Quay lại danh sách
CHEMKhối 1224/05/2025

Amin và Amit (Tính bazơ của Amin, hình thành Amit)

TÀI LIỆU HỌC TẬP CHUYÊN ĐỀ AMIN VÀ AMIT

I. AMIN

1. Khái niệm và phân loại

a. Khái niệm:

  • Amin là hợp chất hữu cơ được hình thành khi thay thế một hoặc nhiều nguyên tử hidro trong phân tử amoniac (NH₃) bằng một hoặc nhiều gốc hidrocacbon.
  • Công thức tổng quát: RₙNH₃₋ₙ (n = 1, 2, 3), trong đó R là gốc hidrocacbon.

b. Phân loại:

  • Theo bậc:
    • Amin bậc 1: NH₂-R (một gốc R)
    • Amin bậc 2: NH(R)(R') (hai gốc R)
    • Amin bậc 3: N(R)(R')(R'') (ba gốc R)
  • Theo gốc hidrocacbon:
    • Amin béo (gốc ankyl): CH₃NH₂, C₂H₅NH₂, ...
    • Amin thơm (gốc aryl): C₆H₅NH₂, C₆H₅NHCH₃, ...
  • Theo số lượng nhóm amino:
    • Monoamin: CH₃NH₂, C₂H₅NH₂,...
    • Điamin: H₂N-CH₂-CH₂-NH₂,...

2. Tính chất vật lý

  • Trạng thái:
    • Ở điều kiện thường, các amin có phân tử khối nhỏ (ví dụ: metylamin, etylamin) là chất khí, mùi khai, dễ tan trong nước.
    • Các amin có phân tử khối lớn hơn là chất lỏng hoặc rắn.
  • Độ tan:
    • Amin có phân tử khối nhỏ tan tốt trong nước do tạo liên kết hidro với nước.
    • Độ tan giảm khi phân tử khối tăng.
  • Nhiệt độ sôi:
    • Nhiệt độ sôi của amin thấp hơn so với ancol có cùng số nguyên tử cacbon do liên kết hidro giữa các phân tử amin yếu hơn so với liên kết hidro giữa các phân tử ancol.
    • Amin bậc 1 có nhiệt độ sôi cao hơn amin bậc 2 và bậc 3 do có nhiều liên kết hidro hơn.

3. Tính chất hóa học

a. Tính bazơ:

  • Do trên nguyên tử nitơ còn cặp electron tự do, amin có tính bazơ, có khả năng nhận proton (H⁺).

  • Amin tác dụng với axit tạo muối:

    R-NH₂ + HCl → R-NH₃Cl
(metylamin) + (axit clohidric) → (metylamoni clorua)

  • So sánh tính bazơ:

    • Amin béo > NH₃ > Amin thơm (do ảnh hưởng của vòng benzen làm giảm mật độ electron trên nguyên tử nitơ).
    • Trong dãy amin béo: Bậc 2 > Bậc 1 > Bậc 3 (Do hiệu ứng không gian của các gốc ankyl lớn cản trở sự proton hóa ở bậc 3). Tuy nhiên, quy luật này không hoàn toàn tuyệt đối và còn phụ thuộc vào gốc R cụ thể.
    • Amin thơm có tính bazơ rất yếu (ví dụ: anilin).

  • Phản ứng với muối của kim loại:

    R-NH₂ + H₂O ⇌ R-NH₃⁺ + OH⁻

    Do tạo môi trường bazơ, amin có thể kết tủa hidroxit của một số kim loại:

    2CH₃NH₂ + CuCl₂ + 2H₂O → Cu(OH)₂↓ + 2CH₃NH₃Cl

b. Phản ứng với axit nitrơ (HNO₂):

  • Amin bậc 1 tác dụng với HNO₂ ở nhiệt độ thấp tạo ancol hoặc phenol và giải phóng N₂:

    R-NH₂ + HNO₂ → ROH + N₂ + H₂O (nếu R là gốc ankyl)
Ar-NH₂ + HNO₂ → Ar-OH + N₂ + H₂O (nếu Ar là gốc aryl)

    Ví dụ:

    C₂H₅NH₂ + HNO₂ → C₂H₅OH + N₂ + H₂O
C₆H₅NH₂ + HNO₂ + HCl \overset{0-5°C}{\longrightarrow} C₆H₅N₂⁺Cl⁻ + 2H₂O

    (C₆H₅N₂⁺Cl⁻: Muối điazoni)

  • Amin bậc 2 tác dụng với HNO₂ tạo hợp chất nitrozoamin (R-N(NO)-R'):

    R₂NH + HNO₂ → R₂N-NO + H₂O

  • Amin bậc 3 không phản ứng với HNO₂.

c. Phản ứng ankyl hóa:

  • Amin có thể phản ứng với ankyl halogenua (R'X) tạo amin bậc cao hơn:

    R-NH₂ + R'X → R-NH-R' + HX
R-NH-R' + R'X → R-N(R')₂ + HX
R-N(R')₂ + R'X → [R-N(R')₃]⁺X⁻

    Phản ứng tiếp diễn đến khi tạo muối amoni bậc 4.

d. Phản ứng với anđehit và xeton:

  • Amin bậc 1 phản ứng với anđehit và xeton tạo imin hoặc bazơ Schiff:

    R-NH₂ + R'-CHO ⇌ R-N=CH-R' + H₂O
R-NH₂ + R'-CO-R'' ⇌ R-N=C(R')(R'') + H₂O

e. Phản ứng thế ở vòng benzen (chỉ amin thơm):

  • Nhóm -NH₂ là nhóm thế loại 1, định hướng vào vị trí ortho và para.

  • Phản ứng brom hóa anilin xảy ra dễ dàng và tạo kết tủa trắng:

    C₆H₅NH₂ + 3Br₂ → C₆H₂Br₃NH₂↓ + 3HBr
(2,4,6-tribromanilin)

4. Điều chế

  • Từ dẫn xuất halogen:

    R-X + NH₃ → R-NH₂ + HX

  • Từ nitroankan (phản ứng khử):

    R-NO₂ \overset{Fe/HCl}{\longrightarrow} R-NH₂

  • Từ amit (phản ứng Hofmann):

    R-CO-NH₂ + Br₂ + 4NaOH → R-NH₂ + Na₂CO₃ + 2NaBr + 2H₂O

  • Từ anđehit/xeton (amin hóa khử):

    R-CHO + NH₃ \overset{H₂/Ni}{\longrightarrow} R-CH₂NH₂

II. AMIT

1. Khái niệm và phân loại

a. Khái niệm:

  • Amit là hợp chất hữu cơ được hình thành khi thay thế nhóm -OH trong axit cacboxylic bằng nhóm -NH₂.
  • Công thức tổng quát: R-CO-NH₂, R-CO-NHR', R-CO-N(R')(R'')
  • Amit cũng có thể được coi là dẫn xuất của amoniac khi thay thế một hoặc hai nguyên tử hidro bằng gốc acyl (R-CO-).

b. Phân loại:

  • Theo số lượng nhóm amino:
    • Amit bậc 1: R-CO-NH₂
    • Amit bậc 2: R-CO-NHR'
    • Amit bậc 3: R-CO-N(R')(R'')
  • Theo gốc hidrocacbon:
    • Amit béo: CH₃CONH₂, CH₃CONHCH₃,...
    • Amit thơm: C₆H₅CONH₂, C₆H₅CONHCH₃,...
    • Amit vòng (lactam): chứa nhóm -CO-NH- trong vòng.

2. Tính chất vật lý

  • Trạng thái:
    • Các amit đơn giản (ví dụ: metanamit) là chất lỏng ở điều kiện thường.
    • Các amit khác là chất rắn ở điều kiện thường.
  • Độ tan:
    • Các amit có phân tử khối nhỏ tan được trong nước do tạo liên kết hidro.
    • Độ tan giảm khi phân tử khối tăng.
  • Nhiệt độ sôi:
    • Amit có nhiệt độ sôi cao hơn so với các axit cacboxylic và amin có cùng số nguyên tử cacbon do liên kết hidro giữa các phân tử amit mạnh hơn.

3. Tính chất hóa học

a. Tính chất trung tính:

  • Amit là hợp chất trung tính, không có tính bazơ hoặc axit đáng kể.
  • Do hiệu ứng liên hợp electron, cặp electron tự do trên nitơ tham gia vào liên kết π với nhóm carbonyl, làm giảm tính bazơ của nhóm amino.

b. Phản ứng thủy phân:

  • Thủy phân trong môi trường axit:

    R-CO-NH₂ + H₂O \overset{H⁺}{\longrightarrow} R-COOH + NH₄⁺

  • Thủy phân trong môi trường bazơ:

    R-CO-NH₂ + NaOH \overset{t°}{\longrightarrow} R-COONa + NH₃

  • Thủy phân peptit/protein (polipeptit):

    Polipeptit là amit được hình thành từ nhiều α-amino axit. Thủy phân polipeptit tạo thành các amino axit.

c. Phản ứng khử:

  • Amit có thể bị khử bằng LiAlH₄ thành amin:

    R-CO-NH₂ + 4[H] \overset{LiAlH₄}{\longrightarrow} R-CH₂-NH₂ + H₂O

d. Phản ứng đehidrat hóa:

  • Amit bậc 1 có thể bị đehidrat hóa bằng P₂O₅ tạo nitrin (cyanua):

    R-CO-NH₂ \overset{P₂O₅, t°}{\longrightarrow} R-C≡N + H₂O

4. Điều chế

  • Từ axit cacboxylic và amoniac:

    R-COOH + NH₃ \overset{t°}{\longrightarrow} R-CO-NH₂ + H₂O

  • Từ este và amoniac:

    R-COOR' + NH₃ \overset{t°}{\longrightarrow} R-CO-NH₂ + R'OH

  • Từ halogenua axit và amin:

    R-COCl + R'NH₂ → R-CO-NHR' + HCl

  • Từ anhidrit axit và amin:

    (R-CO)₂O + R'NH₂ → R-CO-NHR' + R-COOH

III. SO SÁNH TÍNH BAZƠ CỦA AMIN VÀ AMIT

Tính chấtAmin (R-NH₂)Amit (R-CO-NH₂)
Tính bazơCó tính bazơ do cặp electron tự do trên nitơ có khả năng nhận proton.Tính bazơ rất yếu (thực tế coi như không có) do cặp electron tự do trên nitơ tham gia liên hợp với nhóm carbonyl, làm giảm mật độ electron trên nitơ.
Phản ứng với axitPhản ứng với axit mạnh tạo muối.Không phản ứng với axit ở điều kiện thường. Chỉ thủy phân trong môi trường axit mạnh và đun nóng.
Cấu trúcCấu trúc phẳng hình chóp tam giácCấu trúc phẳng do liên kết π của nhóm carbonyl và liên kết π một phần của liên kết C-N (hiệu ứng cộng hưởng)
Liên kết hidroTạo liên kết hidro mạnh với nước (đối với amin có phân tử khối nhỏ). Liên kết hidro giữa các phân tử amin yếu hơn so với ancol.Tạo liên kết hidro mạnh với nước và giữa các phân tử amit (đặc biệt là amit bậc 1 và bậc 2). Liên kết hidro mạnh hơn so với axit cacboxylic và amin.
Phản ứngDễ tham gia phản ứng ankyl hóa, phản ứng với axit nitrơ, phản ứng với anđehit/xeton. Amin thơm tham gia phản ứng thế ở vòng benzen.Ít tham gia các phản ứng hóa học trực tiếp do tính trơ của liên kết N-H. Phản ứng đặc trưng là phản ứng thủy phân và phản ứng khử.
Ứng dụngLà nguyên liệu trong tổng hợp hữu cơ, sản xuất dược phẩm, phẩm nhuộm, chất dẻo,...Là thành phần cấu tạo của peptit, protein và nhiều polime quan trọng. Được sử dụng trong sản xuất tơ poliamit (nylon, capron), dược phẩm, ...
Ví dụMetylamin (CH₃NH₂), Etylamin (C₂H₅NH₂), Anilin (C₆H₅NH₂)Axetamit (CH₃CONH₂), Benzamit (C₆H₅CONH₂), Polipeptit, Protein

IV. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Câu 1: Cho các chất sau: anilin, metylamin, amoniac, natri hiđroxit. Chất có tính bazơ yếu nhất là:

A. Metylamin B. Amoniac C. Anilin D. Natri hiđroxit

Câu 2: Cho 15 gam hỗn hợp etylamin và đimetylamin tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl 1M. Thể tích dung dịch HCl cần dùng là 200 ml. Phần trăm khối lượng của etylamin trong hỗn hợp là:

A. 46,7% B. 53,3% C. 50% D. 60%

Câu 3: Đốt cháy hoàn toàn m gam một amin đơn chức X bằng lượng oxi vừa đủ, thu được 3,36 lít CO₂ (đktc), 0,84 lít N₂ (đktc) và 5,4 gam H₂O. Công thức của X là:

A. C₂H₅NH₂ B. C₃H₇NH₂ C. CH₃NH₂ D. C₄H₉NH₂

Câu 4: Thủy phân hoàn toàn 8,8 gam một amit đơn chức X cần dùng 100 ml dung dịch NaOH 1M. Công thức cấu tạo của X là:

A. CH₃CONH₂ B. HCONHCH₃ C. CH₃CH₂CONH₂ D. HCONHCH₂CH₃

Câu 5: Cho sơ đồ phản ứng sau:

C₂H₅Cl + NH₃ (dư) → X₁ + HCl
X₁ + C₂H₅Cl → X₂ + HCl
X₂ + C₂H₅Cl → X₃ + HCl
X₃ + C₂H₅Cl → X₄ + HCl

X₄ có công thức cấu tạo là:

A. (C₂H₅)₄NCl B. (C₂H₅)₃N C. (C₂H₅)₂NH D. C₂H₅NH₂

ĐÁP ÁN

  1. C
  2. A
  3. B
  4. A
  5. A

Cần thêm bí kíp?

Khám phá hàng trăm thủ thuật học tập hiệu quả khác.

Xem tất cả thủ thuật