IV. Polisaccarit
CHƯƠNG XIX HỢP CHẤT HỮU CƠ CÓ NITƠ I Các hợp chất nitro
1. Cấu tạo
Là dẫn xuất thu được khi thế nguyên tử H trong phân tử hiđrocacbon bằng nhóm nitro -NO2.
Công thức chung có dạng R(NO2)n, với n 1.
Trong phân tử của hợp chất nitro có mối liên kết trực tiếp giữa 2 nguyên tử C - N và nguyên tử N có hoá trị IV. Công thức cấu tạo được biểu diễn:
Ví dụ:
2. Tính chất vật lý
Các hợp chất nitro là những chất rắn hoặc lỏng, ít tan trong nước. 3. Tính chất hoá học
a) Nhiều hợp chất nitro kém bền, khi đun nóng hoặc va chạm có thể bị phân tích và tự bốc cháy, phản ứng cháy không cần oxi ngoài.
Do đó nhiều chất được dùng làm thuốc nổ, thuốc súng như điamit (nitroglixerin), TNT (trinitroluen). b) Khi bị khử bởi hiđro mới sinh thì biến thành amin. Ví dụ:
4. Điều chế
Các hợp chất nitro được điều chế bằng phản ứng nitro hoá các hiđrocacbon. Các hiđrocacbon no mạch hở:
Các hiđrocacbon thơm:
II. Amin
1. Cấu tạo
Amin là dẫn xuất của NH3 khi thay thế một hay nhiều nguyên tử H bằng gốc hiđrocacbon. Cũng có thể xem amin như dẫn xuất của hiđrocacbon khi thay thế nguyên tử H bằng nhóm NH2.
Phân loại: bậc của amin:
Tùy theo số nhóm NH2 ta có monoamin, điamin,…
Trong phân tử amin (giống trong phân tử NH3), nguyên tử N có 1 cặp electron không phân chia.
Vì thế amin có khả năng kết hợp proton (H+), thể hiện tính bazơ.
Nếu R là gốc no mạch hở, có khuynh hướng đẩy electron, làm tăng điện tích âm ở N, làm tăng khả năng kết hợp H+, nghĩa là làm tăng tính bazơ. Amin bậc cao có tính bazơ mạnh hơn amin bậc thấp.
Nếu R là nhân benzen, có khuynh hướng hút electron, ngược lại làm giảm tính bazơ của amin (tính bazơ yếu hơn NH3)
2. Tính chất vật lý
a) Các amin mạch hở: Những chất đơn giản nhất (CH3 NH2, C2H5 NH2) là những chất khí, tan nhiều trong nước, có mùi đặc trưng giống NH3.
Khi khối lượng phân tử tăng dần, các amin chuyển dần sang lỏng và rắn, độ tan trong nước cũng 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: là những chất lỏng hoặc chất tinh thể, có nhiệt độ sôi cao, mùi đặc trưng, ít tan trong nước. 3. Tính chất hoá học
Nói chung amin là những bazơ yếu, có phản ứng tương tự NH3. a) Tính bazơ
Các amin mạch hở tan được trong nước cho dd có tính bazơ.
Do đó làm quỳ có màu xanh.
Anilin (C6H5 NH2) và các amin thơm khác do tan ít trong nước, không làm xanh giấy quỳ. Phản ứng với axit tạo thành muối.
Các muối của amin là chất tinh thể, tan nhiều trong nước. Khi cho các muối này tác dụng với kiềm mạnh lại giải phóng amin.
b) Các điamin: Các điamin có thể tham gia phản ứng trùng ngưng với các điaxit tạo thành polime (xem phần điaxit)
c) Amin thơm:
Nhóm NH2 có ảnh hưởng hoạt hoá nhân thơm và định hướng thế vào vị trí o-, p-.
Ví dụ:
Do ảnh hưởng của nhóm NH2, tính bền của nhân benzen giảm xuống, dễ bị oxi hoá (ví dụ bằng hỗn hợp K2Cr2O7 + H2SO4) cho nhiều sản phẩm khác nhau. Ví dụ:
4. Điều chế
a) Khử hợp chất nitro bằng hiđro mới sinh:
b) Phản ứng giữa NH3 với R X (X = Cl, Br, I)
Phản ứng có thể tiếp tục cho amin bậc cao: c) Phương pháp Sabatie
5. Giới thiệu một số amin a) Metylamin CH3 NH2
Là chất khí, có mùi giống NH3, tan nhiều trong nước, trong rượu và ete. b) Etylamin C2H5 NH2
Là chất khí (nhiệt độ sôi = 16,6oC), tan vô hạn trong nước, tan được trong 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 như dầu, nhiệt độ sôi = 184,4oC. Độc, có mùi đặc trưng. ít tan trong nước nhưng tan tốt trong axit do tạo thành muối. Để trong không khí bị oxi hoá có màu vàng rồi màu nâu. Dùng để sản xuất thuốc nhuộm.
e) Toluđin CH3 C6H4 NH2
Dạng ortho và meta là chất lỏng. Dạng para là chất kết tinh. Điều chế bằng cách khử nitrotoluen.
III. Amit
Amit có thể được coi là dẫn xuất của axit cacboxylic khi thế nhóm OH bằng nhóm amin (NH2) hay các nhóm R NH, (R)2N.
Amit của axit fomic là chất lỏng, các amit khác là chất rắn.
Amit được điều chế bằng phản ứng giữa NH3 với dẫn xuất thế clo của axit hoặc với este.
Ví dụ:
Amit của axit cacbonic gọi là cacbamit hay ure:
Ure là chất tinh thể, có tính bazơ yếu (do nhóm NH2), dễ dàng tạo muối với axit. Ure bị phân huỷ khi có tác dụng của các vi sinh vật trong đất.
Ure được dùng làm phân bón, điều chế chất dẻo urefomanđehit ( HN CO NH CH2 )n Trong công nghiệp, ure được điều chế bằng phản ứng.