Lý thuyết Hóa học 12 Bài 5: Amine - Cánh diều

---

Haylamdo biên soạn tóm tắt lý thuyết Hóa 12 Bài 5: Amine sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh lớp 12 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 12.

Lý thuyết Hóa 12 Bài 5: Amine - Cánh diều

I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ DANH PHÁP

1. Khái niệm

- Khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hydrogen trong phân tử ammonia bằng một hay nhiều gốc hydrocarbon, thu được amine.

Chú ý:

+ Tương tự như ammonia, nguyên tử nitrogen trong phân tử amine tạo ba liên kết cộng hóa trị với hydrogen hoặc gốc hydrocarbon. Ngoài ra nguyên tử nitrogen này còn một cặp electron hóa trị riêng.

+ Trong phân tử alkylamine, gốc alkyl đẩy electron làm cho mật độ electron trên nguyên tử nitrogen cao hơn so với mật độ electron trong ammonia.

+ Trong phân tử phenylamine (hay aniline), vòng benzene hút electron làm cho mật độ electron trên nguyên tử nitrogen thấp hơn so với mật độ electron trên nguyên tử nitrogen trong phân tử ammonia.

2. Phân loại

Amine được phân loại theo bậc amine hoặc theo gốc hydrocarbon, bao gồm các loại chủ yếu sau:

3. Danh pháp

- Tên pháp gốc – chức: Tên gốc hydrocarbon + amine.

Ví dụ: CH₃NH₂ (Methylamine), C₂H₅–NH₂ (Ethylamine)…

- Tên thay thế:

+ Tên amine bậc một:

Ví dụ:C₂H₅–NH₂ (Etanamine), CH₃CH(NH₂)CH₃ (Propan - 2- amine) ...

+ Tên amine bậc hai:

Ví dụ: CH₃CH₂NHCH₃: N-methylethanamine.

+ Tên amine bậc ba:

Ví dụ:

${\left(C{H}_3\right)}_{3}N:$N,N-dimethylmethanamine.

Ngoài ra, một số amine có tên riêng, chẳng hạn C₆H₅ – NH₂ có tên riêng là aniline.

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

- Methylamine, dimethylamine, trimethylamine và ethylamine là những chất khí ở điều kiện thường. Các amine có phân tử khối lớn hơn là những chất lỏng hoặc chất rắn.

- Các amine có khối lượng phân tử  thấp thường có mùi khó chịu (giống mùi tanh của cá).

- Các amine thường có nhiệt độ sôi cao hơn so với nhiệt độ sôi của các hydrocarbon có cùng số nguyên tử carbon hay có phân tử khối gần  với chúng.

- Các amine có tổng số carbon nhỏ thường tan tốt trong nước và độ tan giảm khi số nguyên tử carbon trong phân tử amine tăng lên. Các arylamine có độ tan trong nước rất thấp.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

Nguyên tử nitrogen trong phân tử amine có cặp electron hóa trị riêng nên amine có tính base tương tự ammonia:

$RN{H}_2+H_{2}O\rightleftharpoons RN{H}_3^{+}+O{H}^{-}$

Bên cạnh đó, nguyên tử nitrogen trong phân tử amine có số oxi  hóa là -3 nên amine thường dễ bị oxi hóa. Ngoài ra các amine còn có một số tính chất gây ra bởi gốc hydrocarbon trong phân tử.

1. Tính base và phản ứng tạo phức

- Dung dịch aniline trong nước không làm đổi màu quỳ tím, trong khi dung dịch của các alkylamine có thể làm quỳ tím hóa xanh.

- Amine tác dụng với acid tạo thành muối.

Ví dụ:

C₂H₅NH₂ + HCl → [C₂H₅NH₃⁺ ]Cl^‑

- Các amine có khối lượng phân tử nhỏ có khả năng tác dụng với dung dịch muối của các kim loại tạo thành kết tủa hydroxide.

Ví dụ:

3C₂H₅NH₂ + FeCl₃ + 3H₂O→ 3[C₂H₅NH₃⁺ ]Cl^‑ + Fe(OH)₃

- Amine cũng có khả năng tạo phức chất. Ví dụ:

4C₂H₅NH₂ + Cu(OH)₂→ [Cu(NH₂C₂H₅) ](OH)₂      

2. Tính khử

- Alkylamine bậc một tác dụng với nitrous acid ở  nhiệt độ thường tạo thành alcohol và giải phóng nitrogen. Ví dụ:

C₂H₅NH₂ + HONO → C₂H₅OH + N₂ + H₂O

- Aniline tác dụng với nitrous acid ở nhiệt độ thấp (0-5 ^oC) tạo thành muối diazonium, một chất trung gian quan trọng trong tổng hợp hữu cơ.

Chú ý:

Nitrous acid kém bền nên trong tổng hợp hữu cơ chất này không được sử dụng trực tiếp mà được thay bằng nitrous acid sinh ra từ phản ứng giữa sodium nitrite và acid (HCl, H₂SO₄…).

3. Phản ứng thế ở nhân thơm của aniline

Nhóm -NH₂ trong phân tử aniline làm tăng mật độ electron trong vòng benzene (tương tự nhóm  -OH trong phân tử phenol), đặc biệt ở vị trí ortho và para. Aniline dễ tham gia phản ứng với nước bromine tạo 2,4,6-tribromoaniline kết tủa trắng.

IV. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ

1. Ứng dụng

- Hợp chất có nhóm chức amine được thấy trong thành phần của nhiều dược phẩm, thuốc bảo vệ thực vật,….

- Aniline là nguyên liệu quan trọng để tổng hợp phẩm nhuộm (phẩm màu azo, aniline đen,…), chất hoạt động bề mặt. Aniline và các diamine (như hexamethylenediamine) được dùng để tổng hợp polymer (nhựa poly (aniline-formaldehyde), tơ nylon-6,6…).

2. Điều chế

a) Alkyl hóa ammonia

Alkylamine được điều chế từ ammonia và dẫn xuất halogen. Tùy thuộc vào tỉ lệ mol các chất tham gia phản ứng, có thể thu được sản phẩm là amine bậc một, bậc hai hoặc bậc ba. Ví dụ:

b) Khử hợp chất nitro

Arylamine thường được điều chế bằng cách khử hợp chất nitro tương ứng. Tác nhân khử là thường dùng là kim loại (Fe, Zn, Sn…) trong hydrochloric acid.

Ví dụ: