Các hợp chất hữu cơ có nitơ
Các hợp chất nitro
1. Cấu tạo
Là dẫn xuất thu được khi thế nguyên tử H trong phân tử hiđrocacbon bằng nhóm nitro
-NO2.
Công thức chung có dạng R(NO2)n, với n ³ 1.
Trong phân tử của hợp chất nitro có mối liên kết trực tiếp giữa 2 nguyên tử C - N và
nguyên tử N có hoá trị IV.
Công thức cấu tạo được biểu diễn:
Ví dụ:
2. Tính chất vật lý
Các hợp chất nitro là những chất rắn hoặc lỏng, ít tan trong nước.
3. Tính chất hoá học
a) Nhiều hợp chất nitro kém bền, khi đun nóng hoặc va chạm có thể bị phân tích và tự
bốc cháy, phản ứng cháy không cần oxi ngoài.
Do đó nhiều chất được dùng làm thuốc nổ, thuốc súng như điamit (nitroglixerin), TNT
(trinitroluen).
b) Khi bị khử bởi hiđro mới sinh thì biến thành amin. Ví dụ:
4. Điều chế
Các hợp chất nitro được điều chế bằng phản ứng nitro hoá các hiđrocacbon.
- Các hiđrocacbon no mạch hở:
- Các hiđrocacbon thơm:
Amin
1. Cấu tạo
Amin là dẫn xuất của NH3 khi thay thế một hay nhiều nguyên tử H bằng gốc
hiđrocacbon.
Cũng có thể xem amin như dẫn xuất của hiđrocacbon khi thay thế nguyên tử H bằng
nhóm NH2.
- Phân loại: bậc của amin:
Tùy theo số nhóm NH2 ta có monoamin, điamin,…
Ví dụ:
- Trong phân tử amin (giống trong phân tử NH3), nguyên tử N có 1 cặp electron không
phân chia.
Vì thế amin có khả năng kết hợp proton (H+), thể hiện tính bazơ.
Nếu R là gốc no mạch hở, có khuynh hướng đẩy electron, làm tăng điện tích âm ở N,
làm tăng khả năng kết hợp H+, nghĩa là làm tăng tính bazơ. Amin bậc cao có tính bazơ
mạnh hơn amin bậc thấp.
Nếu R là nhân benzen, có khuynh hướng hút electron, ngược lại làm giảm tính bazơ
của amin (tính bazơ yếu hơn NH3)
2. Tính chất vật lý
a) Các amin mạch hở: Những chất đơn giản nhất (CH3 - NH2, C2H5 - NH2) là những
chất khí, tan nhiều trong nước, có mùi đặc trưng giống NH3.
Khi khối lượng phân tử tăng dần, các amin chuyển dần sang lỏng và rắn, độ tan trong
nước cũng giảm dần.
Ví dụ.
Chất : CH3CH2, (CH3)2NH, C2H5NH2, C2H4(NH2)2
Nhiệt độ sôi -6,3oC +6,9oC +16,6oC +116,5oC
b) Các amin thơm: là những chất lỏng hoặc chất tinh thể, có nhiệt độ sôi cao, mùi đặc
trưng, ít tan trong nước.
3. Tính chất hoá học
Nói chung amin là những bazơ yếu, có phản ứng tương tự NH3.
a) Tính bazơ
- Các amin mạch hở tan được trong nước cho dung dịch có tính bazơ.
Do đó làm quỳ có màu xanh.
- Anilin (C6H5 - NH2) và các amin thơm khác do tan ít trong nước, không làm xanh
giấy quỳ.
- Phản ứng với axit tạo thành muối.
Các muối của amin là chất tinh thể, tan nhiều trong nước. Khi cho các muối này tác
dụng với kiềm mạnh lại giải phóng amin.
b) Các điamin: Các điamin có thể tham gia phản ứng trùng ngưng với các điaxit tạo
thành polime (xem phần điaxit)
c) Amin thơm:
- Nhóm NH2 có ảnh hưởng hoạt hoá nhân thơm và định hướng thế vào vị trí o-, p-.
Ví dụ:
- Do ảnh hưởng của nhóm NH2, tính bền của nhân benzen giảm xuống, dễ bị oxi hoá
(ví dụ bằng hỗn hợp K2Cr2O7 + H2SO4) cho nhiều sản phẩm khác nhau. Ví dụ:
4. Điều chế
a) Khử hợp chất nitro bằng hiđro mới sinh:
b) Phản ứng giữa NH3 với R - X (X = Cl, Br, I)
Phản ứng có thể tiếp tục cho amin bậc cao:
c) Phương pháp Sabatie
5. Giới thiệu một số amin
a) Metylamin CH3 - NH2
Là chất khí, có mùi giống NH3, tan nhiều trong nước, trong rượu và ete.
b) Etylamin C2H5 - NH2
Là chất khí (nhiệt độ sôi = 16,6oC), tan vô hạn trong nước, tan được trong rượu, ete.
c) Hecxametylđiamin H2N - (CH2)6 - NH2: