Giáo án Bài 1 : Amin35210

CHƯƠNG III AMIN, AMINO AXIT, PROTEIN BÀI : AMIN Phân tử amoniac H Thế 1H R1 H N H N H H Bậc amin - Bậc amin = số liên kết C-N Thế 2H bới R1 R2 R2 Thế 3H bới R1, R2 R3 R2 N R N R1 H R3 R1 Amin bậc Amin bậc Amin bậc I – KHÁI NIỆM – PHÂN LOẠI - TÊN – Khái niệm bậc amin - Khi thay nguyên tử H phân tử NH3 (amoniac) bới gốc hidrocacbon R amin - Thế 1H amin bậc 1; 2H amin bậc 2; 3H amin bậc – Phân loại Dựa vào gốc R Gốc R Gốc R no Amin Amin no Dựa vào nhóm chức amin Số nhóm chức Amin nhóm Đơn chức Dựa vào bậc amin Số gốc R Amin gốc R Amin bậc Công thức Amin no, đơn chức, bậc CnH2n + NH2 ; n 1 Hoặc R’ – NH2 Gốc R không Gốc R thơm no Amin khơng Amin thơm no Từ nhóm trở lên Đa chức  CTPT số loại amin Amin: R-NH2 Amin no, đơn chức: CnH2n+3N  Đồng phân Amin có loại đồng phân: - Đồng phân mạch cacbon: - Đồng phân vị trí nhóm chức - Đồng phân bậc amin - Số đồng phân CnH2n+3N : 2n-1 GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com gốc R Amin bậc gôc R Amin bậc 3- Tên amin Công thức cấu tạo CH3 – NH2 CH3 – CH2 – NH2 CH3 – NH – CH3 CH3 – CH2 – CH2 – NH2 (CH3)3N CH3[CH2]3NH2 C2H5 – NH – C2H5 C6H5 – NH2 H2N[CH2]6NH2 Tên gốc – chức Tên gốc R ghép amin Metylamin etylamin đimetylamin propylamin trimetylamin butylamin đietylamin phenylamin hexametylenđiamin Tên thay Tên ankan ghép amin Metanamin Etanamin N - Metylmetanamin Propan – - amin N,N - đimetylmatanamin Butan – - amin N - etanetylamin benzenamin Hexa -1,6 - điamin II – CẤU TẠO - TÍNH CHẤT 1- CẤU TẠO H - Trên nguyên tử N phân tử amin cịn đơi e tự do, nên phân tử amin dễ dàng nhận N R1 proton H+  amin có tính bazơ yếu H - Nếu gốc R gốc không no gốc thơm amin cịn có phản ứng gốc R : 2- TÍNH CHẤT - Amin CH3NH2 C2H5NH2 tan tốt nước liên kết hiđro - Nhiệt độ sơi amin < ancol : liên kết hiđro N-H N yếu O-H O ( liên kết H liên phân tử) - Metyl–, đimetyl–, trimetyl– etylamin chất khí có mùi khai khó chịu, độc, dễ tan nước, amin đồng đẳng cao chất lỏng rắn - Anilin chất lỏng, nhiệt độ sơi 184oC, khơng màu, độc, tan nước, tan ancol benzen  So sánh tính bazo - Mật độ electron nguyên tử N: mật độ cao, lực bazơ mạnh ngược lại - Gốc đẩy electron làm tăng tính bazơ, gốc hút electron làm giảm tính bazơ p-NO2-C6H4NH2 < C6H5NH2< NH3 < CH3NH2 < C2H5NH2 < C3H7NH2 - Hiệu ứng không gian: gốc R cồng kềnh nhiều gốc R làm cho tính bazơ giảm đi, phụ thuộc vào gốc hiđrocacbon Ví dụ tính bazơ (CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N ; (C2H5)2NH > (C2H5)3N > C2H5NH2 a- Tính bazơ  dd amin q tím hóa xanh R’NH2 + HOH   [R’NH3]+ + OH Amin thơm khơng làm q tím hóa xanh  Tác dụng với axit   muối amoni R’ – NH2 + HCl   R’NH3Cl Ví dụ : CH3NH2 + HCl   CH3NH3Cl (metyl amoni clorua) Nhắc : Các muối C6H5NH2 + HCl   C6H5NH3Cl ’ R NH3Cl muối bazơ yếu nên tác dụng với bazơ mạnh NaOH, KOH GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com R’NH3Cl + NaOH   R’NH2 + NaCl + H2O Ví dụ : CH3NH3Cl + NaOH   CH3 NH2 + NaCl + H2O C6H5NH3Cl + NaOH   C6H5NH2 + NaCl + H2O  Phản ứng với axit nitrơ: - Amin no bậc + HNO2 → ROH + N2 + H2O Ví dụ: C2H5NH2 + HONO → C2H5OH + N2 + H2O - Amin thơm bậc tác dụng với HNO2 nhiệt độ thấp tạo thành muối điazoni Ví dụ: C6H5NH2 + HONO + HCl Hay: C6H5N2+ Cl- + 2H2O benzenđiazoni clorua C6H5N2+ Cl- + NaCl + 2H2O C6H5NH2 + NaNO2 + HCl  Phản ứng ankyl hóa: amin bậc bậc tác dụng với ankyl halogenua (CH3I, ….) Phản ứng dùng để điều chế amin bậc cao từ amin bậc thấp Ví dụ: C2H5NH2 + CH3I → C2H5NHCH3 + HI  Phản ứng amin tan nước với dung dịch muối kim loại có hiđroxit kết tủa 3CH3NH2 + FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 ↓ đỏ nâu+ 3CH3NH3Cl b- Phản ứng gốc R’ không no thơm Ni / t CH2 = CH – NH2 + H2   CH3 – CH2 – NH2 o NH NH Br Br + 3HBr + 3Br2 Br 2,4,6 – tribrom anilin (kết tủa trắng) → Phản ứng dùng nhận biết anilin Điều chế a) Thay nguyên tử H phân tử amoniac Ankylamin điều chế từ amoniac ankyl halogenua Ví dụ: b) Khử hợp chất nitro Anilin amin thơm thường điều chế cách khử nitrobenzen (hoặc dẫn xuất nitro tương ứng) hiđro sinh nhờ tác dụng kim loại (như Fe, Zn…) với axit HCl Ví dụ: Hoặc viết gọn là: Ngồi ra, amin điều chế nhiều cách khác GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com BÀI : AMINO AXIT ( AXIT AMIN) I – KHÁI NIỆM - Amino axit loại hợp chất hữu tạp chức, phân tử chứa đồng thời hai loại nhóm chức amino ( NH2) nhóm cacboxyl ( - COOH) - Cơng thức chung amino axit (H2N)x R (COOH)y Lưu ý : amino axit có tính axit, bazơ trung tính tùy thuộc vào số nhóm chức - NH2 – COOH Trong công thức : (H2N)x R (COOH)y : nhóm – NH2 mang tính bazơ ; nhóm – COOH mang tính axit x  y  amino axit có tính trung tính x  y  amino axit có tính bazơ x  y  amino axit có tính axit II - DANH PHÁP AMINO AXIT - Tên thay : axit ghép số nhóm (- NH2) – amino ghép tên thường axit cacboxylic - Tên bán hệ thống : axit ghép chữ Hi Lạp - amino ghép tên thường axit cacboxylic Chữ Hi Lạp :  ,  ,  ,  ,  ,  - Tên thường - Tên kí hiệu CÔNG THỨC TÊN THAY THẾ H2NCH2COOH Axit – amino etanoic Axit - amino propanoic CH3CH(NH2)COOH (CH3)2CHCHNH2COOH H2N – [CH2]4 – CHNH2COOH HOOC-CHNH2CH2CH2COOH Axit - amino – – metyl butanoic Axit 2,6 – diamino hexanoic TÊN BÁN HỆ THỐNG TÊN KÍ THƯỜNG HIỆU Axit amino axetic Axit  - amino propionic Axit  - amino isovaleric Axit  ,  - diamino Glyxin Gly 75 Alanin Ala 89 Valin Val 117 Lysin Lys 146 Glutamic Glu 147 caproic Axit 2- amino pentadioic Axit  -amino glutaric III- CẤU TẠO PHÂN TỬ Nhóm – NH2 nhận H+  tính bazơ Nhóm - COOH cho H+  tính axit Phân tử axit amino axetic H2N - CH2 – COOH Dạng phân tử M H2N - CH2 - COO H Dạng ion lưỡng cực GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com + H3N - CH2- COO Lý tính : Do amino axit hợp chất ion lưỡng cực nên đk thường chúng chất rắn kết tinh, dễ tan nước, nhiệt nóng chảy cao Amino axit có vị IV – TÍNH CHẤT HĨA HỌC Amino axit có - Tính chất nhóm chức phân tử - Tính lưỡng tính - Phản ứng este hóa nhóm – COOH - Phản ứng trùng ngưng 1- Tính lưỡng tính : tác dụng với axit HCl, bazơ NaOH… H2N - CH2 – COOH + HCl  ClH3N - CH2 - COOH H2N - CH2 – COOH + NaOH  H2N - CH2 - COONa + H2O * Sản phẩm sinh tác dụng với mol bazơ NaOH mol axit HCl ClH3N - CH2 - COOH + NaOH  H2N – CH2 COONa + NaCl + H2O H2N - CH2 - COONa + HCl  ClH3N – CH2 – COOH + NaCl – Tính axit –bazơ amino axit Amino axit có tính axit, bazơ trung tính tùy thuộc vào số nhóm chức (- NH2) (– COOH) a- Glyxin H2N – CH2 – COOH khơng làm q tím đổi màu có cân b- axit glutamic q tím hóa đỏ có cân c- Lysin làm q tím hóa xanh Lysin có cân 3- Phản ứng este hóa nhóm – COOH HCl H2N – CH2 – COOH + C2H5OH H2N – CH2 – COOC2H5 + H2O Phản ứng nhóm NH2 với HNO2 H2N–CH2–COOH + HNO2 → HO–CH2 –COOH + N2 + H2O axit hiđroxiaxetic 5- Phản ứng trùng ngưng - Trùng ngưng Amino axit  polime thuộc loại poliamit - Nguyên tắc : * Nhóm – NH2 bỏ H cịn – NH – * Nhóm – COOH bỏ OH cịn – CO – - Sản phẩm tạo thành có H2O VI - ỨNG DỤNG - Amino axit thiên nhiên (hầu hết  -amino axit) hợp chất sở để tạo protein - Một số axit amin dùng làm gia vị (bột ngọt) natri glutamat (mononatri axit glutamic): NaOOCCHNH2- [CH2]2 – COOH - axit glutamic (HOOC-CHNH2- [CH2]2 – COOH) : thuốc hỗ trợ thần kinh - methionin (CH3–S–CH2–CH2–CH(NH2)–COOH) : thuốc bổ gan GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com - Các axit 6-amino hexanoic (axit  - amino caproic : H2N- [CH2]5- COOH); axit 7- amino heptanoic (axit  - amino enantoic : H2N- [CH2]6-COOH) dùng chế tạo tơ amit tơ nilon-6 , tơ nilon – 7…vv BÀI : PEPTIT – PROTEIN I - KHÁI NIỆM PEPTIT 1- Đặc điểm peptit - Thủy phân hoàn toàn peptit hh gồm từ đến 50 đơn vị  -amino axit  Peptit loại hợp chất chứa từ đến 50 gốc  -amino axit liên kết với liên kết peptit * Liên kết peptit liên kết – CO – NH – hai đơn vị  -amino axit với C - N * Nhóm hai đơn vị  -amino axit gọi nhóm peptit O H * Phân tử peptit hợp thành từ  -amino axit liên kết peptit theo trật tự định Amino axit đầu N cịn nhóm – NH2 ; amino axit đầu C cịn nhóm – COOH Ví dụ : H2N – CH2 – CO – NH – CH(CH3) – COOH Amino axit đầu N Amino axit đầu C H2N – CH(CH3) – CO – NH – CH2 - COOH Amino axit đầu N amino axit đầu C * Phân tử chứa 2, 3, … gốc  -amino axit gọi đipeptit ; tripeptit ; tetrapeptit … phân tử chứa 10 gốc  -amino axit gọi polipeptit Ví dụ H2N – CH2 – CO – NH – CH(CH3) – COOH : đipeptit H2N – CH(CH3) – CO – NH – CH2 – CO – NH – CH(CH3) – COOH : tripeptit H2N – CH2 – CO – NH – CH(CH3) – CO – NH – CH2 – CO – NH – C(CH3)2 – COOH : tetrapeptit * Thường biểu diển cấu tạo peptit tên kí hiệu Ví dụ : Hai dipeptit từ Glyxin Alani biểu diển : Gly – Ala ; Ala – Gly  Đồng phân: - Nếu phân tử peptit chứa n gốc α-amino axit khác số đồng phân loại peptit n! - Nếu phân tử peptit có i cặp gốc α-amino axit giống số đồng phân cịn  Danh pháp Tên peptit hình thành cách ghép tên gốc axyl α-amino axit đầu N, kết thúc tên axit đầu C (được giữ nguyên) Ví dụ: GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com 2- Tính chất peptit - Các peptit thường thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy cao dễ tan nước - Peptit có - Phản ứng thủy phân - Phản ứng tạo màu biure a- Phản ứng thủy phân : xúc tác axit bazơ - Thủy phân hoàn toàn peptit thu hỗn hợp nhiều  -amino axit Tổng Quát Peptit + (n-1) H2O + nHCl → Muối Peptit + nNaOH → Muối + H2O * cách tính M peptit = M cac amino acid – (n-1).18 b- Phản ứng tạo màu biure - Dựa vào phản ứng mẫu biure: H2N–CO–NH–CO–NH2 + Cu(OH)2 → phức chất màu tím đặc trưng - Amino axit đipeptit không cho phản ứng - Các tripeptit trở lên tác dụng với Cu(OH)2 tạo phức chất màu tím  Dùng Cu(OH)2/NaOH để nhận biết peptit có gốc aminoaxit trở lên II - KHÁI NIỆM PROTEIN – SƠ LƯỢC VỀ PROTEIN - Protein thành phần thể sống : đông vật thực vật - Protein thức ăn quan trọng người số động vật dạng thịt, trứng, cá - Protein tạo từ chuỗi peptit kết hợp lại với - Protein polipeptit cao phân tử có khối lượng phân tử từ vài chục ngàn đến vài triệu đvc Tính chất vật lí a) Hình dạng: - Dạng sợi: keratin (trong tóc), miozin (trong cơ), fibroin (trong tơ tằm) - Dạng cầu: anbumin (trong lòng trắng trứng), hemoglobin (trong máu) b) Tính tan nước: Protein hình sợi khơng tan, protein hình cầu tan c) Sự đông tụ: Là đông lại protein tách khỏi dung dịch đun nóng thêm axit, bazơ, muối – PHÂN LOẠI - Protein đơn giản : Là loại protein thủy phân cho hỗn hợp  -amino axit Ví dụ : * Abumin lòng trắng trứng * Firobin tơ tằm - Protein phức tạp : tạo thành từ protein đơn giản kết hợp với phân tử protein (phi protein) axit nucleic, lipit, cacbohiđrat… Ví dụ : Nucleoprotein chứa axit nucleic GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com Lipoprotein chứa chất béo – CẤU TẠO CỦA PROTEIN - Giống phân tử peptit, phân tử protein tạo nhiều gốc  -amino axit nối với liên kết peptit - Khác với phân tử peptit : * Phân tử protein lớn hơn, phức tạp (sô gốc  -amino axit lớn 50) * Các phân tử protein khơng có gốc  -amino axit khác , mà cịn khác sơ lượng trật tự xếp chúng 5- TÍNH CHẤT A- TÍNH CHẤT VẬT LÍ -Nhiều protein tan nước tạo thành dd keo, bị đông tụ đun nóng Ví dụ Hịa tan lịng trắng trứng vào nước đun nóng lịng trắng trứng bị đơng tụ B Tính chất hóa học a) Phản ứng thủy phân: - Điều kiện thủy phân: xúc tác axit kiềm đun nóng xúc tác enzim - Sản phẩm: α-amino axit b) Phản ứng màu: III – KHÁI NIỆM VỀ ENZIM VÀ AXIT NUCLEIC Enzim Hầu hết có chất protein, xúc tác cho q trình hóa học đặc biệt thể sinh vật Enzim gọi chất xúc tác sinh học có đặc điểm: - Tính chọn lọc (đặc hiệu) cao: enzim xúc tác cho phản ứng định - Hoạt tính cao: tốc độ phản ứng nhờ xúc tác enzim cao, gấp 109 – 1011 chất xúc tác hóa học Axit nucleic Axit nucleic polieste axit photphoric pentozơ + Nếu pentozơ ribozơ, axit nucleic kí hiệu ARN + Nếu pentozơ đeoxiribozơ, axit nucleic kí hiệu ADN + Phân tử khối ADN từ – triệu, thường tồn dạng xoắn kép + Phân tử khối ARN nhỏ ADN, thường tồn dạng xoắn đơn GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com MỘT SỐ CHÚ Ý KHI GIẢI BÀI TẬP Một số dạng tập hay hỏi: a) So sánh lực bazơ amin b) Đếm đồng phân amin, amino axit, peptit… c) Xác định công thức phân tử amin, amino axit theo phản ứng cháy d) Xác định công thức phân tử amin theo phản ứng với dung dịch axit hay dung dịch muối e) Xác định công thức phân tử amino axit theo phản ứng axit – bazơ f) Xác định công thức cấu tạo hợp chất g) Phân biệt – tách chất Một số công thức hay dùng: a) Công thức phân tử amin: - Amin đơn chức: CxHyN (y ≤ 2x + 3) - Amin đơn chức no: CnH2n + 1NH2 hay CnH2n + 3N - Amin đa chức: CxHyNt (y ≤ 2x + + t) - Amin đa chức no: CnH2n + – z(NH2)z hay CnH2n + + zNz - Amin thơm (đồng đẳng anilin): CnH2n – 5N (n ≥ 6) b) Cơng thức phân tử CxHyO2N có đồng phân cấu tạo mạch hở thường gặp: - Amino axit H2N–R–COOH  + NaOH tao Muoi +H2O - Este amino axit H2N–R–COOR’  pu NaOH tao ancol - Muối amoni axit ankanoic RCOONH4 RCOOH3NR’  pu voi NaOH tap khí mùi khai - Hop chất CnH2n+3O3N2: RNH3NO3 - Hợp chất nitro R–NO2 c) Công thức hay dùng: GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com - Cơng thức độ bất bão hịa (số liên kết π + v) CxHyNt: ∆ = - Công thức độ bất bão hòa (số liên kết π + v) CxHyOzNt: ∆ = Công thức giả thiết tất liên kết liên kết cộng hóa trị, hợp chất ion cơng thức khơng cịn Ví dụ CH3COONH4 có ∆ = phân tử CH3COONH4luôn liên kết π - Nếu phân tử peptit chứa n gốc α-amino axit khác số đồng phân loại peptit n! - Nếu phân tử peptit có i cặp gốc α-amino axit giống số đồng phân Một số phản ứng cần lưu ý 3CnH2n + 3N + FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3CnH2n + 4NCl (H2N)x– R–(COOH)y + xHCl → (ClH3N)x– R–(COOH)y (ClH3N)x– R–(COOH)y + (x + y)NaOH → (H2N)x– R–(COONa)y + xNaCl + (x + y)H2O (H2N)x– R–(COOH)y + yNaOH → (H2N)x– R–(COONa)y + yH2O (H2N)x– R–(COONa)y + (x + y)HCl → (ClH3N)x– R–(COOH)y + yNaCl 2(H2N)x– R–(COOH)y + xH2SO4 → [(H3N)x– R–(COOH)y]2(SO4)n 2(H2N)x– R–(COOH)y + yBa(OH)2 → [(H2N)x– R–(COO)y]2Bay + 2yH2O GV Bùi Văn Mười ThuVienDeThi.com ... xúc tác sinh học có đặc điểm: - Tính chọn lọc (đặc hiệu) cao: enzim xúc tác cho phản ứng định - Hoạt tính cao: tốc độ phản ứng nhờ xúc tác enzim cao, gấp 10 9 – 10 11 chất xúc tác hóa học Axit... thức hay dùng: a) Công thức phân tử amin: - Amin đơn chức: CxHyN (y ≤ 2x + 3) - Amin đơn chức no: CnH2n + 1NH2 hay CnH2n + 3N - Amin đa chức: CxHyNt (y ≤ 2x + + t) - Amin đa chức no: CnH2n + –... BÁN HỆ THỐNG TÊN KÍ THƯỜNG HIỆU Axit amino axetic Axit  - amino propionic Axit  - amino isovaleric Axit  ,  - diamino Glyxin Gly 75 Alanin Ala 89 Valin Val 11 7 Lysin Lys 14 6 Glutamic Glu 14 7