Title CHƯƠNG 3 HOP CHAT CHUA NITROGEN-GV.pdf ✅

2 CĐ1: Amine CĐ2: Amino acid và peptide CĐ3: Protein và enzyme CĐ4: Ôn tập chƣơng 3 CĐ1 AMINE PHẦN A - CÁC CHUYÊN ĐỀ BÀI GIẢNG KIẾN THỨC CẦN NHỚ I. Khái niệm, phân loại, đồng phân, danh pháp 1. Khái niệm - Amine là dẫn xuất của ammonia, trong đó nguyên tử hydrogen trong phân tử ammonia được thay thế bằng gốc hydrocarbon. VD: CH3NH2, C6H5NH2, CH3 – NH – CH3, (CH3)3N, ... 2. Phân loại Theo bậc amine Theo bản chất gốc hydrocarbon - Bậc amine = số gốc hydrocarbon (R) liên kết trực tiếp với nguyên tử nitrogen. ♦ Amine bậc một: R – NH2 ♦ Amine bậc hai: R – NH – R’ ♦ Amine bậc ba: - Được phân thành nhiều loại trong đó có hai loại điển hình: ♦ Alkylamine: Nhóm amine liên kết với gốc alkyl. Công thức: CnH2n+3N (n ≥ 1). VD: C2H5NH2, CH3 – NH – CH3, ... ♦ Arylamine (amine thơm): Nhóm amine liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon của vòng benzene. VD: C6H5-NH2 (C6H5-: phenyl), ... 3. Đồng phân - Amine từ 2C trở lên có thể có các đồng phân: bậc amine, mạch carbon, vị trí nhóm amine. - Khi viết đồng phân amine thì viết theo từng bậc, số đồng phân alkylamine: 2 n-1 (n < 5). 4. Danh pháp ♦ Tên gốc chức = tên gốc hydrocabon + amine (viết liền). ♦ Tên thay thế + Tên amine bậc một = tên hydrocarbon (bỏ e) + vị trí nhóm amine + amine + Tên amine bậc hai = N – tên gốc hydrocarbon + tên hydrocarbon mạch chính (bỏ e) + vị trí nhóm amine + amine + Tên amine bậc ba = N – tên gốc HC thứ nhất – N – tên gốc HC thứ hai + tên hydrocarbon mạch chính (bỏ e) + vị trí nhóm amine + amine (nếu gốc giống nhau thì dùng tiền tố di (2), tri (3), ...) ♦ Tên thông thường: VD: C6H5NH2: aniline. Amine Tên gốc – chức Tên thay thế CH3NH2 methylamine methanamine CH3CH2NH2 ethylamine Ethanamine CH3CH2CH2NH2 propylamine Propan – 1 – amine CH3 – CH(NH2) – CH3 isopropylamine Propan – 2 – amine CH3 – NH – CH3 dimethylamine N – methylmethanamine (CH3)3N trimethylamine N, N – dimethylmethanamine
3 KIẾN THỨC CẦN NHỚ II. Đặc điểm cấu tạo Methylamine (CH3NH2) Aniline (C6H5NH2) Cấu trúc phân tử Mô hình phân tử - Trong phân tử amine, nguyên tử nitrogen còn cặp electron chưa liên kết tương tự ammonia Amine có một số tính chất hóa học tương tự ammonia, riêng aniline còn dễ tham gia phản ứng thế nguyên tử hydrogen trong nhân thơm do ảnh hưởng của nhóm -NH2. III. Tính chất vật lí - Ở điều kiện thường, CH3NH2, C2H5NH2, CH3 – NH – CH3, (CH3)3N là những chất khí có mùi tanh của cá hoặc mùi khai; các amin có phân tử khối lớn hơn là chất lỏng hoặc rắn. - Các amine có số carbon nhỏ thường tan tốt trong nước do tạo được liên kết hydrogen với nước, độ tan giảm khi số nguyên tử carbon trong gốc hydrocarbon tăng. - Amine có nhiệt độ sôi cao hơn so với hydrocarbon có cùng số nguyên tử carbon. Thứ tự giảm nhiệt độ sôi: Hợp chất ion > carboxylic acid > alcohol > amine > ester > hydrocarbon - Ở điều kiện thường, aniline là chất lỏng, ít tan trong nước. IV. Tính chất hóa học 1. Tính base và phản ứng tạo phức (a) Tính base - Tương tự ammonia, các amine thể hiện tính base yếu: RNH2 + H2O RNH3 + + OH- - Tính base: aniline < NH3 < alkylamine. - Thí nghiệm thể hiện tính base của amine: Đĩa thủy tinh Ống nghiệm (1) Ống nghiệm (2) Bước 1 Đặt vào mẩu giấy quỳ tím. Lấy 2 mL dung dịch CH3NH2 và nhỏ thêm vài giọt phenolphthalein. Lấy khoảng 1 mL dung dịch FeCl3. Bước 2 Nhỏ vài giọt dung dịch CH3NH2 vào mẩu giấy quỳ tím. Nhỏ từ từ 2 mL dung dịch HCl vào, lắc đều. Nhỏ từ từ khoảng 3 mL dung dịch CH3NH2 vào, lắc đều. Hiện tượng Quỳ tím chuyển màu xanh. Dung dịch từ màu hồng chuyển thành mất màu. Xuất hiện kết tủa nâu đỏ. ♦ Đổi màu chất chỉ thị: Alkylamine đổi màu quỳ tím → xanh, phenolphthalein → hồng, aniline không làm đổi màu quỳ tím và phenolphthalein vì là base yếu hơn. ♦ Tác dụng với acid → muối ammonium TQ: RNH2 + HCl → RNH3Cl CH3NH2 + HCl → CH3NH3Cl C6H5NH2 + HCl → C6H5NH3Cl ♦ Tác dụng với dung dịch muối → Muối ammonium + base mới (kết tủa) TQ: 3RNH2 + 3H2O + FeCl3 → 3RNH3Cl + Fe(OH)3↓nâu đỏ 3CH3NH2 + 3H2O + FeCl3 → CH3NH3Cl + Fe(OH)3↓nâu đỏ
4 KIẾN THỨC CẦN NHỚ (b) Khả năng tạo phức ♦ Thí nghiệm tạo phức của methylamine: - Bước 1: Cho khoảng 2 mL dung dịch CuSO4 0,1 M vào ống nghiệm. - Bước 2: Thêm từ từ dung dịch methylamine 0,1 M vào ống nghiệm, lắc đều. - Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa xanh lam sau đó kết tủa tan hết. - Các amine như methylamine, ethylamine có khả năng hòa tan Cu(OH)2 tạo dung dịch phức chất có màu xanh lam. PTHH: 4CH3NH2 + Cu(OH)2 → [Cu(CH3NH2)4](OH)2 2. Phản ứng với nitrous acid (tính khử) - Alkylamine bậc một tác dụng với nitrous acid ở nhiệt độ thường tạo alcohol và giải phóng N2. TQ: RNH2 + HNO2 → ROH + N2↑ + H2O PƯ dùng để nhận biết amine bậc một. (HONO) - Aniline tác dụng với nitrous acid ở nhiệt độ thấp (0 – 5 oC) tạo thành muối diazonium (thường dùng để tổng hợp phẩm nhuộm azo và dược phẩm). PTHH: C6H5NH2 + HNO2 + HCl [C6H5N2] +Cl- 3. Phản ứng của aniline với nƣớc bromine ♦ Thí nghiệm phản ứng của aniline với nước bromine. - Bước 1: Cho khoảng 1mL nước bromine vào ống nghiệm - Bước 2: Thêm từ từ vài giọt dung dịch aniline loãng vào ống nghiệm. - Hiện tượng: Dung dịch bromine bị mất màu đồng thời xuất hiện kết tủa trắng. - Tương tự phenol, aniline giam gia phản ứng thế nguyên tử H trong vòng benzene dễ hơn benzene do có nhóm -NH2 đẩy e vào vòng benzene. Phản ứng thế ưu tiên ở các vị trí ortho và para. V. Ứng dụng và điều chế 1. Ứng dụng - Aniline là nguyên liệu quan trọng để tổng hợp phẩm nhuộm (phẩm màu azo), dược phẩm (paracetamol) hay polymer. - Một số diamine dùng làm nguyên liệu tổng hợp polymer. VD: hexamethylenediamine (H2N – (CH2)6 – NH2) được sử dụng để tổng hợp nylon-6,6. 2. Điều chế ♦ Alkyl hóa ammonia - Alkylamine được điều chế từ ammonia và dẫn xuất halogen, tùy tỉ lệ mol các chất tham gia phản ứng có thể tạo được amine bậc một, bậc hai hoặc bậc ba. ♦ Khử hợp chất nitro - Aniline và các arylamine thường được điều chế bằng cách khử hợp chất nitro (-NO2) tương ứng bởi một số kim loại (Zn, Fe, ...) trong dung dịch HCl. C6H5NO2 + 6[H] C6H5NH2 + 2H2O