Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 19 Các hợp chất hữu cơ có nitơ

Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 19 Các hợp chất hữu cơ có nitơ. Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 19 Các hợp chất hữu cơ có nitơ. Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 19 Các hợp chất hữu cơ có nitơ.

CHƯƠNG XIX HỢP CHẤT HỮU CƠ CÓ NITƠ I Các hợp chất nitro Cấu tạo Là dẫn xuất thu nguyên tử H phân tử hiđrocacbon nhóm nitro -NO2 Cơng thức chung có dạng R(NO2)n, với n  Trong phân tử hợp chất nitro có mối liên kết trực tiếp nguyên tử C - N ngun tử N có hố trị IV Cơng thức cấu tạo biểu diễn: Ví dụ: Tính chất vật lý Các hợp chất nitro chất rắn lỏng, tan nước Tính chất hố học a) Nhiều hợp chất nitro bền, đun nóng va chạm bị phân tích tự bốc cháy, phản ứng cháy khơng cần oxi ngồi Do nhiều chất dùng làm thuốc nổ, thuốc súng điamit (nitroglixerin), TNT (trinitroluen) b) Khi bị khử hiđro sinh biến thành amin Ví dụ: Điều chế Các hợp chất nitro điều chế phản ứng nitro hoá hiđrocacbon  Các hiđrocacbon no mạch hở:  Các hiđrocacbon thơm: II Amin Cấu tạo Amin dẫn xuất NH thay hay nhiều nguyên tử H gốc hiđrocacbon Cũng xem amin dẫn xuất hiđrocacbon thay nguyên tử H nhóm NH2  Phân loại: bậc amin: Tùy theo số nhóm NH2 ta có monoamin, điamin,… Ví dụ:  Trong phân tử amin (giống phân tử NH 3), ngun tử N có cặp electron khơng phân chia Vì amin có khả kết hợp proton (H+), thể tính bazơ Nếu R gốc no mạch hở, có khuynh hướng đẩy electron, làm tăng điện tích âm N, làm tăng khả kết hợp H+, nghĩa làm tăng tính bazơ Amin bậc cao có tính bazơ mạnh amin bậc thấp Nếu R nhân benzen, có khuynh hướng hút electron, ngược lại làm giảm tính bazơ amin (tính bazơ yếu NH3) Tính chất vật lý a) Các amin mạch hở: Những chất đơn giản (CH3  NH2, C2H5  NH2) chất khí, tan nhiều nước, có mùi đặc trưng giống NH3 Khi khối lượng phân tử tăng dần, amin chuyển dần sang lỏng rắn, độ tan nước giảm dần Ví dụ Chất : CH3CH2, (CH3)2NH, C2H5NH2, C2H4(NH2)2 Nhiệt độ sôi 6,3oC +6,9oC +16,6oC +116,5oC b) Các amin thơm: chất lỏng chất tinh thể, có nhiệt độ sơi cao, mùi đặc trưng, tan nước Tính chất hố học Nói chung amin bazơ yếu, có phản ứng tương tự NH3 a) Tính bazơ  Các amin mạch hở tan nước cho dd có tính bazơ Do làm quỳ có màu xanh  Anilin (C6H5  NH2) amin thơm khác tan nước, khơng làm xanh giấy quỳ  Phản ứng với axit tạo thành muối Các muối amin chất tinh thể, tan nhiều nước Khi cho muối tác dụng với kiềm mạnh lại giải phóng amin b) Các điamin: Các điamin tham gia phản ứng trùng ngưng với điaxit tạo thành polime (xem phần điaxit) c) Amin thơm:  Nhóm NH2 có ảnh hưởng hoạt hố nhân thơm định hướng vào vị trí o-, p- Ví dụ:  Do ảnh hưởng nhóm NH 2, tính bền nhân benzen giảm xuống, dễ bị oxi hố (ví dụ hỗn hợp K2Cr2O7 + H2SO4) cho nhiều sản phẩm khác Ví dụ: Điều chế a) Khử hợp chất nitro hiđro sinh: b) Phản ứng NH3 với R  X (X = Cl, Br, I) Phản ứng tiếp tục cho amin bậc cao: c) Phương pháp Sabatie Giới thiệu số amin a) Metylamin CH3  NH2 Là chất khí, có mùi giống NH3, tan nhiều nước, rượu ete b) Etylamin C2H5  NH2 Là chất khí (nhiệt độ sôi = 16,6oC), tan vô hạn nước, tan rượu, ete c) Hecxametylđiamin H2N  (CH2)6  NH2: Là chất tinh thể, nhiệt độ sôi = 42oC Được dùng để chế nhựa tổng hợp poliamit, sợi tổng hợp d) Anilin C6H5  NH2: Là chất lỏng dầu, nhiệt độ sơi = 184,4 oC Độc, có mùi đặc trưng tan nước tan tốt axit tạo thành muối Để khơng khí bị oxi hố có màu vàng màu nâu Dùng để sản xuất thuốc nhuộm e) Toluđin CH3  C6H4  NH2 Dạng ortho meta chất lỏng Dạng para chất kết tinh Điều chế cách khử nitrotoluen III Amit Amit coi dẫn xuất axit cacboxylic nhóm OH nhóm amin (NH2) hay nhóm R  NH, (R)2N  Amit axit fomic chất lỏng, amit khác chất rắn  Amit điều chế phản ứng NH với dẫn xuất clo axit với este Ví dụ:  Amit axit cacbonic gọi cacbamit hay ure: Ure chất tinh thể, có tính bazơ yếu (do nhóm NH 2), dễ dàng tạo muối với axit Ure bị phân huỷ có tác dụng vi sinh vật đất Ure dùng làm phân bón, điều chế chất dẻo urefomanđehit ( HN  CO  NH  CH2 )n Trong công nghiệp, ure điều chế phản ứng IV Aminoaxit Cấu tạo: Công thức tổng quát : (NH2)x  R  (COOH)y Aminoaxit hợp chất hữu tạp chức, có chứa nhóm NH (bazơ) nhóm -COOH (axit) phân tử Có thể coi aminoaxit dẫn xuất NH2 vào nguyên tử H gốc R axit cacboxylic, nhóm NH2 đính vào vị trí khác (, , ,…) mạch C     C  C  C  COOH Các aminoaxit có chất anbumin tự nhiên -aminoaxit Có aminoaxit số nhóm NH2 số nhóm COOH khơng Tính axit - bazơ aminoaxit tuỳ thuộc vào số nhóm loại Tính chất vật lý Các aminoaxit chất tinh thể, nóng chảy nhiệt độ tương đối cao đồng thời bị phân huỷ Phần lớn tan nước, tan dung mơi hữu Tính chất hố học a) Vừa có tính axit, vừa có tính bazơ  Trong dd tự ion hoá thành lưỡng cực:  Tạo muối với axit kiềm:  Phản ứng este hoá với rượu b) Phản ứng trùng ngưng tạo polipeptit  Trùng ngưng phân tử tạo đipeptit  Trùng ngưng tạo polipeptit Các polipeptit thường gặp thiên nhiên (protein) Điều chế a) Thuỷ phân chất protein thiên nhiên b) Tổng hợp  Từ dẫn xuất halogen axit  Tổng hợp nhờ vi sinh vật Giới thiệu số aminoaxit a) Các aminoaxit thiên nhiên có protein  Glixin: H2N  CH2  COOH Còn gọi  - aminoaxit propionic Là tinh thể không màu, tan nước, cho vị chua Muối mononatri glutamat (mì chính) có vị thịt, dùng làm gia vị b) Các aminoaxit dạng  (nhóm NH2 cuối mạch C)  Axit  - aminocaproic H2N  (CH2)5  COOH Khi trùng ngưng tạo thành poliamit dùng để chế tạo tơ capron  Axit  - aminoenantoic H2N  (CH2)6  COOH Khi trùng ngưng tạo thành polime để chế tạo sợi tổng hợp enan V Protein Thành phần - cấu tạo  Thành phần nguyên tố protein gồm có: C, H, O, N, S P, Fe, I, Cu  Protein polime thiên nhiên cấu tạo từ phân tử aminoaxit trùng ngưng với  Sự tạo thành protein từ aminoaxit xảy theo giai đoạn + Giai đoạn 1: Tạo thành chuỗi polipeptit nhờ hình thành liên kết peptit + Giai đoạn 2: Hình thành cấu trúc khơng gian dạng xoắn (như lò xo) chuỗi polipeptit nhờ liên kết hiđro nhóm vòng với nhóm  NH  vòng dạng xoắn, gốc R hướng phía ngồi + Giai đoạn chuỗi polipeptit dạng xoắn cuộn lại thành cuộn nhờ hình thành liên kết hố học nhóm chức lại gốc aminoaxit chuỗi polipeptit Với cách cấu tạo từ 20 aminoaxit tạo thành hàng ngàn chất protein khác thành phần, cấu tạo thể sinh vật Mỗi phân tử protein với cấu hình khơng gian xác định, với nhóm chức bên ngồi hình xoắn mang hoạt tính sinh học khác thực chức khác hoạt động sống thể Tính chất: a) Các protein khác tạo thành cuộn khác Có dạng  Hình sợi: tơ tằm, lơng, tóc  Hình cầu: Như anbumin lòng trắng trứng, huyết thanh, sữa b) Tính tan: khác  Có chất hồn tồn khơng tan nước (như protein da, sừng, tóc…)  Có protein tan nước tạo dd keo tan dd muối lỗng Tính tan số protein có tính thuận nghịch: tăng nồng độ muối protein kết tủa, giảm nồng độ muối protein tan c) Hiện tượng biến tính protein Khi bị đun nóng hay tác dụng muối kim loại nặng axit (HNO 3, CH3COOH), protein bị kết tủa (đông tụ) kèm theo tượng biến tính Khi đó, liên kết hiđro, liên kết muối amoni, liên kết đisunfua, liên kết este bị phá huỷ làm hoạt tính sinh học đặc trưng protein d) Tính lưỡng tính protein Vì phân tử protein có nhóm - NH - COOH tự nên có tính bazơ tính axit tuỳ thuộc vào số lượng nhóm chiếm ưu Trong dd, protein biến thành ion lưỡng cực +H3N - R - COO- Khi tổng số điện tích dương điện tích âm ion lưỡng cực khơng protein gọi trạng thái đẳng điện e) Thuỷ phân protein f) Phản ứng có màu protein Tương tự peptit aminoaxit, protein tham gia phản ứng cho màu  Phản ứng biure: Cho protein tác dụng với muối đồng (CuSO 4) mơi trường kiềm cho màu tím tạo thành phức chất đồng (II) với hai nhóm peptit  Phản ứng xantoproteinic: Cho HNO3 đậm đặc vào protein xuất màu vàng Nguyên nhân phản ứng nitro hố vòng benzen gốc aminoaxit tạo thành hợp chất nitro dạng thơm có màu vàng Phân loại protein Gồm nhóm chính: a) Protein đơn giản: cấu tạo từ aminoaxit, thuỷ phân không tạo thành sản phẩm khác Các protein đơn giản lại chia thành nhiều nhóm nhỏ Ví dụ:  Anbumin: Gồm số protein tan nước, không kết tủa dd NaCl bão hồ kết tủa (NH4)2SO4 bão hồ Đơng tụ đun nóng Có lòng trắng trứng, sữa  Globulin: Khơng tan nước, tan dd muối lỗng, đơng tụ đun nóng Có sữa, trứng  Prolamin: Không tan nước, không đông tụ đun sơi Có lúa mì,ngơ  Gluein: Protein thực vật tan dd kiềm lỗng Có thóc gạo  Histon: Tan nước dd axit loãng  Protamin: Là protein đơn giản Tan nước, axit loãng kiềm Khơng đơng tụ đun nóng b) Các protein phức tạp: Cấu tạo từ protein thành phần khác khơng phải protein Khi thuỷ phân, ngồi aminoaxit có thành phần khác hiđratcacbon, axit photphoric Protein phức tạp chia thành nhiều nhóm  Photphoprotein: có chứa axit photphoric  Nucleoprotein: thành phần có axit nucleic Có nhân tế bào động, thực vật  Chromoprotein: có thành phần máu  Glucoprotein: thành phần có hiđratcacbon  Lipoprotein: thành phần có chất béo Sự chuyển hố protein trongg thể  Protein thành phần quan trọng thức ăn người động vật để tái tạo tế bào, chất men, kích thích tố, xây dựng tế bào cung cấp lượng Khi tiêu hoá, protein bị thuỷ phân (do tác dụng men) thành polipeptit (trong dày) thành aminoaxit (trong mật) hấp thụ vào máu chuyển đến mô tế bào thể Phần chủ yếu aminoaxit lại tổng hợp thành protein thể Một phần khác để tổng hợp hợp chất khác chứa nitơ axit nucleic, kích thích tố…Một phần bị phân huỷ bị oxi hoá để cung cấp lượng cho thể  Đồng thời với trình tổng hợp, thể ln xảy q trình phân huỷ protein qua giai đoạn tạo thành polipeptit, aminoaxit sản phẩm xa hơn, NH3, ure O = C(NH2)2 tạo thành CO2, nước…Quá trình tổng hợp protein tiêu thụ lượng, q trình phân huỷ protein giải phóng lượng Ứng dụng protein  Dùng làm thức ăn cho người động vật  Dùng công nghiệp dệt, giày dép, làm keo dán  Một số protein dùng để chế tạo chất dẻo (như cazein sữa)  ... COOH Các aminoaxit có chất anbumin tự nhiên -aminoaxit Có aminoaxit số nhóm NH2 số nhóm COOH khơng Tính axit - bazơ aminoaxit tuỳ thuộc vào số nhóm loại Tính chất vật lý Các aminoaxit chất tinh... polipeptit Các polipeptit thường gặp thi n nhiên (protein) Điều chế a) Thuỷ phân chất protein thi n nhiên b) Tổng hợp  Từ dẫn xuất halogen axit  Tổng hợp nhờ vi sinh vật Giới thi u số aminoaxit a) Các. .. Chất : CH3CH2, (CH3)2NH, C2H5NH2, C2H4(NH2)2 Nhiệt độ sôi 6,3oC +6,9oC +16,6oC +116,5oC b) Các amin thơm: chất lỏng chất tinh thể, có nhiệt độ sơi cao, mùi đặc trưng, tan nước Tính chất hố học