tert-Butylamin
tert-Butylamin ist eine organisch-chemische Verbindung aus der Stoffgruppe der aliphatischen primären Amine. Es ist strukturisomer zu n-Butylamin, iso-Butylamin und sec-Butylamin.
| Strukturformel | |||||||||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | tert-Butylamin | ||||||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C4H11N | ||||||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose Flüssigkeit mit aminartigem Geruch[1] | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 73,14 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Aggregatzustand |
flüssig[1] | ||||||||||||||||||
| Dichte |
0,70 g·cm−3[1] | ||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | |||||||||||||||||||
| Siedepunkt |
45 °C[1] | ||||||||||||||||||
| Dampfdruck | |||||||||||||||||||
| pKS-Wert |
10,68 (25 °C, konjugierte Säure)[2] | ||||||||||||||||||
| Löslichkeit | |||||||||||||||||||
| Brechungsindex |
1,377 (20 °C)[4] | ||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| Toxikologische Daten | |||||||||||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C | |||||||||||||||||||
Gewinnung und Darstellung Bearbeiten
tert-Butylamin wird industriell durch Umsetzung von Isobuten mit Ammoniak bei Temperaturen von 250–300 °C und Drücken um 300 bar in Gegenwart eines sauren Zeolith-Katalysators hergestellt.[5]
Bevorzugt werden hierbei Zeolithe vom Pentasil-Typ (z. B. ZSM-5) eingesetzt, die im Wesentlichen aus Alumo-, Boro- oder Eisensilicate bestehen. Dieser wirkt nach einem Ionenaustauscher-Mechanismus als saurer Heterogenkatalysator, kann also ein Proton abgeben.[5] Die komplette Reaktion läuft in Rohrbündelreaktoren, bei denen ein Wärmeträgermedium die Rohrbündel umströmt, um so die gesamte Reaktion auf nahezu konstanter Temperatur zu halten, ab. Der Katalysator wird hierbei durch einen Festbett fixiert. Das Produkt wird anschließend durch Destillation in Rektifikationskolonnen gereinigt und nicht umgesetztes Isobuten und Ammoniak wieder in den Reaktor zurückgeführt.[6]
Bei der Protonierung von Isobuten wird das thermodynamisch stabilste Carbeniumion, hier das tert-Butyl-Kation gebildet. An dieses lagert sich anschließend nucleophil Ammoniak an. Die positive Ladung wir auf den Stickstoff des Ammoniak-Moleküls übertragen, es bildet sich also ein Ammonium-Kation. Nach dessen Deprotonierung und der damit verbundenen Rückbildung des Katalysators entsteht tert-Butylamin.
Im Labor kann tert-Butylamin durch Hydrogenolyse von 2,2-Dimethylethylenimin bei Temperaturen um 60 °C an Raney-Nickel-Katalysatoren in Dioxan als Lösungsmittel gewonnen werden.[7]
Eigenschaften Bearbeiten
Physikalische Eigenschaften Bearbeiten
tert-Butylamin hat eine relative Gasdichte von 2,52 (Dichteverhältnis zu trockener Luft bei gleicher Temperatur und gleichem Druck) und eine relative Dichte des Dampf-Luft-Gemisches von 1,59 (Dichteverhältnis zu trockener Luft bei 20 °C und Normaldruck). Die Dampfdruckfunktion ergibt sich nach Antoine entsprechend log10(P) = A−(B/(T+C)) (P in bar, T in K) mit A = 3,90694, B = 992,719 und C = −62,727 im Temperaturbereich von 292 bis 348 K.[8]
Chemische Eigenschaften Bearbeiten
tert-Butylamin ist eine leicht entzündbare farblose Flüssigkeit mit aminartigem Geruch. Es ist mit Wasser, Ethanol und Ether mischbar. Die wässrigen Lösungen reagieren allerdings stark alkalisch. Bei einer Temperatur von 20 °C und einer Konzentration von 100 g·l−1 weist tert-Butylamin einen pH-Wert von 12,1 auf.[1]
Sicherheitstechnische Kenngrößen Bearbeiten
Die Verbindung bildet leicht entzündliche Dampf-Luft-Gemische. Sie hat einen Flammpunkt von −38 °C.[1] Der Explosionsbereich liegt zwischen 1,7 Vol.‑% (50 g/m3) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 9,2 Vol.‑% als obere Explosionsgrenze (OEG).[1][9] Die Zündtemperatur beträgt 380 °C.[1][9] Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T2.
Verwendung Bearbeiten
tert-Butylamin wird als Zwischenprodukt für Kautschuk-Chemikalien, Schädlingsbekämpfungsmittel, Additive, Tenside, Arzneimittel, Korrosionsinhibitoren, Emulgatoren, Weichmacher usw. eingesetzt.[3]
Sicherheitshinweise Bearbeiten
tert-Butylamin ist eine leicht entzündliche Flüssigkeit, die mit Luft explosive Gemische bildet. Des Weiteren ist es leicht flüchtig. Von tert-Butylamin gehen akute und chronische Gesundheitsgefahren aus. Das Amin wird hauptsächlich durch die Atemwege aufgenommen, es wirkt ätzend auf Augen, Haut und Schleimhäute. Durch Einatmen können irritative bis lungenschädigende Wirkungen auftreten. Chronisch wurde eine entzündliche Hautveränderungen bei wiederholtem Kontakt festgestellt.[1]
Weblinks Bearbeiten
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s Eintrag zu tert-Butylamin in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 20. Januar 2022. (JavaScript erforderlich)
- ↑ 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. 5-89.
- ↑ a b Eintrag zu Butylamine. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 26. Dezember 2018.
- ↑ Datenblatt tert-Butylamine bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 26. Dezember 2018 (PDF).
- ↑ a b Peter Roose, Karsten Eller, Erhard Henkes, Roland Rossbacher, Hartmut Höke: Amines, Aliphatic. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA., 30. September 2015, S. 10, doi:10.1002/14356007.a02_001.pub2.
- ↑ Patent DE19500839: Verfahren zur Herstellung von tert.-Butylamin. Veröffentlicht am 18. Juli 1996, Anmelder: BASF SE, Erfinder: Uwe Dingerdissen, Andreas Henne, Juergen Herrmann, Joachim Pfeffinger, Peter Stops.
- ↑ Kenneth N. Campbell, Armiger H. Sommers, and Barbara K. Campbell: tert-Butylamine In: Organic Syntheses. 27, 1947, S. 12, doi:10.15227/orgsyn.027.0012; Coll. Vol. 3, 1955, S. 148 (PDF).
- ↑ Osborn, A.G.; Douslin, D.R.: Vapor pressure relations of 13 nitrogen compounds related to petroleum in J. Chem. Eng. Data 13 (1968) 534–537, doi:10.1021/je60039a024.
- ↑ a b E. Brandes, W. Möller: Sicherheitstechnische Kenngrößen – Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase, Wirtschaftsverlag NW – Verlag für neue Wissenschaft GmbH, Bremerhaven 2003.