hợp chất hữu cơ chứa nitơ

CHƯƠNG III: HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠb Phản ứng với ankyl halogenua Phản ứng xảy ra theo cơ chế thế SN2 Phản ứng khó kiểm soát để dừng ở amin bậc 2, quá trình có thể tiếp tục xảy ra tới

Trang 1

CHƯƠNG III: HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ

AMIN

I Các khái niệm chung

Amin là các sản phẩm của quá trình thế H của NH3 bằng các gốc hiđrocacbon

Trang 2

Trang 3

Cách gọi tên:

Tên amin = tên các gốc hiđrocacbon tương ứng + amin

Đối với các amin thơm được gọi tên theo dẫn xuất của anilin

Trang 4

Trang 5

II Tính chất vật lý

Tương tự như rượu, amin có thể tạo liên kêt hiđro giữa các phân tử amin với nhau hoặc với nước nên nhiệt độ sôi và độ tan của amin cao hơn so với các hợp chất có phân tử lượng tương đương Tuy nhiên, do độ âm điện của N nhỏ hơn O nên các tính chất này đều kém hơn so với rượu, kể cả momen lưỡng cực phân tử

Trang 6

Trang 7

III Tính chất hóa học

1 Tính bazơ

Tương tự như NH3, amin là các bazơ yếu được định lượng bằng hằng số bazơ K b

Tùy theo bản chất của gốc hiđrocacbon mà tính bazơ của amin mạnh hơn hay kém hơn NH3

+ Ankyl amin có tính bazơ mạnh hơn NH3+ Aryl amin có tính bazơ kém hơn NH3

Trang 8

III Tính chất hóa học

1 Tính bazơ

Trang 14

Trang 15

2 Các phản ứng của amin

Đặc tính quan trọng nhất của amin là tính bazơ và tính chất nucleophil, nguyên nhân gây

ra tính chất này là do cặp electron chưa tham gia liên kết trên nguyên tử nitơ

Trang 16

a Phản ứng với axit nitrơ

Trang 18

b) Phản ứng với ankyl halogenua

Phản ứng xảy ra theo cơ chế thế SN2

Phản ứng khó kiểm soát để dừng ở amin bậc 2, quá trình có thể tiếp tục xảy ra tới muối amoni bậc 4

Trang 20

Metyl iodua là chất có hoạt tính cao nhất nên thường dùng chất này để tạo muối amoni bậc 4

Muối amoni bậc 4 thường dùng làm xúc tác chuyển pha (phase transfer catalysts)

Trang 21

c) Phản ứng tách Hoffmann

Iot của muối amoni bậc 4 dễ bị thay thế bởi nhóm –OH khi phản ứng với Ag2O

Khi đun nóng muối hiđroxi amoni bậc 4 xảy ra phản ứng tách tạo thành anken và amin gọi là phản ứng tách Hoffmann

Trang 22

Phản ứng tách Hoffmann ngược với quy tắc tách Zaitsev

Quy tắc Hoffmann: Tạo anken có ít nhóm thế hơn

Trang 23

Nguyên nhân: do nhóm bị tách chứa muối amoni bậc 4 là nhóm có thể tích lớn, án ngữ không gian

Trang 24

d) N - Axyl hóa amin thơm

Nhóm axetamido làm hoạt hóa nhân thơm và định hướng nhóm thế tiếp theo vào vị trí ortho

và para

Trang 25

Nhóm axetamido được coi như là nhóm bảo vệ amin, nhóm này được gỡ ra dễ dàng trong môi trường kiềm

Trang 26

e) Phản ứng azo hóa

Amin thơm bậc 1 tác dụng với HNO2 (NaNO2 + HCl) tạo thành muối diazoni, muối này có thể được chuyển hóa tiếp thành các hợp chất khác nhau tùy theo tác nhân phản ứng

Trang 27

Trang 32

Phản ứng gép đôi: Khi cho muối aryl điazoni tương tác với hợp chất thơm có chứa nhóm thế đẩy electron mạnh như OH, NR1R2… thì xảy ra phản ứng gép đôi tạo thành phẩm nhuộm azo

Trang 33

Muối tetra ankylamoni: xúc tác chuyển pha (Phase Transfer Catalyst)

Muối tetra ankylamoni có thể hòa tan trong các dung môi không phân cực như benzen, decan, alkyl halogenua… Tính chất này được ứng dụng hiệu quả trong quá trình xúc tác chuyển pha sau đây:

NaCN không hòa tan trong Butyl bromua nên phản ứng chỉ xảy ra trên bề mặt của muối NaCN Phản ứng trong điều kiện này xảy ra rất chậm, không hiệu quả để ứng dụng trong THHC Nếu hòa tan NaCN trong nước, BuBr không tan trong nước nên phản ứng chỉ xảy

ra trên bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha

Nếu thêm một lượng nhỏ Bn(CH3)3N+ vào hỗn hợp thì sản phẩm Pentannitril được tạo

thành nhanh chóng ngay cả ở nhiệt độ phòng

Trang 34

Muối amoni bậc 4 thể hiện như một xúc tác? Tại sao?

Muối này làm xúc tác cho phản ứng giữa anion và hợp chất hữu cơ bằng cách chuyển anion

từ dung môi nước lên pha hữu cơ

Hơn nữa, trong pha hữu cơ anion CN- ít bị solvat hóa hơn trong các dm như rượu hoặc nước nên hoạt tính của nó được tăng lên

Trang 35

Bn(CH3)3N+ Br- được tạo thành quay trở lại dung dịch nước, và quá trình được lặp lại

Trang 36

V Điều chế amin

1 Ankyl hóa amoniac

Trang 37

Phản ứng ankyl hóa amoniac thường cho hiệu suất không cao do quá trình tạo thành hỗn hợp các sản phẩm amin bậc 1, 2, 3 Phương pháp này được ứng dụng tổng hợp amin bậc 1 và dẫn xuất halogen tương ứng không quá đắt

Trang 38

2 Điều chế amin bậc 1 theo phương pháp Gabriel

Trang 39

3 Điều chế amin bằng phương pháp khử hóa

a) Khử azit

Trang 40

b) Khử hợp chất nitril

Trang 41

c) Khử hợp chất nitro

Trang 42

d) Khử hợp chất amit bởi LiAlH 4

Trang 44

Điều chế các amin bậc cao

Trang 45

e) Phản ứng amin khử hóa (reductive amination)

Trang 46

Trường hợp thay NH3 bằng amin bậc 1 thu được sản phẩm trung gian là N-ankyl imin (bazơ Schiff)

Trường hợp thay NH3 bằng amin bậc 2, sản phẩm trung gian là cacbonolamin hoặc là ion iminium

Trang 47

Ngoài ra, có thể thay H2 bằng các tác nhân khử khác như NaBH3CN phản ứng xảy ra tốt hơn với lượng nhỏ, quy mô PTN

Trang 48

4 Điều chế amin bằng phản ứng thoái biến Hoffmann

Trang 49

HỢP CHẤT NITRO CHƯƠNG III: HỢP CHẤT HỮU CƠ CHỨA NITƠ

Trang 50

HỢP CHẤT NITRO

Trang 51

HỢP CHẤT NITRO

Trang 52

ĐIỀU CHẾ HỢP CHẤT NITRO

Định dạng
Số trang	53
Dung lượng	6,45 MB