Như vậy khối lượng peptit và khối lượng muối khỏc nhau chớnh là sự chờnh lệch giữa khối lượng NaOH và khối lượng nước trong peptit.. Cho m gam hỗn hợp X tỏc dụng với lượng vừa đủ NaOH, đ
Trang 1Chương 5:
PHẢN ỨNG ĐIỀU CHẾ PEPTIT VÀ PROTEIN
Chủ đề 1: Qui peptit về gốc axyl và nước
Xột phản ứng của peptit với NaOH
Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn:
2
Peptit (n 1)H O n a.a (1)
2
n a.a nNaOH muối nH O (2)
(1) (2)
2
Peptit nNaOH muối H O
Từ (3) ta cú quan hệ số mol: n H O2 (tạo thành)= n peptit (*)
Xột peptit được tạo thành từ aminoaxit no, mạch hở, 1 nhúmNH2 , 1 nhúm COOH
2 1 2
( 1)
: mol
(**) :
BTKL
H O a
Chỳ ý: Để dễ hiểu ta cú thể diễn giải như sau:
2 1
x x
C H NO (gốc axyl) là phần cũn lại của C H x 2x1NO2 khi tỏch đi H O2 Từ n phõn tử a.a(= n phõn tử nước + n gốc axyl) tạo thành n-peptit thỡ cú (n 1)H O2
bị mất đi do đú chỉ cũn 1 phõn tử H O2 và gốc C H x 2x1NO
Muối của a.a sẽ cú dạng C H NO Na x 2x 2 Như vậy khi qui đổi peptit về gốc Axyl
và H O2 rồi cho phản ứng với NaOH ta xem như NaOH “ghộp” trực tiếp với gốc Axyl để tạo thành muối (C H NO Na C H x 2x 2 x 2x1NO NaOH. ) vậy 1 phõn tử
2
H O đú khụng làm nhiệm vụ gỡ cả Khối lượng peptit bằng khối lượng gốc axyl + H O2 Khối lượng muối = Khối lượng gốc axyl và NaOH Như vậy khối lượng peptit và khối lượng muối khỏc nhau chớnh là sự chờnh lệch giữa khối lượng NaOH và khối lượng nước trong peptit
Từ (*) và(**) đối với peptit được tạo thành từ aminoaxit no, mạch hở, 1 nhúm
2
NH
, 1 nhúm COOH ta cú cỏc quan hệ sau đõy:
n 2 n 1
C H NO NaOH
peptit H O H O
NaOH
2
thủy phân: n =n (Qui đổi) = n (Tạo thành)
n
na Số mol gốc Axyl
a Số mol H O qui đổi a
BÀI TẬP MẪU
Vớ dụ 1: Hỗn hợp X gồm Ala-ala, Gly-ala, Ala-gly, Ala-ala-val-ala và Ala-val-val-ala Cho m gam hỗn hợp X tỏc dụng với lượng vừa đủ NaOH, đun núng thu được m+29,7 gam hỗn hợp muối của cỏc amino axit Mặt khỏc nếu đốt chỏy hoàn toàn m gam hỗn hợp X thu được 63,616 lớt CO 2 (đktc) và 49,32 gam H O 2 Giỏ trị gần đỳng của m là:
Trang 2Hướng dẫn:
2
n 2n 1
peptit H O
BTKL: m=(14nx+29x+18y)=14.2,84+29.0,9+18.0,35= 72,16 gam
→ Chọn đáp án B.
Nhận xét: phương trình 1 trong hệ trên được thiết lập theo BTKL Theo cách suy luận
“ghép phân tử NaOH và gốc axyl” phần lý thuyết Sự chênh lệch giữa khối lượng muối
và khối lượng peptit chính là sự chênh lệch giữa khối lượng nước và khối lượng NaOH 29,7=40x-18y
Ví dụ 2: Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm peptit X và peptit Y bằng dung dịch NaOH thu được 151,2 gam hỗn hợp các muối Na của Gly, Ala, Val.Mặt khác đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp X,Y ở trên cần dụng 107,52 lít khí O 2 (đktc) thu được 64,8 gam H O 2 Giá trị của m gần nhất:
(Đề KT định kì, lớp 12, Trường THCS-THPT Nguyễn Khuyến, ngày 20/3/2016)
Hướng dẫn:
N
2
2
2
4,8 (3,2 a) a 64,8 m
Axyl
H O Axyl
BTKL
28a 64,8
→ Chọn đáp án C.
Ví dụ 3: Cho 0,7 mol hỗn hợp T gồm hai peptit mạch hở là X(x mol) và Y( y mol),
đều tạo bởi glyxin và alanin Đun nóng 0,7 mol T trong lượng dư dung dịch NaOH thì
có 3,8 mol NaOH phản ứng và thu được dung dịch chứa m gam muối Mặt khác, nếu
đốt cháy hoàn toàn x mol X hoặc y mol Y thì đều thu được cùng số mol CO 2.Biết tổng
số nguyên tử oxi trong hai phân tử X và Y là 13, trong X và Y đều có số liên kết peptit
không nhỏ hơn 4 Giá trị của m là
(Trích đề thi THPT Quốc gia 2015)
Hướng dẫn:
+ Tìm số mắt xích trong X và y tương ứng là m, n
Trang 3n
5 BTNT Na
6
trong X trong Y
m 1 n 1 13 m n 11
X : a (mol) a b 0, 7 a 0, 4
Xem A
Y : b (mol) 5a 6b 3,8 b 0,3
0, 4.n 0,3.n
Lại có :
X, Y đều chứa Gly (2C
x Y
X X
Y Y
x 2x 1
2
mol
C 0,3 3 12
C 0, 4 4 16
C 12 2.5 C 3.5
C 16 ); Ala (3C)
2.6 C 3.6
C H NO : 3,8 (=mol NaOH) 0, 4.12 0,3.16 48
H O : 0, 7 mol
48
m 3,8 14 29 40 396,6(gam)
19
→ Chọn đỏp ỏn A.
Vớ dụ 4: Đun núng 0,1 mol hỗn hợp E chứa 3 peptit mạch hở (được tạo bởi X,Y là 2 aminoaxit no, chứa 1 nhúm NH 2và 1 nhúm COOH; M X M Y) với dung dịch NaOH vừa đủ thu được dung dịch chỉ chứa 0,24 mol muối của X và 0,32 mol muối của Y Mặt khỏc đối chỏy 38,2 gam E cần dựng 1,74 mol Tổng khối lượng phõn tử của X va
Y là
Hướng dẫn:
Đặt số mol E trong 38,2 gam gấp k lần số mol E trong 0,1 mol
n 2 n 1
peptit
C H NO : 0, 56k mol (14n 29)0, 56k 18.0,1k 38, 2 n 18 / 7
38,2
n : 0,1k mol 0, 56k(1, 5n 0, 75) 1, 74 k 1
n n 2, 57 trong peptit có gly
BTKL: 38,2 + 0,56.40 = m +0,1.18 m 58,8 gam
0,24.(75+22
) + 0,32.(M 22)58,8 M 89 M M 164 gam
→ Chọn đỏp ỏn A.
Vớ dụ 5: X,Y là hai peptit mạch hở, cú tổng số nguyờn tử oxi là 9 và đều được tạo bởi
từ glyxin và valin Đốt chỏy m gam hỗn hợp E chứa X,Y cần dựng 2,43 mol O 2, thu được CO , H O và N 2 2 2 ; trong đú khối lượng của CO 2 nhiều hơn khối lượng của H O 2 là 51,0 gam Mặt khỏc thủy phõn hoàn toàn m gam E với 600ml dung dịch KOH 1,25M (đun núng), cụ cạn dung dịch sau phản ứng thu được (1,6m + 8,52) gam rắn khan Phần trăm khối lượng của Y MX MY cú trong hỗn hợp E là
(Thầy Nguyễn Văn Út)
Hướng dẫn:
Trang 4
x 2x 1
peptit
0,6.1, 25.56 8, 52 0,6 14x 29 18a +18a ax=1,92
C H NO : a mol
n : b mol
b=0,24 44ax-a.18 x 0, 5 b.18 51
Gly (2C):a
m
n
a 2 a
b 5 b
3, 2 3 0,36
3, 2 2 2 0, 24
m 1 n 1 9
b
t k 0, 24
t 0, 2
t 5 2, 5 5
k 0,04
k 2, 5 2 1
X(Gly) (Val) : 0, 2 BT.Gly : 0, 2a 0,04b 0,36
E
Y(Gly) (Val) : 0,04 a
Y
a 1
75.4 117 18.4 0,04
14.1, 92 29.0,6 18.0, 24
→ Chọn đáp án A.
Ví dụ 6: X,Y,Z là ba peptit mạch hở đều được cấu tạo từ glyxin và alanin Đốt cháy hoàn toàn x mol X hoặc y mol Y cũng như z mol Z đều thu được số mol nhiều hơn số mol của là 0,08 mol Mặt khác, đun nóng 68,24 gam hỗn hợp E chứa X (x mol), Y (y mol) và Z (z mol) với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được dung dịch có chứa 73,72 gam muối của glyxin Biết x>y>z, phần trăm khối lượng của Z có trong hỗn hợp E là:
(Đề thi KSCL Bookgol lần 2/2016)
Hướng dẫn:
Gly : 0,76
71x 57.0, 76 18y 68, 24 x 0, 28 Ala : x
3.0,08 0, 5(x 0, 76) y (2) y 0, 28 Pep : y
Tiếp tục giải như Bài tập tự luyện số 21 Chương công thức tổng quát
Chủ đề 2: PHẢN ỨNG ĐIỀU CHẾ PEPTIT VÀ PROTEIN
Bài toán 1: Cho trước khối lượng của các a.a yêu cầu tìm khối lượng của peptit được
tổng hợp từ các a.a đó ta có 2 hướng giải:
Hướng 1: Tìm một trường hợp công thức của peptit rồi tính khối lượng
Hướng 2: Tính khối lượng nước rồi dùng định luật bảo toàn khối lượng
Bài toán 2: Cho trước khối lượng cảu a.a yêu cầu tìm khối lượng của protein được
tổng hợp từ các a.a đó ta có 2 hướng giải như trên; tuy nhiên lưu ý thêm:
n
( NH R CH CO )
Ta thấy rằng trong phân tử protein không còn nhóm NH 2 và COOH ở đầu và “ đuôi” tức là nếu có n gốc a.a trùng ngưng thành protein thì số phân tử nước tách ra là n chứ không phải (n-1) như peptit Như vậy khối lượng của protein bằng khối lượng gốc axyl, dễ thấy: mgècAxyln (Ma.a a.a 18)
Chú ý: Hiệu suất phản ứng.
Trang 5BÀI TẬP MẪU
Ví dụ 1: Thực hiện tổng hợp tetrapeptit từ 3,0 mol glyxin; 4,0 mol alanin và 6,0 mol valin Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn Khối lượng tetrapeptit thu được là
D.1510,5 gam
(Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn/Quảng Trị/ thi thử -2015)
Hướng dẫn:
Cách 1: Giải theo kiểu “mò”
2
4
GAV : 3
m 3.(75 89 117.2 18.3) 0,25.(75.4 18.3) 1107, 5
A : 0, 25
Cách 2: Tính theo công thức tổng quát
Công thức chung của 3 a.a bài cho:A (n A (3 4 6) 13mol)
Công thức chung của các tetrapeptit:A 4 ; Ta có phản ứng thủy ngân
2
3 4A A 3H O n 13 9, 75
4
→ BTKL :m=3.75+4.89+6.117-9,75.18=1107,5
→ Chọn đáp án A.
Ví dụ 2: Đem trùng ngưng hỗn hợp gồm 22,5 gam glyxin và 44,5 gam alamin thu được m gam protein với hiệu suất mỗi phản ứng là 80% Vậy m có giá trị là:
Hướng dẫn:
protein gèc axyl
→ Chọn đáp án A.
Ví dụ 3: Thủy phân 1250 gam protein X thu được 425 gam alanin Nếu phân tử khối của X bằng 100000 đvC thì số mắt xích alanin có trong phân tử X là
(BGG-ĐT-Đề thi CĐ-2009)
Hướng dẫn:
Giả sử trong A có n mắt xích ala
1250 425
100000 89
1250 425
100000 89n
→ Chọn đáp án B.
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
a min oaxit
được dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được chất rắn có khối lượng lớn hơn khối lượng của X là 52,7 gam Số liên kết peptit trong X là
một nhóm COOH và một nhóm NH 2) bằng dung dịch NaOH(dư 40% so với lượng cần phản ứng), cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được hỗn hợp chất rắn có khối lượng tăng so với khối lượng A ban đầu là 8,60 gam Số liên kết peptit có trong A là
amino axit chỉ chứa một nhóm COOH và một nhóm NH 2) bằng lượng oxi vừa đủ
Trang 6thu được N 2và 0,38 mol CO 2; 0,34 mol H O 2 Mặt khác đun nóng hỗn hợp trên với dung dịch NaOH vừa đủ thu được m gam muối Giá trị của m là
glyxin,alanin, valin) trong dung dịch chứa 47,54(g) KOH Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được 1,8 m(g) rắn khan Mặt khác, đốt cháy hết 0,5 m(g) X thì cần dùng 30,324 l O 2, hấp thụ sản phẩm cháy vào 650ml Ba(OH) 2 1M thì thấy khối lượng bình tăng 65,615(g) đồng thời khối lượng dung dịch tăng m 1 (g) và sau phản ứng chỉ có một khí trơ thoát ra Giá trị mm1gần nhất với?
tạo bởi các amino axit no chứa 1 nhóm NH 2 và 1 nhóm COOH) Đun nóng 32,76 gam hỗn hợp E chứa X,Y cần dùng 480ml dung dịch NaOH 1M Mặt khác, đốt cháy 32,76 gam E thu được sản phẩm cháy gồm CO , H O 2 2 và N 2 Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy vào nước vôi trong lấy dư thu được 123,0 gam kết tủa; đồng thời khối lượng dung dịch thay đổi a gam Giá trị của a là
1M thu được hỗn hợp Z chứa 3 muối của Gly, Ala và Val (trong đó muối của Gly chiếm 33,832% về khối lượng) Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn 13,68 gam A bằng lương oxi vừa đủ thu được hỗn hợp khí và hơi, trong đó tổng khối lượng của CO 2 và
2
H O là 31,68 gam Thành phần phần trăm về khối lượng của muối Ala trong Z gần giá trị nào nhất sau đây
cũng như Y đều thu được Gly và Val Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp E chứa X và Y có tỉ
lệ mol tương ứng 1:3 cần dùng 22,176 lít O 2(đktc) Sản phẩm cháy gồm CO , H O 2 2 và
2
N Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH) 2 dư thấy khối lượng bình tăng 46,48 gam khí thoát ra khỏi bình có thể tích 2,464 lít(đktc) Phần trăm khối lượng peptit Y trong E gần với
cũng như Y đều thu được Gly và Val Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp E chứa X và Y có tỉ
lệ mol tương ứng 1:3 cần dùng 22,176 lít O 2(đktc) Sản phẩm cháy gồm CO , H O 2 2 và
2
N Dẫn toàn bộ sản phẩm cháy qua bình đựng dung dịch Ca(OH) 2 dư thấy khối lượng bình tăng 46,48 gam khí thoát ra khỏi bình có thể tích 2,464 lít(đktc) Khối lượng X đem dùng gần nhất với giá trị:
mạch hở bằng lượng vừa đủ dung dịch NaOH, thu được dung dịch chứa 0,5 mol muối của glyxin và 0,4 mol muối của alann và 0,2 mol muối của valin Mặt khác đốt cháy m gam E trong O 2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO , H O 2 2 và N 2, trong đó tổng khối lượng của CO 2 và nước là 78,28 gam Giá trị m gần nhất với
(THPT Trí Đức- Hà Nội/ thi thử THPT QG 2015)
Trang 7Câu 10: Hỗn hợp E chứa 3 peptit X,Y,Z M x M y M z đều mạch hở có tổng số nguyên tử oxi là 14 và số mol của X chiếm 50% số mol của hỗn hợp E Đốt cháy x gam hỗn hợp E cần dùng 1,475 mol oxi, sản phẩm cháy dẫn qua dung dịch KOH đặc
dư thấy khối lượng bình tăng 60,93 gam; đồng thời có 0,225 mol một khí duy nhất thoát ra Mặt khác đun nóng x gam E với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được dung dịch chỉ chứa 0,36 mol muối của A và 0,09 mol muối của B (A và B là 2 a min oaxitno, trong phân tử chỉ chứa 1 nhóm NH 2và 1 nhóm COOH) Phần trăm khối lượng của
Z có trong hỗn hợp E la
Đun nóng a mol X thu được hỗn hợp A gồm tripeptit mạch hở Y và tetrapeptit mạch
hở Z với tỉ lệ số mol Y:Z = 8:3 Đốt hỗn hợp A cần 0,945 mol oxi thu được 12,33 gam
2
H O Đốt hỗn hợp B gồm a mol một R no mạch hở chứa 1 nhóm NH 2 và 1 nhóm COOH
2
Ba(OH) dư thu được 567,36 gam kết tủa Phần trăm khối lượng R trong hỗn hợp B:
trong phân tử chỉ có 2 nguyên tử S
axit-2-aminobutanoic Biết phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng tetrapeptit thu được là
glyxin và alanin Có bao nhiêu mắt xích glyxin và alanin trong oligopeptit trên?
lượng phân tử của A là 150000 u thì số mắt xích của alanin trong phân tử A là
(Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn/Đà Nẵng-lần 1/2012)
quá trình là 75% Giá trị của m là
glixin thu dược m (gam) protein Biết hiệu suất phản ứng trùng ngưng là 70% Giá trị của m là
(Trường THPT chuyên Nguyễn Huệ/Hà Nội/thi thử lần 2-2013)
hợp tripeptit mạch hở Giá trị của m là
Trang 8A.22,10 gam B.23,9 gam C.20,3 gam D.18,5 gam
(Trường THPT chuyên Lương Văn Tụy/ Ninh Bình/ thi thử lần 1-2013)
tơ tằm (fibroin) Hãy tính khối lượng glyxin mà các con tằm đã tạo ra để được 1 kg tơ
về khối lượng của gốc alanin trong X là
(Khối THPT chuyên ĐHKH Huế/ thi thử lần 1-2012)
BẢNG ĐÁP ÁN
1A 2A 3B 4A 5D 6C 7D 8B 9D 10B 11B 12A 13A 14D 15A 16A 17D 18C 19C 20C 21B
HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu 1: Chọn đáp án B
Thủy phân trong môi trường axit
2
2
peptit HCl H O muèi
peptit muèi HCl npeptit gècA.a
n 2n 1
HCl gèca.a peptit
SOLVE
)
1
x 1 mol sè m¾t xÝch: 10 sè liªn kÕt peptit lµ 9
0,1
Câu 2: Chọn đáp án A
n 2n 1
NaOH gèc a.a peptit:0,02 mol
Gèc C H NO : x mol
n n BTKL : m 1, 4.x.40 (m 8,6) 0,02.18 n
0,16
x 0,16 mol sè m¾t xÝch : 8 sè liªn kÕt peptit lµ 7
0,12
Câu 3: Chọn đáp án B
n 2 n 1
peptit
C H NO Na
NaOH gèc a.a
14n 29 x 18y 9, 92 nx 0, 38 Gèc C H NO : x mol
n : y mol
x(n 0, 5) y 0, 34 y 0, 03 BTKL : m = m 14nx (46 23)x 14, 98 gam
HoÆc nhËn thÊy:
n n 0,14 BTKL: 9,92+0,
14.40=m+0,03.18 m=14,98 gam
Câu 4: Chọn đáp án A
Trang 9
m
peptit
1
47, 54 18y 0, 8 14n 29 x 18y
nx 2,15 Gèc C H NO : x mol
1, 5nx 0, 75x 30, 324.2 : 22, 4 2, 7075 x 0, 69
n : y mol
y 0, 23
0, 5 62nx 9x 18y 65, 615
m m 14.2,15 29.0, 69 18.0, 23 [65, 615 2.
2
2
0, 65 2,15 : 2 197] 75, 54
Câu 5: Chọn đáp án D
2
x 2x 1
peptit H O
Ph ¶ n øng thñy ph©n:
BT.C : 0, 48x 123 / 100 x 2, 5625
C H NO : 0, 48 mol
32,76 BTKL : 32,76=1,23.14+29.0,48+18y
y=0,09
Ph ¶ n øng ch¸y:
2x 1 1
n 0, 48.(x ) 1, 485 (HoÆc: n 1, 5.(n n
2 2
N
H O
dd
)) BT.O : n 0, 48 0,09 1, 485.2 1, 23.2 1,08(mol)
m 123 (1, 23.44 1,08.18) 49, 44gam
Câu 6: Chọn đáp án C
n 2n 1
peptit
§ Æt sè mol A trong 13,68 gam gÊp k lÇn sè mol A trong 0,045 mol
C H NO : 0,12k mol (14n 29)0,12k 18.0,045k 13,68
13,68
n : 0,045k mol 13,68 0,12k(1, 5n 0, 75).32 31,68 0,12k.14
nk 69 / 16
k 1, 5
n 2 n 2
n 2n 1
muèi C H NO K
n 2,875
C H NO : 0,18mol
k 1, 5
m m (14.2,875 46 39).0,18 22, 545 gam
Ala: y mol BT.C : 2x 3y 5z 0,18.2,875 y 0,09
Val: z mol (75 38)x 0,33832.22, 545 z 0
muèi ala
,0225 0,09.(89 38).100%
22, 545
Chú ý: Khi tính thành phần phần trăm thì do tỉ lệ mol các muối là không đổi do đó
tính trong Z cũng tính trong hỗn hợp muối của 13,68 gam A phản ứng với KOH
Câu 7: Chọn đáp án D
Trang 10n 2 n 1 2
n 2 n 1
2
n
m
2, 464
22, 4
5 2
Y : 0,03
TABLE
Câu 8: Chọn đáp án B
n 2 n 1 2
C H NO N
n 2n 1
2
Gly Val
Gly Val
n
m
2, 464 BTNT.N : n 2n 2 0, 22 mol
22, 4
C H NO : 0, 22 0, 22n.44 [0, 22(n 0, 5) a]18 46, 48 a 0,04
H O : a mol 0, 22(1, 5n 0, 75) 0, 99 n 3, 5
5 2
X : 0,01 (m 1) (n
Y : 0,03
Gly Val
x 4 x
TABLE
y 6 y
BT.N : 0,01n 0,03n 0, 22 m 6
n n 1x 3y 1(4 x) 3(6 y)
X : Gly Val : 0,01
2x 6y 22
1 x 4;1 y 6
X : Gly Val : 0,01 m 0,01.(75.2 117.2 18.3) 3,3g
Câu 9: Chọn đáp án
Đặt số mol E trong m gam gấp k lần số mol E trong 0,4 mol
x 2x 1
peptit
2.0, 5 3.0, 4 5.0, 2 32
C H NO :1,1k mol x
n : 0, 4k mol
1,1k.x.44 (x 0, 5).1,1k.18 0, 4k.18 78, 28
k 0, 4 (14x 29).1,1k 18.0, 4k 33, 56 gam
x 2x 1
peptit
Câu 10: Chọn đáp án B