Amine SVIP

I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP

1. Khái niệm

Amine là hợp chất được hình thành khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hydrogen trong phân tử ammonia bằng gốc hydrocarbon.

Ví dụ:

2. Phân loại 

Amine được phân loại theo bậc và đặc điểm của gốc hydrocarbon.

- Bậc của amine được tính bằng số gốc hydrocarbon liên kết trực tiếp với nguyên tử nitrogen. Theo đó, amine được phân loại thành amine bậc một, amine bậc hai và amine bậc ba.

Amine bậc 1

Amine bậc 2

Amine bậc 3

- Dựa trên đặc điểm cấu tạo của gốc hydrocarbon, amine được phân thành nhiều loại, trong đó hai loại điển hình là alkylamine (nhóm amine liên kết với gốc alkyl) và arylamine (nhóm amine liên kết trực tiếp với nguyên tử carbon của vòng benzene).

Alkylamine

Arylamine

3. Đồng phân

Từ hai nguyên tử carbon trở lên, amine bắt đầu xuất hiện các đồng phân về bậc, mạch carbon và vị trí nhóm amine.

4. Danh pháp

- Tên của amine theo danh pháp gốc - chức:

- Tên của amine theo danh pháp thay thế:

​- Một số amine còn được gọi theo tên thông thường.

Ví dụ: CH₃CH₂CH(NH₂)-CH₃ có tên gốc - chức là isobutylamine và tên thay thế là butan-2-amine.

Ví dụ: Tên thông thường của C₆H₅NH₂ là aniline.

II. ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO

Trong phân tử amine, nguyên tử N có cặp electron chưa liên kết giống như amoniac nên chúng có tính chất hóa học tương tự nhau.

Do ảnh hưởng của nhóm -NH₂ nên aniline có thể tham gia phản ứng thế nguyên tử hydrogen trong nhân thơm.

Mô hình phân tử methylamine

Mô hình phân tử aniline

III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Amine có nhiệt độ sôi cao hơn hydrocarbon có phân tử khối tương đương.

- Methylamine, ethylamine, dimethylamine và trimethylamine là các chất khí có mùi tanh hoặc mùi khai.

- Amine có khối lượng phân tử nhỏ tan tốt trong nước, độ tan giảm khi số carbon tăng. Anilin là chất lỏng, ít tan trong nước.

IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Tính base và phản ứng tạo phức

Các amine có tính base yếu và có thể làm đổi màu chất chỉ thị (trừ các arylamine).

⚡ THÍ NGHIỆM

- Phản ứng với chất chỉ thị

Nhỏ một giọt dung dịch methylamine 0,1 M lên mẫu giấy pH hoặc giấy quỳ tím đặt trên mặt kính đồng hồ.

- Phản ứng với dung dịch acid

Bước 1: Thêm 1 giọt phenolphthalein vào ống nghiệm chứa 2 mL dung dịch methylamine 0,1 M.

Bước 2: Nhỏ từ từ 2 mL dung dịch HCl 0,1 M vào ống nghiệm.

- Phản ứng với dung dịch muối

Thêm khoảng 3 mL dung dịch methylamine 0,1 M vào ống nghiệm chứa  khoảng 1 mL dung dịch FeCl₃ 0,1 M.

Tương tự như ammonia, amine thể hiện tính base yếu. Dung dịch các alkylamine có thể làm quỳ tím đổi màu xanh, còn dung dịch aniline không làm đổi màu quỳ tím.

Ví dụ: 

\(CH_3NH_2+H_2O⇌CH_3NH_3^++OH^-\)

\(CH_3NH_2+HCl\rightarrow CH_3NH_3Cl\)

\(FeCl_3+3CH_3NH_2+3H_2O\rightarrow Fe\left(OH\right)_3+3CH_3NH_3Cl\)

- Phản ứng với copper(II) hydroxide

Các amine có thể tác dụng với Cu(OH)2 tạo dung dịch phức chất màu xanh lam.

⚡ THÍ NGHIỆM (Phản ứng của nhóm amine)

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 tới khi kết tủa tan hết.

Các amine như methylamine hay ethylamine tác dụng với Cu(OH)₂ tạo dung dịch phức chất có màu xanh lam.

Ví dụ:

\(CuCl_2+2CH_3NH_2+2H_2O\rightarrow Cu\left(OH\right)_2+2CH_3NH_3Cl\)

\(Cu\left(OH\right)_2+4CH_3NH_2\rightarrow\left[Cu\left(CH_3NH_2\right)_4\right]\left(OH\right)_2\)

2. Phản ứng với nitrous acid

Ở nhiệt độ thường, các alkylamine bậc một có thể tác dụng với nitrous acid tạo thành alcohol và giải phóng khí nitrogen.

Ví dụ:

\(CH_3NH_2+HONO\rightarrow CH_3OH+N_2+H_2O\)

Ở nhiệt độ thấp (0 – 5 ^oC), Aniline tác dụng với nitrous acid tạo thành muối diazonium.

\(C_6H_5NH_2+HONO+HCl\overset{0-5^oC}{\rightarrow}\left[C_6H_5N_2\right]^+Cl^-+2H_2O\)

3. Phản ứng của aniline với nước bromine

Aniline dễ tham gia phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzene (ưu tiên thế vào các vị trí o- và p-).

⚡THÍ NGHIỆM (Phản ứng của aniline với nước bromine)

Thêm từ từ vài giọt dung dịch aniline loãng vào ống nghiệm chứa  khoảng 1 mL nước bromine.

V. ỨNG DỤNG

Anilin là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất phẩm nhuộm, dược phẩm (như paracetamol, sulfonamide) và polymer (tơ tổng hợp).

Ví dụ:

Amine được sử dụng để tổng hợp tơ

VI. Điều chế

1. Alkyl hóa ammonia

Alkylamine được điều chế từ ammonia và dẫn xuất halogen.

Ví dụ: 

\(NH_3\xrightarrow[+CH_3I]{-HI}NH_2\left(CH_3\right)\xrightarrow[+CH_3I]{-HI}NH\left(CH_3\right)_2\xrightarrow[+CH_3I]{-HI}N\left(CH_3\right)_3\)

2. Khử hợp chất nitro

Aniline và các arylamine thường được điều chế bằng cách khử hợp chất nitrobenzene (hoặc dẫn xuất nitro tương ứng) bởi một số kim loại (Zn, Fe,...) trong dung dịch HCl.

Ví dụ: 

\(C_6H_5NO_2+6\left[H\right]\xrightarrow[t^o]{Fe+HCl}C_6H_5NH_2+2H_2O\)

1. Amine là dẫn xuất của ammonia, trong đó nguyên tử hydrogen trong phân tử ammonia được thay thế bằng gốc hydrocarbon. Có thể phân loại amine theo bậc amine (amine bậc một, bậc hai và bậc ba) hoặc theo đặc điểm cấu tạo gốc hydrocarbon (alkylamine và arylamine).

2. Amine có tính base yếu; một số amine như methylamine, ethylamine tạo được hợp chất phức với Cu²⁺; các alkylamine bậc một phản ứng với HNO₂ tạo thành alcohol và giải phóng N₂; Aniline phản ứng với HNO₂ ở nhiệt độ thấp tạo muối diazonium; aniline dễ tham gia phản ứng thế nguyên tử H của vòng benzene hơn so với benzene.

3. Các amine được điều chế bằng cách alkyl hóa ammonia hoặc khử hợp chất nitro.

4. Các amine là nguyên liệu cho công nghiệp tổng hợp phẩm nhuộm, dược phẩm, polymer và tơ sợi.