Cho hai amine: CH3CH2CH2NH2 và (CH3)3N với các số liệu nhiệt độ nóng chảy là -83°C; -117°C và nhiệt độ sôi là 48°C và 3°C.
a) Hãy gán ghép số liệu nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy tương ứng với mỗi chất. Giải thích sự sắp xếp đó.
b) Từ NH3 viết phương trình hóa học điều chế (CH3)3N bằng phương pháp alkyl hóa.
c) Khi tiến hành alkyl hóa người ta thường sử dụng dẫn xuất dạng RI mà không nên sử dụng dẫn xuất RCl hoặc RF (R- gốc alkyl). Giải thích?
Câu trả lời tốt nhất
(a) Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi lần lượt là:
CH3CH2CH2NH2: -83°C và 48°C
(CH3)3N: -117°C và 3°C
Giải thích:
Ở trạng thái rắn, (CH3)3N không có liên kết H liên phân tử (do không có nguyên tử H linh động), trong khi CH3CH2CH2NH2 có liên kết H liên phân tử (do có nguyên tử H linh động trong chức amine), vì vậy CH3CH2CH2NH2 có nhiệt độ nóng chảy cao hơn (CH3)3N.
Ở trạng thái lỏng, ngoài lý do về liên kết H liên phân tử như trên, CH3CH2CH2NH2 còn có cấu trúc phân tử dài, cồng kềnh, trong khi (CH3)3N có cấu trúc gọn, tròn nên lực Van Der Waals giữa các phân tử CH3CH2CH2NH2 lớn hơn, vì vậy CH3CH2CH2NH2 có nhiệt độ sôi cao hơn (CH3)3N.
Chú ý: Đối với các đồng phân, cấu tạo gọn, tròn sẽ có nhiệt độ nóng chảy cao hơn, nhiệt độ sôi thấp hơn cấu tạo dài, cồng kềnh. Như vậy nhiệt độ nóng chảy của cặp amine này là bất thường và được giải thích do liên kết H liên phân tử.
(b)
NH3 + CH3I —> CH3NH3I
CH3NH3I + NaOH —> CH3NH2 + NaI + H2O
CH3NH2 + CH3I —> (CH3)2NH2I
(CH3)2NH2I + NaOH —> (CH3)2NH + NaI + H2O
(CH3)2NH + CH3I —> (CH3)3NHI
(CH3)3NHI + NaOH —> (CH3)3N + NaI + H2O
(c) Khi tiến hành alkyl hóa người ta thường sử dụng dẫn xuất dạng RI mà không nên sử dụng dẫn xuất RCl hoặc RF vì liên kết C-I kém bền hơn các liên kết C-Cl và C-F, mặt khác bán kính I- cũng lớn hơn Cl-, F- nên mật độ điện âm trên I- nhỏ hơn Cl-, F-, các lý do này làm I- dễ tách ra ngoài chất nền hơn Cl-, F- và phản ứng của RI thuận lợi hơn và hiệu suất cao hơn.