Amine SVIP

I. KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI 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.

Nguyên tử nitrogen trong phân tử amine tạo ba liên kết cộng hóa trị với hydrogen hoặc gốc hydrocarbon và có một cặp electron hóa trị riêng.

Hình học phân tử ammonia (a) và amine (b)

Mô hình phân tử của methylamine (c) và aniline (d)

2. Phân loại 

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

3. Danh pháp

Theo danh pháp gốc – chức:

Theo danh pháp thay thế:

- Amine bậc một:

- Amine bậc hai:

- Amine bậc ba:

II. 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 nguyên tử carbon tăng. Aniline là chất lỏng, ít tan trong nước.

III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC

- Amine có tính base do nguyên tử nitrogen mang một cặp electron hoá trị riêng.

\(RNH_2+H_2O\rightleftharpoons RNH_3^{+}+OH^{-}\)

- Nguyên tử nitrogen trong amine có số oxi hoá -3 nên dễ bị oxi hoá.

- Amine còn có tính chất của gốc hydrocarbon trong phân tử.

1. Tính base và phản ứng tạo phức

⚡ THÍ NGHIỆM (Tính base của amine)

Dùng đũa thủy tinh nhúng vào dung dịch ethylamine rồi chấm vào mẩu giấy quỳ tím.

⚡ THÍ NGHIỆM (Phản ứng với dung dịch acid)

Nhúng đũa thủy tinh sạch vào dung dịch HCl đặc rồi đưa đầu ống thủy tinh vào ống nhiệm chứa khoảng 1 mL dung dịch ethylamine 5%.

Phương trình hóa học:

\(CH_3CH_2NH_2+HCl\rightarrow CH_3CH_2NH_3Cl\)

⚡ THÍ NGHIỆM (Phản ứng với dung dịch muối)

Thêm khoảng 2 mL dung dịch ethylamine 5% vào ống nghiệm chứa khoảng 5 giọt dung dịch FeCl₃ 3%.

Phương trình hóa học:

\(FeCl_3+3C_2H_5NH_2+3H_2O\rightarrow Fe\left(OH\right)_3+3C_2H_5NH_3Cl\)

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

⚡ THÍ NGHIỆM (Phản ứng với copper(II) hydroxide)

Thêm từ từ đến hết 4 mL dung dịch ethylamine 5% vào ống nghiệm chứa khoảng 5 giọt dung dịch CuSO₄ 5%.

Phương trình hóa học:

\(Cu\left(OH\right)_2+4C_2H_5NH_2\rightarrow\left[Cu\left(C_2H_5NH_2\right)_4\right]\left(OH\right)_2\)

2. Tính khử

- 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.

Ví dụ:

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

3. Phản ứng thế ở nhân thơm của aniline

⚡THÍ NGHIỆM (Phản ứng bromine hóa aniline)

Thêm 1 mL dung dịch aniline loãng vào ống nghiệm chứa khoảng 0,5 - 1 mL nước bromine, vừa thêm vừa lắc.

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

IV. ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ

1. Ứng dụng

Alkylamine được ứng dụng trong sản xuất thuốc trừ sâu, dược phẩm, chất hoạt động bề mặt, polymer,...

Aniline là nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất phẩm nhuộm, dược phẩm (như paracetamol, sulfonamide), polymer,...

2. Điều chế

a. Alkyl hóa ammonia

Ammonia tác dụng với dẫn xuất halogen tạo ra alkylamine.

Ví dụ: 

\(NH_3\xrightarrow[+CH_3Br]{-HBr}NH_2\left(CH_3\right)\xrightarrow[+CH_3Br]{-HBr}NH\left(CH_3\right)_2\xrightarrow[+CH_3Br]{-HBr}N\left(CH_3\right)_3\)

b. Khử hợp chất nitro

Arylamine được điều chế bằng cách dùng kim loại (Fe, Zn) khử hợp chất nitrobenzene trong dung dịch HCl.

Ví dụ: 

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