Bài 18 Aminoaxit protit luyện thi đại học

www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng _____________________________________________________________ Trong các phân tử axit amin có thể có thêm các nhóm - OH: hiđroxi nh HO-CH2-CHNH2-COOH axit -amino--hiđroxipropionic hay SH: thiol: HS-CH2-CH-NH2-COOH axit -amino--thiol propionic Ngoài ra các axit amin còn có tên gọi thông thờng và chúng hay đợc gọi từ tên theo tính chất, tên sản phẩm tách ra lần đầu tiên. + Trạng thái tồn tại: các axit amin thờng tồn tại ở trạng thái rắn, không màu, kết tinh, tan tốt trong nớc và có vị ngọt, có nhiệt độ nóng chảy khá cao. Ví dụ: H2N-CH2-COOH: chất rắn, có t 0 = 233oC, độ tan (S) = 25,5g do ở dạng nc ion lỡng cực hay muối nội phân tử. II. Tính chất hoá học: 1. Tính lỡng tính: Các axit amin thể hiện cả tính chất axit (do nhóm - COOH quyết định và tính bazơ (do nhóm - NH2 quyết định). a) Tính chất bazơ: tác dụng với axit tạo muối + + H2N-CH2-COOH + HCl Cl H3 N -CH2-COOH hay H3 N -CH2-COOHCl b) Tính chất axit: tác dụng với bazơ mạnh tạo thành muối. H2N-CH2-COOH + NaOH H2N-CH2-COONa + H2O Nh vậy, axit amin thể hiện tính chất của hợp chất lỡng tính. Trong môi trờng axit thì nhóm cacboxyl tự do, nhóm amin ở dạng muối còn trong môi trờng bazơ nhóm amin ở dạng tự do còn nhóm axit ở dạng muối. 2. Phản ứng riêng từng nhóm. a) Phản ứng este hoá nhóm axit cacboxylic: các axit amin có thể phản ứng với axit hữu cơ khi có axit vô cơ mạnh làm xúc tác, sau đó dùng NH3 để giải phóng nhóm NH2 (Vì có nhóm NH2 nên este ở dạng muối. Axit dùng làm xúc tác là HCl đặc hoặc khí. HCl đ, toC H2N-CH2-COOH + CH3OH + HCl ClH3N-CH2-COOCH3 + H2O b) Nhóm NH2 có thể phản ứng với HNO2 giải phóng N2 do muối điazoni phân huỷ. 3. Phản ứng trùng ngng (phản ứng ngng tụ) Các phân tử axit amin có thể kết nối với nhau tạo thành chất mới gọi là dipeptit, tri,hay polipeptit có nhóm liên kết (- NH- C O-)n đợc gọi là liên kết peptit. to n NH2-CH2 - R - CO-OH (-NH - CH2 - R - CO-)n + nH2O III. ứng dụng: Axit amin là nền tảng kiến tạo nên protit của sự sống và cung cấp năng lợng cho cơ thể. G.V Lờ Kim Long - HKHTN www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng _____________________________________________________________ Một số axit amin còn đợc sử dụng trong đời sống chẳng hạn mì chính là muối của natri và axit glutaric: HOOC-(CH2)3-CH(NH2)-COONa. Dùng trong y học: methionin (CH3-SCH2-CH2-CH(NH)2-COOH thuốc bổ gan; histidin (dạ dày); canxi và magiê glutamat chữa bệnh tâm thần, axit glutaric là thuốc chữa thần kinh.. Dùng làm nguyên liệu để chế tạo tơ tổng hợp thí dụ -amonicaproic. B. Protit. Còn đợc gọi là chất đạm hay protein. Protit là thành phần chính của nguyên sinh chất trong cơ thể sống. 1. Trạng thái thiên nhiên. Có nhiều trong cơ thể thực vật, động vật và ngời. Các protein có trong trong bắp thịt, xơng, tế bào thần kinh, máu, sữa, lòng trắng trứng, da, lông, móng, sừng,; hạt thực vật, quả đậu, củ, thân lá,trong vi khuẩn, siêu vi trùng, men xúc tác. Mỗi loại động vật thực vật có một loại protein riêng. 2. Cấu tạo. + Thành phần nguyên tố: protit có cấu tạo phức tạp nhng thờng có khoảng 52% C; 7% H; 22% O; 16% N. Ngoài ra còn có thể có các nguyên tố vi lợng: S, P, Fe (cadein của sữa chứa P); Hemoglobin của máu chứa sắt. + Protit có khối lợng phân tử lớn: từ vài vạn (hemoglobin: 68000 đvC; anbumin 44000 đvC) đến hàng triệu đvC nên thờng đợc coi là các chất cao phân tử. + Khi thuỷ phân các protit các chuỗi polipeptit bị cắt ngắn dần thành từng đoạn dài ngắn khác nhau và cuối cùng tạo thành axit amin đó là các protein hay protit đơn giản. Phần lớn các trờng hợp protit là các polipeptit liên kết với nhau. + Có thể coi phân tử protit gồm các mạch dài (các chuỗi) polipeptit hợp thành từ 20 loại axit amin đơn giản tạo ra đa dạng protit. + Ngời ta thờng phân biệt các protein theo: Bản chất amino axit và thành phần phi protein tạo ra protit. Trình tự liên kết, kết hợp các axit amin. Dạng của phân tử: dạng xoắn, gấp khúc hay cuộn tròn do các liên kết H. + Độ tan: các protit thờng không tan mà chỉ hay tạo dung dịch keo trong nớc hay dung dịch muối. Có protit không tan nh kerotin trong bông, tóc, sừng, móng + Kết tuả thuận nghịch: dung dịch protit bị kết tủa khi pha muối vào (tiết canh đông lại khi có muối: (NH4)2SO4) nhng khi pha loãng thì lại tan hoặc ngợc lại. G.V Lờ Kim Long - HKHTN www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng _____________________________________________________________ + Kết tủa không thuận nghịch: thờng là kim loại nặng làm kết tủa vón lại và không tan: Pb2+, Hg2+ hay khi đun nóng làm thay đổi tính chất ban đầu nhất là dạng không gian của các protit. + Đặc điểm quan trọng nhất là phân huỷ tạo ra sản phẩm có mùi khét (phân biệt len, dạ tự nhiên và nhân tạo.). 3. Tính chất hoá học. a) Phản ứng thuỷ phân: Khi đun nóng trong dung dịch kiềm, axit hoặc men ở nhiệt độ thờng các protit bị cắt thành axit amin. (-HN-CH2-CO-)n + H2O n H2N - CH2 - COOH b) Phản ứng đông tụ: Khi đun nóng dung dịch có protein thì các protein bị vón lại thành khối không tan đợc nữa. Có thể thấy hiện tợng này khi nấu canh cua. Các protein đông lại thành cái cua. c) Phản ứng màu: đặc trng. Nhỏ vài giọt HNO3 và đun nhẹ thấy xuất hiện màu vàng, do sản phẩm chứa nhóm -NO2: có thể thí nghiệm với lòng trắng trứng. Cho Cu(OH)2 vào dung dịch chứa protit thấy tạo ra dung dịch tím xanh do tạo ra các hợp chất phức tạp. 4. Chuyển hoá protit trong cơ thể. + Protit là thành phần không thể thiếu đối với cơ thể. Nếu thiếu cơ thể không tái tạo đợc để thay thế tế bào già và tổng hợp các enzym cần thiết. + Phần lớn lợng protit đợc dùng để tổng hợp protit mới cần cho cơ thể. Một phần đợc đốt để lấy năng lợng và tạo ra sản phẩm nh: CO2, H2O và NH3 hay ure CO(NH2)2) cần thiết phải thải ra ngoài. Khi tổng hợp rotit trong cơ thể do có các phản ứng enzym nên xảy ra rất nhanh và êm dịu. 5. Tổng hợp protit bằng phơng pháp hoá học. Phân tử protit phức tạp vì vậy khó xác định đúng thành phần, thứ tự kết hợp, cấu tạo không gian để đi đến con đờng tổng hợp . Thành công lớn nhất là tổng hợp ra insulin là hoocmôn điều hoà lợng đờng trong máu: gồm 2 chuỗi peptit có 21 mắt xích amino axit và 1 chuối có 30 mắt xích. Hai chuỗi liên kết SS cần 89 phản ứng cho chuỗi 1 và 138 phản ứng cho chuỗi 2. Ngời ta đã thực hiện đợc việc tổng hợp này trong 6 tháng trong khi cơ thể ngời chỉ cần vẻn vẹn có 3 giây. Bài tập 1. Để đốt 1 chất hữu cơ A chứa các nguyên tố C, H, O và N cần 504 ml oxi. Lợng nớc tạo thành là 0,45g. Thể tích sản phẩm khí là 560 ml giảm còn 112 G.V Lờ Kim Long - HKHTN www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng _____________________________________________________________ ml sau khi lội qua dd NaOH d. Tìm CTPT của A cho dA/H2 = 37,5, cho V đo ở đktc. 2. A và B cùng CTPT: C3H7O2N phản ứng với NaOH, A cho sản phẩm C3H6O2NNa, B cho sản phẩm C2H4O2NNa. Xác định CTCT của A 3. Cho 0,01 mol chất A tác dụng vừa đủ với 80 ml dd HCl 0,125 M rồi cô cạn dung dịch thì thu đợc 1,835 g muối. Nếu trung hoà 2,94 g A bằng một lợng vừa đủ NaOH rồi cô cạn thì thu đợc 3,82 g muối. Xác định CTPT, CTCT của A. Cho A là -amino axit có mạch C không phân nhánh. 4. Viết phơng trình phản ứng của CH3CH(NH2)-COOH với dung dịch NaOH, HCl, C2H5OH có HCl hay H2SO4. 5. Viết phản ứng trùng ngng các amino axit sau: a) CH3-CH(NH2)COOH; b) H2N-(CH2)5COOH c) Axit -amino propionic; d) Axit -amino caproic; e) Hỗn hợp axit -amino propionic và axit -amino caproic; 6. Este A đợc điều chế từ amino axit B và rợu metylic. Tỉ khối hơi A so với H2 là 44,5. Đốt cháy hoàn toàn 0,9 gam este A 13,2g CO2, 6,3gH2O và 1,12 lít N2 (đktc). Xác định CTPT và CTCT của A và B. 7. Hợp chất tạp chức là gì? Viết công thức và gọi tên các amino axit có CTPT: C3H7O2N, C4H9O2N. 8. a) Cho biết CTCT rút gọn của A, B, C và viết phơng trình phản ứng đầy đủ các chuyển hoá sau: o A + dd NaOH, t C NH3 B dd H2SO4 Na 2SO4 C C2 H5 OH, H2SO4 đ H2 O CH3 CH COOC2H5 NH3HSO4 b) Có 3 dung dịch mất nhãn chứa các chất riêng biệt. Hãy xác định từng chất trong các lọ bằng phơng pháp hoá học. 1) dd CH3COOH; CH2CHNH2COOH 2) dd H2N-CH2-COOH; 3) H2NCH2- 9. Chất rắn A là 1 amino axit mà phân tử không chứa nhóm chức nào khác ngoài nhóm amino và cacboxyl 100 ml dd 0,2 M của A phản ứng vừa hết với 160 ml dd NaOH 0,25M. Cô cạn 3,84g muối khan; 80g dd 7,35% A phản ứng vừa hết với 50 ml dd HCl 0,8M. a) Xác định CTPT A; b) Viết CTCT A cho biết A có mạch C không phân nhánh, và nhóm NH2 ở vị trí . 10. Giải thích các hiện tợng sau đây: a) Sữa tơi để lâu trong không khí bị đóng vón tạo thành kết tủa. b) Khi bị ngộ độc chì trong thức ăn ngời ta khuyên nên uống ngay nhiều sữa. G.V Lờ Kim Long - HKHTN www.khoabang.com.vn Luyện thi trên mạng _____________________________________________________________ 11. Tính khối lợng phân tử protit chứa 0,20% lu huỳnh, trong phân tử chỉ chứa 2 nguyên tử S. 12. Đốt cháy hoàn toàn 8,7g amino axit A (axit đơn chức) thì thu đợc 0,3 mol CO2; 0,25 mol H2O và 1,12 (đktc) một khí trơ. a) Xác định CTCT của A. b) Viết phản ứng tạo polime của A. 13. Hợp chất hữu cơ A có M nhỏ hơn M benzen chỉ chứa 4 nguyên tố C, H, O, N trong đó có 3,09% H; 18,18% N. Đốt cháy 7,7g A thu đợc 4,928 lít CO2 đó ở 273oC, 1 atm. a) Xác định CTPT của A. b) Cho 7,7g A tác dụng hết với 200 ml dd NaOH. Đem cô cạn thì thu đợc 12,2g chất rắn khan. Tính nồng độ dd NaOH. c) Đốt cháy bằng tia lửa điện 3,08g A (có thể tích không đáng kể) trong một bình kín chứa 4,49 lít oxi ở 0oC và 1 atm. Sau khi cháy nhiệt độ của bình là 136,5oC. Cho rằng toàn bộ N NO2. Tính áp suất trong bình. d) Cho sản phẩm cháy hấp thụ vào 500 g dd KOH 11,2%. Tính nồng độ % của KOH trong dung dịch mới. 14. Cho 2 chất: A: H2NCH2COOH; B: HOOC-(CH2)2-CH(NH2)-COOH. A, B chuyển dịch theo hớng nào khi cho dòng điện 1 chiều qua 2 điện cực nhúng vào mỗi dd A, B. 15. Hợp chất A chứa C, H, O, N có M = 89 đvC. Đốt cháy 1 mol A thu đợc 3 mol CO2 và 0,5 mol N2. a) Xác định CTPT và CTCT của các đồng phân mạch hở của A, biết A là chất lỡng tính. Viết phơng trình phản ứng minh hoạ b) A có làm mất màu nớc Br2 không ? Nếu có viết phơng trình phản ứng. G.V Lờ Kim Long - HKHTN