CẤU TẠO, TÍNH CHẤT, ỨNG DỤNG CẢU AMIN VÀ ANILIN

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

1. Khái niệm

 Ví dụ: NH₃ thay 1 H bằng 1 gốc hidrocacbon CH₃-: CH₃-NH₂: metylamin

          Nếu thay 2H bằng 2 gốc hidrocacbon CH₃-: CH₃-NH-CH₃: dimetylamin. 

 - Amin là hợp chất hữu cơ được tạo ra khi thế một hoặc nhiều nguyên tử hiđro trong phân tử amoniac bằng một hoặc nhiều gốc hiđrocacbon. 

 - Amin no, đơn chức, mạch hở C_nH_2n+3N (n > hoặc bằng 1)

2. Phân loại Amin được phân loại theo hai cách thông dụng nhất

a. Theo đặc điểm cấu tạo của gốc hiđrocacbon 

  - Gốc hirocacbon no

 - Gốc hirocacbon không no

 - Gốc hirocacbon thơm.

b. Theo bậc của amin 

 - Bậc của amin: là số nguyên tử H trong phân tử NH₃ bị thay thế bởi gốc hidrocacbon.

  + Amin bậc 1: R-NH₂

  + Amin bậc 2: R-NH-R'

  + Amin bậc 3: R-N(R')-R''

Ngoài ra, amin còn có thể được phân loại theo (amin, béo, amin thơm và amin dị vòng). 

 Ví dụ:

3. Danh pháp

a. Cách gọi tên theo danh pháp gốc – chức :

ank + yl + amin 
 

b. Cách gọi tên theo danh pháp thay thế :

ankan + vị trí + amin 
 

c. Tên thông thường chỉ áp dụng với một số amin

Hợp chất                            Tên gốc – chức                         Tên thay thế                               Tên thường

CH₃–NH₂                                  metylamin                             metanamin 
CH₃–CH(NH₂)–CH₃                isopropylamin                        propan-2-amin 
CH₃–NH–C₂H₅                        etylmetylamin                        N-metyletanamin 
CH₃–CH(CH₃)–CH₂–NH₂       isobutylamin                          2-metylpropan-1-amin 
CH₃–CH₂–CH(NH₂)–CH₃       sec-butylamin                        butan-2-amin 
(CH₃)₃C–NH₂                           tert-butylamin                        2-metylpropan-2-amin 
CH₃–NH–CH₂–CH₂–CH₃        metylpropylamin                    N-metylpropan-1-amin 
CH₃–NH–CH(CH₃)₂                 isopropylmetylamin               N-metylpropan-2-amin 
C₂H₅–NH–C₂H₅                        đietylamin                              N-etyletanamin 
(CH₃)₂N–C₂H₅                          etylđimetylamin                     N,N-đimetyletanamin 
C₆H₅–NH₂                                phenylamin                            benzenamin                                anilin

 * Lưu ý:

 - Tên các nhóm ankyl đọc theo thứ tự chữ cái a, b, c…

Ví dụ: etyl; metyl; propyl,... 
 - Với các amin bậc 2 và 3, chọn mạch dài nhất chứa N làm mạch chính, N có chỉ số vị trí nhỏ nhất. Đặt một nguyên tử N trước mỗi nhóm thế của amin

 - Khi nhóm –NH₂ đóng vai trò nhóm thế thì gọi là nhóm amino.

 Ví dụ: CH₃CH(NH₂)COOH (axit 2-aminopropanoic)

4. Đồng phân Amin có các loại đồng phân

 - Amin no, đơn chức, mạch hở C_nH_2n+3N (n > hoặc bằng 1).

  + Công thức tính đồng phân amin: 2^n-1 (n < 5) 

  + Công thức tính đồng phân amin bậc 1: 2^n-2 (n < 5) 

 Ví dụ: C₃H₉N  có 4 đồng phân

   CH₃-CH₂-CH₂-NH₂   

   CH₃-CH(NH₂)-CH₃ 

   CH₃-CH₂-NH-CH₃   

   CH₃ -N(CH₃)₂

II. TÍNH CHẤT VẬT LÍ

 - Các amin có khả năng tan tốt trong nước, do giữa amin và nước có liên kết Hiđro liên phân tử. Độ tan trong nước giảm khi số nguyên tử C tăng.

 - Metyl–, đimetyl–, trimetyl– và etylaminlà những chất khí có mùi khai khó chịu, độc, dễ tan trong nước, các amin đồng đẳng cao hơn là chất lỏng hoặc rắn 

 - Anilin là chất lỏng, nhiệt độ sôi là 184^oC, không màu, rất độc, ít tan trong nước, tan trong ancol và benzen.

III. CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ SO SÁNH LỰC BAZƠ

 a. Cấu tạo phân tử amin

 - N trong phân tử amin còn có 1 cặp electron chưa tham gia liên kết → Amin có tính bazơ.

 b. So sánh lực bazơ

 - Mật độ electron càng lớn thì lực bazơ càng mạnh.  

(C₆H₅)₂NH < C₆H₅NH₂ < H-NH₂ < CH₃-NH₂ < (CH₃)₂NH

c. Giải thích

 - Gốc phenyl hút electron làm giảm mật độ e nên có lực bazơ yếu hơn so với amoniac thì 2 gốc phenyl sẽ khiến cho lực bazơ của amin càng yếu hơn. 

 - Gốc ankyl đẩy electron làm tăng mật độ e nên có lực bazơ mạnh hơn amoniac thì 2 gốc ankyl sẽ khiến lực bazơ của amin mạnh hơn nữa.

 Vì vậy, anilin là một bazơ rất yếu và không làm chất chỉ thị màu thay đổi.

* Lưu ý: Amin bậc 3 do hiệu ứng không gian nên làm sai lệch độ mạnh bazơ của các amin.

 d. Cấu tạo phân tử anilin

 - Do gốc phenyl (C₆H₅–) hút cặp electron tự do của nitơ về phía mình, sự chuyển dịch electron theo hiệu ứng liên hợp p – p (chiều như mũi tên cong) làm cho mật độ electron trên nguyên tử nitơ giảm đi, khả năng nhận proton giảm đi. Kết quả là làm cho tính bazơ của anilin rất yếu (không làm xanh được quỳ tím, không làm hồng được phenolphtalein).
 - Nhóm amino (NH₂) làm tăng khả năng thế Br vào gốc phenyl (do ảnh hưởng của hiệu ứng +C). Phản ứng thế xảy ra ở các vị trí ortho và para do nhóm NH₂ đẩy electron vào làm mật độ electron ở các vị trí này tăng lên.

IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Tính chất của chức amin

a. Tính bazơ

 - Amin có tính bazơ yếu

 + Dung dịch metylamin và nhiều đồng đẳng của nó có khả năng làm xanh giấy quỳ tím hoặc làm hồng phenolphtalein. 

* Lưu ý: Anilin có lực bazơ rất yếu và không làm đổi màu quỳ tím và phenolphtalein.

 +  Tác dụng với nước → dung dịch bazơ 

  CH₃NH₂ + H₂O  CH₃NH₃⁺ + OH^-

 +  Tác dụng với axit 

  CH₃NH₂ + HCl → CH₃NH₃Cl

  C₆H₅NH₂ + HCl → C₆H₅NH₃Cl

 +  Tác dụng với dung dịch muối của bazơ không tan tạo kết tủa.

  3CH₃NH₂ + FeCl₃ + 3H₂O → Fe(OH)₃ + 3CH₃NH₃Cl

b. Tác dụng với axit nitrơ

 - Amin no bậc 1 + HNO₂ → ROH + N₂ + H₂O. 

Ví dụ:  C₂H₅NH₂ + HONO → C₂H₅OH + N₂ + H₂O 
 - Amin thơm bậc 1 tác dụng với HNO₂ ở nhiệt độ thấp tạo thành muối điazoni. 
Ví dụ: C₆H₅NH₂ + HONO + HCl  C₆H₅N₂⁺ Cl^- + 2H₂O 
                                                                benzenđiazoni clorua 

c. Phản ứng ankyl hóa: amin bậc 1 hoặc bậc 2 tác dụng với ankyl halogenua (CH₃I, ….)

 - Phản ứng này dùng để điều chế amin bậc cao từ amin bậc thấp hơn. 
Ví dụ: C₂H₅NH₂ + CH₃I → C₂H₅NHCH₃ + HI 

2. Phản ứng cháy

 - Amin no, đơn chức, mạch hở khi bị đốt cháy thu được CO₂, H₂O và N₂.

 2C_nH_{2n + 3}N +  (6n + 3)/2   O₂   →  2nCO₂ +  (2n + 3)H₂O +  N₂

* Nhận xét:

    n_H2O > n_CO2

    n_H2O – n_CO2 = 1,5x = 1,5n_amin

    n_amin = 2n_N2

3. Phản ứng thế ở nhân thơm của anilin

V. ỨNG DỤNG

 Vì phần lớn các amin bây giờ ứng dụng nhiều làm chất chung gian điều chế các chất khác có nhiều ứng dụng quan trọng hơn nhất là các acid amin, phẩm nhuộm, các chất lưu hóa cao su...chỉ có 1 số ít là có hoạt tính sinh học.

Ví dụ
 - Một số là vitamin: ví dụ thiamine chloride (1 dạng của vit B1), pyridoxine ( vit B6)
 - Amphetamine: kich thich thần kinh trung ương, tăng huyết áp và mạch...nhưng gây nghiện 

 - Chloropheniramine là thành phần thuốc trị cảm cúm


 - Chlorodiazeppoxide(librium) có tác dụng an thần

 - Novocain và demerol-khá nổi tiếng vì liên quan đến cái chết của Michael Jackson, đc sd như thuốc gây tê và giảm đau



 - Nhóm thuốc kháng khuẩn sunfa cũng là những amin đc sd nhiều trong nửa đầu TK 20: ví dụ: sulfaniamide, sulfapyridine....

Trung tâm luyện thi, gia sư - dạy kèm tại nhà NTIC Đà Nẵng