Bài 9 - AMIN - Chương III - Giải Bài tập Sách Giáo khoa Hóa học 12

Đang tải...

Bài 9 – AMIN

I. KIẾN THỨC CẦN NHỚ

1. Khái niệm

Khi thay thế nguyên tử hiđro trong phân tử $NH_3$ bằng gốc hiđrocacbon ta được amin.

Ví dụ: $CH_3$ − $NH_2$ ; $CH_3$ − NH − $CH_3$ ;. .

Như vậy, trong phân tử amin, nguyên tử nitơ có thê liên kết với 1 hoặc 2 hoặc 3 gốc hidrocacbon.

2. Phân loại

Amin được phân loại theo hai cách thông dụng nhất:

a. Theo đặc điểm cấu tạo của gốc hiđrocacbon.

Amin thơm (Ví dụ: anilin – $C_6H_5NH_2$ ), amin béo (Ví dụ: etylamin – $C_2H_5NH_2$ ), amin dị vòng (Ví dụ: piroliđin).

b. Theo bậc của amin

Bậc của amin được tính bằng số nguyên tử hiđro trong phân tử amoniac bị thay thế bởi gốc hiđrocacbon. Theo đó, các amin được phân loại thành: amin bậc một, amin bậc hai, amin bậc ba.

3. Danh pháp

Tên của các amin được gọi theo danh pháp gốc – chức và danh pháp thay thế. Ngoài ra, một số amin được gọi theo tên thường (tên riêng) như ở bảng dưới. Nhóm $NH_2$ khi đóng vai trò nhóm thế thì gọi là nhóm amino, khi đóng vai trò nhóm chức thì gọi là nhóm amin.

4. Đồng phân

Khi viết công thức các đồng phân cấu tạo của amin, cần viết đồng phân mạch C và đồng phân vị trí nhóm chức cho từng loại: amin bậc một, amin bậc hai, amin bậc ba.

Ví dụ: với $C_4H_{11}N$ , ta viết được các amin đồng phân sau:

5. Tính chất vật lí

Metylamin, đimetylamin, trimetylamin và etylamin là những chất khí, mùi khai khó chịu, độc, dễ tan trong nước. Các amin đồng đẳng cao hơn là những chất lỏng hoặc rắn, độ tan trong nước giảm dần theo chiều tăng của phân tử khối. Anilin là chất lỏng, sôi ở 184°C, không màu, rất độc, ít tan trong nước, tan trong etanol, benzen. Để lâu trong không khí, anilin chuyển sang màu nâu đen vì bị oxi hóa bởi oxi không khí.

6. Cấu tạo phân tử

Sự tương đồng về cấu tạo giữa amoniac, amin các bậc và anilin được thấy ở hình dưới.

Mô hình của một vài phân tử được trình bày ở hình dưới.

Do phân tử amin có nguyên tử nitơ, còn đôi electron chưa liên kết (tương tự như trong phân tử amoniac) nên amin thể hiện tính chất bazơ. Ngoài ra, nguyên tử nitơ trong phân tử amin có số oxi hóa -3 như trong amoniac nên amin thường dễ bị oxi hóa. Các amin thơm, ví dụ như anilin, còn dễ dàng tham gia phản ứng thế vào nhân thơm do ảnh hưởng của đôi electron chưa liên kết ở nguyên tử nitơ.

7. Tính chất hóa học, ứng dụng và điếu chế

a. Tính chất của chức amin

– Tính bazơ

Dung dịch meiyỉamín và nhiều đồng đẳng của nó có khả năng làm xanh giấy quỳ tím hoặc làm hồng phenolphtalein do kết hợp với proton mạnh hơn amoniac. Anilin và các amin thơm ít tan trong nước. Dung dịch của chúng không làm đổi màu quỳ tím và phenolphtalein.

Như vậy, nhóm ankyl có ảnh hưởng làm tăng mật độ electron nguyên tử nitơ do đó làm tăng lực bazơ; nhóm phenyl ( $C_6H_5$ ) làm giảm mật độ electron ở nguyên tử nitơ do đó làm giảm lực bazơ.

Lực bazơ: $C_nH_{2n+1}$ − $NH_2$ > H− $NH_2$ > $C_6H_5$ − $NH_2$

+ Phản ứng với axit nitrơ

Amin bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thường cho ancol hoặc phenol và giải phóng nitơ.

Ví dụ: $C_2H_5NH_2$ + HONO → $C_2H_5OH$ + $N_2$ ↑ + $H_2O$

Anilin và các amin thơm bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thấp (0 – 5°C) cho muối điazoni:

Muối điazoni có vai trò quan trọng trong tổng hợp hữu cơ, đặc biệt là tổng hợp phẩm nhuộm azo.

+ Phản ứng ankyl hóa

Khi cho amin bậc một hoặc amin bậc hai tác dụng với ankỵl halogenua, nguyên tử H của nhóm amin có thể bị thay thế bởi gốc ankyl.

Ví dụ:

$C_2H_5NH_2$ + $CH_3I$ —> $C_2H_5NHCH_4$ + HI

Phản ứng này được gọi là phản ứng ankyl hóa ạmin.

– Phản ứng thế ở nhân thơm của anilin

Phản ứng này dùng để nhận biết anilin.

b. Ứng dụng

Các ankylamin được dùng trong tổng hợp hữu cơ, đặc biệt là các điamin được dùng để tổng hợp polime.

Anilin là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp phẩm nhuộm (phẩm azo, đen anilin,…), polime (nhựa anilin-fomanđehit,…), dược phẩm (streptoxit, sunfaguaniđin,…).

c. Điều chế

Amin có thể được điều chế bằng nhiều cách:

– Thay thế nguyên tử H của phân tử amoniac.

Các ankylamin được điều chế từ amoniac và ankyl halogenua.

– Khử hợp chất nitrơ:

Anilin và các amin thơm thường dùng được điều chế bằng cách khử nitrobenzen (hoặc dẫn xuất nitrơ tương ứng) bởi hiđro mới sinh nhờ tác dụng của kim loại (như Fe, Zn) với HCl.

II. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP (SGK)

Bài 1 (Trang 44, SGK)

Có 3 hóa chất: etylamin, phenylamin, amoniac. Thứ tự tăng dần tính bazơ xếp theo dãy:

Phenylamin < amoniac < etylamin.

Vì vậy, chúng ta chọn C.

Bài 2 (Trang 44, SGK)

Khi cho $CH_3NH_2$ tác dụng với dung dịch HCl đặc, ta thấy xung quanh xuất hiện làn khói trắng. Dựa vào độ nhận biết được $CH_3NH_2$ .

Vì vậy, chúng ta chọn D.

Bài 3 (Trang 44, SGK)

Bài 4 (Trang 44, SGK)

a. Sục hỗn hợp khí qua dung dịch HCl dư thu được khí $CH_4$ , dung dịch thu được sau phản ứng cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được metylamin.

b. Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch NaOH, lắc đều, sau đó chiết thu được dung dịch A ( $C_6H_5ONa$ + NaOH dư) và dung dịch B ( $C_6H_6$ + $C_5H_5NH_2$ dư), sục $CO_2$ dư vào dung dịch A thu được phenol, cho dung dịch HCl dư vào dung dịch B, lắc đều thu được benzen và dung dịch chứa $C_6H_5NH_3CI$ + HCl dư, cho tiếp dung dịch NaOH dư vào dung dịch vừa tạo thành sẽ thu được anilin.