Bài giảng Hóa hữu cơ Amin

Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 265 XIV. AMIN XIV.1. Định nghĩa Amin là loại hợp chất hữu cơ được tạo ra khi một hay các nguyên tử H của amoniac (NH3) được thay thế bởi các gốc hiđrocacbon (hidrocarbon). - Nếu 1 nguyên tử H của NH3 được thay thế bởi 1 gốc hiđrocacbon, được amin bậc một, R-NH2. - Nếu 2 nguyên tử H của NH3 được thay thế bởi 2 gốc hiđrocacbon, được amin bậc hai, R-NH-R’. - Nếu 3 nguyên tử H của NH3 được thay thế bởi 3 gốc hiđrocacbon, được amin bậc ba, R-N-R’. R” H H HN . . R N H H . . R N R' H . . R N R" R' . . Amoniac Amin baäc 1 Amin baäc 2 Amin baäc 3 (Chaát voâ cô) Chöùc amin (Chaát höõu cô) XIV.2. Công thức tổng quát Amin: CxHyNz x ≥ 1 z ≥ 1 (z = 1: Amin đơn chức; z ≥ 2 : Amin đa chức) ≈ CxHy – z ⇒ (y – z) chẵn và (y – z) ≤ 2x + 2 CxHy(NH2)n x ≥ 1 n ≥ 1 ≈ CxHy + n ⇒ (y + n) chẵn và (y + n) ≤ 2n + 2 CnH2n + 2 – 2k – x (NH2)x n ≥ 1 k = 0; 1; 2; 3; 4;… x ≥ 1 Amin đơn chức: CxHyN x ≥ 1 ≈ CxHy – 1 ⇒ (y – 1) chẵn ⇒ y lẻ và (y – 1) ≤ 2x + 2 ⇒ y ≤ 2x + 3 CxHy-NH2 x ≥ 1 ≈ CxHy + 1 ⇒ (y + 1) chẵn ⇒ y lẻ và (y + 1) ≤ 2x + 2 ⇒ y ≤ 2x + 1 Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 266 CnH2n + 2 – 2k – 1 NH2 ⇒ CnH2n + 1 – 2kNH2 n ≥ 1 k : 0; 1; 2; 3; 4; … R-NH2 (R: Gốc hiđrocacbon hóa trị 1, khác H) Amin đơn chức no mạch hở: CnH2n + 1 NH2 (n ≥ 1) CnH2n +3N (n ≥ 1) R-NH2 (R: Gốc hiđrocacbon hóa trị 1, no, mạch hở, ≠ H) Bài tập 151 Viết công thức tổng quát có mang nhóm chức của các chất sau đây: a. Amin đơn chức no mạch hở. b. Amin đa chức, hai nhóm chức amin, no, mạch hở. c. Amin đồng đẳng anilin. d. Amin đơn chức, chứa một liên kết đôi, mạch hở. e. Amin đơn chức, chứa một vòng, no. f. Amin đa chức, chứa ba nhóm chức amin, không no, chứa hai liên kết đôi C=C, một liên kết ba C≡C, có một vòng. g. Amin đơn chức no mạch hở, chứa 6 nguyên tử C trong phân tử. Bài tập 151’ Viết công thức tổng quát của các chất sau đây: a. Amin đồng đẳng metylamin. b. Amin thuộc dãy đồng đẳng vinylamin. c. Amin đồng đẳng điphenylamin. d. Amin đồng đẳng hexametylenđiamin. e. Amin đồng đẳng xiclopentylamin (ciclopentylamin). f. Amin đơn chức chứa một nhân thơm, một vòng, một liên đôi C=C, mạch hở. g. Amin đa chức chứa hai nhóm amino, no, mạch hở, chứa 9 nguyên tử C trong phân tử. h. Chất đồng đẳng o-cresol. XIV.3. Cách đọc tên (Danh pháp) - Coi các nhóm –NH2 (amino), −NHR (N-ankylamino), −N-R (N-ankyl-N-ankyl’ R’ amino) như là các nhóm thế gắn vào hiđrocacbon có mạch cacbon dài hơn. - Đọc tên các gốc hiđrocacbon (liên kết vào N) + amin: R-NH2: Ankylamin. Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 267 Thí dụ: CH3-NH2: Aminometan CH3CH2NH2: Aminoetan (CH5N) Metylamin (C2H5NH2; C2H7N) Etylamin CH3CH2CH2NH2: 1-Aminopropan; n-Propylamin CH3-CH-CH3 : 2-Aminopropan; Isopropylamin NH2 CH3-NH-CH3 : Đimetylamin; N,N-Đimetylamin; N-Metylaminometan CH3-N-CH3 : Trimetylamin; N,N-Đimetylaminometan CH3 CH3-CH-NH-CH3 : 2-(N-Metylamino)propan; Metylisopropylamin CH3 CH2=CH-NH-CH2-CH=CH2: 1-(N-Vinylamino)propen-2; Vinylalylamin CH3 CH3-CH2-CH-N-CH2-CH3 : 2-(N-Metyl-N-etylamino)butan; Metyletylsec-butylamin CH3 NH2 Anilin Aminobenzen Phenylamin NH Diphenylamin N-Phenylaminobenzen (C6H5-NH2) (C6H5-NH-C6H5) Bài tập 152 Viết CTCT các chất sau đây: a. Metylamin b. Anilin c. Điphenylamin d. Metyletylisopropylamin e. Neopentylamin f. Etinylvinylalylamin g. Trimetylamin h. Phenylxiclohexylamin (Phenylciclohexylamin) i. o-Cresol j. o-Xilen Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 268 k. Isoamylaxetat (Isoamylacetat) l. Axit picric (Acid picric) m. Isopren n. Rượu benzylic (Alcol benzyl) Bài tập 152’ Đọc tên các chất sau đây: a. CH3CH2CH2-NH2 CH3 b. CH3CH2-N-CH2CH3 c. CH2=CH-NH-CH2-CH=CH2 d. CH3-CH-CH2-NH2 CH3 CH3 e. CH3-C-CH2-NH-CH2-CH3 CH3 f. C6H5-NH2 g. C6H5-NH-C6H5 CH3 h. CH3-C-CH2-NH2 CH3 i. C6H5-CH2-NH2 CH3-CH2 j. CH3-CH2-CH2-N-CH2-CH2-CH3 CH3 k. CH2=CH-CH2-N-CH=CH2 l. H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-NH2 m. CH2=CH-COOH n. CH2=CH-Cl XIV.4. Tính chất hóa học XIV.4.1. Phản ứng cháy CxHyNz +    + 4 yx O2 → 0t xCO2 + 2 y H2O + 2 z N2 Amin Khí cacbonic Hơi nước Khí nitơ CnH2n + 1NH2 +    + 4 3 2 3n O2 → 0t nCO2 +    + 2 32n H2O + 2 1 N2 (CnH2n + 3N) Amin đơn chất no mạch hở Lưu ý Sau đây là sản phẩm cháy của các loại chất hữu cơ: Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 269 CxHy +    + 4 yx O2 → 0t xCO2 + 2 y H2O Hiđrocacbon Khí cacbonic Hơi nước CxHyOz +    −+ 24 zyx O2 → 0t xCO2 + 2 y H2O Hợp chất nhóm chức chứa C, H, O CxHyNz +    + 4 yx O2 → 0t xCO2 + 2 y H2O + 2 z N2 Amin CxHyXz +    + 4 yx O2 → 0t xCO2 + 2 y H2O + 2 z X2 Dẫn xuất halogen (Hoặc HX, tùy chất) (X: Cl, Br, I) CxHyOzNtXu +    −+ 24 zyx O2 → 0t xCO2 + 2 y H2O + 2 t N2 + 2 u X2 2CxHyOzNat +    +−+ 24 2 tzyx O2 → 0t ( )tx −2 CO2 +    2 y H2O + tNa2CO3 Muối natri của hợp chất hữu cơ XIV.4.2. Amin có tính chất như một bazơ yếu Amin được coi là các dẫn xuất của amoniac (NH3), trong đó các nguyên tử H của NH3 được thay thế bởi các gốc hiđrocacbon. Mà amoniac là một bazơ yếu, nên amin là các bazơ (baz, base) hữu cơ yếu. Sở dĩ amoniac cũng như các amin có tính bazơ là vì lớp điện tử ngoài cùng (lớp hóa trị) của N trong NH3, cũng như trong các amin, còn một đôi điện tử tự do (chưa tạo liên kết). Đôi điện tử tự do này có thể tạo liên kết phối trí (liên kết cho - nhận) với ion H+ (có orbital 1s trống), nghĩa là NH3, cũng như các amin có thể nhận ion H+ vào phân tử của nó. Mà theo định nghĩa của Bronsted – Lowry, chất nào nhận được ion H+ thì chất đó là một bazơ. Do đó NH3 cũng như amin là các bazơ. Tuy nhiên, đây là các bazơ yếu. Và yếu tố nào làm cho đôi điện tử tự do trên N dễ nhận điện tử thì làm cho tính bazơ của amin đó càng mạnh. Do đó các nhóm đẩy điện tử về N như các gốc hiđrocacbon mạch hở (trong amin bậc 1, bậc 2 mạch hở) làm tăng độ mạnh tính bazơ; Còn các nhóm làm phân tán đôi điện tử tự do trên N (như trong anilin, điphenylamin) làm giảm độ mạnh tính bazơ. Thí dụ: Độ mạnh tính bazơ (baz, base) các chất tăng dần như sau: Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 270 N H . . < NH2 . . < NH3 < CH3 NH2 < CH3 NH CH3 Ñiphenylamin Anilin Amoniac Metylamin Ñiphenylamin Triphenylamin, (CH3)3N, là một amin bậc ba mạch hở, tuy có 3 nhóm metyl, CH3-, đẩy điện tử về N, nhưng lại có tính bazơ yếu hơn amin bậc hai, thậm chí yếu hơn cả amin bậc một. Nguyên nhân của sự kiện này là do hiệu ứng lập thể, tuy N được tập trung điện tích âm nhiều, nhưng do ba nhóm thế -CH3 chiếm vùng không gian lớn, bao quanh N, khiến cho ion H+ khó đến gần N hơn, nên amin bậc ba khó nhận H+, vì thế nó có tính bazơ yếu. Điphenylamin, anilin không làm đổi màu quì tím, trong khi amoniac, cũng như các amin mạch hở làm đổi màu quì tím hóa xanh. Sau đây là trị số Kb của amoniac và của một số amin (Kb càng lớn, tính bazơ càng mạnh): (C6H5)2NH (Điphenylamin) Kb = 7,60.10-14 C6H5-NH2 (Anilin) Kb = 3,82.10-10 C6H5-NH-CH3 (Phenylmetylamin, N-Metylanilin) Kb = 5,00.10-10 NH3 (Amoniac) Kb = 1,79.10-5 (CH3)3N (Trimetylamin) Kb = 5,45.10-5 CH3-NH2 (Metylamin) Kb = 4,38.10-4 CH3-NH-CH3 (Đimetylamin) Kb = 5,20.10-4 CH3-CH2-NH2 (Etylamin) Kb = 5,60.10-4 (CH3-CH2)3N (Trietylamin) Kb = 6,40.10-4 (CH3-CH2)2NH (Đietylamin) Kb = 9,60.10-4 a. Các amin có khối lượng phân tử nhỏ như CH3NH2 (metylamin), (CH3)2NH (đimetylamin), (CH3)3N (trimetylamin), CH3CH2NH2 (etylamin),… là các chất khí ở điều kiện thường, có mùi khai đặc trưng, hòa tan nhiều trong nước và tác dụng một phần với nước, tạo dung dịch có tính bazơ, pH > 7, làm đổi màu qùi tím hóa xanh. Các tính chất vật lý, hóa học của các amin có khối lượng phân tử nhỏ này cơ bản giống như amoniac (NH3). Thí dụ: CH3NH2 + H2O CH3NH3OH Metylamin Nước Metylamoni hiđroxit (CH3)2NH + H2O (CH3)2NH2OH Đimetylamin Đimetylamoni hiđroxit (CH3)3N + H2O (CH3)3NHOH Trimetylamin Trimetylamoni hiđroxit CH3CH2NH2 + H2O CH3CH2NH3OH Etylamin Nước Etylamoni hiđroxit Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 271 b. Amin tác dụng axit, tạo muối R-NH2 + H+ → R-NH3+ Amin Axit Muối của amin Do amin là bazơ yếu, nên khi cho muối của amin tác dụng với dung dịch bazơ mạnh (hiđroxit kim loại kiềm, kiềm thổ) thì amin bị đẩy ra khỏi muối. R-NH3+ + OH− → R-NH2 + H2O Muối của amin Bazơ mạnh Amin Nước Thí dụ: CH3-NH2 + HCl → CH3-NH3Cl Metylamin Axit clohiđric Metylamoni clorua CH3-NH3Cl + NaOH → CH3-NH2 + H2O + NaCl Metylamoni clorua Dung dịch xút Metylamin Nước Natri clorua 2CH3-NH-CH3 + H2SO4 → [(CH3)2NH2]2SO4 Đimetylamin Axit sunfuric Đimetylamoni sunfat (Sulfat dimetylamonium) [(CH3)2NH2]2SO4 + 2KOH → 2(CH3)2NH + 2H2O + K2SO4 Đimetylamoni sunfat Kali hiđroxit Đimetylamoni NH2 + HCl NH3Cl Anilin Phenylamin Axit clohiñric Phenylamoni clorua (khoâng tan, dd ñuïc) (tan, dd trong) NH3Cl + NaOH NH2 + NaCl + H2O Phenylamoni clorua dd Xuùt Anilin (khoâng tan, dd ñuïc)(tan, dd trong) Chú ý C.1. Người ta thường vận dụng tính chất này để tách lấy riêng amin ra khỏi hỗn hợp các chất hữu cơ: Cho hỗn hợp các chất hữu cơ có chứa amin tác dụng với axit clohiđric, chỉ có amin tác dụng tạo muối tan trong nước. Tách lấy dung dịch nước có chứa muối của amin (hoặc cô cạn dung dịch để đuổi các chất hữu cơ khác bay đi, chỉ còn lại muối của amin), sau đó cho dung dịch xút lượng dư vào muối này, sẽ tái tạo được amin. Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 272 C.2. Cũng có thể căn cứ vào tính chất đặc trưng trên của anilin để nhận biết anilin: Chất lỏng có mùi đặc trưng, rất ít tan trong nước và nặng hơn nước, tỉ khối d > 1, nên khi cho anilin vào nước thì thấy nước đục, một lúc sau có sự phân lớp, anilin nằm ở lớp dưới. Nếu cho tiếp dung dịch axit clohiđric vào thì thấy nước trong (vì có phản ứng, tạo muối tan). Nếu cho tiếp dung dịch xút vào thì lại thấy nước đục (là do có sự tái tạo anilin không tan). C.3. Khi cho amin tác dụng với axit sunfuric thiếu, thì có sự tạo muối sunfat trung tính; Còn khi cho amin tác dụng với axit sunfuric dư, thì có sự tạo muối sunfat axit. Nguyên nhân của tính chất này là do với H2SO4 có dư, nó sẽ phản ứng tiếp với muối sunfat trung tính để tạo muối sunfat axit (Chức axit thứ nhất của H2SO4 mạnh hơn chức thứ nhì, nên H2SO4 tác dụng với SO42− để tạo HSO4−). Hoặc có thể hiểu là với H2SO4 có dư, có nhiều H+, nên chỉ cần 1 H axit của H2SO4 để trung hòa amin, do đó có sự tạo muối sunfat axit; Chỉ khi nào thiếu H2SO4, có dư amin, thì mới cần H axit thứ hai của H2SO4, nên có sự tạo muối sunfat trung tính. Thí dụ: NH2 + H2SO4(thieáu) NH3 2 SO42 Anilin Axit sunfuric (thieáu) Phenylamoni sunfat Phenylamin NH2 + H2SO4(dö) NH3 HSO 4 Anilin Axit sunfuric (dö) Phenylamoni sunfat axit Phenylamin IV.4.3. Anilin tác dụng nước brom Benzen không tác dụng với nước brom, nhưng anilin tác dụng dễ với nước brom, tạo sản phẩm thế brom không tan, có màu trắng. Anilin vừa làm mất màu đỏ nâu của nước brom, vừa tạo kết tủa với nước brom, là do có phản ứng thế ái điện tử (thân điện tử) của brom vào nhân thơm của anilin và tạo sản phẩm thế không tan. NH2 + 3Br2 Br Br Br NH2 + 3HBr Anilin Nöôùc brom 2,4,6-Tribrom anilin (Chaát khoâng tan, maøu traéng) Phản ứng giữa anilin với nước brom cho thấy ảnh hưởng của nhóm amino (−NH2) đến nhóm phenyl (−C6H5) trong phân tử anilin: Nhóm amino đẩy điện tử vào nhóm phenyl, khiến có sự tập trung mật độ điện tích âm nhiều ở các vị trí 2, 4, 6 (vị trí orto, para) đối Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 273 với nhóm amino, nên các nhóm thế ái điện tử (thân điện tử) có mang một phần điện tích dương −Brδ+ (của Br2) dễ thế vào các vị trí 2, 4, 6 này. Đồng thời nhóm phenyl (−C6H5) rút điện tử, làm phân tán đôi điện tự do trên N của nhóm amino (−NH2) khiến cho anilin khó nhận ion H+, nên làm giảm tính bazơ của anilin. Cụ thể, amoniac cũng như các amin mạch hở có thể làm đổi màu quì tím hóa xanh, còn anilin có tính bazơ yếu hơn, không làm đổi màu quì tím hóa xanh. Bài tập 153 Hãy giải thích và cho thí dụ minh họa cho thấy có sự ảnh hưởng qua lại giữa nhóm amino (−NH2) với nhóm phenyl (−C6H5) trong phân tử anilin. Bài tập 153’ Hãy giải thích và cho thí dụ bằng phản ứng minh họa cho thấy có sự ảnh hưởng qua lại giữa nhóm hiđroxyl (−OH) với nhóm phenyl (−C6H5) trong phân tử phenol. Bài tập 154 Nhận biết 7 chất lỏng không màu sau đây: Benzen; Phenol; Anilin; n-Propylamin; Axit axetic (Acid acetic); Benzanđehit (Benzaldehid); Axeton (Aceton). Bài tập 154’ Bằng phương pháp hóa học, tách lấy riêng mỗi chất ra khỏi hỗn hợp gồm: Benzen; Phenol và Anilin IV.5. Điều chế Dùng hiđro nguyên tử mới sinh để khử hợp chất nitro tạo thành amin. R-NO2 + 6 [H]  → HClFe / R-NH2 + 2H2O Hợp chất nitro Hiđro nguyên tử mới sinh Amin Nước Thí dụ: CH3 NO2 + 6[H] Fe/HCl CH3 NH2 + 2H2O +3 0 -3 +1 +1 Nitrometan Hiñro nguyeân töû môùi sinh (ñang sinh) Metylamin (Chaát khöû) (Chaát oxi hoùa) NO2 + 6 [H] Fe/HCl NH2 + H2O +3 0 -3 +1 +1 Nitrobenzen H nguyeân töû môùi sinh Anilin (Chaát oxi hoùa) (chaát khöû) Anilin tạo ra trong môi trường axit có dư (HCl có dư) nó hiện diện ở dạng muối, cần thêm bazơ mạnh (như dung dịch xút, NaOH) để tái tạo amin. Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 274 NH2 + HCl NH3Cl HCl + NaOH NaCl + H2O NH3Cl + NaOH NH2 + NaCl + H2O Phenylamoni clorua Anilin Ngoài ra, có thể điều chế amin bằng cách cho ankyl hóa amoniac (NH3) bằng ankyl halogenua (RX) đun nóng; hoặc ankyl hóa amoniac (NH3) bằng rượu (ROH), có Nhôm oxit (Oxid nhôm, Al2O3) hay Thori oxit (Oxid thorium, ThO2) làm xúc tác và nung nóng ở nhiệt độ cao. Thí dụ: CH3-I + NH3 t˚ CH3-NH2 + HI Metylamin Amoniac Metylamin Hidro iodua CH3-I + CH3-NH2 t˚ CH3-NH-CH3 + HI Dimetylamin CH3-I + CH3-NH-CH3 t˚ (CH3)3N + HI Trimetylamin CH3-CH2-OH + NH3 Al2O3 (ThO2), t˚ CH3-CH2-NH2 + H2O Rượu etylic Amoniac Etylamin CH3-CH2-OH + CH3-CH2-NH2 Al2O3 (ThO2), t˚ CH3CH2NHCH2CH3 + H2O Rượu etylic Etylamin Đietylamin Bài tập 155 A là một chất hữu cơ. Khử A bằng hiđro nguyên tử mới sinh thì thu được chất hữu cơ B. B là hợp chất chứa một nhóm chức, có tính bazơ, có tỉ khối so với hiđro bằng 28,5. 1. Xác định CTPT của A. 2. Xác định các CTCT có thể có của A. 3. Xác định CTCT đúng của A. nếu gốc hidro gắn vào nhóm chức bậc nhất. Viết các phản ứng xảy ra. (C = 12; H = 1; N = 14; O = 16) ĐS: C3H7NO2; 1-Nitropropan Bài tập 155’ Hỗn hợp A gồm hai amin thuộc dãy đồng đẳng anilin có khối lượng phân tử hơn kém nhau 14 đvC. Cho biết 13,21 gam hỗn hợp A tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch HCl 1,3M. a. Xác định CTCT có thể có của các amin trong hỗn hợp A. Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 275 b. Tính % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp A. c. Viết các phương trình phản ứng điều chế amin có khối lượng phân tử nhỏ trong hỗn hợp A từ khí thiên nhiên. Các chất vô cơ, xúc tác coi như có sẵn. (C = 12; H = 1; N = 14) ĐS: 35,20% anilin; 64,80% C7H7NH2 Bài tập 156 Đốt cháy hoàn toàn m gam chất hữu cơ A bằng 10,36 lít O2 (đktc) vừa đủ. Sản phẩm cháy gồm CO2, H2O và N2. Dẫn tất cả sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch NaOH dư, thấy khối lượng bình tăng thêm 19,45 gam và có 0,56 lít một khí trơ (đktc) thoát ra. a. Tính m. b. Xác định CTPT của A. Biết rằng nếu dùng 100 ml dung dịch NaOH 8M để hấp thụ sản phẩm cháy thì sau đó phải cần dùng 50 ml dung dịch HCl 2M để trung hòa lượng bazơ còn dư và tỉ khối hơi của A so với oxi nhỏ hơn 3,5. c. Xác định CTCT có thể có của A, biết rằng có thể điều chế A từ toluen bằng hai phản ứng liên tiếp. Viết các phản ứng xảy ra. Đọc tên A. (C = 12; H = 1; O = 16; N = 14) ĐS: m = 5,35g; C7H9N; A: o-Toluiđin; p- Toluiđin; Benzylamin Bài tập 156’ A là một chất hữu cơ có chứa nitơ. Đốt cháy hoàn toàn m gam A cần dùng 17,64 lít không khí (đktc). Sản phẩm cháy gồm khí cacbonic, hơi nước và khí nitơ. Cho tất cả các chất sau phản ứng cháy hấp thụ vào bình đựng dung dịch Ba(OH)2 có dư. Khối lượng bình đựng tăng thêm 6,39 gam còn khối lượng dung dịch thì giảm 11,34 gam so với khối lượng dung dịch Ba(OH)2 lúc đầu. Có 14,448 lít một khí trơ (đktc) thoát ra. a. Tính m. b. Xác định CTPT của A. Biết rằng CTPT của A cũng là công thức đơn giản của nó. Không khí gồm 20% O2, 80% N2 theo thể tích. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn. c. Xác định các CTCT có thể có của A và đọc tên các chất này. d. A là một amin bậc 3. Xác định CTCT đúng của A. Viết phương trình phản ứng giữa A với: - H2O - HCl - Dung dịch FeCl3 - Viết các phương trình phản ứng điều chế A từ metan bằng hai cách (các chất vô cơ, xúc tác có sẵn) (C = 12; H = 1; O = 16; N = 14; Ba = 137) ĐS: m = 1,77g; C3H9N; 4 CTCT CÂU HỎI ÔN PHẦN XIV 1. Amin là gì? Thế nào là amin bậc 1, amin bậc 2, amin bậc 3? Cho thí dụ cụ thể. 2. Bậc của amin khác với bậc của rượu như thế nào? Cho thí dụ minh họa. Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 276 3. Đọc tên các chất sau đây: CH3 NH2 CH3 NH CH3 CH3 N CH3 CH3 NH2 NH CH3 CH2 NH2 CH3 CH CH3 NH2 NH CH2 CH2 CH NH2 4. Viết CTCT các chất sau đây: Anilin; Etylamin; 1-Aminopropan; Đimetylamin; Aminoetan; Điphenylamin; Phenylamoni clorua; Trimetylamin; Metylamoni sunfat axit; Stiren; Metyletylamin; Toluen; Đimetyletylamin; Axit picric; 2-Aminopropan; o-Cresol; p-Xilen; Vinylamin; Isopren; Vinyl axetat; Thủy tinh hữu cơ (Plexiglas); Isoamyl axetat; Trietylamin. 5. Hãy giải thích và viết phản ứng minh họa cho thấy ảnh hưởng qua lại giữa nhóm amino (−NH2) với nhóm phenyl (−C6H5) trong phân tử anilin. 6. Giải thích tại sao amin có tính bazơ. Viết phương trình phản ứng minh họa tính bazơ của amin và đó là một bazơ yếu. 7. So sánh (có giải thích) độ mạnh tính bazơ của các chất (sắp theo độ mạnh tính bazơ tăng dần): Amoniac, Anilin, Metylamin, Điphenylamin; Đimetylamin. 8. Tại sao metylamin có tính bazơ mạnh hơn amoniac, còn anilin thì có tính bazơ yếu hơn amoniac? 9. Tại sao amoniac cũng như các amin bậc 1, bậc 2 có nhiệt độ sôi cao hơn các hợp chất cộng hóa trị có khối lượng phân tử xấp xỉ (không kể rượu, axit hữu cơ)? 10. Tại sao các amin như metylamin, đimetylamin, trimetylamin, etylamin tác dụng được với các dung dịch muối của các kim loại (khác kim loại kiềm, kiềm thổ)? Viết ba phản ứng minh họa. 11. (Sách GK Hóa Học 12 Ban Khoa Học Tự Nhiên, 1997) Viết đầy đủ các phương trình phản ứng có ghi rõ điều kiện cần thiết để thực hiện sơ đồ các chuyển hóa sau: CH4 → C2H2 → C6H6 → C6H5NO2 → C6H5NH2 → C6H5NH3+ SO4H− 12. (Sách GK Hóa Học 12 Ban Khoa Học Tự Nhiên, 1997) Cho anilin tác dụng với nước brom 3% (khối lượng riêng 1,3 g/ml). a) Tìm thể tích nước brom cần để điều chế 3,3 gam tribromanilin. Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 277 b) Khi cho nước brom có dư vào một dung dịch anilin trong nước người ta được 4,4 gam kết tủa. Tính khối lượng anilin có trong dung dịch trên. Giả thiết rằng hiệu suất phản ứng là 100%. (C = 12; H = 1; N = 14; Br = 80) ĐS: 1,23 lít; 1,24 gam 13. (Sách GK Hóa Học 12 Ban Khoa Học Tự Nhiên, 1997) Hãy giải thích các hiện tượng: a) Khác với metan, metylamin dễ tan trong nước. b) Khi rửa dụng cụ thủy tinh đựng anilin người ta không dùng dung dịch kiềm mà dùng dung dịch axit, sau đó rửa lại bằng nước. 14. Viết CTCT, đọc tên và xác định bậc của các amin có CTPT: C2H7N; C3H9N; C4H11N 15. Tại sao amin bậc hai có tính bazơ mạnh hơn amin bậc một, còn amin bậc ba lại có tính bazơ yếu hơn amin bậc hai? 16. Đốt cháy hoàn toàn 1,18 gam amin đơn chức B bằng một lượng không khí vừa đủ. Dẫn toàn bộ hỗn hợp khí sau phản ứng vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, đuợc 6 gam kết tủa và có 9,632 lít khí (đktc) duy nhất thoát khỏi bình. a) Tìm công thức phân tử của B; b) Viết các công thức cấu tạo có thể có của B và gọi tên. Giả thiết trong không khí có 20% O2 và 80% N2 về thể tích. (C = 12; H = 1; N = 14; Ca = 40; O = 16) (TSĐH khối A, năm 2006) ĐS: C3H9N; 4 CTCT 17. a) Dùng hai đũa thủy tinh, đũa thứ nhất được nhúng vào dung dịch HCl đặc, đũa thứ hai nhúng vào etylamin (ts = 16,6˚C). Lấy hai đũa ra khỏi dung dịch và đưa lại gần nhau sẽ thấy “khói trắng” như sương mù bay lên. Giải thích hiện tuợng nêu trên và viết phương trình phản ứng. b) Viết phuơng trình phản ứng giữa các cặp hợp chất sau: CH3NH2 và HCl, CH3NH2 (1 mol) và H2SO4 (1 mol), CH3NH2 (2 mol) và H2SO4 (1 mol), CH3NH2 và CH3COOH. c) Để trung hòa 50 ml dung dịch metylamin cần 30,65 ml dung dịch HCl 0,1M. Tính nồng độ % metylamin trong dung dịch. Giả sử khi tan vào nước, metylamin không làm thay đổi thể tích dung dịch. (C = 12; H = 1; N = 14; O = 16) (Sách Bài tập Hóa Học lớp 12) ĐS: 0,19% 18. Hỗn hợp A gồm 4 hợp chất hữu cơ no đơn chức mạch hở là đồng phân của nhau. Bốn hợp chất đó đều dễ phản ứng với dung dịch HCl. Phân tử của mỗi chất đều chứa các nguyên tố C, H và 23,7% N. Viết công thức cấu tạo của 4 hợp chất hữu cơ đó và tính khối lượng của hỗn hợp A, biết khi đốt cháy hỗn hợp A cho 4,48 lít N2 (đo ở đktc). Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 278 (C = 12; H = 1; N = 14) (Sách Bài tập Hóa Học lớp 12) ĐS: 23,6 gam hỗn hợp C3H9N 19. Đốt cháy hoàn toàn 1,605 gam hợp chất A đã thu đuợc 4,62 gam CO2, 1,215 gam H2O và 168 cm3 N2 (đo ở đktc). a) Tính thành phần % các nguyên tố. b) 3,21 gam hợp chất A phản ứng hết với 30 ml dung dịch HCl 1M. Viết các công thức cấu tạo có thể có của A, biết A là đồng đẳng của anilin. (C = 12; H = 1; O = 16; N = 14) (Sách Bài tập Hóa Học lớp 12) ĐS: 78,5% C; 8,4% H; 13,1% N; C7H9N (3 CTCT) 20. Cho 500 gam benzen phản ứng với hỗn hợp HNO3 đặc và H2SO4. Nitrobenzen sinh ra được khử thành anilin. a) Tính khối lượng nitrobenzen và anilin thu được, biết hiệu suất mỗi giai đoạn đều đạt 78%. b) Lượng nitrobenzen chưa tham gia phản ứng khử được đem khử tiếp thành anilin. Tính hiệu suất phản ứng khử lần thứ hai, biết đã thu thêm được 71,61 gam anilin. c) Cho biết phương pháp hóa học xác nhận rằng trong sản phẩm anilin còn lẫn nitrobenzen. (C = 12; H = 1; N = 14; O = 16) (Sách Bài tập Hóa Học lớp 12) ĐS: 615 gam; 362,7 gam; HS 70%; Nitrobenzen không tan trong dung dịch HCl 21. a) Viết đầy đủ các phương trình phản ứng của dãy chuyển hóa sau: HNO3 đặc (1 mol) Fe, HCl (dư) NaOH Br2 C6H6 A B C D (1 mol) H2SO4 đặc b) Từ toluen và các hóa chất vô cơ cần thiết hãy viết các phuơng trình phản ứng điều chế ra những chất đồng đẳng của anilin: o-toluiđin (o-CH3C6H4NH2) và p-toluiđin (p-CH3C6H4NH2) (Sách Bài tập Hóa Học lớp 12) 22. Cho 27,60 gam hỗn hợp gồm anlin, phenol, axit axetic và rượu etylic. Hòa tan hỗn hợp trong n-hexan rồi chia thành ba phần bằng nhau. (Trong điều kiện này, coi như anilin không tác dụng với axit axetic). Phần thứ nhất tác dụng với Na (dư) cho 1,68 lít khí (đo ở đktc). Phần thứ hai tác dụng với nước brom (dư) cho 9,91 gam kết tủa. Phần thứ ba phản ứng hết với 18,5 ml dung dịch NaOH 11% (khối lượng riêng 1,1 g/ml). Tính thành phần % khối lượng các chất trong hỗn hợp, biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. (C = 12; H = 1; O = 16; N = 14; Br = 80; Na = 23) (Sách Bài tập Hóa Học lớp 12) ĐS: 8,36%; 22,47%; 22,17%; 47,00% Giáo khoa hóa hữu cơ Biên soạn: Võ Hồng Thái 279 23. a) Phân biệt các hợp chất trong từng nhóm sau bằng phương pháp hóa học và viết phương trình phản ứng: - Dung dịch anilin và dung dịch amoniac. - Anilin và xiclohexylamin (C6H11NH2). - Anilin và phenol. b) Cho một hỗn hợp gồm ba chất: benzen, phenol và anilin. Bằng phương pháp hóa học làm thế nào có thể tách lấy từng chất? Viết các phương trình phản ứng. (Sách Bài tập Hóa Học lớp 12) 24. A là một chất đồng đẳng anilin, có chứa 8 nguyên tử C trong phân tử. Số công thức cấu tạo có thể có của A là: a) 7 b) 8 c) 9 d) Nhiều hơn 9 25. Chất hữu cơ X đồng đẳng của alylamin có thành phần trăm khối lượng Hiđro là 12,94%. Công thức phân tử của X là: a) C2H5N b) C4H9N c) C6H13N d) C5H11N (C = 12; H = 1; N = 14) 26. Xét các chất: (1): Amoniac; (2): Metylamin; (3): Đimetylamin; (4): Anilin; (5): Điphenylamin Độ mạnh tính bazơ các chất trên tăng dần như sau: a) (1) < (2) < (3) < (