Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12: Amin và Aminoaxit

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12: Amin và Aminoaxit. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12: Amin và Aminoaxit. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12: Amin và Aminoaxit. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12: Amin và Aminoaxit. Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12: Amin và Aminoaxit.

Chương 3: Amin - Aminoaxit - Protein

Bài 9: Amin

I Khái niệm , công thức , phân loại

1 Khái niệm.

Amin là hợp chất hữu cơ được sinh ra do sự thay thế H trong NH3 bằng các gốc hiđrocacbon

VD: CH 3 - C 6 H 4 -NH 2 tôluđin

2 Công thức

+ Amin: CxHyNt hay RNt (với R là gốc hiđrocacbon)

+ Amin no: Cn H2n + 2 + t Nt

+ Amin no đơn chức : Cn H2n + 3 N

+ Amin thơm đơn chức : Cn H2n - 7 NH2

2 Phân loại Có 3 loại

R - NH2 (amin bậc 1) R1 - NH - R2 (amin bậc 2) |

|

R1

N R2 R3

II Tính chất

- Các amin no đầu dãy là chất khí tan tốt trong nước

- Các amin không no, thơm là chất lỏng hoặc rắn

1 Tính bazơ.

* Các amin đều có tính bazơ giống amoniac do nguyên tử N trong chức amin gây ra

* Cụ thể: Do nguyên tử N còn một cặp electron chưa dùng đến nên có khả năng nhường cặp electron này cho proton H+ tạo liên kết cho nhận, tức có khả năng nhận proton H+ thể hiện tính bazơ theo Bronsted

R - NH2 + H2O → R - NH3 + OH-

* So sánh lực bazơ của các amin.

Xét với amin đơn chức bậc 1: R - NH2

+ Nếu gốc R là gốc no (đẩy e) nên tính bazơ > của NH3 ( làm quỳ tím chuyển màu) Gốc R càng lớn thì tính bazơ càng lớn

Do: gốc R đẩy e làm mật độ e trên nguyên tử N tập trung hơn do đó nó dễ dàng nhận proton hơn (tính bazơ lớn hơn)

màu)

VD:Cho các chất: C6H5NH2 (1), CH3NH2(2), (C2H5)2NH4 (3), C2H5NH2 (4), NH3 (5), (C6H5)2NH (6)

Tính bazơ được sắp xếp theo thứ tự tăng dần: (6) < (1) < (5) < (2) < (4) < (3)

a Tác dụng với dung dịch axit

VD: CH3NH2 + HCl → CH3NH3Cl (Metyl aminoclorua)

C6H5NH2 + HCl → C6H5NH3Cl (Phenyl aminoclorua)

TQ1: RNH2 + HCl → RNH3Cl

TQ2: CxHyNt + tHCl → CxHy (NHCl)t

Riêng: R - NH2 + HCl → R - NH3Cl (Phản ứng có hiện tượng khói trắng)

Chú ý: Có thể tái tạo lại amin ban đầu từ muối và dung dịch kiềm

VD: CH3NH3Cl + NaOH → CH3NH2 ↑ + NaCl + H2O

C6H5NH3Cl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O

TQ: RNH3Cl + NaOH → R - NH2↑ + NaCl + H2O

b Tác dụng với dung dịch muối

Từ dung dịch NH3 tác dụng với dung dịch muối tạo kết tủa

FeCl3 + NH3 + H2O → Fe(OH)3↓ + NH4Cl

* Với dung dịch amin no có tính chất tượng tự

FeCl3 + 3RNH2 + H2O → Fe(OH)3↓ + 3RNH3Cl

(R là gốc no)

Chú ý : Dung dịch NH3 hoà tan kết tủa Ag2O, AgOH, Cu(OH)2 , Zn(OH)2

2 Phản ứng ankyl hóa : Amin b1, b2 tác dụng ankyl halogenua thì nguyên tửu H của amin bị

thay thế bởi gốc ankyl

R - NH2 + CnH2n + 1I → R - NH - CnH2n + 1 + HI

3 Phản ứng trùng ngưng

* Khái niệm

* VD : n H 2 N – [ CH 2 ] 6 – NH 2 + n HOOC– [ CH 2 ] 4 – COOH →t 0

Hexa metylen đi amin a xit ađipic

(–NH– [ CH 2 ] 6 – NHCO – [ CH 2 ] 4 – CO–) n + 2n H 2 O

Poli( he xa metyken điamit ) hay nilon – 6,6

4 Phản ứng với axit nỉtơ ( hay dung dịch NaNO 2 + HCl ).

a- Amin bậc 1 có hiện tượng sủi bọt khí ( nhiệt độ thường )

R - NH2 + HO- N=O →H+ R - OH + N2 + H2O

b- Amin bậc 2 tạo hợp chất nitrozo màu vàng

2

R

− −

2

R

− − =

+ H2O

Chú ý : + Amin bậc 3 không phản ứng

+ Dựa vào phản ứng này có thể phân biệt được amin b1 , b2 , b3

5 Phản ứng cháy.

CxHyNt + y

x 4

 + 

 O2

0 t

→ xCO2 + y

2H2O +

t

2N2

Chú ý : Riêng anilin ngoài tính chất của nhóm NH2 còn có tính chất của nhân thơm

Khi nhỏ dung dịc Br2 vào ống nghiệm đựng anilin lỏng thì thấy xuất hiện kết tủa trắng ngay sau

đó

↓

Br trắng (2, 4, 6 - Tribrom anilin)

+ Br2 dd → không phản ứng

NX : Phản ứng trên dùng để phân biệt anilin

III Điều chế

1 Từ dẫn xuất halogen (phương pháp amoniac)

RX + NH3 →ancoletylic100 RNH2 + HX ( Hay RNH3Cl )

2RX + NH3 →ancoletylic100 RNHR + 2HX

3RX + NH3 →ancoletylic100 (R)3 N + 3HX

VD: C2H5Cl + NH3→ C2H5NH2 + HCl (C2H5NH3Cl )

khí khí rắn (phản ứng tạo khói trắng)

2 Amon phân cac ancol

ROH + NH3 n hom oxitpcao → RNH2 + H2O

2ROH + NH3 n hom oxitpcao → R -NH -R + 2H2O

3ROH + NH3 →ancoletylic100 (R)3 N + 3H2O

3 Khử nhóm nitro bằng H mới sinh ( là H vừa tạo ra sau phản ứng của kim loại + axit hoặc

bazơ hay tạo ra sau điện phân chưa tạo thành H 2 đã tham gia vào phản ứng mới )

R - NO2 + 6[H] →Fe HCl + R - NH2 + 2H2O

Hay R - NO2 + 3Fe + 6HCl → R - NH2 + 3FeCl2 + 2H2O

4 Từ hợp chất ni tril

RX + K C N → R - C ≡ N + KX

R - C ≡ N + 4[H] Na C2H5OH + → R – CH2 – N H2

Bài 10: Aminoaxit

I Định nghĩa và cấu tạo

Br Br

1 Định nghĩa

nhóm caboxyl ( COOH )

2 Công thức tổng quát:

+ Dạng phân tử: CxHyOzNt

+ Dạng cấu tạo: R(COOH)n(NH2)m hay CxH2x + 2 - 2k - m - n(COOH)n(NH2)m (đk: n, m, x ∈ N*)

Aminoaxit thường tồn tại ở dạng ion mang đồng thời có điện tích dương và điện tích âm gọi là ion lưỡng cực (vì có tương tác axit bazơ giữa NH2 và COOH)

Thí dụ: H2N - R - COOH ƒ H3N+ - R - COO

II Danh pháp

Axit + vị trí nhóm amino + amino + tên axit tương ứng

Vị trí nhóm amino được chỉ bằng chữ Hi Lạp

C C C C C C COOHω ε− − − − −δ γ β α

Thí dụ:

Giới thiệu một số aminoaxit

Công thức Tên thay thế Tên bán hệ thống Tên thường Kí hiệu

1 H NCH COOH2 2 ax amino etanoic ax amino axetic Glyxin Gly

2 CH CH(NH )COOH3 2 ax 2-amino propanoic ax -amino propionic Alanin Ala

ax 2-amino -3- metyl butanoic ax -amino iso valeric Valin Val

4 p- HO C H CH CH(NH )COOH6 4 2 2

ax 2-amino-3( 4- hiđroxi phenyl)propanoic ax -amino- β(p - hiđroxi phenyl) Tyrosin Tyr

ax 2-amino penta đioic ax -amino glutamic ax glutamic Glu

6 H N-[CH ] -CH(NH )-COOH2 2 4 2

ax 2,6 -đi amino hex noic ax ,ε -đi amino caproic Lysin Lys

Chú ý :

2

R CH COOH NH

không phân nhánh

* Một số amino axit được dùng phổ biến trong đời sống như muối mononatri của axit glutamic dùng làm gia vị thức ăn ( gọi là mì chính hay bột ngọt), axit glutamic là thuốc bổ thần kinh

* ứng với công thức CnH2n + 1O2N có những đồng phân sau :

+ Hợp chất ni tro

+ Hợp chất ami noaxit

+ Muối amoni của axit không no đơn chức có một liên kết đôi trong gốc

+ Hợp chất este của amono axit đơn chức với ancol đơn chức

VD : Viết các đồng phân có CTPT C3H7O2N

III Tính chất vật lý

Amino axit là những chất rắn kết tinh không màu, đa số dễ tan trong nước, có nhiệt độ nóng chảy rất cao vì chúng tồn tại ở dạng ion lượng cực hay muối nội phân tử

IV Tính chất hoá học

1 Phản ứng với quỳ tím: R(COOH)n (NH2)m

n = m: amino axit trung tính không làm đổi màu quỳ

n > m: amino axit có tính axit là quỳ tím hoá đỏ

n < m: amino axit có tính bazơ làm quỳ tím hoá xanh

2 Tính chất do nhóm cacboxyl gây ra

a) Tác dụng kim loại

b) Tác dụng bazơ

R(COOH)n(NH2)m + n NaOH → R(COONa)n(NH2)m + n H2O

VD : H2N - CH2 -COOH + NaOH → H2N -CH2 - COONa + H2O

c) Tác dụng ancol

H2N - R - COOH + C2H5OH ‡ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ ˆ†khÝ HClb·o hoµ H2N - R - COO - C2H5 + H2O

Chú ý : Este thu được thường tồn tại ở dạng muối | 2 3

3

NH Cl

−

NaOH do có phản ứng:

|

3

NH Cl

−

2

NH

−

+ CH3OH + NaCl + H2O

|

3

NH Cl

−

2

NH

−

+ NH4Cl

3 Tính chất do nhóm amino gây ra

a) Tác dụng axit

R(COOH)n(NH2)m + m HCl → R(COOH)n( NH3Cl )m

VD : H2N - CH2 - COOH + HCl → | 2

3

CH

NH Cl

−

COOH

VD2: | 2

2

NH

−

+ H2SO4 →1:1 | 2

NH HSO

−

2

NH

−

+ H2SO4 (l) →2:1 (HOOC - CH2 - NH4)2SO4

Chú ý: Axit mạnh đẩy axit yếu ra khỏi muối, bazơ mạnh đẩy bazơ yếu ra khỏi muối do vậy các

muối trên nếu cho tác dụng với dung dịch bazơ hoặc axit thì có phản ứng:

2

NH

−

+ 2HCl → | 2

3

NH Cl

−

+ NaCl

2

|

3

NH Cl

−

2

NH

−

+ NaCl + 2H2O

NH HSO

−

2 3

NH

−

+ 2BaSO4 + 6H2O

2 2

NH

2 3

NH

−

(HOOC - CH2 - NH3)2SO4

b) Tác dụng với HNO 2 ( hay hỗn hợp NaNO2 + HCl )

|

2

R COOH

NH

−

OH

−

+ N2 + H2O

2

NH

OH

+ N2 + H2O

4 Phản ứng trùng ngưng

a) Phản ứng ngưng tụ giữa hai phân tử

H2N - CH2 - C||

0 t

→

H2N - CH2 - C||

O - NH - CH2 - COOH + H2O

b) Phản ứng trùng ngưng giữa nhiều phân tử

nH2N – [CH2]5 –C||

0 t

→ (– HN – [CH2]5 – C||

O– )n + n H2O policaproamit ( nilon -6 )

Chú ý : 1 Nhóm C NH||

O

gọi là nhóm liên kết peptit

2 Nhóm liên kết peptit không bền dễ thuỷ phân trong môi trường axit hay bazơ tạo aminoaxit ban đầu

3 Trong cơ thể sinh vật các amino axit có nhóm NH2 ở vị trí  |

2

R CH COOH NH

5 Phản ứng đốt cháy

C H O Nx y z t + ( ( x y z )

4 2

+ − t→ x CO2 + y

2 H2O +

t

2N2

V điều chế :

1 Từ dẫn xuất hal của axit :

2 Từ anđehit và HCN :

CH3-CH(NH2) – CN + 2H2O  → CH3-CH(NH2) – COOH + NH3