OBTENCIÓN DE METILAMINA

Química, Facultad de ciencias naturales, exactas y de a educación, Universidad del Cauca

OBTENCIÓN DE METILAMINA

Andrés Felipe Fernández Yanza (fandres@unicauca.edu.co)

Lizeth Paola Insuasti (lizethi@unicauca.edu.co)

Fecha de realización de la práctica: 06/05/2013; Fecha de entrega: 20/05/2013

RESUMEN

Se sintetizo la amina primaria metilamina mediante la reacción de Hofmann , para ello se utilizo una amida acetamida , bromo molecular en medio básico , luego se realizaron las pruebas de caracterización , las cuales son formas de representación cualitativa para determinar la presencia del producto.

RESULTADOS

En un balón de 100mL se pesaron 0.5g de acetamida y en enseguida se depositaron 0.4mL (1.3g) de bromo molecular (en la campana de extracción). Luego se agregó lentamente una solución de 0.8g de hidróxido de sodio en 10mL de agua sobre la mezcla, se esperó entre cada adición hasta que cesara la reacción, el balón se agitó continuamente manteniéndolo en un baño de agua fría. Al terminar de adicionar todo el hidróxido, la solución tomo una tonalidad amarilla intensa por la formación de N-bromoacetamida (CH3CONHBr). Ya que se produjo un precipitado durante el proceso, se añadió agua hasta disolverlo (para evitar que se tape el embudo de decantación en la operación siguiente).

Se depositó la solución en un embudo de decantación y se adicionó gota a gota sobre una solución de 2.3g de hidróxido de sodio en 10mL de agua, contenida en un balón de 100mL. Se procuró evitar que la solución alcance el punto de ebullición durante la adición. Para evitar el aumento de la temperatura, fue necesario introducir el balón con la mezcla de reacción en un baño de agua fría.

Se introdujeron unas piedras de ebullición y se adicionó toda la solución de N-bromo acetamida, se armó el sistema para hacer una destilación y se calentó lentamente el balón de reacción. Se controló la temperatura del baño, que no sobrepaso los 65oC.

La metilamina se recogió pasando el condensado a través de aproximadamente 20 mL de agua contenidos en un erlenmeyer. Se sumergió el extremo del adaptador en el agua (hasta el fondo del erlenmeyer para que el producto hiciera buen recorrido y se disolviera mejor) y luego se retiro el calentamiento cuando la ebullición subió de manera brusca.

Para las pruebas con la Metilamina se realizaron los siguientes procedimientos:

Prueba del ácido nitroso: Lentamente se añadió ácido clorhídrico a un tubo de ensayo con 5 mL de solución metilamina hasta que la solución se torno ácida, (se uso el papel tornasol). Posteriormente se adicionaron 2.0 mL de una solución acuosa de nitrito sódico al 5%. No se observo desprendimiento de gas, así que se caliento el tubo de ensayo suavemente. Aún así no hubo reacción.

Prueba del sulfato de Cobre II: Se añadió 1.0 mL de solución de metilamina a 3.0 mL de solución acuosa de sulfato de cobre II al 3%. No ocurrió cambio de color de la solución de sulfato de cobre II.

Se realizo también el procedimiento con 1.0 mL de solución de hidróxido de amonio al 5%.

Prueba de acidez: Se deposito una gota de la solución de metilamina sobre un trozo de papel tornasol, con lo cual no hubo cambio evidente del color del papel tornasol.

Prueba del cloruro férrico: Se agregaron lentamente unas gotas de solución de cloruro férrico al 3% sobre 1.0 mL de solución de metilamina, para observar si se formaba un precipitado, (él cual no se formó).

También se realizó el mismo procedimiento usando una 1.0 mL de solución acuosa de NH4OH al 5% en lugar de metilamina; para el cual tampoco se observaron resultados.

ANALISIS DE RESULTADOS

En presencia de una base fuerte, las amidas primarias reaccionan con cloro o bromo para dar lugar a aminas, con la pérdida del átomo de carbono carbonílico. Esta reacción, denominada reordenamiento de Hofmann, se utiliza para sintetizar alquil y aril aminas primarias.

A pesar de que existen otros métodos para obtener aminas primarias, la mayoría de ellos se basan en desplazamientos SN2, que no tienen lugar con grupos alquilo terciarios. El reordenamiento de Hofmann puede dar lugar a aminas primarias con grupos alquilo primarios, secundarios, o terciarios, o con arilaminas.

El mecanismo del reordenamiento de Hofmann es particularmente interesante ya que en él se forman algunos intermedios que no se han visto con anterioridad. El primer paso consiste en la sustitución de uno de los átomos de hidrógeno del nitrógeno por un halógeno. Este paso es posible ya que los protones N - H de la amida son ligeramente ácidos y una base fuerte desprotona a una pequeña fracción de las moléculas de amida. La amida desprotonada (amidato) es un nucleófilo fuerte y ataca al bromo para dar lugar a N-bromo amida:

Debido a la naturaleza electronegativa del bromo, la N-bromo amida se desprotona más fácilmente que la amida primaria original. La desprotonací6n de la N-bromo amida da lugar a otro anión estabilizado por resonancia. El átomo de bromo de la N-bromo amida desprotonada es un grupo saliente potencial. Sin embargo, para que el bromuro se elimine, el grupo alquilo (R -) ha de emigrar hacia el nitrógeno. Éste es el paso del reordenamiento, dando lugar a un isocianato intermedio.

Segunda desprotonación y reordenamiento con pérdida de bromo:

La descarboxilación del ácido carbámico da lugar a la amina y a dióxido de carbono:

Después se realizaron pruebas de caracterización cualitativa como método para afirmar o derruir la presencia de la amina tras la destilación realizada. Partiendo de la prueba más sencilla llevada a cabo en laboratorio, se midió cualitativamente el pH de la disolución, mostrando un carácter relativamente neutro.

Datos teóricos revelan que las aminas tienen una tendencia ligeramente básica, las soluciones acuosas de las aminas son básicas, el par electrónico está localizado, principalmente, sobre el nitrógeno. Teóricamente se ha encontrado con que la metilamina presenta un Kb = 1.9 x 10-5, ya que la basicidad de esta

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