Đây là các phần lý thuyết tổng hợp chọn lọc nhất của phần Aminoacid, peptid, protein lớp 12. Ngoài ra còn có rất nhiều các tài liệu khác từ lớp 8 đến lớp 12 về môn Hoá và các dạng đề thi đại học, các đề thi Học sinh giỏi Hoá Quốc Gia và Quốc Tế. Mời các thầy cô và các bạn học sinh tham khảo
CHUYÊN ĐỀ: AMIN, AMINO AXIT VÀ PROTEIN A Amin I Khái niệm, phân loại Khái niệm - Khi thay hay nhiều nguyên tử hiđro phân tử NH3 hay nhiều gốc hiđrocacbon ta amin Ví dụ: - Còn nhóm amin liên kết với vòng benzen, có hợp chất amin thơm Hợp chất đơn giản dãy amin thơm anilin Phân loại a Theo gốc hiđrocacbon: – Amin không thơm: CH3NH2, C2H5NH2, – Amin thơm: C6H5NH2, CH3C6H4NH2, b Theo bậc amin: số nguyên tử H phân tử NH bị thay gốc hiđrocacbon Theo đó, amin phân loại thành: Amin bậc I Amin bậc II R–NH2 R–NH–R’ R, R’ R’’ gốc hiđrocacbon Amin bậc III Ví dụ: II Đồng phân, danh pháp Đồng phân – Đồng phân mạch cacbon – Đồng phân vị trí nhóm chức – Đồng phân bậc amin Ví dụ: Các đồng phân C4H11N Danh pháp Cách gọi tên theo danh pháp gốc – chức: Tên gốc hiđrocacbon + amin Ví dụ: CH3NH2 (Metylamin), C2H5–NH2 (Etylamin), CH3CH(NH2)CH3 (Isopropylamin), … III Tính chất vật lý - Chất rắn, dạng tinh thể, không màu, vị - 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 sôi 184 oC, không màu, độc, tan nước, tan ancol benzen - Các ankyl amin amin gốc hidrocacbon mạch thẳng hợp chất dễ bay có mùi giống amoniac độc Chúng thường tồn thịt cá nguyên nhân khiến thực phẩm có mùi Do để khử bớt amin người ta thường dùng giấm, cà chua chanh IV Cấu tạo phân tử tính chất hóa học Cấu tạo phân tử - Trong phân tử amin có ngun tử nitơ cặp electron tự chưa liên kết tạo cho – nhận giống NH3 ⇒ Vì amin có tính bazơ giống NH ( mạnh yếu NH3 tuỳ vào chất gốc R) Nhóm đẩy e: gốc no Nhóm hút e: gốc khơng no Tính chất hố học a Tính bazơ Do ngun tử N phân tử amin cặp e chưa sử dụng có khả nhận proton Dung dịch metylamin nhiều đồng đẳng có khả làm xanh giấy quỳ tím làm hồng phenolphtalein – Amin bậc III mà gốc hiđrocacbon R, R’ R’’ có số C ≥ gốc R, R’ R’’ cản trở amin nhận proton H+ ⇒ tính bazơ yếu ⇒ dung dịch khơng làm đổi màu quỳ tím phenolphtalein - Anilin amin thơm tan nước Dung dịch chúng không làm đổi màu quỳ tím phenolphtalein - Tác dụng với axit: R–NH2 + HCl → R–NH3Cl Ví dụ: - Tác dụng dung dịch muối kim loại có hiđroxit kết tủa: Ví dụ: 3CH3NH2 + FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3CH3NH3Cl - Lưu ý: Khi cho muối Cu2+, Zn2+, … vào dung dịch amin (dư) → hiđroxit kết tủa → kết tủa tan (tạo phức chất) b Phản ứng với axit nitrơ HNO2 - Amin bậc tác dụng với axit nitrơ HNO2 nhiệt độ thường cho ancol giải phóng nitơ C2H5NH2 + HONO → C2H5OH + N2↑ + H2O - Anilin amin thơm bậc tác dụng với axit nitrơ nhiệt độ thấp (0 - oC) cho muối điazoni: c Phản ứng ankyl hóa Amin bậc bậc hai tác dụng với ankyl halogenua (CH3I, …) , nguyên tử H nhóm amin bị thay gốc ankyl: Ví dụ: C2H5NH2 + CH3I → C2H5NHCH3 + HI – Phản ứng dùng để điều chế amin bậc cao từ amin bậc thấp d Phản ứng nhân thơm anilin Do ảnh hưởng nhóm NH2 (tương tự nhóm –OH phenol), ba nguyên tử H vị trí ortho para so với nhóm –NH2 nhân thơm anilin bị thay ba nguyên tử brom: Lưu ý: Phản ứng tạo kết tủa trắng 2, 4, tribromanilin dùng nhận biết anilin e) Phản ứng cháy amin no đơn chức mạch hở: V Ứng dụng điều chế Ứng dụng Các ankylamin dùng tổng hợp hữu cơ, đặc biệt điamin dùng để tổng hợp polime Anilin nguyên liệu quan trọng công nghiệp phẩm nhuộm (phẩm azo, đen anilin, ), polime (nhựa anilin - fomanđehit, ), dược phẩm (streptoxit, suafaguaniđin, ) Điều chế - Thay nguyên tử H phân tử amoniac - Khử hợp chất nitro !!!!!!!!!Một số công thức hay dùng: 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+2-z(NH2)z hay CnH2n+2+zNz - Amin thơm (đồng đẳng anilin): CnH2n-5N (n ≥ 6) B.Amino axit I Khái niệm, cấu tạo Khái niệm - Amino axit loại hợp chất hữu tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH2) nhóm cacboxyl (COOH) - Công thức chung: (H2N)x – R – (COOH)y II Danh pháp a Tên thay thế: axit + vị trí + amino + tên axit cacboxylic tương ứng Ví dụ: H2N–CH2–COOH: axit aminoetanoic HOOC–[CH2]2–CH(NH2)–COOH: axit 2-aminopentanđioic b Tên bán hệ thống: axit + vị trí chữ Hi Lạp (α, β, γ, δ, ε, ω) + amino + tên thông thường axit cacboxylic tương ứng Ví dụ: CH3–CH(NH2)–COOH: axit α-aminopropionic H2N–[CH2]5–COOH: axit ε-aminocaproic H2N –[ CH2]6–COOH: axit ω-aminoenantoic c Tên thông thường: amino axit thiên nhiên (α-amino axit) có tên thường Ví dụ: H2N–CH2–COOH có tên thường glyxin (Gly) hay glicocol Tên gọi số α - amino axit III Tính chất vật lý Các amino axit chất rắn không màu, vị ngọt, dễ tan nước chúng tồn dạng ion lưỡng cực (muối nội phân tử), nhiệt độ nóng chảy cao (vì hợp chất ion) IV Tính chất hóa học Tác dụng lên thuốc thử màu: (H2N)x – R – (COOH)y Khi: - x = y amino axit trung tính, quỳ tím khơng đổi màu - x > y amino axit có tính bazơ, quỳ tím hóa xanh - x < y amino axit có tính axit, quỳ tím hóa đỏ Tính chất axit – bazơ dung dịch amino axit: thể tính chất lưỡng tính - Tác dụng với dung dịch bazơ (do có nhóm -COOH) H2N–CH2–COOH + NaOH → H2N–CH2–COONa + H2O - Tác dụng với dung dịch axit (do có nhóm -NH2) H2N–CH2–COOH + HCl → ClH3N–CH2–COOH Phản ứng este hóa nhóm COOH Phản ứng nhóm NH2 với HNO2 H2N–CH2–COOH + HNO2 → HO–CH2–COOH + N2 + H2O Axit hiđroxiaxetic Phản ứng trùng ngưng - Do có nhóm NH2 COOH nên amino axit tham gia phản ứng trùng ngưng tạo thành polime thuộc loại poliamit - Trong phản ứng này, OH nhóm COOH phân tử axit kết hợp với H nhóm NH2 phân tử axit tạo thành nước sinh polime V Ứng dụng - Amino axit thiên nhiên (hầu hết α-amino axit) sở để kiến tạo nên loại protein thể sống - Muối mononatri axit glutamic dùng làm mì (hay bột ngọt) - Axit ε-aminocaproic axit ω-aminoenantoic nguyên liệu sản xuất tơ tổng hợp (nilon – nilon – 7) - Axit glutamic thuốc hỗ trợ thần kinh, methionin thuốc bổ gan !!!!!!!!!!Cơng thức phân tử CxHyO2N có đồng phân cấu tạo mạch hở thường gặp: - Amino axit H2N–R–COOH - Este amino axit H2N–R–COOR’ - Muối amoni axit ankanoic RCOONH4 RCOOH3NR’ - Hợp chất nitro R–NO2 C.Peptid-Protein C1.Peptid I Khái niệm, phân loại Khái niệm - Liên kết nhóm -CO với nhóm -NH hai đơn vị α-amino axit loại liên kết peptit - Peptit hợp chất chứa từ đến 50 gốc α-amino axit liên kết với liên kết peptit 2 Phân loại Các peptit phân thành hai loại: a) Oligopeptit: gồm peptit có từ đến 10 gốc α - amino axit gọi tương ứng đipeptit, tripeptit, … b) Polipeptit: gồm peptit có từ 11 đến 50 gốc α - amino axit Polipeptit sở tạo nên protein II Cấu tạo, đồng phân, danh pháp Cấu tạo Phân tử peptit hợp thành từ gốc α - amino axit nối với liên kết peptit theo trật tự định: amino axit đầu N nhóm –NH 2, amino axit đầu C nhóm – COOH Đồng phân Nếu phân tử peptit chứa n gốc α-amino axit khác số đồng phân loại peptit n! 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: Glyxylalanyl valin (Gly – Ala – Val) III Tính chất vật lý Các peptit thường thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy cao dễ tan nước IV Tính chất hóa học Phản ứng 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 Phản ứng thủy phân - Điều kiện thủy phân: xúc tác axit kiềm đun nóng - Sản phẩm: α-amino axit C2 Protein I Khái niệm, phân loại Đặc điểm - Protein polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu Phân loại - Protein phân thành loại: + Protein đơn giản: tạo thành từ α-amino axit + Protein phức tạp: tạo thành từ protein đơn giản kết hợp với phân tử protein (phi protein) axit nucleic, lipit, cacbohiđrat II Tính chất vật lý Hình dạng: - Dạng sợi: keratin (trong tóc), miozin (trong cơ), fibroin (trong tơ tằm) - Dạng cầu: anbumin (trong lòng trắng trứng), hemoglobin (trong máu) Tính tan: Protein hình sợi khơng tan, protein hình cầu tan Sự đông tụ: Là đông lại protein tách khỏi dung dịch đun nóng thêm axit, bazơ, muối III Tính chất hóa học Phản ứng thủy phân - Điều kiện thủy phân: xúc tác axit kiềm đun nóng xúc tác enzim - Sản phẩm: α-amino axit Phản ứng màu Protein lòng trắng trứng HNO3 đặc Kết tủa vàng (do sản phẩm có nhóm NO2) Cu(OH)2 Phức chất màu tím đặc trưng (phản ứng màu biure) b Cơng thức phân tử CxHyO2N có đồng phân cấu tạo mạch hở thường gặp: - Amino axit H2N–R–COOH - Este amino axit H2N–R–COOR’ - Muối amoni axit ankanoic RCOONH4 RCOOH3NR’ - Hợp chất nitro R–NO2 ... x = y amino axit trung tính, quỳ tím khơng đổi màu - x > y amino axit có tính bazơ, quỳ tím hóa xanh - x < y amino axit có tính axit, quỳ tím hóa đỏ Tính chất axit – bazơ dung dịch amino axit: ... Ứng dụng - Amino axit thiên nhiên (hầu hết α -amino axit) sở để kiến tạo nên loại protein thể sống - Muối mononatri axit glutamic dùng làm mì (hay bột ngọt) - Axit ε-aminocaproic axit ω-aminoenantoic... thông thường: amino axit thiên nhiên (α -amino axit) có tên thường Ví dụ: H2N–CH2–COOH có tên thường glyxin (Gly) hay glicocol Tên gọi số α - amino axit III Tính chất vật lý Các amino axit chất rắn