Chuyen de peptit hay va kho bai tap ap dung va nang cao

Đốt cháy hoàn toàn Q bằng một lượng oxi vừa đủ, thu lấy toàn bộ khí và hơi đem hấp thụ vào bình đựng nước vôi trong dư, thấy khối lượng bình tăng 13,23 gam và có 0,84 lít khí đktc thoát

B CÁC PHƯƠNG PHÁP MỚI GIẢI BÀI TOÁN PEPTIT:

(Tài liệu được sưu tầm, tham khảo từ các đề thi thử cùng các tác giả nổi tiếng)

I Quy đổi peptit ban đầu về các gốc axyl và H 2 O:

- Xét các  - aminoaxit no, mạch hở, trong phân tử có chứa 1 nhóm –NH2 và 1 nhóm –COOH, khi tách lấy

1 phân tử H2O trong phân tử các chất trên thì ta sẽ tạo ra các mắt xích tương ứng như sau:

- Ta có công thức tổng quát của các  - aminoaxit no, mạch hở, phân tử có chứa 1 nhóm –NH2 và 1 nhóm –

COOH là C n H 2n+1 O 2 N khi tách 1 phân tử H2 O tạo thành mắt xích có công thức tương ứng là C n H 2n–1 ON

- Lúc này ta xét một peptit bất kì được tạo thành từ hỗn hợp các các  - aminoaxit no, mạch hở, trong phân

tử có chứa 1 nhóm –NH2 và 1 nhóm –COOH

 Quy đổi peptit ban đầu về các gốc axyl C 2 H 3 ON, C 3 H 5 ON và H 2 O hay tổng quát là C n H 2n–1 ON và H 2 O

- Một số trường hợp đặc biệt:

+ Nếu trong phân tử của peptit có chứa lysin thì quy đổi về C n H 2n–1 ON, C 6 H 12 ON 2 và H 2 O

Hoặc có thể quy đổi về C n H 2n–1 ON, NH và H 2 O (vì C 6 H 12 ON = C 6 H 11 ON + NH)

Hoặc có thể quy đổi về C n H 2n–1 ON, CO 2 và H 2 O (vì C 5 H 7 O 3 N = C 4 H 7 ON + COO)

- Để xử lí dạng này ta cần đi tìm trị số n và mol của H2O với nH Onpeptit

+ Nếu trong phân tử của peptit có chứa axit glutamic thì quy đổi về C n H 2n–1 ON, C 5 H 7 O 3 N và H 2 O

- Áp dụng vào các dạng toán trọng tâm:

 Đốt cháy peptit: Khi đốt cháy hỗn hợp C n H 2n–1 ON (a mol) và H 2 O (b mol) thì:

BTKL

mmuối = mgốc axyl + mMOH pư Nếu dùng một lượng dư MOH thì: mrắn = mgốc axyl + mMOH ban đầu

- Nếu đốt cháy muối natri của -amoni axit:

- Khi đốt:

69,31 gam 30,7

Nhận thấy: nC Hn 2n 1ON 2x nên 0,16 mol E có

khối lượng là: 2.30,73 = 61,46 gam

- Xét hỗn họp muối:

BT: Na BTKL

Ví dụ 1: Đun nóng 0,16 mol hỗn hợp E gồm hai peptit X (CxHyOzN6) và Y (CnHmO6Nt) cần dùng 600 ml

dung dịch NaOH 1,5M chỉ thu được dung dịch chứa a mol muối của glyxin và b mol muối của alanin Mặt khác đốt cháy 30,73 gam E trong O2 vừa đủ thu được hỗn hợp CO2, H2O và N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và nước là 69,31 gam Giá trị a : b gần nhất với

Ví dụ 2: Hỗn hợp M gồm tripeptit X và hexapeptit Y được tạo thành từ các amino axit no mạch hở, có 1

nhóm –COOH và 1 nhóm –NH2 Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol M bằng O2 vừa đủ thu được sản phẩm gồm

CO2, H2O có tổng khối lượng là 60,525 gam và 5,04 lít khí N2 (đktc) Nếu cho 0,15 mol M tác dụng hoàn toàn với NaOH (lấy dư 20%), sau phản ứng cô cạn dung dịch thì thu được bao nhiêu gam chất rắn ?

C H ON , H O NaOHC H O NNaNaOHdư + H2O

với nNaOH dư = 0,2.nNaOH ban đầu = 0,2.1,5.a = 0,135 mol

BTKL

mrắn = mC H O NNan 2n 2 + 40nNaOH dư = 73, 23725 (g)

Ví dụ 3: Cho m gam hỗn hợp M gồm đipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z và pentapeptit T (đều mạch hở)

tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp Q gồm muối của Gly, Ala và Val Đốt cháy hoàn toàn Q bằng một lượng oxi vừa đủ, thu lấy toàn bộ khí và hơi đem hấp thụ vào bình đựng nước vôi trong

dư, thấy khối lượng bình tăng 13,23 gam và có 0,84 lít khí (đktc) thoát ra Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam M, thu được 4,095 gam H2O Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây ?

Na COO

Ví dụ 4: X là một peptit có 16 mắt xích được tạo từ các -amino axit cùng dãy đồng đẳng với glyxin Để

đốt cháy m gam X cần dùng 45,696 lít O2 Nếu cho m gam X tác dụng với lượng vừa đủ dung dịch NaOH rồi cô cạn cẩn thận thì thu được hỗn hợp rắn Y Đốt cháy Y trong bình chứa 12,5 mol không khí, toàn bộ khí sau phản ứng cháy được ngưng tụ hơi nước thì còn lại 271,936 lít hỗn hợp khí Z Biết các phản ứng xảy ra

hoàn toàn, các khí đo ở đktc, trong không khí có 1/5 thể tích O2 còn lại là N2 Giá trị gần nhất của m là :



- Ta cĩ: nO (đốt Y)2 nO (đốt X)2 2,04 mol  O (dư)2  O (kk)2  O (đốt Y)2 

Ví dụ 5: Hỗn hợp E gổm 3 chuỗi peptit X, Y, Z đều mạch hở (được tạo nên từ Gly và Lys) Chia hỗn hợp

làm hai phần khơng bằng nhau Phần 1: cĩ khối lượng 14,88 gam được đem thủy phân hồn tồn trong dung

dịch NaOH 1 M thì dùng hết 180 ml, sau khi phản ứng thu được hỗn hợp F chứa a gam muối Gly và b gam

muối Lys Mặt khác, đốt cháy hồn tồn phần cịn lại thì thu được tỉ lệ thể tích giữa CO2 và hơi nước thu

được là 1 : 1 Tỉ lệ a : b gần nhất với giá trị :

II Quy đổi peptit ban đầu về C 2 H 3 ON, CH 2 và H 2 O:

- Theo định nghĩa: “ Đồng đẳng là dãy các chất có tính chất tương tự nhau hơn kém 1 hay nhiều nhóm CH2

trong phân tử ” Do vậy mục đích của phương pháp này là ta sẽ đưa dãy gồm nhiều chất trong cùng một dãy đồng đẳng về chất đơn giản nhất và các nhóm CH2 Để hiểu rõ hơn ta đi phân tích kĩ về cách quy đổi sau:

- Xét các  - aminoaxit no, mạch hở, trong phân tử có chứa 1 nhóm –NH2 và 1 nhóm –COOH:

Vì glyxin (C2H5O2N) có công thức đơn giản nhất nên ta bắt đầu từ alanin và valin

- Để xử lí dạng này ta cần đi tìm mol của các chất với nH O2 npeptit

- Áp dụng vào các dạng toán trọng tâm:

 Đốt cháy peptit: Khi đốt cháy hỗn hợp C 2 H 3 ON (a mol) CH 2 (b mol) H 2 O (c mol) thì:

 Thủy phân trong môi trường kiềm: Khi cho hỗn hợp C 2 H 3 ON (a mol) CH 2 (b mol) H 2 O (c mol) tác

mmuối = mC H ON2 3 mCH2 + mMOH pư

Nếu dùng một lượng dư MOH thì: mrắn = mC H ON2 3 mCH2+ mMOH ban đầu

 Các ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Thủy phân đến hoàn toàn 1 mol peptit X và 1 mol peptit Y thu được 3 mol Alanin và 4 mol

glyxin Mặt khác đốt cháy hoàn toàn 13,7 gam peptit X cần dừng vừa đủ 13,44 lít khí O2, và thu được hỗn hợp khí sau phản ứng biết tổng khối lượng CO2 và H2O là 30,1 gam Số liên kết peptit trong Y là :

n Vậy X: tetrapeptit và Y: tripeptit  Trong Y có 2 liên kết peptit

Ví dụ 2 (Đề MH-2017): Cho m gam hỗn hợp M gồm đipeptit X, tripeptit Y, tetrapeptit Z và pentapeptit T

(đều mạch hở) tác dụng với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp Q gồm muối của Gly, Ala và Val Đốt cháy hoàn toàn Q bằng một lượng oxi vừa đủ, thu lấy toàn bộ khí và hơi đem hấp thụ vào bình đựng

nước vôi trong dư, thấy khối lượng bình tăng 13,23 gam và có 0,84 lít khí (đktc) thoát ra Mặt khác, đốt

cháy hoàn toàn m gam M, thu được 4,095 gam H2O Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây ?

nn

C H O NNa , CH , H O n 0, 2025 a 0, 2275 a 0, 025 molm  5,985 (g)

Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm tripeptit Y, tetrapeptit Z và pentapeptit T (đều mạch hở) chỉ tạo ra từ Gly, Ala và

Val Đốt cháy hoàn toàn m gam X, rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy(chỉ gồm CO2, H2O và N2) vào bình đựng 140ml dung dịch Ba(OH)2 1M, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy có 840ml (đktc) một khí duy nhất thoát ra và thu được dung dịch có khối lượng tăng 11,865 gam so với khối lượng dung dịch Ba(OH)2

ban đầu Giá trị của m gần giá trị nào nhất sau đây

Hướng dẫn giải

- Quy đổi hỗn hợp X thành C2H3ON, CH2 (a mol) và H2O (b mol)

+ Ta có: mdd tăng = 44nCO2 18nH O2 197nBaCO3 Thay(1)vào 259a 18b 28,85 (2)

+ Gọi k là số nguyên tử N trung bình trong X với: 3 < k < 5

   Thay b vào (2) ta tính được a = 0,11  mX6, 085 gam

Vậy giá trị của m nằm trong khoảng: 6, 085m6, 2601

Ví dụ 4: X, Y (MX < MY) là hai peptit mạch hở, hơn kém nhau một liên kết peptit Đun nóng 36,58 gam hỗn

hợp E chứa X, Y và este Z (C5H11O2N) với dung dịch NaOH vừa đủ, chưng cất dung dịch sau phản ứng, thu được 0,05 mol ancol etylic và hỗn hợp chứa 2 muối của 2 -aminoaxit thuộc cùng dãy đồng đẳng Đốt cháy toàn bộ muối cần dùng 1,59 mol O2, thu được CO2, H2O, N2 và 26,5 gam Na2CO3 Phần trăm khối lượng

BT:C

Ala Gly Ala

NaOH GlyNa AlaNa GlyNa Gly

+ Khi đó: a 5 a

Gly (Ala) :0, 03 mol

(Gly) (Ala) :0, 05 mol

- Hướng tư duy 2: Quy đổi – tách chất

0,15 mol 0,05 mol 0,05mol

+ Đến đây ta giải tương tự như hướng tư duy 1

Ví dụ 5: Hỗn hợp E chứa ba peptit đều mạch hở gồm peptit X (C4H8O3N2), peptit Y (C7HxOyNz) và peptit Z

(C11HnOmNt) Đun nóng 28,42 gam E với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được hỗn hợp T gồm 3 muối của glyxin, alanin và valin Đốt cháy toàn bộ T cần dùng 1,155 mol O2, thu được CO2, H2O, N2 và 23,32 gam

Na2CO3 Phần trăm khối lượng của X trong hỗn hợp E là

n

 Trong E có chứa peptit có số mắc xích lớn 4,4 (5, 6 hoặc 7…) Vậy Z là pentapeptit (Gly)4Ala, X là

đipeptit (Gly)2 và Y là đipeptit AlaVal (không thể là tripeptit (Gly)2Ala vì khi đó thủy phân hỗn hợp E sẽ

không thu được muối của Val)

II Trựng ngưng húa (Gộp chuỗi peptit):

1 Dấu hiệu để sử dụng phương phỏp trựng ngưng húa

Khi bài toỏn cho cỏc dữ kiện sau :

- Hỗn hợp gồm nhiều peptit khụng biết chớnh xỏc cấu tạo nhưng đó biết tỉ lệ mol

- Biết tổng số liờn kết peptit (cụ thể hoặc là nhỏ hơn một giỏ trị nào đú)

- Biết được số mol của cỏc sản phẩm thủy phõn

+ Nếu phản ứng thủy phõn khụng hoàn toàn thỡ sản phẩm thu được gồm cỏc đoạn mạch peptit nhỏ hơn + Nếu phản ứng thủy phõn hoàn toàn thỡ sản phẩm là hỗn hợp gồm cỏc muối của α – aminoaxit

2 Cỏch xử lý bài toỏn

- Chỳng ta sẽ trựng ngưng húa hỗn hợp gồm nhiều cỏc peptit mà đề bài đó cho thành một chuỗi peptit lớn hơn (trong phương phỏp này chỳng ta tạm xem một phõn tử peptit là một amino axit vỡ nú cựng một điểm chung là cú một nhúm – COOH và một nhúm –NH2.)

- Gọi x là số mắc xớch (hoặc giới hạn số mắc xớch) mà bài toỏn đó cho

- Ta tớnh được tỉ lệ của cỏc muối thu được sau phản ứng là n : n : nA B C kx : k y : k z

- Nhận thấy phõn tử peptit trựng ngưng(X ) (Y ) (Z )n a m b t c trựng với peptit mà ta lập tỉ lệ là (A) (B) (C)kx ky kz

Ta rỳt ra cỏc kết luận sau :

+ BTKL m(peptit ban đầu) m(peptit sản phẩm)mH O2

k (x y z) (x số phân tử peptit đề cho).a (x số phân tử peptit đề cho).c

Ví dụ 1: Hỗn hợp E chứa 2 peptit X, Y đều mạch hở, có tỉ lệ mol tương ứng là 4 : 1 và có tổng số liên kết

peptit nhỏ hơn 8 Đun nóng m gam E với dung dịch NaOH vừa đủ, thu được 0,48 mol muối Gly và 0,08 mol muối Ala Giá trị m là:

Hướng dẫn giải

- Khi gộp X, Y với tỉ lệ mol tương ứng là 4 : 1 thì: 4X Y X Y4 14H O (1)2

+ Từ: nGly: nAla 0,48: 0,08 6 :1 thì: X Y4 1(7k 1)H O 2 6kGly kAla (2)

- Giả sử tổng số liên kết peptit bằng 8 ta có:

Ví dụ 2: Hỗn hợp X gồm ba peptit đều mạch hở có tỉ lệ mol tương ứng 1 : 1 : 3 Thủy phân hoàn toàn m

gam X thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 14,24 gam alanin và 8,19 gam valin Biết tổng số liên kết peptit trong phân tử của ba peptit trong X nhỏ hơn 13 Giá trị của m là :

Hướng dẫn giải

- Khi gộp 3 peptit A, B, C với tỉ lệ mol tương ứng là 4 : 1 thì: A B 3CA B C1 1 34H O (1)2

+ Từ: nAla: nVal 0,16 : 0,07 16 : 7 thì: A B C1 1 3(23k 1)H O 2 16kGly 7kAla (2)

- Giả sử tổng số liên kết peptit bằng 13 ta có:

Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm 3 peptit Y, Z, T (đều mạch hở) với tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 3 : 4 Tổng số liên

kết peptit trong phân tử Y, Z, T bằng 12 Thủy phân hoàn toàn 39,05 gam X, thu được 0,11 mol X 1; 0,16

mol X 2 và 0,2 mol X 3 Biết X 1 , X 2 , X 3 đều có dạng H2NCnH2nCOOH Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam

X cần 32,816 lít khí O2 (đktc) Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây

- Hướng tư duy 1:

+ Quy đổi hỗn hợp X thành C2H3ON, CH2 và H2O

- Hướng tư duy 2:

+Quy đổi hướng hỗn hợp X n 2n 1

Ví dụ 4: X, Y, Z là ba peptit mạch hở, được tạo từ các α-aminoaxit thuộc dãy đồng đẳng của glyxin Khi

đốt cháy X, Y với số mol bằng nhau thì đều thu được lượng CO2 là như nhau Đun nóng 31,12 gam hỗn

hợp H gồm X, Y, Z với tỉ lệ mol tương ứng là 4 : 4 : 1 trong dung dịch NaOH, thu được dung dịch T chỉ chứa 0,29 mol muối A và 0,09 muối B (MA< MB) Biết tổng số liên kết peptit trong ba phân tử X, Y, Z bằng

11 Phân tử khối của peptit Z là

- Khi cho 31,12 gam HNaOH  A B H O2

+ Với nH O2 nM nXnYnZ0,09 mol và nNaOH nAnB 0,38 mol

 Hỗn hợp muối có AlaNa hoặc GlyNa

- Xét trường hợp: Hỗn hợp muối chứa AlaNa

Vậy Z là (Ala)5Val MZ 472

Ví dụ 5: Đốt cháy một lượng peptit X được tạo bởi từ một loại -aminoaxit no chứa 1 nhóm –NH2 và 1 nhóm –COOH cần dùng 0,675 mol O2, thu được 0,5 mol CO2 Đun nóng m gam hỗn hợp E chứa 3 peptit X,

Y, Z đều mạch hở có tỉ lệ mol tương ứng 1 : 4 : 2 với 450 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), cô cạn dung

dịch sau phản ứng thu được 48,27 gam hỗn hợp chỉ chứa 2 muối Biết tổng số liên kết peptit trong E bằng

- Khi cho E tác dụng với NaOH ta có: nNaOH = nmuối = 0,45 mol  M 48, 27 107, 27

0, 45

- Khi gộp X, Y, Y với tỉ lệ mol tương ứng là 1 : 4 : 2 thì: X4Y2ZX Y Z1 4 26H O2

+ Từ: nGly: nAla 0,34 : 0,11 34 :11  X Y Z1 4 2 là (Gly)34k(Val) 11k

IV Vận dụng các phương pháp mới vào các bài toán biện luận peptit:

- Đây là một dạng bài toán tổng hợp nâng cao ở mức độ khó, do vậy cần phải nắm vững các phương pháp cũng như vận dụng linh hoạt vào từng trường hợp cụ thể để có thể xử lí tốt các dạng biện luận này

 Sau đây là một vài ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: 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 CO2 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

Hướng dẫn giải

- Gọi k1, k2 lần lượt là số mắt xích của X, Y thỏa số liên kết peptit: k1 – 1 ≥ 4 hoặc k2 – 1 ≥ 4  k1, k2 ≥ 5

mà k1 + k2 = (số O(X) – 1) + (số O(Y) – 1) = 13 – 2 = 11 nên chỉ có thể là k1 = 5; k2 = 6 hoặc k1 = 5; k2 = 6

- Giả sử X là hexapeptit: (Gly)a(Ala)6 – a : x mol và Y là pentapeptit: (Gly)b(Ala)5 – b : y mol

Ví dụ 2: Hỗn hợp A gồm peptit Ala – X – X (X là amino axit no, mạch hở, chứa một nhóm –NH2 và 1

nhóm –COOH) và axit cacboxylic Y no, đơn chức, mạch hở tác dụng vừa đủ với 450 ml dung dịch NaOH 1M thu được m gam muối Z Đốt cháy hoàn toàn Z cần 25,2 lít O2 (đktc) thu được tổng khối lượng của

CO2, H2O là 50,75 gam; Na2CO3 và khí N2 Khối lượng muối có phân tử khối nhỏ nhất trong Z

Hướng dẫn giải

a mol b mol

0,45mol 1,125mol 50,75(g)hçn hîp A m (g) muèi Z

BT: C

AlaX BT: H

mạch hở Cho 60,17 gam hỗn hợp E gồm X, Y và Z tác dụng vừa đủ với 0,73 mol NaOH, sau phản ứng thu

được 73,75 gam ba muối của glyxin, alanin, valin (trong đó có 0,15 mol muối của alanin) và 14,72 gam

ancol no, đơn chức, mạch hở Mặt khác, đốt cháy 60,17 gam E trong O2 dư thu được CO2, N2 và 2,275 mol

H2O Phần trăm khối lượng của Y có trong E là

- Hướng tư duy 1: Quy đổi hỗn hợp thành các gốc axyl, ancol và H2O:

vµ C H  O (R ' OH)



 



- Hai hướng tư duy khá giống nhau về ý tưởng do vậy ta chọn hướng tư duy 2 để giải quyết bài toán này:

+ Hỗn hợp E chứa nC H ON2 3 nNaOH 0,73 ;nCH2 nAlaNa3nValNa 0,21;nH O2 0,05 vµ nC Hn 2 n 2O t

BT: Gly 6

Ví dụ 4: Hỗn hợp E gồm X, Y là hai este mạch hở có công thức CnH2n-2O2, Z và T là hai peptit mạch hở đều được tạo bởi từ glyxin và alanin hơn kém nhau một liên kết peptit Thủy phân hoàn toàn 27,89 gam E

cần dùng vừa đủ dung dịch chứa 0,37 mol NaOH, thu được 3 muối và hỗn hợp 2 ancol có tỉ khối với He

bằng 8,4375 Nếu đốt cháy hoàn toàn 27,89 gam E rồi hấp thụ toàn bộ sản phẩm cháy qua dung dịch

Ca(OH)2 dư thu được 115,0 gam kết tủa, khí thoát ra có thể tích là 2,352 lít (đktc) Phần trăm khối lượng

của T (MZ < MT) có trong hỗn hợp E là :

Hướng dẫn giải