FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

AMINACION- DEFINICION Y METODOS DE OBTENCION

ALUMNOS:

LIZA PUICAN PERCYVEGA ALIAGA HARBIN

RAMOS CHUNGA DIANAYAMPUFE SALAZAR KARI

PIZARRO ALVARADO FREDY

CICLO: VERANO 2013CURSO: PROCESOS INDUSTRIALES I

 FECHA: LAMBAYEQUE FEBRERO DEL 2013

AMINACIONDEFINICION METODOS DE OBTENCION

DEFINICION

Es el proceso de introducción del grupo amino (-NH2) dentro de un compuesto orgánico, como por ejemplo la producción de anilina (C6H5NH2) por la reducción de nitrobenceno (C6H5NO2).

METODOS DE OBTENCION DE AMINAS

REDUCCION DE NITROCOMPUESTOS (Aminación por Reducción)

Comprende la transformación (reducción) del grupo nitro (-NO2) en el grupo amino (-NH2)

La reducción de compuestos aromáticos nitrados es el proceso de mayor importancia industrial.

Ar-NO2 Ar-NH2[H]

AMONOLISIS (Aminación por Amonólisis)

Comprende la sustitución de grupos como el –SO3H, -OH, -Cl, por el grupo amino (-NH2) del amoniaco (NH2-H)

REDUCCION DE NITRILOS

Comprende la transformación del grupo ciano (-CN) en el grupo amino (-NH2) por acción de un agente reductor.

R-C=N R-CH2-NH2

H2 / Ni

LiAlH4 / H2O

HIDRÓLISIS DE AMIDAS N-SUSTITUIDAS

+ H2O +

CH3COOH

-NHCOCH3 -NH2

POR TRANSPOSICION INTRAMOLECULAR

-NH-NH- -NH2- -NH2

H+

CH3OH

PROCESOS A ESCALA INDUSTRIAL

1.- Reducción de Nitrocompuestos

2.- Amonolisis

1. AMINACION POR REDUCCCION

Implica la sustitución de los oxígenos del grupo nitro por átomos de hidrógeno

REACCION CARACTERISTICA

R-NO2 + 3H2 R-NH2 + 2H2O

AGENTES DE PROCESO

A.Sin el uso de reactores de alta presión (a presión atmosférica) y sin el uso de catalizadores, los agentes de reducción comunes son:

Hierro y ácido Zinc y álcali Sulfuro de sodio o polisulfuro de sodio Sulfito ácido de sodio Hidrógeno electrolítico Hidruros metálicos

Hidrógeno naciente-Preparado IN SITU

B. Hidrógeno gaseoso (molecular) en presencia de un metal (que actúa como catalizador) como Ni, Sn, Pt.

C. Hidrógeno producido por cracking de amoniaco

A.1 REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON METALES EN MEDIO ACIDO

Las reducciones metal-ácido son las más enérgicas y únicamente dan como producto final las aminas.

a) REDUCCION CON HIERRO Y ACIDO CLORHIDRICO

+ 2Fe(S) + 6HCl + 2FeCl3

+ 2H2O

-NO2 -NH2

FeCl2

b) REDUCCION CON ZINC Y ACIDO SULFURICO

+ 3 Zn(S) + 3H2SO4

+ 3 ZnSO4 + 2H2O

-NO2

SO3Na

-NH2

SO3Na

m-Nitrobencenosul-

fonato de sodio

c) REDUCCION CON CLORURO ESTANNOSO Y ACIDO CLORHIDRICO

+ 3SnCl2 +6HCl

+ 3SnCl4 + 2H2O

-NO2

NO2

-NH2

NO2

d) REDUCCION CON HIERRO Y ACIDO ACETICO

Cuando hay que evitar la hidrólisis de grupos presentes en el compuesto a reducir.

-NO2H3COCHN -NH2H3COCHN Fe

CH3COOH

p-Nitroacetanilida

A.2 REDUCCION DE NITRODERIVADOS CON ZINC EN MEDIO BASICO

a) MEDIO BASICO FUERTE

Se emplea zinc en solución alcalina (NaOH o KOH)

Se desean obtener productos de reducción diferentes a la anilina

+ 5 Zn + 10 NaOH

+ 5 Na2ZnO2 + 4 H2O

-NO2CH3OH

-NH-NH-

b) MEDIO BASICO DEBIL

Se emplea zinc en polvo en solución acuosa de CaCl2.

El producto de la reducción del nitrobenceno es la fenilhidroxilamina.

+ 2 Zn + 4 H2O

+ 2 Zn(OH)2 + H2O

-NO2 -NHOH

Fenilhidroxilamina

1. AMINACION POR AMONOLISIS

Es un proceso que comprende el reemplazo de un sustituyente nuclear tal como el oxidrilo (-OH), cloro (-Cl), o ácido sulfónico (-SO3H) con el grupo amino por tratamiento con amoniaco.

AGENTE DE PROCESO

AMONIACO (NH3)

Amonólisis

AMINA PRIMARIA (R-NH2)

Aminólisis

AMINA SECUNDARIA (R-NH-R´)

Aminólisis

AMONIACO + HIDROGENO (H2)

Hidroamonólisis

AMONIACO + OXIGENO (O2)

Oxoamonólisis

MATERIAS PRIMAS

Compuestos halogenados:

R-X, Ar-X Compuestos sulfonados:

Ar-SO3H Alcoholes:

R-OH, Ar-OH Algunos óxidos:

, CO2

Hidrocarburos:

Ar-CH3

O

H2C CH2

A. AMONOLISIS DE COMPUESTOS HALOGENADOS

1. Halogenuros de Alquilo

El halógeno de los halogenuros de alquilo es fácilmente sustituido por un grupo amino.

Por consideraciones económicas suelen emplearse como materias primas cloruros de alquilo.

Algunas veces se utilizan bromuros de alquilo, pues con estos se obtienen productos (aminas primarias) más puros y la amonólisis se hace en condiciones más suaves.

AMINACION POR AMONOLISIS

R-Cl + NH3(ac) R-NH2 + HCl

R-Cl + R-NH2 R-NH-R + HCl

R-Cl + R-NH-R R-N-R + HCl

R

REACCIONES

DE

ACTIVIDAD

MULTIPLE

AMINA SECUNDARIA

AMINA TERCIARIA

AMINA PRIMARIA

Si la cantidad de amoniaco está en defecto, se favorece las reacciones de actividad múltiple. A escala industrial se trata de obtener solo aminas primarias. Por esto, la relación de amoniaco a reactante es no menor de 5 /1.

2. Compuestos aromáticos halogenados

+ NH3 + HCl

ClNH2

Cu+(CuCl)

B. SUSTITUCION DE LOS GRUPOS SULFONICO (-SO3H) Y SULFATO (-OSO3H)

O

O

-NH2

O

O

-SO3H

+ NH3(ac)

165°C

+ H2SO3

KClO3

Ac. ß-antraquinosulfónico

ß-Aminoantraquinona•

El KClO3 inhibe la acción del H2SO3 (agente reductor) que tiende a reducir los grupos ceto tanto de la materia prima y producto.

H2SO3 + KClO3

H2SO4 + KCl3 3

• El grupo –OSO3H puede sustituirse fácilmente en los sulfatos ácidos de aminoalquilo al reaccionar con el amoniaco o las aminas.

H2N-CH2-CH2-OSO3H

+ NH3(ac)

NaOH

H2N-CH2-CH2-NH2 + H2SO4

Etilendiamina

Sulfato ácido de aminoetilo

El NaOH evita en parte la hidrólisis del grupo –OSO3H (se forma aminoetanol) por acción del agua (medio de reacción) y el H2SO4 generado.

También se forman otras sustancias no deseadas como la dietilentriamina

H2N-CH2-CH2-OSO3H

+ H2O H+

H2N-CH2-CH2-OH

2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O

C. CONVERSION DE ALCOHOLES EN AMINAS

CH3OH + NH3

AlPO4

350-400 °C, 290 psi

CH3-NH2 + H2O

2 CH3OH + NH33 CH3OH + NH3

(CH3)2-NH + 2 H2O(CH3)3-N + 3 H2O

• OH + NH3

FeCl3

T, PNH2 +

H2O

•-OH

+ NH3

NaNH3SO

3

-NH2+ H2O

CH3-CHO + NH3

H2

NiS, WoS2

CH3-CH2-NH2 + H2O

•

CH3-CO-CH3 + NH3

H2

NiS, WoS2

CH3-CH-CH3 + H2ONH2

•

D. HIDROAMONOLISIS DE COMPUESTOS CARBONILICOS

Los aldehídos y cetonas se convierten en aminas por acción del NH3 en presencia de H2 y un catalizador de hidrogenación.

H2

• + NH3Ni

+ H2O

Glucosa Glucosamina

CH2-OH

OHOH

HOOH

CHO

CH2-OH

OHOH

HOOH

CH2-NH2

H2

• + NH3

O

Ni

NH2

+ H2O

Ciclohexanona

Ciclohexilamina

E. REACCIONES DE ADICION

• + NH3(ac)(28 %)

30-40 °CHO-CH2-CH2-NH2

CH2 – CH2

O Monoetanolamina

2 CH2CH2O

+ NH3(ac)

(HOCH2CH2)2NH Dietanolami

na3 CH2CH2O

+ NH3(ac)

(HOCH2CH2)3NTrietanolamina

Oxido de etileno

+ 2 NH3

+ H2OCO2

H2N-C-NH2

O

Urea