Tài liệu Giáo khoa Hóa hữu cơ - Amin docx

Giỏo khoa húa hu c Biờn son: Vừ Hng Thỏi
265
XIV. AMIN

XIV.1. nh ngha

Amin l loi hp cht hu c c to ra khi mt hay cỏc nguyờn t H ca amoniac
(NH
3
) c thay th bi cỏc gc hirocacbon (hidrocarbon).

- Nu 1 nguyờn t H ca NH
3
c thay th bi 1 gc hirocacbon, c amin bc
mt, R-NH
2
.
- Nu 2 nguyờn t H ca NH
3
c thay th bi 2 gc hirocacbon, c amin bc
hai, R-NH-R.
- Nu 3 nguyờn t H ca NH
3
c thay th bi 3 gc hirocacbon, c amin bc
ba, R-N-R.
R
H
H
HN
. .
RNH

H
. .
RNR'
H
. .
RN
R"
R'
. .
Amoniac
Amin baọc 1 Amin baọc 2
Amin baọc 3
(Chaỏt voõ cụ)
Chửực amin (Chaỏt hửừu cụ)


XIV.2. Cụng thc tng quỏt

Amin: C
x
H
y
N
z
x 1
z 1 (z = 1: Amin n chc; z 2 : Amin a chc)
C
x
H
y z

(y z) chn v (y z) 2x + 2


C
x
H
y
(NH
2
)
n
x 1
n 1
C
x
H
y + n
(y + n) chn v (y + n) 2n + 2


C
n
H
2n + 2 2k x
(NH
2
)
x
n 1
k = 0; 1; 2; 3; 4;

x 1

Amin n chc: C
x
H
y
N x 1
C
x
H
y 1
(y 1) chn y l v (y 1) 2x + 2
y 2x + 3

C
x
H
y
-NH
2
x 1
C
x
H
y

+ 1
(y + 1) chn y l v (y + 1) 2x + 2
y 2x + 1

Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
266

C
n
H
2n

+ 2 – 2k – 1
NH
2
⇒ C
n
H
2n + 1 – 2k
NH
2
n ≥ 1
k : 0; 1; 2; 3; 4; …

R-NH
2
(R: Gốc hiđrocacbon hóa trị 1, khác H)


Amin đơn chức no mạch hở: C
n
H
2n + 1
NH

2
(n ≥ 1)

C
n
H
2n +3
N (n ≥ 1)


R-NH
2
(R: Gốc hiđrocacbon hóa trị 1, no, mạch hở,
≠ H)

Bài tập 151
Viết công thức tổng quát có mang nhóm chức của các chất sau đây:
a. Amin đơn chức no mạch hở.
b. Amin đa chức, hai nhóm chức amin, no, mạch hở.
c. Amin đồng đẳng anilin.
d. Amin đơn chức, chứa một liên kết đôi, mạch hở.
e. Amin đơn chức, chứa một vòng, no.
f. Amin đa chức, chứa ba nhóm chức amin, không no, chứa hai liên kết đôi C=C,
một liên kết ba C≡C, có một vòng.
g. Amin đơn chức no mạch hở, chứa 6 nguyên tử C trong phân tử.

Bài tập 151’
Viết công thức tổng quát của các chất sau đây:
a. Amin đồng đẳng metylamin.
b. Amin thuộc dãy đồng đẳng vinylamin.

c. Amin đồng đẳng điphenylamin.
d. Amin đồng đẳng hexametylenđiamin.
e. Amin đồng đẳng xiclopentylamin (ciclopentylamin).
f. Amin đơn chức chứa một nhân thơm, một vòng, một liên đôi C=C, mạch hở.
g. Amin đa chức chứa hai nhóm amino, no, mạch hở, chứa 9 nguyên tử C trong phân
tử.
h. Chất đồng đẳng o-cresol.

XIV.3. Cách đọc tên (Danh pháp)

- Coi các nhóm –NH
2
(amino), −NHR (N-ankylamino), −N-R (N-ankyl-N-ankyl’
R’
amino) như là các nhóm thế gắn vào hiđrocacbon có mạch cacbon dài hơn.

- Đọc tên các gốc hiđrocacbon (liên kết vào N) + amin: R-NH
2
: Ankylamin.

Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
267
Thí dụ:

CH
3
-NH
2
: Aminometan CH
3

CH
2
NH
2
: Aminoetan
(CH
5
N) Metylamin (C
2
H
5
NH
2
; C
2
H
7
N) Etylamin

CH
3
CH
2
CH
2
NH
2
: 1-Aminopropan; n-Propylamin

CH

3
-CH-CH
3
: 2-Aminopropan; Isopropylamin
NH
2


CH
3
-NH-CH
3
: Đimetylamin; N,N-Đimetylamin; N-Metylaminometan

CH
3
-N-CH
3
: Trimetylamin; N,N-Đimetylaminometan
CH
3


CH
3
-CH-NH-CH
3
: 2-(N-Metylamino)propan; Metylisopropylamin
CH
3

CH
2
=CH-NH-CH
2
-CH=CH
2
: 1-(N-Vinylamino)propen-2; Vinylalylamin

CH
3

CH
3
-CH
2
-CH-N-CH
2
-CH
3
: 2-(N-Metyl-N-etylamino)butan; Metyletylsec-butylamin
CH
3

NH
2
Anilin
Aminobenzen
Phenylamin

NH
Diphenylamin
N-Phenylaminobenzen
(C
6
H
5
-NH
2
)
(C
6
H
5
-NH-C
6
H
5
)


Bài tập 152
Viết CTCT các chất sau đây:
a. Metylamin
b. Anilin
c. Điphenylamin
d. Metyletylisopropylamin
e. Neopentylamin
f. Etinylvinylalylamin
g. Trimetylamin

h. Phenylxiclohexylamin (Phenylciclohexylamin)
i. o-Cresol
j. o-Xilen
Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
268
k. Isoamylaxetat (Isoamylacetat)
l. Axit picric (Acid picric)
m. Isopren
n. Rượu benzylic (Alcol benzyl)

Bài tập 152’
Đọc tên các chất sau đây:
a. CH
3
CH
2
CH
2
-NH
2

CH
3

b. CH
3
CH
2
-N-CH
2

CH
3

c. CH
2
=CH-NH-CH
2
-CH=CH
2

d. CH
3
-CH-CH
2
-NH
2

CH
3

CH
3

e. CH
3
-C-CH
2
-NH-CH
2
-CH

3
CH
3

f. C
6
H
5
-NH
2

g. C
6
H
5
-NH-C
6
H
5

CH
3

h. CH
3
-C-CH
2
-NH
2

CH
3
i. C
6
H
5
-CH
2
-NH
2

CH
3
-CH
2

j. CH
3
-CH
2
-CH
2
-N-CH
2
-CH
2
-CH
3

CH

3

k. CH
2
=CH-CH
2
-N-CH=CH
2

l. H
2
N-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-CH
2
-NH
2

m. CH
2
=CH-COOH
n. CH

2
=CH-Cl

XIV.4. Tính chất hóa học

XIV.4.1. Phản ứng cháy

C
x
H
y
N
z
+






+
4
y
x
O
2

→
0
t

xCO
2
+
2
y
H
2
O +
2
z
N
2


Amin Khí cacbonic Hơi nước Khí nitơ


C
n
H
2n + 1
NH
2
+







+
4
3
2
3n
O
2

→
0
t
nCO
2
+






+
2
32n
H
2
O +
2
1
N
2

(C
n
H
2n + 3
N)

Amin đơn chất no mạch hở


Lưu ý

Sau đây là sản phẩm cháy của các loại chất hữu cơ:
Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
269

C
x
H
y
+






+
4

y
x O
2
→
0
t
xCO
2
+
2
y
H
2
O
Hiđrocacbon Khí cacbonic Hơi nước

C
x
H
y
O
z
+






−+

24
zy
x O
2

→
0
t
xCO
2
+
2
y
H
2
O
Hợp chất nhóm chức
chứa C, H, O

C
x
H
y
N
z
+







+
4
y
x
O
2
→
0
t
xCO
2
+
2
y
H
2
O +
2
z
N
2

Amin

C
x
H
y

X
z
+






+
4
y
x
O
2
→
0
t
xCO
2
+
2
y
H
2
O +
2
z
X
2

Dẫn xuất halogen (Hoặc HX, tùy chất)
(X: Cl, Br, I)


C
x
H
y
O
z
N
t
X
u
+






−+
24
zy
x
O
2

→

0
t
xCO
2
+
2
y
H
2
O +
2
t
N
2
+
2
u
X
2


2C
x
H
y
O
z
Na
t
+







+−+
24
2
t
z
y
x
O
2

→
0
t

( )
tx −2
CO
2
+







2
y
H
2
O + tNa
2
CO
3

Muối natri của hợp chất hữu cơ


XIV.4.2. Amin có tính chất như một bazơ yếu

Amin được coi là các dẫn xuất của amoniac (NH
3
), trong đó các nguyên tử H của NH
3

được thay thế bởi các gốc hiđrocacbon. Mà amoniac là một bazơ yếu, nên amin là các
bazơ (baz, base) hữu cơ yếu. Sở dĩ amoniac cũng như các amin có tính bazơ là vì lớp điện
tử ngoài cùng (lớp hóa trị) của N trong NH
3
, cũng như trong các amin, còn một đôi điện
tử tự do (chưa tạo liên kết). Đôi điện tử tự do này có thể tạo liên kết phối trí (liên kết cho
- nhận) với ion H
+
(có orbital 1s trống), nghĩa là NH
3

, cũng như các amin có thể nhận ion
H
+
vào phân tử của nó. Mà theo định nghĩa của Bronsted – Lowry, chất nào nhận được
ion H
+
thì chất đó là một bazơ. Do đó NH
3
cũng như amin là các bazơ. Tuy nhiên, đây là
các bazơ yếu. Và yếu tố nào làm cho đôi điện tử tự do trên N dễ nhận điện tử thì làm cho
tính bazơ của amin đó càng mạnh. Do đó các nhóm đẩy điện tử về N như các gốc
hiđrocacbon mạch hở (trong amin bậc 1, bậc 2 mạch hở) làm tăng độ mạnh tính bazơ;
Còn các nhóm làm phân tán đôi điện tử tự do trên N (như trong anilin, điphenylamin) làm
giảm độ mạnh tính bazơ.

Thí dụ
: Độ mạnh tính bazơ (baz, base) các chất tăng dần như sau:

Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái
270
N
H
. .
<
NH
2
. .
<
NH
3

<
CH
3
NH
2
<
CH
3
NH CH
3
Ñiphenylamin
Anilin
Amoniac
Metylamin
Ñiphenylamin


Triphenylamin, (CH
3
)
3
N, là một amin bậc ba mạch hở, tuy có 3 nhóm metyl, CH
3
-, đẩy
điện tử về N, nhưng lại có tính bazơ yếu hơn amin bậc hai, thậm chí yếu hơn cả amin bậc
một. Nguyên nhân của sự kiện này là do hiệu ứng lập thể, tuy N được tập trung điện tích
âm nhiều, nhưng do ba nhóm thế -CH
3
chiếm vùng không gian lớn, bao quanh N, khiến
cho ion H

+
khó đến gần N hơn, nên amin bậc ba khó nhận H
+
, vì thế nó có tính bazơ yếu.
Điphenylamin, anilin không làm đổi màu quì tím, trong khi amoniac, cũng như các amin
mạch hở làm đổi màu quì tím hóa xanh.

Sau đây là trị số K
b
của amoniac và của một số amin (K
b
càng lớn, tính bazơ càng mạnh):

(C
6
H
5
)
2
NH (Điphenylamin) K
b
= 7,60.10
-14

C
6
H
5
-NH
2

(Anilin) K
b
= 3,82.10
-10

C
6
H
5
-NH-CH
3
(Phenylmetylamin, N-Metylanilin) K
b
= 5,00.10
-10
NH
3
(Amoniac) K
b
= 1,79.10
-5

(CH
3
)
3
N (Trimetylamin) K
b
= 5,45.10
-5

CH
3
-NH
2
(Metylamin) K
b
= 4,38.10
-4

CH
3
-NH-CH
3
(Đimetylamin) K
b
= 5,20.10
-4

CH
3
-CH
2
-NH
2
(Etylamin) K
b
= 5,60.10
-4

(CH
3
-CH
2
)
3
N (Trietylamin) K
b
= 6,40.10
-4

(CH
3
-CH
2
)
2
NH (Đietylamin) K
b
= 9,60.10
-4


a.
Các amin có khối lượng phân tử nhỏ như CH
3
NH
2
(metylamin), (CH
3

)
2
NH
(đimetylamin), (CH
3
)
3
N (trimetylamin), CH
3
CH
2
NH
2
(etylamin),… là các chất khí ở
điều kiện thường, có mùi khai đặc trưng, hòa tan nhiều trong nước và tác dụng một
phần với nước, tạo dung dịch có tính bazơ, pH > 7, làm đổi màu qùi tím hóa xanh.
Các tính chất vật lý, hóa học của các amin có khối lượng phân tử nhỏ này cơ bản
giống như amoniac (NH
3
).

Thí dụ
:
CH
3
NH
2
+ H
2
O CH

3
NH
3
OH

Metylamin Nước Metylamoni hiđroxit


(CH
3
)
2
NH + H
2
O (CH
3
)
2
NH
2
OH
Đimetylamin Đimetylamoni hiđroxit


(CH
3
)
3
N + H
2

O (CH
3
)
3
NHOH
Trimetylamin Trimetylamoni hiđroxit

CH
3
CH
2
NH
2
+ H
2
O CH
3
CH
2
NH
3
OH
Etylamin Nước Etylamoni hiđroxit