Bài giảng Hóa học hữu cơ: Chương 13 - TS Phan Thanh Sơn Nam

Chia sẻ: Lê Bảo Ngân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:36

Thêm vào BST

Báo xấu

223
lượt xem 44
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bộ bài giảng hóa học hữu cơ do tiến sĩ Phan Thanh Sơn Nam giảng viên bộ môn Kỹ thuật hữu cơ thuộc khoa Kỹ thuật hóa học trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh biên soạn. Bài giảng gồm 13 chương trình bày các kiến thức về hóa học hữu cơ. Chương 13 trình bày về Amine - Diazonium, đây là hợp chất hữu cơ mà phân tử chứa 1 hay nhiều nhóm - NH2 liên kết với C được phân loại dựa trên số nhóm akyl. Ngoài trình bày về phần giới thiệu chung bài giảng còn trình bày về danh pháp, phương pháp điều chế của 2 hợp chất trên.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa học hữu cơ: Chương 13 - TS Phan Thanh Sơn Nam

Hóa Học Hữu Cơ TS Phan Thanh Sơn Nam Bộ môn Kỹ Thuật Hữu Cơ Khoa Kỹ Thuật Hóa Học Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM Điện thoại: 8647256 ext. 5681 Email: ptsnam@hcmut.edu.vn http://hhud.tvu.edu.vn 1
Chương 13: AMINE - DIAZONIUM I. Giới thiệu chung Là hợp chất hữu cơ mà phân tử chứa 1 hay nhiều nhóm –NH2 (hay –NHR, -NR2) liên kết với C • Amine được phân loại dựa trên số nhóm alkyl hay aryl liên kết với N H R' R' R N H R N H R N R amine bậc 1 http://hhud.tvu.edu.vn amine bậc 2 amine bậc 3 2
II. Danh pháp II.1. Tên thông thường Tên gốc hydrocarbon + amine CH3NH2 CH3NHCH2CH2CH3 CH3CH2NHCH2CH3 methylamine methylpropylamine diethylamine CH3 CH3 CH3 CH3NCH3 CH3NCH2CH2CH2CH3 CH3CH2NCH2CH2CH3 trimethylamine butyldimethylamine ethylmethylpropylamine http://hhud.tvu.edu.vn 3
II.2. Tên IUPAC Amine không chứa –COOH, -CHO, -OH: alkanamine CH3 CH3CH2CH2CH2NH2 CH3CH2CHCH2CH2CH3 CH3CH2NCH2CH2CH3 NHCH2CH3 butanamine N-ethyl-3-hexanamine N-ethyl-N-methyl-1-propanamine CH3 CH3CHCH2CH2NHCH3 CH3CH2CHCH2CHCH3 Cl NHCH2CH3 3-chloro-N-methyl-1-butanamine N-ethyl-5-methyl-3-hexanamine CH3 N CH3 CH2CH3 CH3CHCH2CHCH3 Br NHCH2CH2CH3 http://hhud.tvu.edu.vn 4 4-bromo-N,N-dimethyl-2-pentanamine 2-ethyl-N-propylcyclohexanamine
Chứa nhiều nhóm amine: CH3CHCH2NH2 H2NCH2(CH2)4CH2NH2 NH2 1,2-propandiamine 1,6-hexandiamine Trật tự ưu tiên: -COOH > -CHO > >C=O > -OH > -NH2 HOCH2CH2NH2 COOH CH3CCH2CH2NH2 O H2N 2-aminoethanol 4-amino-2-butanone 4-aminobenzoic acid http://hhud.tvu.edu.vn 5
III. Các phương pháp điều chế III.1. Alkyl hóa NH3 a. Alkyl hóa bằng dẫn xuất halogen R R R RX R-NH2 RX RX RX NH3 R N H R N R R N+ R X- -HX -HX -HX -HX R H NH3 CH3Cl CH3-CH2-Cl CH3-CH2-NH2 C2H5 N CH3 -HCl -HCl NH3 CH3Cl CH2Cl CH2-NH2 CH2-NH-CH3 -HCl -HCl http://hhud.tvu.edu.vn 6
• Aryl halide chỉ phản ứng nếu nhân thơm chứa nhóm thế hút điện tử mạnh như -NO2 ở vị trí o-, p- hoặc ở điều kiện khắc nghiệt Cl NHCH3 NO2 CH3-NH2 NO2 NO2 NO2 2,4-dinitrochlorobenzene N-methyl-2,4-dinitroaniline Cl NH2 Cu2O + NH3 200 oC http://hhud.tvu.edu.vn 7
b. Alkyl hóa bằng alcohol Al2O3 R-OH + NH3 R-NH2 + H2O 400-450 oC III.2. Phản ứng chuyển vị Hofmann của amide R C NH2 + OBr- R-NH2 + CO32- O Ar C NH2 + OBr- Ar-NH2 + CO32- O http://hhud.tvu.edu.vn 8
III.3. Khử hóa hợp chất nitro • Khử bằng H mới sinh từ Fe, Sn/H+ C6H5-NO2 + 3Fe + 6HCl C6H5-NH2 + 3FeCl2 + 2H2O C6H5-NO2 + 3Sn + 6HCl C6H5-NH2 + 3SnCl2 + 2H2O http://hhud.tvu.edu.vn 9
• Khử bằng H2 dùng xúc tác Pt, Ni, Pd NO2 NH2 Pt + 3H2 + 2H2O • Khử bằng tác nhân khử yếu như Na2S, (NH4)2S nếu có nhiều nhóm –NO2 thì chỉ khử 1 nhóm NO2 NO2 + Na2S + H2O + Na2SO3 NO2 NH2 10 http://hhud.tvu.edu.vn
III.4. Khử hóa nitrile CH2Cl CH2CN H2C CH2NH2 NaCN H2, Ni 140 oC Cl-CH2-CH2-CH2-CH2-Cl NaCN H2, Ni NC-(CH2)4-CN NH2-CH2-(CH2)4-CH2-NH2 http://hhud.tvu.edu.vn 11
III.5. Đi từ hợp chất carbonyl H H H2/Ni R C O + NH3 R C NH R CH2 NH2 imine • Có thể thay H2/Ni bằng NaBH3CN CHO CH2NH2 H2/Ni + NH3 http://hhud.tvu.edu.vn 12
IV. Tính chất vật lý • Khả năng tạo liên kết H < alcohol • To sôi < của alcohol tương ứng V. Tính chất hóa học V.1. Tính base R-NH2 + HCl R-NH3+Cl- NH2 NH3+Cl- + HCl http://hhud.tvu.edu.vn 13
Trong H2O: R-NH2 + H2O R-NH3+ + OH- • Tính base của amine trong H2O phụ thuộc vào mật độ điện tử trên N & khả năng hydrate hóa của cation alkylammonium • R đẩy điện tử (+I) làm tăng tính base • R hút điện tử (-C, -I) làm giảm tính base amine béo có tính base > amine thơm http://hhud.tvu.edu.vn 14
*** Tuy nhiên trong H2O, tính base: (CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N > NH3 • Giải thích: trong H2O, cation của amine bậc 3 có khả năng hydrate hóa yếu (1H) H R H R H O H N+ H O R N+ H O H R H R H • Lưu ý: trong dung môi không phân cực như benzene hay trong pha khí, amine bậc 3 có tính base mạnh nhất http://hhud.tvu.edu.vn 15
• Amine thơm: bậc càng cao, tính base càng giảm (do +C của N) NH2 > N > N H • Nhóm thế trong nhân thơm đẩy điện tử tính base tăng và ngược lại Tính base: p-NO2-C6H4-NH2 < m- NO2-C6H4-NH2 < p-Cl-C6H4-NH2 < C6H5-NH2 < p-CH3O-C6H4-NH2 http://hhud.tvu.edu.vn 16
V.2. Phản ứng alkyl hóa R R R RX R-NH2 RX RX RX NH3 R N H R N R R N+ R X- -HX -HX -HX -HX R H NH3 CH3Cl CH3-CH2-Cl CH3-CH2-NH2 C2H5 N CH3 -HCl -HCl NH3 CH3Cl CH2Cl CH2-NH2 CH2-NH-CH3 -HCl -HCl http://hhud.tvu.edu.vn 17
V.3. Phản ứng acyl hóa nhóm –NH2 • Phản ứng đặc trưng của amine thơm H NH2 + CH3-COOH N C CH3 + H2O O O H NH2 + H3C C N C CH3 + HCl Cl O O H3C C H NH2 + O N C CH3 + CH3-COOH H3C C O O http://hhud.tvu.edu.vn 18
• Cơ chế: O δ− H O- NH2 + H3C C δ+ N+ C OH O H H CH3 OH H N C OH N C CH3 + H2O H CH3 O http://hhud.tvu.edu.vn 19
• Được dùng để bảo vệ nhóm –NH2 khi nitro hóa aniline H NH2 + CH3-COOH N C CH3 + H2O O HNO3 / H2SO4 H2O / H+ H NO2 NH2 NO2 N C CH3 o t O http://hhud.tvu.edu.vn 20