Đang tải... (xem toàn văn)
Chú ý: Trường hợp sử dụng axit hoặc bazơ thì sản phẩm thu được sẽ là hỗn hợp muối do các amino axit sinh ra sẽ phản ứng với axit và bazơ có trong môi trường + Phản ứng thủy phân không ho[r]
(1)PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP THỦY PHÂN PEPTIT Dạng bài tập thủy phân peptit xuất nhiều các đề thi tuyển sinh năm gần đây, để giải các bài tập loại này đòi hỏi học sinh cần nắm lý thuyết peptit và vận dụng linh hoạt phương pháp bảo toàn khối lượng Bài viết này xin trình bày phương pháp giải nhanh các câu hỏi và bài tập thủy phân peptit I Lý thuyết cần nắm - Peptit là hợp chất chứa từ (2 đến 50) gốc α-amino axit liên kết với qua liên kết peptit - Một peptit (mạch hở) chứa n gốc α-amino axit thì chứa (n-1) liên kết peptit - Tính chất hóa học peptit + Phản ứng màu biure: Các peptit có từ liên kết peptit trở lên tạo với Cu(OH) môi trường kiềm hợp chất phức màu tím + Phản ứng thủy phân hoàn toàn: Các peptit có thể bị thủy phân hoàn toàn tác dụng các enzim axit, bazơ thu hỗn hợp các α-amino axit Chú ý: Trường hợp sử dụng axit bazơ thì sản phẩm thu là hỗn hợp muối (do các amino axit sinh phản ứng với axit và bazơ có môi trường) + Phản ứng thủy phân không hoàn toàn: Các peptit có thể bị thủy phân không hoàn toàn thu hỗn hợp các peptit có mạch ngắn - Cách tính phân tử khối peptit Thông thường người làm chọn cách là viết CTCT peptit sau đó cộng toàn nguyên tử khối các nguyên tố để có phân tử khối peptit Tuy nhiên, cách làm này tỏ chưa khoa học Ta hãy chú ý rằng, hình thành liên kết peptit thì phân tử amino axit tách bỏ phân tử H2O Giả sử peptit mạch hở X chứa n gốc α-amino axit thì phân tử khối X tính nhanh là: MX = Tổng PTK n gốc α-amino axit – 18.(n – 1) Ví dụ: Tính phân tử khối các peptit mạch hở sau: a Gly-Gly-Gly-Gly b Ala-Ala-Ala-Ala-Ala c Gly-Ala-Ala c Ala-Val-Gly-Gly Giải: a MGly-Gly-Gly-Gly = 4x75 – 3x18 = 246 (đvC) b MAla-Ala-Ala-Ala-Ala = 5x89 – 4x18 = 373 (đvC) c MGly-Ala-Ala = (75 + 2x89) – 2x18 = 217 (đvC) d MAla-Val-Gly-Gly = (89 + 117 + 75x2) – 3x18 = 302 (đvC) II Các dạng bài tập thủy phân peptit Các câu hỏi lý thuyết cần chú ý Câu 1: Thủy phân không hoàn toàn pentapeptit mạch hở: Gly-Ala-Gly-Ala-Gly có thể thu tối đa bao nhiêu đipeptit? A B C D Giải: (1) (2) Gly-Ala-Gly-Ala-Gly Khi phân cắt các liên kết peptit các vị trí trên thu đipeptit khác (Gly Ala và Ala-Gly) Chọn đáp án B Câu 2: Thủy phân không hoàn toàn pentapeptit X (mạch hở): Gly-Val-Gly-Val-Ala có thể thu tối đa bao nhiêu tripetit? A B C D Giải: (1) (2) Gly-Val-Gly-Val-Ala (2) Thực phân căt các liên kết peptit hai vị trí (1) (2) trên thu các tripeptit: Gly-Val-Gly và GlyVal-Ala Gly-Val-Gly-Val-Ala Thực phân cắt đồng thời hai liên kết peptit trên thu thêm tripeptit là: Val-Gly-Val Vậy tối đa có thể thu tripeptit Chọn đáp án C Loại câu hỏi này chú ý xem xét các peptit thu có trùng hay không Câu (ĐH 2010-Khối B): Thủy phân hoàn toàn mol pentapeptit X, thu mol glyxin (Gly), mol alanin (Ala), mol valin (Val) và mol phenylalanin (Phe) Thủy phân không hoàn toàn X thu đipeptit Val-Phe và tripeptit Gly-Ala-Val không thu đipeptit Gly-Gly Chất X có công thức là A Gly-Phe-Gly-Ala-Val B Gly-Ala-Val-Val-Phe C Gly-Ala-Val-Phe-Gly D Val-Phe-Gly-Ala-Gly Giải: mol X → mol Ala + mol Val + mol Phe + mol Gly Vậy X chứa gốc amino axit (trong đó gốc Ala, gốc Val, gốc Phe và gốc Gly) Ghép mạch peptit sau: Gly-Ala-Val Val-Phe Phe-Gly Gly-Ala-Val-Phe-Gly Vậy chọn C Câu 4: Thủy phân hoàn toàn mol pentapeptit X, thu mol glyxin (Gly), mol alanin (Ala), mol valin (Val), mol axit glutamic (Glu) và mol Lysin (Lys) Thủy phân không hoàn toàn X thu hỗn hợp chứa: Gly-Lys; Val-Ala; Lys-Val; Ala-Glu và Lys-Val-Ala Xác định cấu tạo X? (Đáp án: Gly-Lys-Val-Ala-Glu) Bài tập thủy phân không hoàn toàn peptit Câu (ĐH 2011-Khối A): Thủy phân hết m gam tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala (mạch hở) thu hỗn hợp gồm 28,48 gam Ala, 32 gam Ala-Ala và 27,72 gam Ala-Ala-Ala Giá trị m là A 90,6 B 111,74 C 81,54 D 66,44 Giải: Lần lượt tính số mol các sản phẩm: nAla = 28,48/89 = 0,32 mol; n Ala-Ala = 32/160 = 0,2 mol; nAla-Ala-Ala = 27,72/231 = 0,12 mol Chú ý: Số mol gốc Ala trước và sau phản ứng Gọi số mol Ala-Ala-Ala-Ala là a (mol) Trước phản ứng: ngốc (Ala) = 4.a Sau phản ứng: ngốc (Ala) = nAla + n Ala-Ala + nAla-Ala-Ala Ta có: 4a = 0,32 + 0,2 + 0,12 → a = 0,27 mol Vậy m = 302 0,27 = 81,54 gam Chọn đáp án C Chú ý: Với bài toán loại này có thể cho giá trị m sau đó yêu cầu tìm khối lượng sản phẩm Câu 6: Thủy phân 101,17 gam tetrapeptit mạch hở: Ala-Ala-Ala-Ala thu hỗn hợp gồm 42,72 gam Ala; m gam Ala-Ala; 27,72 gam Ala-Ala-Ala Giá trị m là: A 40,0 B 59,2 C 24,0 D 48,0 Giải: nAla = 42,72/89 = 0,48 mol; nAla-Ala-Ala = 27,72/231 = 0,12 mol n Ala-Ala-Ala-Ala = 101,17/302 = 0,335 mol; n Ala-Ala = a mol Ta có số mol gốc Ala trước và sau phản ứng nên: 4.0,335 = 0,48 + 2.a + 0,12 → a = 0,25 mol m = 160 0,25 = 40 gam Chọn đáp án A Câu 7: Thủy phân lượng tetrapeptit X (mạch hở) thu 14,6 gam Ala-Gly; 7,3 gam Gly-Ala; 6,125 gam Gly-Ala-Val; 1,875 gam Gly; 8,775 gam Val; m gam hỗn hợp gồm Ala-Val và Ala Giá trị m là A 29,006 B 38,675 C 34,375 D 29,925 (3) Giải: Số mol các sản phẩm: nAla-Gly = 0,1 mol; nGly-Ala = 0,05 mol; nGly-Ala-Val = 0,025 mol; nGly = 0,025 mol; nVal = 0,075 mol Gọi số mol Ala-Val và Ala là a, b Từ hỗn hợp sản phẩm dễ dàng ghép mạch peptit ban đầu là: Ala-Gly-Ala-Val (x mol) Chú ý bảo toàn gốc Gly ta có: x.1 = 0,025.1 + 0,025.1 + 0,05.1 + 0,1.1 → x = 0,2 mol Xét bảo toàn với gốc Val ta có: 0,2.1 = 0,025.1 + 0,075.1 + a.1 → a = 0,1 mol Xét bảo toàn với gốc Ala ta có: 0,2.2 = 0,1.1 + 0.05.1 + 0.025.1 + a.1 + b.1 → b = 0,125 mol Vậy m = 0,125.89 + 0,1 188 = 29,925 gam Chọn đáp án D Câu 8: Cho biết X là tetrapeptit (mạch hở) tạo thành từ amino axit (A) no, mạch hở (phân tử chứa nhóm – NH2 và nhóm –COOH) Biết phân tử A chứa 15,73%N theo khối lượng Thủy phân m gam X môi trường axit thu 41,58 gam tripeptit; 25,6 gam đipeptit và 92,56 gam A Giá trị m là: A 149 gam B 161 gam C 143,45 gam D 159,25 gam Giải: A có CTPT là H2N-CnH2n-COOH Từ % khối lượng N → n = Vậy A là Alanin X: Ala-Ala-Ala-Ala Giải tương tự câu tìm m = 143,45 gam) Câu 9: Thủy phân m gam pentapeptit A tạo phân tử amino axit (glyxin) thu 0,3 gam Glyxin; 0,792 gam đipeptit Gly-Gly; 1,701 gam tripeptit Gly-Gly-Gly; 0,738 gam tetrapeptit Gly-Gly-Gly-Gly và 0,303 gam A Giá trị m là: A 4,545 gam B 3,636 gam C 3,843 gam D 3,672 gam (Đáp án: B 3,636 gam) Câu 10: A là hexapeptit mạch hở tạo thành từ α-amino axit X no, mạch hở (phân tử chứa nhóm – NH2 và nhóm –COOH) Biết phần trăm khối lượng oxi X là 42,667% Thủy phân m gam A thu hỗn hợp gồm 90,9 gam pentapeptit; 147,6 gam tetrapeptit; 37,8 gam tripeptit; 39,6 gam đipeptit và 45 gam X Giá trị m là: A 342 gam B 409,5 gam C 360,9 gam D 427,5 gam (Đáp án: A 342 gam) Câu 11: Thủy phân hết lượng pentapeptit X môi trường axit thu 32,88 gam Ala–Gly–Ala–Gly; 10,85 gam Ala–Gly–Ala; 16,24 gam Ala–Gly–Gly; 26,28 gam Ala–Gly; 8,9 gam Alanin còn lại là Gly–Gly và Glyxin Tỉ lệ số mol Gly–Gly:Gly là 10:1 Tổng khối lượng Gly–Gly và Glyxin hỗn hợp sản phẩm là: A 27,9 gam B 28,8 gam C 29,7 gam D 13,95 gam (Đáp án: A 27,9 gam) Câu 12: Thủy phân hoàn toàn tetrapeptit X thu aminoaxit Y (no, mạch hở, phân tử chứa nhóm NH và nhóm COOH) Trong Y nguyên tố N chiếm 18,67% theo khối lượng Khi thủy phân không hoàn toàn 25,83 gam X thu 11,34 gam tripeptit; m gam đipeptit và 10,5 gam Y Giá trị m là: A 2,64 gam B 6,6 gam C 3,3 gam D 10,5 gam (Đáp án: B 6,6 gam) Bài toán thủy phân hoàn toàn peptit môi trường kiềm Xét phản ứng peptit mạch hở X chứa n gốc amino axit (n-peptit) với dung dịch NaOH (đun nóng) Ta có phương trình phản ứng tổng quát sau: TH1: Nếu X tạo thành từ các amino axit có nhóm COOH thì X + nNaOH → muối + H2O TH2: Nếu phân tử X chứa x gốc amino axit có hai nhóm –COOH (Glu), còn lại là các amino axit có nhóm COOH thì X + (n+x)NaOH → muối + (1 + x)H2O (4) Trong đó chú ý bảo toàn khối lượng: mpeptit + mkiềm p/ư = mmuối + mnước Câu 13 (CĐ 2012): Thủy phân hoàn toàn m gam đipeptit Gly-Ala (mạch hở) dung dịch KOH vừa đủ, thu dung dịch X Cô cạn toàn dung dịch X thu 2,4 gam muối khan Giá trị m là A 1,46 B 1,36 C 1,64 D 1,22 Giải: Vì Glyxin và Alanin chứa nhóm –COOH phân tử nên ta có: Gly-Ala + 2KOH → muối + H2O a mol 2a mol a mol Gọi số mol Gly-Ala là a (mol), ta có: 146.a + 2a.56 = 2,4 + 18.a → a = 0,01 mol Vậy m = 146.0,01 = 1,46 gam Chọn đáp án A Câu 14: Thủy phân hoàn toàn 32,55 gam tripeptit mạch hở (Ala-Gly-Ala) dung dịch NaOH (vừa đủ), sau phản ứng thu dung dịch X Cô cạn X thu m gam muối khan Giá trị m là: A 47,85 gam B 42,45 gam C 35,85 gam D 44,45 gam Giải: nAla-Gly-Ala = 0,15 mol Vì Glyxin và Alanin chứa nhóm –COOH phân tử nên ta có: Ala-Gly-Ala + 3NaOH → muối + H2O 0,15 mol 0,15.3 mol 0,15 mol Ta có: 32,55 + 0,45.40 = mmuối + 0,15.18 → mmuối = 47,85 gam Chọn đáp án A Câu 15 (ĐH 2012-Khối B): Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X và 2a mol tripeptit mạch hở Y với 600 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ) Sau các phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu 72,48 gam muối khan các amino axit có nhóm –COOH và nhóm –NH phân tử Giá trị m là A 54,30 B 66,00 C 44,48 D 51,72 Giải: Do X, Y tạo thành từ các amino axit có nhóm -COOH và nhóm -NH2, nên: X + 4NaOH → muối + H2O a mol 4a mol a mol Y + 3NaOH → muối + H2O 2a mol 6a mol 2a mol Ta có: 10.a = 0,6 → a = 0,06 mol Áp dụng BTKL ta có: m + 0,6.40 = 72,48 + 18.3.0,06 → m = 51,72 gam Chọn đáp án D Câu 16: Đun nóng 32,9 gam peptit mạch hở X với 200 gam dung dịch NaOH 10% (vừa đủ) Sau phản ứng thu dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu 52 gam muối khan Biết X tạo thành từ các α-amino axit mà phân tử chứa nhóm NH2 và nhóm COOH Số liên kết peptit X là: A 10 B C D Giải: mNaOH = 20 gam; Gọi số gốc amino axit X là n Do X tạo thành từ các amino axit có nhóm -COOH và nhóm -NH2, nên: X + nNaOH → muối + H2O 0,5 mol 0,05 mol Ta có: mX + mNaOH = mmuối + mnước → mH2O = 32,9 + 20 – 52 = 0,9 gam → nH2O = 0,05 mol Ta có: 0,05.n = 0,5 → n = 10 Chú ý: X là peptit mạch hở tạo thành từ n gốc amino axit thì số liên kết peptit là n – Vậy trường hợp này số liên kết peptit X là liên kết Chọn đáp án B Câu 17: Thủy phân hoàn toàn 21,8 gam đipeptit mạch hở Glu-Ala NaOH (vừa đủ) thu dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m là: A 28,0 B 24,0 C 30,2 D 26,2 Giải: Do phân tử axit glutamic có chứa nhóm -COOH nên: Glu-Ala + 3NaOH → muối + 2H2O 0,1 mol 0,3 mol 0,2 mol (5) Áp dụng BTKL ta có: 21,8 + 0,3.40 = mmuối + 0,2.18 → mmuối = 30,2 gam Chọn đáp án C Câu 18: Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm 2a mol tripeptit mạch hở X và a mol tetrapeptit mạch hở Y (biết X, Y tạo thành từ các α-amino axit có cùng nhóm –NH và nhóm –COOH) cần vừa đủ 560 gam dung dịch KOH 7% Sau phản ứng thu dung dịch chứa 104,6 gam muối Giá trị m là: A 69,18 gam B 67,2 gam C 82,0 gam D 76,2 gam (Đáp án: A 69,18 gam) Câu 19: Cho X là đipeptit mạch hở Gly-Ala; Y là tripeptit mạch hở Ala-Ala-Gly Đun nóng 36,3 gam hỗn hợp gồm hai peptit X và Y (tỉ lệ mol 1:1) với lượng dung dịch NaOH vừa đủ Sau phản ứng thu dung dịch chứa m gam muối khan Giá trị m là: A 43,6 gam B 52,7 gam C 40,7 gam D 41,1 (Đáp án: B 52,7 gam) Câu 20: X là tetrapeptit mạch hở: Ala-Gly-Val-Ala; Y là tripeptit mạch hở: Val-Gly-Val Đun nóng m (gam) hỗn hợp chứa X và Y có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:3 với dung dịch NaOH vừa đủ Sau phản ứng hoàn toàn thu dung dịch T Cô cạn cẩn thận dung dịch T thu 23,745 gam chất rắn khan Giá trị m là A 68,1 B 17,025 C 19,455 D 78,4 (Đáp án: B 17,025 gam) Bài toán thủy phân hoàn toàn peptit môi trường axit Xét phản ứng peptit mạch hở X chứa n gốc amino axit (n-peptit) với dung dịch HCl (đun nóng) Ta có phương trình phản ứng tổng quát sau: TH1: Nếu X tạo thành từ các amino axit có nhóm NH2 thì X + nHCl + (n -1)H2O → muối TH2: Nếu phân tử X chứa x gốc amino axit có hai nhóm NH2 (Lys), còn lại là các amino axit có nhóm –NH thì X + (n+x)HCl + (n -1)H2O → muối Trong đó chú ý bảo toàn khối lượng: mpeptit + maxit p/ư + mnước = mmuối Câu 21: Cho 24,36 gam tripeptit mạch hở Gly-Ala-Gly tác dụng với lượng dung dịch HCl vừa đủ, sau phản ứng thu dung dịch Y chứa m gam muối Giá trị m là: A 37,50 gam B 41,82 gam C 38,45 gam D 40,42 gam Giải: Vì Glyxin và Alanin chứa nhóm -NH2 phân tử nên ta có: Gly-Ala-Gly + 3HCl + 2H2O → muối 0,12 mol 0,36 mol 0,24 mol mmuối = 24,36 + 36,5.0,36 + 18.0,24 = 41,82 gam Chọn đáp án B Câu 22: Thuỷ phân hoàn toàn 0,1 mol peptit X (mạch hở, tạo các - amino axit có nhóm -NH2 và nhóm -COOH) dung dịch HCl vừa đủ thu dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu chất rắn có khối lượng lớn khối lượng X là 52,7 gam Số liên kết peptit X là A 14 B C 11 D 13 Giải: Gọi số gốc amino axit X là n Do X, Y tạo thành từ các amino axit có nhóm -COOH và nhóm -NH2, nên: X + nHCl + (n-1)H2O → muối 0,1 mol 0,1.n mol 0,1.(n-1) mol Khối lượng chất rắn lớn khối lượng X chính là tổng khối lượng HCl và H 2O tham gia phản ứng, đó ta có: 36,5.0,1.n + 18.0,1(n-1) = 52,7 → n =10 Vậy số liên kết peptit X là Chọn đáp án B Trên đây là phương pháp giải các bài tập thủy phân peptit, hi vọng bài viết giúp các bạn học sinh có thêm cách tiếp cận và giải các bài tập các đề thi Rất mong nhận góp ý từ các bạn đọc Người gửi: Trần Bá Phúc Giáo viên trường THPT Cù Huy Cận – Hà Tĩnh Tel 0987.85.83.41 (6)