CẤU TẠO, TÍNH CHẤT, ỨNG DỤNG CỦA AMIN, ANILIN

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

 

1. Khái niệm

 - 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. 

Ví dụ: CH₃-NH₂; CH₃-NH-CH₃;  CH₂=CH-CH₂-NH₂; C₆H₅-NH₂

 

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

a. Theo đặc điểm cấu tạo của gốc hiđrocacbon 

  - Amin thơm

  - Amin béo

  - Amin dị vòng 

 Ví dụ:

b. Theo bậc của amin 

 - Bậc amin: là số nguyên tử H trong phân tử NH₃ bị thay thế bởi gốc hiđrocacbon. Theo đó, các amin được phân loại thành: amin bậc 1, bậc 2, bậc 3.

 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… 
 - 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

 - Đồng phân về mạch cacbon 
 - Đồng phân vị trí nhóm chức 
 - Đồng phân về bậc của amin

 

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

 

1. Cấu trúc phân tử của amoniac và các amin

 

 2. Cấu tạo phân tử của amoniac và các amin

Trên nguyên tử nitơ đều có cặp electron tự do nên amoniac và các amin đều dễ dàng nhận proton. Vì vậy amoniac và các amin đều có tính bazơ.

 

3. Đặc điểm cấu tạo của 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

 

4. So sánh lực bazơ

 

a. Các yếu tố ảnh hưởng đến lực bazơ của amin

 - Mật độ electron trên nguyên tử N: mật độ càng cao, lực bazơ càng mạnh và ngược lại 
 - Hiệu ứng không gian: gốc R càng cồng kềnh và càng nhiều gốc R thì làm cho tính bazơ giảm đi, phụ thuộc vào gốc hiđrocacbon. Ví dụ tính bazơ của (CH₃)₂NH > CH₃NH₂ > (CH₃)₃N ; (C₂H₅)₂NH > (C₂H₅)₃N > C₂H₅NH₂

 

b. Phương pháp

 - Gốc đẩy electron làm tăng tính bazơ, gốc hút electron làm giảm tính bazơ.

 Ví dụ: p-NO₂-C₆H₄NH₂ < C₆H₅NH₂< NH₃ < CH₃NH₂ < C₂H₅NH₂ < C₃H₇NH₂

 - Amin có càng nhiều gốc đẩy e thì tính bazơ càng mạnh, amin có càng nhiều gốc hút e thì tính bazơ càng yếu.

(R_thơm)₃N < (R _thơm)₂NH < R_thơmNH₂ < NH₃ < R_no NH₂ < (R_no)₂NH < (R_no)₃N

* Lưu ý:

 - Gốc R_no càng cồng kềnh thì ảnh hưởng không gian của nó càng lớn làm cản trở quá trình H⁺ tiến lại gần nguyên tử N nên (R_no)₂NH < (R_no)₃N sẽ không còn đúng nữa.

 

IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

1. Tính chất của chức amin

a. Tính bazơ: tác dụng lên giấy quỳ tím ẩm hoặc phenolphtalein và tác dụng với axit

 - Dung dịch metylamin 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 rất ít tan trong nước. Dung dịch của chúng không làm đổi màu quỳ tím và phenolphtalein

b. Phản ứng 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

d. Phản ứng của amin tan trong nước với dung dịch muối của các kim loại có hiđroxit kết tủa

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

 

2. 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