Lý thuyết amin, amino axit, peptit

www.nguoithay.org AMIN, AMINO AXIT, PEPTIT A AMIN I KHÁI NI M, PHÂN LO I, DANH PHÁP VÀ NG PHÂN Khái ni m - Khi thay th m t hay nhi u ngun t hidro phân t NH3 b ng hay nhi u g c hiđrocacbon ta đ - G c hiđrocacbon có th g c no, ch a no, th m… => Khi g c no ng i ta g i amin béo, g c nhân th m g i amin th m c phân t amin Phân lo i a) Theo đ c m c u t o c a g c hiđrocacbon: amin th m, amin béo, amin d vòng Ví d : b) Theo b c c a amin: B c amin: s ngun t H phân t NH3 b thay th b i g c hiđrocacbon Theo đó, amin đ c phân lo i thành: amin b c 1, b c 2, b c Ví d : Note: B c c a amin b ng s ngun t H đ c thay th phân t NH3 hay nói cách khác b ng s g c hiđrocacbon liên k t v i ngun t N Danh pháp - Tên c a amin đ c g i theo danh pháp g c – ch c; tên thay th ; ngồi m t s đ c g i theo tên th ng (tên riêng) - Nhóm NH2 đóng vai trò nhóm th g i nhóm amino, nhóm ch c g i nhóm amin a Tên g c – ch c: tên g c hiđrocacbon + amin (vi t li n nhau) (ank + yl + amin) b Tên thay th : tên hiđrocacbon + amin (ankan + v trí + amin) * Amin b c 1: Tên m ch – s ch v trí nhóm –NH2 - amin * Amin b c 3: (N ho c N,N – (tri) + tên g c hidrocacbon + tên c a amin m ch (m ch dài nh t) c M t s tên thơng th ng c a amin C6H5-NH2 : Anilin Chú ý: - Tên nhóm ankyl đ c theo th t ch a, b, c… - V i amin b c 3, ch n m ch dài nh t ch a N làm m ch chính, N có ch s v trí nh nh t t m t ngun t N tr c m i nhóm th c a amin - Khi nhóm –NH2 đóng vai trò nhóm th g i nhóm amino Ví d : CH3CH(NH2)COOH (axit 2-aminopropanoic) Hợp chất CH3NH C2H5NH2 CH3CH2CH2 NH2 CH3CH(NH2)CH3 H 2N(CH2)6NH2 C6H5NH2 C6H5NHCH3 C2H5NHCH3 ng phân: Bài tốn: Vi t đ ng phân amin C nH 2n+3N ng phân amin b c Tên gốc - chức Metylamin Etylamin Propylamin Isopropylamin Hexametylenđiamin Phenylamin Metylphenylamin Etylmetylamin Tên thay Metanamin Etanamin Propan - - amin Propan - - amin Hexan - 1,6 - điamin Benzenamin N -Metylbenzenamin N -Metyletanamin S đ ng phân c a amin: n-1 (1 Tính baz c a anilin r t y u (khơng làm xanh đ c qu tím, khơng làm h ng đ c phenolphtalein) - Nhóm amino (NH2) làm t ng kh n ng th Br vào g c phenyl (do nh h ng c a hi u ng +C) Ph n ng th x y v trí ortho para nhóm NH2 đ y electron vào làm m t đ electron v trí t ng lên So sánh l c baz a) Các y u t nh h ng đ n l c baz c a amin: - M t đ electron ngun t N: m t đ cao, l c baz m nh ng c l i - Hi u ng khơng gian: g c R c ng k nh nhi u g c R làm cho tính baz gi m đi, ph thu c vào g c hiđrocacbon Ví d tính baz c a (CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N ; (C2H5)2NH > (C2H5)3N > C2H5NH2 b) Ph ng pháp G c đ y electron làm t ng tính baz , g c hút electron làm gi m tính baz Ví d : p-NO2-C6H4NH2 < C6H5NH2 < NH3 < CH3NH2 < C2H5NH2 < C3H7NH2 Tính ch t c a ch c amin a Tính ch t baz : tác d ng lên gi y qu tím m ho c phenolphtalein tác d ng v i axit - Ngun nhân gây tính baz - So sánh tính baz c a ch t - Dung d ch metylamin nhi u đ ng đ ng c a có kh n ng làm xanh gi y qu tím ho c làm h ng phenolphtalein k t h p v i proton m nh h n amoniac - Anilin amin th m r t tan n c Dung d ch c a chúng khơng làm đ i màu qu tím phenolphtalein b Ph n ng v i axit HNO2 - Amin b c m t dãy béo tác d ng v i axit HNO2 nhi t đ th ng cho ancol ho c phenol gi i phóng N2 - Anilin ho c amin th m b c m t tác d ng v i HNO3 nhi t đ th p cho mu i điazoni - Amin no b c + HNO2 ROH + N + H2O Ví d : C2H5NH2 + HONO C 2H5OH + N2 + H2O - Amin th m b c tác d ng v i HNO2 nhi t đ th p t o thành mu i điazoni Ví d : C 6H 5NH2 + HONO + HCl C6H5N2+ Cl- + 2H2O benzenđiazoni clorua c Ph n ng ankyl hóa: ankyl b c m t ho c b c hai có th tác d ng v i d n xu t halogen (ankyl halogenua) CH3I, … Ph n ng dùng đ u ch amin b c cao t amin b c th p h n Ví d : C2H5NH2 + CH3I C 2H5NHCH3 + HI d) Ph n ng c a amin tan n c v i dung d ch mu i c a kim lo i có hiđroxit k t t a 3CH3NH2 + FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3 + 3CH3NH3Cl Tính ch t c a g c hiđrocacbon www.nguoithay.org TÀI LI U LUY N THI & B I D NG KI N TH C N M 2011 C6H5-NH2 + 3Br2 => C6H2Br3NH2 + 3HBr 2,4,6-tribromanilin (k t t a tr ng) IV I U CH a) Thay th ngun t H c a phân t amoniac Ankylamin đ c u ch t amoniac ankyl halogenua 3 Ví d : NH   CH  NH    CH 2 NH    CH 3 N  HI  HI  HI  CH I  CH I  CH I b) Kh h p ch t nitro Anilin amin th m th ng đ c u ch b ng cách kh nitrobenzen (ho c d n xu t nitro t sinh nh tác d ng c a kim lo i (nh Fe, Zn…) v i axit HCl ng ng) b i hiđro m i t Ví d : C6 H  NO2  3Fe  HCl   C6 H  NH  Cl   3FeCl2  H 2O  Fe  HCl Ho c vi t g n là: C6 H  NO2  H  C6 H  NH  H 2O t0 B AMINO AXIT, PEPTIT I NH NGH A, C U T O VÀ DANH PHÁP nh ngh a: Amino axit lo i h p ch t h u c t p ch c mà phân t ch a đ ng th i nhóm amino (NH2) nhóm cacboxyl (COOH) - Cơng th c chung: (H2N)x – R – (COOH)y Các nhóm ch c có th g n v i nh ng ngun t cacbon no hay cacbon th m Tuy nhiên, amino axit có nhóm cacboxyl nhóm amino liên k t v i ngun t cacbon no (nh t liên k t v i m t ngun t cacbon no) có t m quan tr ng đ c bi t nhi u ch t s nh ng đ n v c u t o c a phân t protein H u h t amino axit thiên nhiên có thành ph n c u t o c a protein nh ng -amino axit C u t o phân t : - Trong phân t amino axit, nhóm NH2 nhóm COOH t ng tác v i t o ion l ng c c => Vì v y amino axit k t tinh t n t i d ng ion l ng c c - Trong dung d ch, d ng ion l ng c c chuy n m t ph n nh thành d ng phân t Danh pháp: có lo i tên a) Tên thay th : axit + v trí + amino + tên axit cacboxylic t ng ng Ví d : H2N–CH2–COOH: axit aminoetanoic HOOC–[CH2]2–CH(NH2)–COOH: axit 2aminopentanđioic b) Tên bán h th ng: axit + v trí ch Hi L p ( , , , , , ) + amino + tên thơng th ng c a axit cacboxylic t ng ng Ví d : CH3–CH(NH2)–COOH : axit -aminopropionic H2N–[CH2]5–COOH : axit -aminocaproic H2N–[CH2]6–COOH: axit -aminoenantoic c) Tên thơng th ng: amino axit thiên nhiên ( -amino axit) đ u có tên th ng Ví d : H2N–CH2–COOH có tên th ng glyxin (Gly) hay glicocol Công thức Tên thay Tên bán hệ thống Tên thường Kí hiệu CH2 -COOH Axit aminoetanoic Axit aminoaxetic Glyxin Gly NH2 CH3 - CH - COOH Axit Axit Alanin Ala NH2 - aminopropanoic - aminopropanoic CH3 - CH – CH -COOH Axit - amino -3 Axit  - aminoisovaleric Valin Val CH3 NH metylbutanoic www.nguoithay.org TT LUY N THI & B I D HO CH2 CH COOH NH2 HOOC(CH2)2CH - COOH NH H 2N - (CH2)4 - CH - COOH NH2 NG KI N TH C NGÀY M I 18A/88 – INH V N T - TP H I D Axit - - amino -3(4 hiđroxiphenyl)propanoic Axit  - amino - (p - hiđroxiphenyl) propionic Axit - aminopentanđioic Axit 2,6 - điaminohexanoic Axit - aminopentanđioic Axit ,  - điaminocaproic NG Tyrosin Tyr Axit glutamic Glu Lysin Lys Phân lo i D a vào c u t o g c R đ phân 20 amino axit c b n thành nhóm M t cách phân lo i 20 amino axit đ c phân thành nhóm nh sau: a) Nhóm 1: amino axit có g c R khơng phân c c k n c: Gly (G), Ala (A), Val (V), Leu (L), ILe (I), Pro (P) b) Nhóm 2: amino axit có g c R nhân th m: Phe (F), Tyr (Y), Trp (W) c) Nhóm 3: amino axit có g c R baz , tích n d ng: Lys (K), Arg (R), His (H) d) Nhóm 4: amino axit có g c R phân c c, khơng tích n: Ser (S), Thr (T), Cys (C), Met (M), Asn (N), Gln (Q) e) Nhóm 5: amino axit có g c R axit, tích n âm: Asp (D), Glu (E) II – TÍNH CH T V T LÍ Các amino axit ch t r n khơng màu, v h i ng t, d tan n c chúng t n t i d ng ion l ng c c (mu i n i phân t ), nhi t đ nóng ch y cao (vì h p ch t ion) III – TÍNH CH T HĨA H C Tính ch t axit – baz c a dung d ch amino axit a) Tác d ng lên thu c th màu: (H2N)x – R – (COOH)y Khi: - x = y amino axit trung tính, qu tím khơng đ i màu - x > y amino axit có tính baz , qu tím hóa xanh - x < y amino axit có tính axit, qu tím hóa đ b) Tính ch t l ng tính: - Tác d ng v i dung d ch baz (do có nhóm COOH) H2N–CH2–COOH + NaOH H2N–CH2–COONa + H2O ho c: H3N+–CH2–COO– + NaOH H 2N–CH2–COONa + H2O - Tác d ng v i dung d ch axit (do có nhóm NH2) H2N–CH2–COOH + HCl ClH 3N–CH2–COOH ho c: H3N+–CH2–COO– + HCl ClH3N–CH2–COOH Ph n ng este hóa nhóm COOH HCl    ClH N  CH  COOC2 H  H 2O H N  CH  COOH  C2 H  OH   Ph n ng c a nhóm NH v i HNO2 H 2N–CH2–COOH + HNO2 HO–CH –COOH + N2 + H 2O axit hiđroxiaxetic Ph n ng trùng ng ng - Do có nhóm NH2 COOH nên amino axit tham gia ph n ng trùng ng ng t o thành polime thu c lo i poliamit - Trong ph n ng này, OH c a nhóm COOH phân t axit k t h p v i H c a nhóm NH2 phân t axit t o thành n c sinh polime Thí dụ : + H - NH -[CH2]5CO- OH + H - NH[CH2]5CO - OH + H - NH - [CH2]5CO -OH + T - NH - [CH2]5CO - NH - [CH2]5CO - NH -[CH2]5CO - + nH2O  Hay víêt gọn : T (- HN[CH2]5CO -)n + n H2O n H2N[CH2]5COOH  www.nguoithay.org TÀI LI U LUY N THI & B I D NG KI N TH C N M 2011 V - NG D NG - Amino axit thiên nhiên (h u h t -amino axit) c s đ ki n t o nên lo i protein c a c th s ng - Mu i mononatri c a axit glutamic đ c dùng làm mì (hay b t ng t) - Axit -aminocaproic axit -aminoenantoic ngun li u s n xu t t t ng h p (nilon – nilon – 7) - Axit glutamic thu c h tr th n kinh, methionin (CH3–S–CH2–CH2–CH(NH2)–COOH) thu c b gan III PEPTIT I – KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I Khái ni m Liên k t c a nhóm CO v i nhóm NH gi a hai đ n v -amino axit đ c lo i liên k t peptit C N O H Peptit nh ng h p ch t ch a t đ n 50 g c -amino axit liên k t v i b ng liên k t petit Thí dụ : đipeptit glyxylalanin H2N – CH2 – CO – NH – CH – COOH CH Liên kết peptit Phân lo i Các peptit đ c phân thành hai lo i: a) Oligopeptit: g m peptit có t đ n 10 g c -amino axit đ c g i t ng ng đipeptit, tripeptit… b) Polipeptit: g m peptit có t 11 đ n 50 g c -amino axit Polipeptit c s t o nên protein II – C U T O, NG PHÂN VÀ DANH PHÁP C u t o đ ng nhân - Phân tử peptit hợp thành từ gốc  - amino axit nối với liên kết peptit theo trật tự đònh : amino axit đầu N nhóm NH2, amino axit đầu C nhóm COOH H2N – CH – CO – NH – CH – CO – NH – CH – CO – –NH – CH – COOH R1 R2 R3 Rn đầu N - Liên kết peptit đầu C - N u phân t peptit ch a n g c -amino axit khác s đ ng phân lo i peptit s n! H2N – CH2 – CO – NH – CH – COOH ; H2N – CH – CO – NH – CH2 – COOH CH3 CH - N u phân t peptit có i c p g c  -amino axit gi ng s đ ng phân ch n! 2i Danh pháp Tên c a peptit đ c hình thành b ng cách ghép tên g c axyl c a -amino axit b t đ u t đ u N, r i k t thúc b ng tên c a axit đ u C (đ c gi ngun) Thí dụ : H2NCH2CO – NH-CHCO - NH - CH - COOH CH3 CH(CH3)2 Glyxylalanylvanin(Gly-Ala-Val) III – TÍNH CH T Tính ch t v t lí Các peptit th ng th r n, có nhi t đ nóng ch y cao d tan n c Tính ch t hóa h c a) Ph n ng màu biure: - D a vào ph n ng m u c a biure: H2N–CO–NH–CO–NH2 + Cu(OH)2 ph c ch t màu tím đ c tr ng - Amino axit đipeptit khơng cho ph n ng Các tripeptit tr lên tác d ng v i Cu(OH)2 t o ph c ch t màu tím b) Ph n ng th y phân: - i u ki n th y phân: xúc tác axit ho c ki m đun nóng - S n ph m: -amino axit www.nguoithay.org TT LUY N THI & B I D NG KI N TH C NGÀY M I 18A/88 – INH V N T - TP H I D NG B – PROTEIN I – KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I Protein nh ng polipeptit cao phân t có phân t kh i t vài ch c nghìn đ n vài tri u Protein đ c phân thành lo i: - Protein đ n gi n: đ c t o thành ch t -amino axit - Protein ph c t p: đ c t o thành t protein đ n gi n k t h p v i phân t khơng ph i protein (phi protein) nh axit nucleic, lipit, cacbohiđrat… II – TÍNH CH T C A PROTEIN Tính ch t v t lí a) Hình d ng: - D ng s i: nh keratin (trong tóc), miozin (trong c ), fibroin (trong t t m) - D ng c u: nh anbumin (trong lòng tr ng tr ng), hemoglobin (trong máu) b) Tính tan n c: Protein hình s i khơng tan, protein hình c u tan c) S đơng t : Là s đơng l i c a protein tách kh i dung d ch đun nóng ho c thêm axit, baz , mu i Tính ch t hóa h c a) Ph n ng th y phân: - i u ki n th y phân: xúc tác axit ho c ki m đun nóng ho c xúc tác enzim - S n ph m: -amino axit b) Ph n ng màu: Anbumin (Protein có long tr ng tr ng0 HNO3 đ c K t t a màu vàng (do s n ph m có nhóm –NO2) Cu(OH)2 Ph c ch t màu tím đ c tr ng (ph n ng biure) III – KHÁI NI M V ENZIM VÀ AXIT NUCLEIC Enzim H u h t có b n ch t protein, xúc tác cho q trình hóa h c đ c bi t c th sinh v t Enzim đ c g i ch t xúc tác sinh h c có đ c m: - Tính ch n l c (đ c hi u) cao: m i enzim ch xúc tác cho m t ph n ng nh t đ nh - Ho t tính cao: t c đ ph n ng nh xúc tác enzim r t cao, g p 109 – 1011 ch t xúc tác hóa h c Axit nucleic Axit nucleic m t polieste c a axit photphoric pentoz + N u pentoz riboz , axit nucleic kí hi u ARN + N u pentoz đeoxiriboz , axit nucleic kí hi u ADN + Phân t kh i ADN t – tri u, th ng t n t i d ng xo n kép + Phân t kh i ARN nh h n ADN, th ng t n t i d ng xo n đ n www.nguoithay.org TÀI LI U LUY N THI & B I D M TS NG KI N TH C N M 2011 CHÚ Ý KHI GI I BÀI T P M t s d ng t p hay h i: a) So sánh l c baz c a amin b) m đ ng phân amin, amino axit, peptit… c) Xác đ nh cơng th c phân t amin, amino axit theo ph n ng cháy d) Xác đ nh cơng th c phân t amin theo ph n ng v i dung d ch axit hay dung d ch mu i e) Xác đ nh cơng th c phân t amino axit theo ph n ng axit – baz f) Xác đ nh cơng th c c u t o c a h p ch t g) Phân bi t – tách ch t M t s cơng th c hay dùng: a) Cơng th c phân t c a amin: - Amin đ n ch c: CxHyN (y ≤ 2x + 3) - Amin đ n ch c no: CnH2n + 1NH2 hay CnH2n + 3N - Amin đa ch c: CxHyNt (y ≤ 2x + + t) - Amin đa ch c no: CnH2n + – z(NH2)z hay CnH2n + + zNz - Amin th m (đ ng đ ng c a anilin): CnH2n – 5N (n ≥ 6) b) Cơng th c phân t CxHyO2N có đ ng phân c u t o m ch h th - Amino axit H2N–R–COOH - Este c a amino axit H2N–R–COOR’ - Mu i amoni c a axit ankanoic RCOONH4 RCOOH3NR’ - H p ch t nitro R–NO2 c) Cơng th c hay dùng: ng g p: 2x   t  y 2x   t  y - Cơng th c đ b t bão hòa (s liên k t + v) c a CxHyOzNt: ∆ = - Cơng th c đ b t bão hòa (s liên k t + v) c a CxHyNt: ∆ = Chú ý: Cơng th c ch gi thi t t t c liên k t đ u liên k t c ng hóa tr , đ i v i h p ch t ion cơng th c khơng n a Ví d CH3COONH4 có ∆ = 2.2     nh ng CH3COONH4 ln liên k t (b i h p ch t lk ion) - N u phân t peptit ch a n g c -amino axit khác s đ ng phân lo i peptit s n! - N u phân t peptit có i c p g c -amino axit gi ng s đ ng phân ch M t s ph n ng c n l u ý Fe(OH)3 + 3CnH2n + 4NCl 3CnH2n + 3N + FeCl3 + 3H2O (H2N)x– R–(COOH)y + xHCl (ClH3N)x– R–(COOH)y + (x + y)NaOH (ClH3N)x– R–(COOH)y (H2N)x– R–(COONa)y + xNaCl + (x + y)H2O (H2N)x– R–(COOH)y + yNaOH (H2N)x– R–(COONa)y + (x + y)HCl 2(H2N)x– R–(COOH)y + xH2SO4 2(H2N)x– R–(COOH)y + yBa(OH)2 n! 2i (H 2N)x– R–(COONa)y + yH2O (ClH3N)x– R–(COOH)y + yNaCl [(H3N)x– R–(COOH)y]2(SO4)n [(H2N)x– R–(COO)y]2Bay + yH2O T ng h p/biên so n : Th y Ngơ Xn Qu nh ... đipeptit glyxylalanin H2N – CH2 – CO – NH – CH – COOH CH Liên kết peptit Phân lo i Các peptit đ c phân thành hai lo i: a) Oligopeptit: g m peptit có t đ n 10 g c -amino axit đ c g i t ng ng đipeptit,... tripeptit… b) Polipeptit: g m peptit có t 11 đ n 50 g c -amino axit Polipeptit c s t o nên protein II – C U T O, NG PHÂN VÀ DANH PHÁP C u t o đ ng nhân - Phân tử peptit hợp thành từ gốc  - amino. .. CH2 -COOH Axit aminoetanoic Axit aminoaxetic Glyxin Gly NH2 CH3 - CH - COOH Axit Axit Alanin Ala NH2 - aminopropanoic - aminopropanoic CH3 - CH – CH -COOH Axit - amino -3 Axit  - aminoisovaleric