Amin

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm

Amin (còn được viết là amine) là hợp chất hữu cơ có nguyên tử gốc là nitơ (đạm khí) trong nhóm chức. Những amin có cấu hình tương tự amoniac (ammonia), nhưng trong đó một (hay một số) nguyên tử hyđrô được thay bằng nhóm alkyl hay loại nhóm chức khác chứa cacbon (nhóm R).

Bậc của amin chính là số nguyên tử hyđrô được thay thế. Thay thế 1, 2 hoặc 3 nguyên tử hyđrô, lần lượt ta có amin bậc 1 (primary amine), amin bậc 2 (secondary amine) và amin bậc 3 (tertiary amine).

Amoniac:
Ammonia.svg
Amin bậc 1:
Amina1.png
Amin bậc 2:
Amina2.png
Amin bậc 3:
Amina3.png

Khi một hợp chất có nhiều nhóm amin, nó được gọi là diamin, triamin, tetraamin...

Còn nếu nhóm amin liên kết với vòng benzen, chúng ta có hợp chất amin thơm. Hợp chất đơn giản nhất của dãy amin thơm là anilin.

Tính chất vật lý[sửa | sửa mã nguồn]

Các amin thấp như các metylamin và etylamin là những chất khí, có mùi gần giống amoniac. Các amin bậc cao hơn là những chất lỏng, có một số là chất rắn.

Amin Công thức tnc, oC ts, oC Độ tan g/100g H2O pKb
Metylamin CH3NH2 -92 -6.5 tan tốt 3,38
Đimetylamin (CH3)2NH -96 7,5 tan 3.23
Trimetylamin (CH3)3N -124 3,5 tan 4,20
Etylamin C2H5NH2 -81 16,5 3,37
Propylamin C3H7NH2 -83 48,7 - 3,47
Anilin C6H5NH2 6 185 3,6 9,42
''p'' - Toluiđin p - CH3C6H4NH2 45 200 0,7 8,88
''p'' - Phenylenđiamin p - NH2C6H4NH2 140 267 3,8 7,9 ; 11,7

Nhiệt độ sôi của amin nhất là amin bậc một và amin bậc hai, cao hơn của hidrocacbon tương ứng, nhờ có sự phân cực và sự có mặt liên kết hiđro liên phân tử. Tuy nhiên nhiệt độ sôi của amin lại thấp hơn ancol vì liên kết hiđro N-H...N yếu hơn O-H...O. Các amin thấp tan tốt trong nước (nhờ liên hết hiđro với nước), các amin cao ít tan hoặc không tan.

Phổ hồng ngoại của các amin bậc một và bậc hai được đặc trưng bởi dải hấp thụ ở vùng 3300 – 3500 cm−1 tương ứng dao động hóa trị của liên kết N-H. Tín hiệu cộng hưởng của proton N-H có giá trị trong khoảng 0,3 - 0,4 ppm.

Tính chất hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Tính bazơ[sửa | sửa mã nguồn]

Tương tự amoniac, các amin đều có tính bazơ nhờ cặp electron n ở nguyên tử nitơ. Mức đo lực bazơ của amin được xác định bằng hằng số bazơ Kb hoặc pKb (của amin RNH2) hoặc pKa (của axit liên hợp RNH3(+). So với amoniac thì metylamin và các đồng đẳng của nó có tính bazơ mạnh hơn. Đó là vì nhóm metyl và các nhóm ankyl nói chung có hiệu ứng +I làm cho cân bằng dịch chuyển về bên phải. Trái lại, anilin và các amin thơm nói chung có tính bazơ yếu hơn amoniac vì hiệ ứng -C của gốc phenyl. Đimetylamin có tính bazơ mạnh hơn metylamin vì có hai nhóm gây hiệu ứng +I (song trimetylamin lại có tính bazơ kém đimetylamin), trong đó điphenylamin (và nhất là triphenylamin) có tính bazơ kém anilin.

Nhờ có tính bazơ, amin tác dụng với axit sinh ra muối amoni. Ví dụ:

C6H5-NH2 (alinin) + HCl → [C6H5NH3]Cl (Phenylamoni clorua)

Tuy vậy, vì amin là những bazơ yếu nên các muối này dễ dàng tác dụng với bazơ kiềm giải phóng amin. Ví dụ :

[C6H5NH3](+)Cl(-) + NaOH (+ nước) → C6H5-NH2 + NaCl + H2O

Phản ứng với axit nitrơ[sửa | sửa mã nguồn]

  • Amin bậc một :
  • Amin bậc một dãy béo tác dụng với axit nitrơ tạo thành ancol tương ứng và giải phóng khí N2
C2H5-NH2 + HONO → C2H5-OH + N2 + H2O (xúc tác HCl)
  • Amin bậc một dãy thơm tác dụng với axit nitrơ (ở lạnh) tạo thành muối điazoni Ar-N(+)≡NX(-)
C6H5-NH2 + HONO + HCl → C6H5-N≡NCl (Benzenđiazoni clorua) + 2H2O (Phản ứng xảy ra ở nhiệt đồ 0 - 5oC)

Các muối điazoni chỉ bền trong dung dịch và ở nhiệt độ thấp. Khi đun nóng muối điazoni ở dạng khan sẽ nổ mạnh, nếu đun dung dịch nước của muối này sẽ tạo thành phenol và khí Nitơ.

Muối điazoni có khả năng phản ứng cao, được dùng nhiều trong tổng hợp hữu cơ nói chung và đặc biệt là tổng hợp các phẩm nhuộm chứa azo-N=N- trong phân tử gọi là phẩm azo.

  • Amin bậc hai :
Amin bậc hai dãy béo cũng như dãy thơm đều tác dụng với axit nitrơ sinh ra nitrosamin (nitrosoamin) là những chất màu vàng, nhờ đó phân biệt được amin bậc hai với amin bậc một :
(CH3)2N-H + HONO → (CH3)2N-N=O + H2O
C6H5-NH-CH3 + HONO → C6H5-N2O-CH3 + H2O
  • Amin bậc ba
    • Amin bậc 3 dãy béo không tác dụng với axit nitrơ hoặc chỉ tạo thành muối không bền dễ bị thủy phân
    • Amin bậc ba dãy thơm tác dụng với axit nitrơ cho sản phẩm thế ở nhân thơm. Ví dụ:
(CH3)2N-C6H5 + HONO → p-(CH3)2N-C6H4-NO + H2O (xúc tác axit HCl)

Phản ứng thế gốc thơm[sửa | sửa mã nguồn]

Các nhóm -NH2, -NHCH3... là những nhóm hoạt hóa nhân thơm và định hướng cho phản ứng thế xảy ra ở vị trí orthopara.

  • Halogen hóa : Tương tự phenol, anilin tác dụng với nước brom tạo thành kết tủa trắng 2,4,6-tribromoanilin
  • Sunfo hóa : Đun nóng anilin với H2SO4 đậm đặc ở 180oC sẽ xảy ra một chuỗi phản ứng tạo thành sản phẩm cuối cùng là axit sunfanilic. Các amit của axit sunfanilic, gọi là sunfonamit hay sunfamit có tính sát trùng - kháng sinh, được dùng nhiều làm thuốc trị bệnh.

Ngoài ra Amin còn tham gia phản ứng thế nguyên tử hiđro của nhóm amino; gồm phản ứng ankyl hóa, phản ứng axyl hóa và phản ứng tạo thành isonitrin.

Ứng dụng[sửa | sửa mã nguồn]

Anilin được dùng nhiều trong công nghiệp phẩm nhuộm (phẩm azo, phẩm "đen anilin",...), dược phẩm (antifebrin, streptoxit, sunfaguaniđin,...), chất dẻo (anilin-fomanđehit,...), v.v... Các toluiđin và naphtylamin cũng được dùng trong sản xuất phẩm nhuộm.

Điều chế[sửa | sửa mã nguồn]

  • Ankyl hóa amoniac và amin bậc thấp hơn :

Dẫn xuất halogen tác dụng với amoniac và với amin tạo thành một hỗn hợp amin có bậc khác nhau và muối amoni bậc bốn. Nếu trong sơ đồ diều chế dùng dư amoniac, amin bậc một chiếm ưu thế. Điều chế riêng amin bậc một (không lẫn amin bậc cao hơn), người ta ankyl hóa kali phtalimit rồi thủy phân sản phẩm.

  • Khử hợp chất chứa nitro :

Có hai cách khử nitrobenzen trong công nghiệp :

  • Khử bằng khí hiđro có mặt chất xúc tác kim loại (Cu, Pt, Ni...) :
C6H5-NO2 + 3H2 → C6H5-NH2 + 2H2O ΔH = -496kJ/mol
  • Khử bằng vỏ bào sắt, có mặt axit clohidric :
4C6H5-NO2 + 9Fe + 4H2O → 4C6H5-NH2 + 3Fe3O4