ml, se enfría y se filtra una segunda cosecha de clorhidrato de metilamina (170-190 g). Esta cosecha de cristales se lava con 250 ml de cloroformo frío y se filtra para eliminar la mayor parte del clorhidrato de dimetilamina presente. Tras el lavado, el producto pesa entre 140 y 150 g. A continuación, el licor madre original se evapora a presión reducida, en la medida de lo posible, calentándolo en un baño de vapor, y la solución espesa y viscosa (unos 350 ml) que queda se vierte en un vaso de precipitados y se deja enfriar, agitando de vez en cuando, para evitar la formación de una torta sólida, y los cristales obtenidos se lavan con 250 ml de cloroformo frío; la solución se filtra y se obtienen entre 55 y 65 g de producto. No resulta ventajoso concentrar más el licor madre, que contiene principalmente clorhidrato de tetrametilmetilendiamina, pero no clorhidrato de trimetilamina. Elrendimiento total de clorhidrato de metilamina es de 830-850 g.

Purificación

El producto contiene agua, cloruro de amonio y algo de clorhidrato de dimetilamina. Para obtener un producto puro, el clorhidrato de metilamina impuro se recristaliza a partir de etanol absoluto (solubilidad 0,6 g/100ml a 15 °C), o preferiblemente alcohol butílico (aún menos soluble). Para purificar el clorhidrato de metilamina, transfiera todo el producto bruto a un matraz Erlenmeyer de 5 L y añada ~1600 ml de etanol absoluto o, idealmente, alcohol n-butílico. Calentar a reflujo con un tubo seco de cloruro cálcico durante 30 minutos. Dejar sedimentar los sólidos no disueltos (cloruro de amonio) y decantar la solución clara a través de un filtro de papel y enfriar rápidamente para precipitar el HCl de metilamina. Filtrar rápidamente en el embudo Buchner de vacío y transferir los cristales a un desecador de vacío. Repetir el proceso reflujo-asentamiento-enfriamiento-filtrado cuatro veces más si se utiliza etanol absoluto, o dos veces más si se utiliza alcohol n-butílico. La recuperación de cloruro de amonio asciende a 100-150 gramos, por lo que la recuperación total es de 850-950 g. El rendimiento del clorhidrato de metilamina recristalizado es de 600-750 g (45-51% de la teoría, basándose en el cloruro de amonio consumido).

Una serie estándar, a partir de 250 g de cloruro de amonio y 500 g de formaldehído al 37% (que contiene un 15% de metanol), da 100-134 g de clorhidrato de metilamina, 27 gramos de clorhidrato de dimetilamina y 81 gramos de cloruro de amonio recuperado. El destilado contiene metilal (dimetilacetal de formaldehído) y formiato de metilo, que tras el tratamiento con NaOH puede dar 25 g de formiato de sodio y 30 gramos de metilal, como el compuesto no se puede separar por destilación fraccionada, la neutralización es el camino a seguir. El clorurode amonio es muy poco soluble en una solución concentrada de cloruro de metilamonio, lo que hace que la separación de los compuestos sea bastante brusca.

 

[WundaBearz41]

Muchas gracias por publicar esto. Es espectacular. ¿Sabe qué equipo se necesita para la síntesis "A standard run"?

 

[MadHatter]

De hecho, me interesa la ruta hexamina/HCl. Estos precursores me resultan abundantes.

 

[MadHatter]

NVM. Lo encontré en Rodio. Esto es todo, supongo que la parte que crees que lleva mucho tiempo es el paso de filtrado.

1. Se disolvieron lentamente 140 gramos de hexamina (1 mol) en 400 ml de agua y se añadieron 400 ml de HCl al 37% (4 moles). Si el ácido clorhídrico se añade directamente al HMTA, se pierde mucho, ya que el cloruro de amonio empieza a separarse casi inmediatamente.

2. La mezcla se calentó en una placa calefactora de temperatura controlada, y el contenido se destiló lentamente mientras la temperatura subía lentamente de 100°C a 109°C durante 1-2 horas, tiempo durante el cual se desprendió mucho CO2, y se recogieron unos 75 ml de destilado con olor a formaldehído.

3. La solución se concentró al vacío hasta que precipitaron muchos sólidos, que se filtraron, y la solución se volvió a concentrar, filtrar, etc. hasta que todo cristalizó. La última cosecha de cristales fue muy difícil de cristalizar, y se debe tener cuidado de no quemar el contenido del matraz, no se debe permitir que suba por encima de, digamos, 75°C.

4. Los sólidos blancos se colocaron en 150 ml de metanol (o etanol) caliente y se filtraron. La porción insoluble se recristalizó en agua, para dar 40 gramos de cloruro amónico puro, que parecían copos de nieve muy grandes.

5. La solución de metanol se evaporó, se recristalizó en metanol y se lavó con acetona, para dar una masa cristalina delicuescente, que se secó en un desecador sobre CaCl2, para dar clorhidrato de metilamina como un polvo suave y esponjoso.

 

[G.Patton]

ver Equipos y material de vidrio en este tema

 

[cockysavage]

cómo hacer solución de metilamina a.q a partir de metilamina hcl ？

 

[MadHatter]

Se disuelve en agua.
En serio.
En serio.

 

[cockysavage]

alguien me ha dicho que necesito metilamina freebase

 

[UWe9o12jkied91d]

Sí, el clorhidrato de metilamina se convertirá en base libre de metilamina en presencia del sol de NaOH. Después de toda la metilamina se ha disuelto y la capa orgánica formada ya no es cada vez más grande las capas separadas, capa superior es su amina freebase.You tomar ese peso y mezclarlo con agua

 

[mejdubulok]

¡Jesucristo! me encanta este foro. es la informacion mas valiosa. todo esta disponible, todo esta claro. Dios te bendiga, @G.Patton tengo que probarlo. Definitivamente voy a escribir sobre los resultados. un millón de gustos.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Alguien que no conozco de nada, es 1/2 camino a través de esta síntesis una escala igual a la escala que usted da cifras sobre ( 250g/500g) que esperaba usar metanol que probablemente no destiló si un galón si el líquido lavado parabrisas en lugar de butilo o abs.ethyl. ¿cuánto va a necesitar? Probablemente tampoco reaccionó 2 galones de lejía con...400 ml de acetona. Ambas cosas probablemente no necesitan ser redestiladas, pero si es así, ¿cuánto cloroformo va a necesitar también? Para este lote de 259g/500g. Puede que no tenga suficiente formaldehido para hacerlo una vez más ( pero probablemente no lo tenga)Espero que alguien pueda ayudar a este tipo que ni siquiera conozco porque no está metido hasta las rodillas ahora mismo y probablemente sabe exactamente lo que está haciendo. @G.Patton
¿Cuánto crees que se necesita?

 

[G.Patton]

Hola, no entiendo parte de su discurso sobre el líquido lavado y la lejía. ¿Podría escribir con claridad? Ahí está la lista de reactivos. Necesitas obtenerlos en forma pura. Por supuesto, destilarlos.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Sí, lo hice bastante críptico. Básicamente me gustaría saber cuánto cloroformo y metanol necesitaré para limpiar el producto de una reacción entre 250 ml de cloruro de amonio y 500 g de formaldácido. Tengo que fabricar estos productos químicos por lo que no quiero malgastar recursos fabricando más de lo que necesito

 

[G.Patton]

Hay números en el artículo, cuéntelos proporcionalmente para su escala de lotes.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Desgraciadamente, he fallado este sintetizador dos veces. He perdido varios dólares. Hay demasiadas conjeturas. Ahora estoy mirando la reacción del nitrometano, parece más directa. Estoy desanimado por esta ruta

 

[Mo0odi]

¿Se puede hacer este procedimiento en una olla a presión para cocinar?

 

[FENTAMAS]

@Frit Buchner, esta síntesis tiene más de un siglo de antigüedad (Marvel et al., 1923, Org. Synth.) y muchos químicos independientes, entre los que me incluyo, han confirmado que funciona.
Además, cada publicación en esa revista debe ser revisada por pares, por lo que es una de las fuentes más confiables para el químico orgánico práctico.
Enlace al documento original - https://www.orgsyn.org/demo.aspx?prep=CV1P0347
Si fallas, entonces definitivamente estás haciendo algo muy mal o tus reactivos no son lo que esperas que sean.

El cloroformo podría ser sustituido por DCM, pero de todos modos no es necesario.
Si quieres buenos resultados es mejor usar paraformaldehido, no formaldehido con metanol, cuanto mas MeOH mas coloreado esta el RM en mi experiencia.
Sin metanol no es necesario destilar la mezcla de reacción, basta con mantener la temperatura por debajo de 100C, funciona incluso en amante t, sólo tomar más tiempo.
Si se quiere un producto blanco, se necesita un aspirador de vacío para destilar porciones de agua.
La clave para una buena pureza son las cristalizaciones fraccionadas, cuantas más mejor resultado.
Yo use 5-6 veces, un poco mas que en el procedimiento original y obtuve resultados fantasticos.
Asi que despues de 6+ horas de 100C, destilar un poco de agua al vacio, enfriar, filtrar por succion, y repetir.
Las 2-3 primeras fracciones serán cloruro amónico. Luego metilamina*hcl con una estructura cristalina claramente diferente de los primeros lotes, más como copos brillantes higroscópicos.
El último licor madre contendrá principalmente dimetilamina*hcl y debe desecharse si no se necesita.
El paso final es la cristalización múltiple a partir de abs. etanol o metanol caliente como se ha descrito. Pero tampoco es necesario para muchas síntesis, sólo para eliminar los últimos restos de agua, NH3*HCl y Me2NH*HCl.

Asi que como puedes ver consume mucho tiempo, muchos dias de trabajo, pero puedes empezar con un lote bastante grande y preparar Metilamina pura no rastreable durante meses o años.

 

[Osmosis Vanderwaal]

La primera vez seguí el sinte original y la segunda uno que me dio uno de los expertos de aquí. Hice reflujo al vacío durante 4 horas y destilé al vacío durante 2 horas. Sin embargo, las temperaturas nunca alcanzaron el nivel deseado, quizás mi vacío es más fuerte que el que usaban en 1910. La segunda vez la metilamina hcl y el producto que hice con ella eran exactamente iguales a las fotos de todos, la metilamina hcl incluso producía gas inflamable cuando se neutralizaba con NaOH y agua. Pero el producto no tiene acción cns.
Tengo aquí un litro de formaldehído de grado técnico con 5% de metanol y voy a intentarlo de nuevo, pero ¿necesito destilar el metanol para empezar? Voy a leer un poco más, es cierto que mi cloruro de amonio es de grado fertilizante no de grado técnico ¿podría ser ese el problema? ¿Cómo se decide cuando "una ronda" de reducir el volumen de la rm se hace? Lo estaba midiendo y parando cada vez que reducía el volumen a la mitad pero sólo consigo 4 rondas de esa manera y 4 tandas de cristales. ¿Será que el metanol que uso al final no está lo suficientemente seco? Aunque no me imagino que ese fuera el problema porque lo destilé dos veces y lo puse en 100% p/p, tamiz 3a durante varios días

 

[FENTAMAS]

¿Qué? Eso no tiene sentido reflujo bajo vacío, usted debe mantener cerca de 100C, o incluso 60-80C día más o menos. Si el tiempo es limitado se puede interrumpir y continuar la próxima vez, nada malo va a pasar. Así que por favor, sólo controlar la temperatura de la mezcla de reacción.
¿WAT?
Destilar cada vez 10-15% del volumen RM bajo vacío.
puede haber alguna otra mierda.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Hay una gran ventaja en el reflujo al vacío, ya que la proporción de monometilamina con respecto a la di y trimetilamina es mucho mayor, como se indica en
Jones, H. I., & Wheatley, R. (1918). LA PREPARACIÓN DE METILAMINA. Journal of the American Chemical Society, 40(9), 1411-1415. doi:10.1021/ja02242a007
10.1021/ja02242a007
Los aspectos más destacados son;
la tabulación de los resultados pone claramente de manifiesto varios hechos:

Enlace al documento

 

[FENTAMAS]

Ese esfuerzo no merece la pena.
Y eso son sólo especulaciones de los autores sobre el vacío, que en sí mismo probablemente no puede influir en la selectividad, como ocurre también con el exceso de ácido fórmico.
Tal vez es sólo efecto de la temperatura reducida, agitación más eficaz de MR por burbujeo y conversión más completa de NH3*HCl, etc.
Los autores posteriores no utilizan reflujo al vacío, es más, es un método bastante infrecuente incluso hoy en día.
La reducción de la temperatura de ebullición también se producirá en el caso de exceso de MeOH en formalina, debido a la esterificación del ácido fórmico y la formación de formiato de metilo de bajo punto de ebullición y otros subproductos, pero como ya he señalado, trate de evitarlo.

 

[Osmosis Vanderwaal]

Es una buena observación. Tendré que volver a leerlo con eso en mente (que el vacío baja la temperatura y hace que la barra agitadora gire más fácilmente, ect.). Este documento me lo enlazó uno de los expertos del sitio, así que no lo examiné a fondo. Incluso si decido que no está probado que el vacío en sí sea la razón por la que lograron un mayor rendimiento, podría decidir que la causa no importa y el efecto sí. Tenemos en cuenta el efecto de la gravedad y el magnetismo y lo planificamos todos los días aunque el mecanismo sea discutible. Comprar formol es estresante porque no soy taxidermista ni granjero. Tengo más tiempo libre que dinero o valor para comprar formol sin un uso legítimo. No es gratis. Probablemente elegiré maximizar mi rendimiento por encima de la conveniencia. Tendré 33 dólares en este formaldehído tanto si obtengo un kg de cloruro de metilamonio como un gramo de él. No se puede comprar legalmente aquí y no hay fin a la cantidad que puedo usar