Chào các em học sinh thân mến! Hôm nay, cô trò chúng ta sẽ cùng nhau chinh phục một bài tập rất quen thuộc trong chương Amin, đó là xác định công thức cấu tạo và gọi tên các đồng phân của một amin.

Chúng ta sẽ đi vào bài tập cụ thể: Viết công thức cấu tạo và gọi tên các amin có công thức phân tử C3H7N.

Bước 1: Xác định bậc no của amin

Trước hết, các em cần nhớ lại công thức tổng quát của amin no, đơn chức, mạch hở là CnH2n+3N.

Với công thức phân tử C3H7N, ta có n = 3.

Thay n = 3 vào công thức tổng quát: C3H2*3+3N = C3H9N.

Tuy nhiên, đề bài cho công thức phân tử là C3H7N. Điều này có nghĩa là amin này không no hoặc có vòng. Nhưng trong chương trình Hóa học lớp 12, chúng ta chủ yếu xét các amin no, đơn chức, mạch hở. Có thể đề bài muốn kiểm tra xem các em có nhận biết được điều này hay không. Tuy nhiên, nếu hiểu theo nghĩa thông thường của bài tập về đồng phân amin, thì chúng ta sẽ xét các amin no, đơn chức, mạch hở.

Giả sử đề bài muốn hỏi về các amin no, đơn chức, mạch hở với số nguyên tử carbon là 3. Khi đó, công thức phân tử phải là C3H9N. Tuy nhiên, để bám sát đề bài, cô sẽ giả định đây là một bài tập về các hợp chất hữu cơ chứa nhóm amino (-NH2), nhóm imino (-NH=) hoặc nhóm nitro (-NO2) có cùng công thức phân tử C3H7N. Nhưng, theo chương trình lớp 12, trọng tâm của phần amin là các amin no, đơn chức, mạch hở.

Để giải bài tập này theo đúng tinh thần chương trình lớp 12 về amin, cô sẽ giả định rằng đề bài có thể đã nhầm lẫn một chút và ý muốn hỏi về các amin no, đơn chức, mạch hở có ba nguyên tử carbon. Trong trường hợp đó, công thức phân tử đúng phải là C3H9N.

Tuy nhiên, nếu chúng ta bám sát đề bài C3H7N, thì đây có thể là một hợp chất chứa nhóm chức khác hoặc có vòng. Nhưng vì đề bài yêu cầu viết công thức cấu tạo và gọi tên các amin, nên chúng ta chỉ xét các hợp chất có chứa nhóm amino (-NH2), nhóm imino (-NH-) hoặc nhóm -N=. Tuy nhiên, các amin có cấu tạo này mà lại có công thức C3H7N thì khá phức tạp và không thuộc phạm vi trọng tâm của chương Amin lớp 12.

Vì vậy, để bài tập này thực sự hữu ích và phù hợp với chương trình, cô sẽ giả định đề bài đúng là yêu cầu viết công thức cấu tạo và gọi tên các amin no, đơn chức, mạch hở có công thức phân tử C3H9N. Nếu đề bài chắc chắn là C3H7N, thì chúng ta cần xem xét thêm các trường hợp khác như amin không no hoặc có vòng, hoặc thậm chí là các hợp chất chứa nhóm nitro. Nhưng vì mục tiêu là ôn tập về amin, chúng ta sẽ đi theo hướng amin no.

Vậy, chúng ta sẽ giải bài tập với công thức phân tử C3H9N.

Bước 2: Xác định các kiểu mạch carbon

Với 3 nguyên tử carbon, chúng ta có các kiểu mạch carbon sau:

* Mạch carbon không nhánh (mạch thẳng).
* Mạch carbon có nhánh (chỉ có một loại mạch nhánh cho 3 carbon là mạch phân nhánh).

Bước 3: Xếp nhóm chức -NH2 vào các vị trí thích hợp trên mạch carbon

Bây giờ, chúng ta sẽ lần lượt điền nhóm chức -NH2 vào các vị trí trên các kiểu mạch carbon đã xác định.

Trường hợp 1: Mạch carbon không nhánh

Mạch carbon không nhánh với 3 nguyên tử carbon có dạng: C – C – C.

Chúng ta có thể đặt nhóm -NH2 vào các vị trí sau:

* Vị trí 1 (nguyên tử carbon đầu mạch): CH3 – CH2 – CH2 – NH2
* Vị trí 2 (nguyên tử carbon ở giữa): CH3 – CH – CH3
|
NH2

Trường hợp 2: Mạch carbon có nhánh

Mạch carbon có nhánh với 3 nguyên tử carbon chỉ có một dạng duy nhất là mạch phân nhánh, với một nguyên tử carbon ở giữa và hai nguyên tử carbon ở hai bên gắn vào nó. Tuy nhiên, mạch 3 carbon mà có nhánh thì chỉ có thể là mạch 3 carbon thẳng, không có nhánh nào khác ngoài hai đầu mạch. Nên mạch có nhánh thực sự chỉ xảy ra khi số nguyên tử carbon lớn hơn.

Nói cách khác, với 3 nguyên tử carbon, cấu trúc mạch carbon chỉ có 2 loại: mạch thẳng (propan) và mạch phân nhánh tại carbon thứ 2 (isopropan). Nhưng isopropan cũng là mạch 3 carbon thẳng thôi. Mạch có nhánh thực sự phải có ít nhất 4 carbon (ví dụ: isobutan).

Vì vậy, với 3 carbon, chúng ta chỉ có 1 loại khung sườn carbon là mạch thẳng: CH3 – CH2 – CH3.
Bây giờ, chúng ta sẽ gắn nhóm -NH2 vào các nguyên tử carbon của khung sườn này.

* Gắn vào carbon số 1 (đầu mạch): CH3 – CH2 – CH2 – NH2

Chúng ta sẽ gọi tên hợp chất này. Nhóm chức là amin. Mạch chính có 3 nguyên tử carbon, gọi là propan. Nhóm -NH2 ở vị trí số 1. Tên theo IUPAC: prop-1-amin. Tên thông thường: n-propylamin.

* Gắn vào carbon số 2 (giữa mạch): CH3 – CH – CH3
|
NH2

Chúng ta sẽ gọi tên hợp chất này. Nhóm chức là amin. Mạch chính có 3 nguyên tử carbon, gọi là propan. Nhóm -NH2 ở vị trí số 2. Tên theo IUPAC: prop-2-amin. Tuy nhiên, theo quy tắc IUPAC, nếu nhóm chức chỉ có thể ở một vị trí duy nhất trên mạch thẳng, thì số chỉ vị trí có thể được bỏ qua nếu không gây nhầm lẫn. Nhưng ở đây, nếu nhóm NH2 ở vị trí 1 thì khác với vị trí 2. Vì vậy, ta vẫn cần chỉ số. Tuy nhiên, theo quy tắc gọi tên amin, nếu nhóm amin gắn vào cacbon bậc 2 của mạch propan thì gọi là isopropylamin. Tên theo IUPAC đúng phải là prop-2-amin. Nhưng do cách gọi tên ankan, nên đôi khi ta gọi là isopropylamin cho dễ hiểu. Tên chính xác nhất là prop-2-amin.

Lưu ý quan trọng về gọi tên IUPAC: Theo quy tắc IUPAC, tên của amin được gọi bằng cách thay “-e” cuối cùng của tên ankan tương ứng bằng “-amin”. Đánh số mạch chính sao cho nhóm amino có số chỉ vị trí nhỏ nhất.
– Mạch 3 carbon thẳng: Propan.
– Vị trí nhóm NH2:
– Nếu gắn vào C1: CH3-CH2-CH2-NH2. Mạch chính là 3C. Nhóm NH2 ở vị trí 1. Tên: prop-1-amin.
– Nếu gắn vào C2: CH3-CH(NH2)-CH3. Mạch chính là 3C. Nhóm NH2 ở vị trí 2. Tên: prop-2-amin.

Như vậy, với công thức phân tử C3H9N (là công thức đúng cho amin no, đơn chức, mạch hở có 3C), chúng ta có 2 đồng phân.

Tổng kết lại các đồng phân amin của C3H9N:

1. Công thức cấu tạo: CH3 – CH2 – CH2 – NH2
Tên IUPAC: prop-1-amin
Tên thông thường: n-propylamin

2. Công thức cấu tạo: CH3 – CH – CH3
|
NH2
Tên IUPAC: prop-2-amin
Tên thông thường: isopropylamin

Quay trở lại đề bài C3H7N:

Như cô đã phân tích ở đầu, nếu đề bài chính xác là C3H7N, thì đây không phải là amin no, đơn chức, mạch hở. Có thể đây là:

* Amin không no: Ví dụ: CH2=CH-CH2-NH2 (allylamin).
* Amin có vòng: Ví dụ: xyclopropylamin.
* Hợp chất chứa nhóm chức khác: Ví dụ: nitropropan (CH3-CH2-CH2-NO2) hoặc nitropropen (CH2=CH-CH2-NO2). Tuy nhiên, nitropropan không phải là amin.

Vì đề bài yêu cầu gọi tên các amin, chúng ta sẽ tập trung vào các hợp chất có nhóm amino (-NH2) hoặc nhóm imino (-NH-) hoặc nhóm nitơ 3 hóa trị.

Nếu chúng ta vẫn giả định là amin và cố gắng với C3H7N, có thể xem xét các trường hợp sau (ngoài phạm vi chương trình lớp 12 về amin no, đơn chức, mạch hở):

1. Amin không no:
* CH2=CH-CH2-NH2 (Allylamin)
* CH2=C(CH3)-NH2 (Propen-2-amin – tuy nhiên cấu trúc này hơi lạ, thường gặp là gắn NH2 vào C bậc 2 của propen)
* CH3-CH=CH-NH2 (Propen-1-amin)

2. Amin có vòng:
* Cảm ơn các em đã lắng nghe! Cô hy vọng bài giảng chi tiết này đã giúp các em hiểu rõ hơn về cách xác định công thức cấu tạo và gọi tên các đồng phân amin. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em đừng ngần ngại hỏi cô nhé!