Lý thuyết amin,amino axit, peptit, protein đầy đủ nhất

LÝ THUYẾT AMIN – AMINO AXIT Thầy Quân. Thayquan.ltdh@gmail.com -Trang 1- AMIN – ANILIN A/ AMIN I. Định nghĩa – công thức – bậc – danh pháp amin: 1. Định nghĩa: Amin là hợp chất hữu cơ khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hidro trong phân tử NH 3 bởi gốc hidrocacbon 2. Công thức: Amin bậc 1 bất kỳ: C n H 2n+2-2a-x (NH 2 ) x Amin no đơn chức: C n H 2n+3 N (n ≥ 1) 3. Bậc amin: Được quy định bởi sự thay thế nguyên tử hidro trong phân tử NH 3 bởi gốc hiđro cacbon. R – NH 2 Amin bậc I R – NH – R Amin bậc II N R R ' R " Amin bậc III 4. Danh pháp: Tên gốc hidrocacbon + amin Vd: CH 3 NH 2 metylamin C 2 H 5 NH 2 etylamin CH 3 CH 2 CH 2 NH 2 n – propylamin ( propan -1-amin) Hợp chất Tên gốc - chức Tên thay thế Tên thường CH 3 NH 2 Metylamin Metanamin C 2 H 5 NH 2 Etylamin Etanamin CH 3 CH 2 CH 2 NH 2 Propylamin Propan - 1 - amin CH 3 CH(NH 2 )CH 3 Isopropylamin Propan - 2 - amin H 2 N(CH 2 ) 6 NH 2 Hexametylenđiamin Hexan - 1,6 - điamin C 6 H 5 NH 2 Phenylamin Benzenamin Anilin C 6 H 5 NHCH 3 Metylphenylamin N -Metylbenzenamin N -Metylanilin C 2 H 5 NHCH 3 Etylmetylamin N -Metyletanamin II. Tính chất vật lý: - Amin no có số nguyên tử cacbon nhỏ hơn 3 là chất khí, mùi khó chịu , dễ tan trong nước, độc ,dễ tan trong nước. - Các amin đồng đẳng cao hơn có thể là chất lỏng hoặc rắn độ tan trong nước giảm. III. Cấu tạo – tính chất: 1. Cấu tạo : 2 R NH − && Tuỳ thuộc vào gốc R (hidro cacbon) là gốc hút hay đẩy electron thì mật độ electron trên nguyên tử N giảm hay tăng lên. Một số gốc hút và đẩy electron thường gặp. + Gốc đẩy electron: CH 3 - < C 2 H 5 - < (CH 3 ) 2 CH- < (CH 3 )C- + Gốc hút electron: CH=CH - <C 6 H 5 -<CH 3 O- < I < Br < Cl < F < CN 2. Tính chất hóa học: Trong phân tử amin nguyên tử N còn một cặp electron tự do nên có khả năng nhận proton, vì vậy amin có tính bazơ. Phản ứng với nước: Dung dịch amin no (hở) làm quỳ tím hoá xanh, làm hồng dung dịch phenolphtalein do phản ứng RNH 2 +HOH → RNH 3 + +OH - a.phản ứng với axit nitro Amin bậc 1 C 2 H 5 NH 2 + HONO → C 2 H 5 OH + N 2 ↑ + H 2 O Anilin và các amin thơm bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thấp (0 - 5 0 C) cho muối điazoni : C 6 H 5 NH 2 + HONO + HCl  → − C 0 50 C 6 H 5 N 2 + Cl - + 2H 2 O LÝ THUYẾT AMIN – AMINO AXIT Thầy Quân. Thayquan.ltdh@gmail.com -Trang 2- benzenđiazoni clorua b. Phản ứng với dung dịch axit: R(NH 2 )x + xHCl → R(NH 3 Cl)x c. Phản ứng với dung dịch muối: Dung dịch amin có tính bazơ nên phản ứng được với dung dịch muối tạo kết tủa hidroxit kim loại 3RNH 2 +FeCl 3 + 3HOH → 3RNH 3 Cl + Fe(OH) 3 ↓ nâu đỏ d. Phản ứng cháy: C n H 2n+3 N + 6 3 4 n + O 2 → nCO 2 + 2 3 2 n + H 2 O + 1 2 N 2 IV. Điều chế: Kh ử h ợ p ch ấ t nitro: RNO 2 + 6 [H ] 0 /Fe HCl t → RNH 2 + 2H 2 O (amin th ơ m) Các ankylamin đượ c đ i ề u ch ế t ừ amoniac và ankyl halogenua. NH 3 CH 3 NH 2 (CH 3 ) 2 NH (CH 3 ) 3 N B/ ANILIN I. Cấu tạo: G ố c (C 6 H 5 –) là g ố c hút electron làm m ậ t độ electron trên nguyên t ử N trong nhóm (-NH 2 ) gi ả m nên kh ả n ă ng nh ậ n proton c ủ a nguyên t ử N gi ả m so v ớ i các amin no. II. Tính chất: 1. Tính chất vật lý: Anilin là ch ấ t l ỏ ng ít tan trong n ướ c, tan nhi ề u trong r ượ u và benzen, r ấ t độ c. 2. Tính chất hố học: a. Anilin r ấ t ít tan trong n ướ c (100 gam H 2 O h ồ tan 3,6 gam anilin ở đ i ề u ki ệ n th ườ ng), có tính baz ơ r ấ t y ế u, không làm đổ i màu gi ấ y qu ỳ tím. b. Ph ả n ứ ng v ớ i dung d ị ch axit: C 6 H 5 NH 2 +HCl → C 6 H 5 NH 3 Cl (phenyl amoni clorua) C 6 H 5 NH 3 Cl + NaOH → C 6 H 5 NH 2 +NaCl + H 2 O c. Ph ả n ứ ng th ế nguyên t ử hidro trong vòng benzen: Do nhóm (-NH 2 ) là nhóm đẩ y electron làm cho m ậ t độ electron ở v ị trí o, p trong vòng benzen t ă ng lên nên anilin d ễ tham gia ph ả n ứ ng th ế . - ph ả n ứ ng v ớ i dung d ị ch Brom: NH 2 3Br 2 N H 2 BrBr B r + 3HBr Đ ây là ph ả n ứ ng đặ c tr ư ng để nh ậ n bi ế t anilin. III. Điều chế: khử hợp chất nitro: C 6 H 5 NO 2 + 6[H] 0 /Fe HCl t → C 6 H 5 NH 2 + 2H 2 O Sự ảnh hưởng qua lại giữa gốc và nhóm chức trong phân tử anilin. - Ả nh h ưở ng c ủ a g ố c đế n nhóm ch ứ c: G ố c C 6 H 5 - là g ố c hút electron làm gi ả m m ậ t độ electron trên nguyên t ử N trong nhóm (-NH 2 ) nên anilin có tính baz ơ y ế u h ơ n so v ớ i NH 3 và các amin no. Thí nghi ệ m ch ứ ng minh l dung d ị ch anilin không làm đổ i màu quì tím nh ư ng dung d ị ch NH 3 và các amin no làm xanh quì tím - Ả nh h ưở ng c ủ a nhóm ch ứ c đế n g ố c: NH 2 - HI +CH 3 I - HI +CH 3 I - HI +CH 3 I LÝ THUY Ế T AMIN – AMINO AXIT Th ầ y Quân. Thayquan.ltdh@gmail.com -Trang 3- Do nhóm (-NH 2 ) còn m ộ t c ặ p electron trên nguyên t ử N nên đẩ y electron làm m ậ t độ electron ở v ị trí -o, -p trong vòng benzen t ă ng lên, d ễ tham gia ph ả n ứ ng th ế . Ph ươ ng trình hóa h ọ c ch ứ ng minh: C 6 H 5 NH 2 + 3Br 2 → C 6 H 2 Br 3 NH 2 ↓ + 3HBr tr ắ ng C 6 H 6 + Br 2 ) Ph ươ ng pháp gi ả i bài t ậ p: 1. Ph ả n ứ ng gi ữ a amin v ớ i dung d ị ch axit: N ế u theo đầ u bài tính đượ c : n Amin : n HCl = 1 : 1 ⇒ Amin đơ n ch ứ c. Áp d ụ ng đị nh lu ậ t b ả o toàn kh ố i l ượ ng ta có: m amin tham gia + m HCl tham gia = m muối 2. Ph ả n ứ ng đố t cháy amin: Otg m cháy = 2 ( ) O CO m + 2 ( ) O H O m N ế u dùng không khí (20% O 2 , 80%N 2 ) để đố t amin Ta có: 2 N n sau phản ứng = 2 2 ( ) ( min) N kk N a n n + AMINO AXIT - PROTEIN A/ AMINO AXIT I. ĐỊNH NGHĨA – CẤU TẠO – DANH PHÁP 1. Định nghĩa : Amino axit là h ợ p ch ấ t h ữ u c ơ t ạ p ch ứ c mà phân t ử ch ứ a đồ ng th ờ i nhóm -COOH và nhóm -NH 2 2. Cấu tạo và danh pháp: Amino axit t ồ n t ạ i d ạ ng ion l ưỡ ng c ự c, d ạ ng này cân b ằ ng v ớ i d ạ ng phân t ử qua cân b ằ ng sau: H 2 N-R-COOH H 3 N + -R-COO - Tên g ọ i m ộ t s ố amino axit đượ c cho trong b ả ng sau Công th ứ c Tên thay th ế (*) Tên bán h ệ th ố ng(**) Tên th ườ ng(***) Vi ế t t ắ t H 2 NCH 2 COOH Axit aminoetanoic th ế (*) Axit aminoaxetic (**) Glixin hay glycocol(***) Gly C H 3 C H NH 2 C O O H Axit 2-aminopropanoic th ế (*) Axit α-aminopropionic(**) Alanin(***) Ala C H C H NH 2 C O O H CH 3 CH 3 Axit 2-amino-3-metylbutanoic Axit α-aminoisovaleric(**) Valin (***) Val [ C H 2 ] 2 C H NH 2 C O O H C O H O Axit 2-aminopentan-1,5- đ ioic Axit α-aminoglutaric(**) Axit glutamic(***) Glu II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ Amino axit là nh ữ ng ch ấ t r ắ n ở d ạ ng tinh th ể không màu, v ị h ơ i ng ọ t, nhi ệ t độ nóng ch ả y cao, d ễ tan trong n ướ c II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC 1. Tính chất lưỡng tính Amino axit tác d ụ ng đượ c v ớ i axit m ạ nh và baz ơ m ạ nh H 2 N-CH 2 -COOH + HCl → - Cl + H 3 N-CH 2 -COOH H 2 N-CH 2 -COOH + NaOH → H 2 N-CH 2 -COONa + H 2 O 2. Phản ứng este hóa LÝ THUY Ế T AMIN – AMINO AXIT Th ầ y Quân. Thayquan.ltdh@gmail.com -Trang 4- H 2 N-CH 2 -COOH+C 2 H 5 OH HCl (k) H 2 N-CH 2 -COOC 2 H 5 + H 2 O H 2 NCH 2 COOH + C 2 H 5 OH H+ → ← H 2 NCH 2 COOC 2 H 5 + H 2 O 3. Phản ứng của nhóm NH 2 với HNO 2 H 2 NCH 2 COOH + HNO 2 → HOCH 2 COOH + N 2 ↑ + H 2 O 4. Phản ứng trùng ngưng Các axit 6-aminohexanoic và 7-aminoheptanoic có ph ả n ứ ng trùng ng ư ng t ạ o polime thu ộ c lo ạ i poliamit. nH 2 N-[CH 2 ] 5 -COOH → o t (- HN-[CH 2 ] 5 -CO-) n +nH 2 O B/ PROTEIN 1. Khái niệm về peptit và protein a) Peptit Liên k ế t –CO-NH- gi ữ a 2 đơ n v ị α-amino axit g ọ i là liên k ế t peptit Tên c ủ a peptit đượ c g ọ i b ằ ng cách ghép tên các gốc axyl bắt đầu từ amino axit đầu còn tên amino axit đuôi được giữ nguyên vẹn Ví d ụ : CH CH 2 C 6 H 5 C O H 2 N NH CH 2 C O NH CH CH 2 OH COOH Phe-Gly-Ser (tripeptit) đ ipeptit glyxylalanin H 2 N – CH 2 – CO – NH – CH – COOH CH 3 Khi th ủ y phân đế n cùng các peptit thì thu đượ c h ỗ n h ợ p có t ừ 2 đế n 50 phân t ử α - amino axit . V ậ y peptit là nh ữ ng h ợ p ch ấ t ch ứ a t ừ 2 đế n 50 g ố c α - amino axit liên k ế t v ớ i nhau b ằ ng liên k ế t peptit b) Protein Protein (protit) là h ợ p ch ấ t cao phân t ử ph ứ c t ạ p g ồ m t ừ m ộ t ho ặ c nhi ề u chu ỗ i polipeptit h ợ p thành, có phân t ử kh ố i t ừ vài ch ụ c ngàn đế n vài tri ệ u. 2. Tính chất vật lý a) Tính tan: r ấ t khác nhau, có lo ạ i không tan nh ư keratin (tóc, móng, s ừ ng…) có lo ạ i tan nh ư anbumin (lòng tr ắ ng tr ứ ng). b) S ự đ ông t ụ : khi đ un nóng ho ặ c cho dung d ị ch axit, baz ơ , ho ặ c m ộ t s ố mu ố i vào, protein s ẽ đ ông t ụ tách ra kh ỏ i dung d ị ch. 3. Tính chất hóa học a) Ph ả n ứ ng th ủ y phân: d ướ i tác d ụ ng c ủ a dung d ị ch axit, ki ề m ho ặ c enzim, các liên k ế t peptit trong phân t ử proti b ị c ắ t ng ắ n d ầ n t ạ o thành các chu ỗ i polipeptit và cu ố i cùng thành h ỗ n h ợ p các amino axit b) Ph ả n ứ ng màu: - Protit tác d ụ ng v ớ i Cu(OH) 2 cho ph ứ c ch ấ t màu xanh tím - Protit tác d ụ ng v ớ i HNO 3 đặ c t ạ o thành h ợ p ch ấ t có màu vàng KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Cấu tạo phân tử R - NH 2 R – CH – COOH H 2 N – CH – CO – –NH – CH – COOH NH 2 R 1 R n Amin α - amino axit peptit 2. Tính ch ấ t a) Tính chất của nhóm NH 2 - Tính bazơ : RNH 2 + H 2 O → [RNH 3 ] + OH - Tác d ụ ng v ớ i axit cho mu ố i : RNH 2 + HCl → [RNH 3 ] + Cl - - Tác dụng với HNO 2 LÝ THUY Ế T AMIN – AMINO AXIT Th ầ y Quân. Thayquan.ltdh@gmail.com -Trang 5- Amin béo b ậ c I t ạ o thành ancol : RNH 2 + HONO  → − C 0 50 ROH + N 2 ↑ + H 2 O Amin th ơ m b ậ c I : ArNH 2 + HNO 2 ArN 2 + Cl - hay ArN 2 Cl - Tác dụng với dẫn xuất halogen : RNH 2 + CH 3 I → RNHCH 3 + HI b) Amino axit có tính chất của nhóm COOH - Tính axit: RCH(NH 2 )COOH + NaOH → RCH(NH 2 )COONa + H 2 O - Phản ứng este hóa RCH(NH 2 )COOH + R’OH → HCl RCH(NH 2 )COOR’ + H 2 O c) Amino axit có phản ứng giữa nhóm COOH và NH 2 T ạ o mu ố i n ộ i (ion l ưỡ ng c ự c) : H 2 N - CH(R) - COOH → H 3 N + - CH(R) - COO - Ph ả n ứ ng trùng ng ư ng c ủ a các ε - và ω - amino axit t ạ o poliamit: nH 2 N - [CH 2 ] 5 - COOH → t ( NH - [CH 2 ] 5 - CO ) n + nH 2 O d) Protein có phản ứng của nhóm peptit CO - NH - Phản ứng thủy phân : H 2 N – CH – CO – NH – CH – CO – NH – CH – CO – –NH – CH – COOH + (n – 1) H 2 O R 1 R 2 R 3 R n H 2 N – CH – COOH + H 2 N – CH – COOH + H 2 N – CH – COOH + + H 2 N – CH – COOH R 1 R 2 R 3 R n - Phản ứng màu : tác d ụ ng v ớ i Cu(OH) 2 cho dung d ị ch màu tím e) Anilin có phản ứng thế dễ dàng 3 nguyên tử của vòng benzen NH 2 + 3Br 2 Br Br NH 2 + 3HBr Br (dd) (traéng) (dd) - 2H 2 O 0 – 5 0 C hay enzim H + , t 0 . LÝ THUYẾT AMIN – AMINO AXIT Thầy Quân. Thayquan.ltdh@gmail.com -Trang 1- AMIN. C 6 H 5 NH 2 + HONO + HCl  → − C 0 50 C 6 H 5 N 2 + Cl - + 2H 2 O LÝ THUYẾT AMIN – AMINO AXIT Thầy Quân. Thayquan.ltdh@gmail.com -Trang 2-