Methylamin

Strukturformel
	Valenzstrukturformel von Methylamin
Allgemeines
Name	Methylamin
Andere Namen	Methanamin (IUPAC); Aminomethan; Monomethylamin; Mercurialin; R-630; MMA;
Summenformel	CH5N
Kurzbeschreibung	farbloses Gas mit ammoniakartigem Geruch<ref name="GESTIS" />
Externe Identifikatoren/Datenbanken
EG-Nummer	200-820-0
ECHA-InfoCard	100.000.746
PubChem	6329
ChemSpider	6089
DrugBank	DB01828
Wikidata	[[:d:Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)\|Lua-Fehler in Modul:Wikidata, Zeile 1464: attempt to index field 'wikibase' (a nil value)]]
Eigenschaften
Molare Masse	31,06 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig<ref name="GESTIS" />
Dichte	1,43 kg·m−3 (0 °C, 1013 hPa)<ref name="GESTIS">Eintrag zu Vorlage:Linktext-Check in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFAVorlage:Abrufdatum (JavaScript erforderlich)</ref>; 0,69 kg·l−1 (am Siedepunkt)<ref name="GESTIS" />;
Schmelzpunkt	−93,5 °C<ref name="GESTIS" />
Siedepunkt	−6,3 °C<ref name="GESTIS" />
Dampfdruck	3,0 bar (20 °C)<ref name="GESTIS" />; 4,2 bar (30 °C)<ref name="GESTIS" />; 7,8 bar (50 °C)<ref name="GESTIS" />;
pKS-Wert	10,66 (25 °C, konjugierte Säure)<ref name="CRC97_5_94">W. M. Haynes (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 97. Auflage. (Internet-Version: 2016), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Dissociation Constants of Organic Acids and Bases, S. 5-94.</ref>
Löslichkeit	sehr leicht löslich in Wasser (1080 g·l−1 bei 20 °C)<ref name="GESTIS" />; leicht löslich in Ethanol<ref name="RÖMPP">Eintrag zu Methylamin. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>;
Sicherheitshinweise
H- und P-Sätze	H: 220‐280‐331‐315‐318‐335
	P: 210‐280‐304+340+311‐305+351+338‐403+233‐410<ref name="GESTIS" />
MAK	DFG: 5 ml·m−3 bzw. 6,4 mg·m−3<ref name="GESTIS" />; Schweiz: 10 ml·m−3 bzw. 12 mg·m−3<ref>Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 74-89-5 bzw. Methylamin)Vorlage:Abrufdatum</ref>;
Toxikologische Daten	100 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)<ref name="GESTIS" />
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	−22,5 kJ·mol−1<ref name="CRC90_5_20">David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics. 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press / Taylor and Francis, Boca Raton FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, S. 5-20.</ref>
	Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Methylamin ist eine organisch-chemische Verbindung aus der Stoffgruppe der primären aliphatischen Amine. Es kommt als 40%ige wässrige Lösung, als druckverflüssigtes Gas und in Form des festen Salzes Methylammoniumchlorid in den Handel.

Geschichte

Der deutsche Chemiker Heinrich Debus synthetisierte 1863 Methylamin durch katalytische Hydrierung von Cyanwasserstoff an Platin.<ref name="annale_der_chemie_1863">Heinrich Debus: Ueber die Darstellung des Methylamins aus Blausäure und Wasserstoff. In: Liebigs Annalen der Chemie. Band 128, 1863, S. 200 (hathitrust.org [abgerufen am 20. März 2019]). </ref>

Vorkommen

Methylamin kommt in Bingelkräutern (Mercurialis), im ätherischen Öl der Blätter der Wasserminze, in einigen Algen sowie im Knochenöl und in Holzdestillaten vor. Es ist ein biogenes Amin und wurde beim Menschen und Tier in kleineren Mengen im Urin nachgewiesen.<ref>Andrew A. Ormsby, Shirley Johnson: A COLORIMETRIC METHOD FOR THE DETERMINATION OF METHYLAMINE IN URINE. In: Journal of Biological Chemistry. Band 187, Nr. 2, Dezember 1950, S. 711–717, doi:10.1016/S0021-9258(18)56217-7 (elsevier.com [abgerufen am 1. Mai 2022]). </ref> Außerdem geht man davon aus, dass es Bestandteil der Uratmosphäre war. Daher kann man Spuren von Methylamin auch im All finden.<ref name="RÖMPP" />

Gewinnung und Darstellung

Zur großtechnischen Synthese von Methylamin setzt man Methanol mit Ammoniak bei Temperaturen von 350–450 °C und Drücken von 15–25 bar in Gegenwart von Aluminiumoxid (-silicat oder -phosphat) in Rohrreaktoren um.<ref name="VERFAHREN">Patent EP1931466B1: Formkörper enthaltend ein Alumosilikat und Aluminiumoxid und Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Methylaminen. Veröffentlicht am 14. November 2012, Anmelder: BASF SE, Erfinder: Marco Bosch, Roderich Röttger, Jan Eberhardt, Thomas Krug, Theodor Weber, Karl-Heinz Ross, Manfred Julius.‌</ref><ref name="ARPE">Hans-Jürgen Arpe: Industrielle Organische Chemie - Bedeutende Vor- und Zwischenprodukte. 6. Auflage. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 2007, ISBN 978-3-527-31540-6, S. 55. </ref>

Kondensationsreaktion von Methanol mit Ammoniak zu Methylamin und Wasser in Gegenwart eines Aluminium-/Siliciumoxid-Katalysators

Als Nebenprodukte werden neben Wasser auch noch Dimethylamin und Trimethylamin gebildet, die durch mehrstufige Druck- sowie Extraktivdestillation abgetrennt werden müssen. Das Gewichtsverhältnis von Mono-, Di- und Trimethylamin bei dieser Reaktion beträgt durchschnittlich ca. 20:20:60.<ref name="VERFAHREN" />

Die Produktionskapazität für Methylamin betrug 1996 weltweit ungefähr 830.000 Jahrestonnen.<ref name="ARPE" />

Weiterhin kann Methylamin durch Umsetzung von Formaldehyd mit Ammoniumchlorid gewonnen werden, wobei man zuerst Methylammoniumchlorid erhält.<ref>C. S. Marvel, R. L. Jenkins: Vorlage:Linktext-Check In: Organic Syntheses. 3, 1923, S. 67, doi:10.15227/orgsyn.003.0067; Coll. Vol. 1, 1941, S. 347 (PDF).</ref> Für noch kleinere Mengen, z. B. für Experimente im Labormaßstab oder für Schulversuche, wird Methylamin in situ erzeugt, indem man das handelsübliche feste Salz Methylamin-Hydrochlorid alias Methylammoniumchlorid in eine starke Base, z. B. Natronlauge gibt.<ref>Klaus Ruppersberg, Stefanie Herzog, Manfred W. Kussler, Ilka Parchmann: How to visualize the different lactose content of dairy products by Fearon’s test and Woehlk test in classroom experiments and a new approach to the mechanisms and formulae of the mysterious red dyes. In: Chemistry Teacher International. Band 2, Nr. 2. De Gruyter, Berlin 17. Oktober 2019, doi:10.1515/cti-2019-0008. </ref><ref>W. R. Fearon: The detection of lactose and maltose by means of methylamine. In: The Analyst. Band 67, Nr. 793, 1942, S. 130, doi:10.1039/an9426700130. </ref>

Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften

Methylamin hat eine relative Gasdichte von 1,1 (Dichteverhältnis zu trockener Luft bei gleicher Temperatur und gleichem Druck) und eine Gasdichte unter Normbedingungen (0 °C und 1013 mbar) von 1,4301 kg·m⁻³. Die Dichte der flüssigen Phase am Siedepunkt beträgt 0,6942 kg·l⁻¹, die Gasdichte bei 15 °C ist mit 1,3283 kg·m⁻³ angegeben. Des Weiteren weist Monomethylamin einen Dampfdruck von 3,00 bar bei 20 °C, 4,20 bar bei 30 °C und 7,8 bar bei 50 °C auf.<ref name="GESTIS" /> Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend:

<math>\log_{10}(p) = 4,51990-\frac{1034,977}{T-37.574}~~~\mathrm{(p~in~bar,~T~in~K)}</math>

im Temperaturbereich von 190 K bis 267 K.<ref></ref> Die kritische Temperatur liegt bei 156,9 °C, der kritische Druck bei 74,1 bar und die kritische Dichte bei 0,216 g·cm⁻³.<ref name="GESTIS" />

Chemische Eigenschaften

Methylamin ist ein extrem leicht entzündbares Gas aus der Stoffgruppe der primären Amine. Methylamin-Luft-Gemische sind deshalb explosiv.<ref name="GESTIS" /><ref name="RÖMPP" />

Die wässrigen Lösungen reagieren stark alkalisch. Bei 20 °C lösen sich 1080 g·l⁻¹ in Wasser. Eine wässrige Lösung von Methylamin bei 20 °C und einer Konzentration von 100 g·l⁻¹ weist einen pH-Wert von 14 auf. Mit Säuren reagiert es zu kristallisierenden, wasserlöslichen Methylammonium-Salzen.

Verwendung

Methylamin ist ein wichtiges Zwischenprodukt der chemischen und weiterverarbeitenden Industrie. Es wird zur Synthese von Pharmazeutika (z. B. Desoxyn, Theophyllin) und Pestiziden (z. B. Carbaryl, Metam-Natrium, Carbofuran) eingesetzt. Ein großer Teil wird auch zu N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP), einem bedeutenden organischen Lösungsmittel weiterverarbeitet. Außerdem ist es Ausgangsstoff für Guanidine, Amide, Imine, Aminoalkohole, Diamine, modifizierte Aminosäuren und α-Aminophosphonate. Des Weiteren dient es zur Synthese von Metallkomplexen und zur Modifikation von Polymeren. Außerdem wird Methylamin auch zu N,N′-Dimethylharnstoff umgesetzt, welcher wiederum zur Synthese von Coffein, Arzneistoffen oder Herbiziden eingesetzt wird. In der organischen Synthese wird Monomethylamin auch zur Einführung einer Methylamino-Gruppe in andere Moleküle eingesetzt.<ref name="RÖMPP" />

Sicherheitshinweise

Gasförmiges Monomethylamin wird hauptsächlich über den Atemtrakt aufgenommen. Bei Kontakt mit wässrigen Lösungen kann es auch zu einer Hautresorption kommen. Bei Aufnahme oder Inhalation kann es zu starken Reizungen der Schleimhäute, insbesondere im Atemtrakt und den Augen, kommen. Diese können schnell zu Verätzungen führen. Durch unterkühltes, flüssiges MMA kann es ebenfalls zu Vereisungen und Verätzungen der Haut kommen. Bei längerer Exposition zeigte sich zudem eine Störung des Allgemeinbefindens. Außerdem bildet Methylamin mit Luft explosive Gemische. Bei hoher Konzentration besteht Erstickungsgefahr. Der Stoff wird zudem als gewässergefährdend eingestuft. Methylamin weist eine untere Explosionsgrenze von 4,99 Vol.-% bei 60 g·cm⁻³ und eine obere Explosionsgrenze von 20,7 Vol.-% bei 270 g·cm⁻³ auf. Die Zündtemperatur beträgt 430 °C. Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2 und in die Explosionsklasse IIA. Mit einem Flammpunkt von −30 °C gilt Methylamin als extrem leicht entflammbar. Der Flammpunkt einer 40%igen wässrigen Lösung beträgt −18 °C.<ref name="GESTIS" />

Einzelnachweise

Vorlage:Hinweisbaustein