a. Bài toỏn thủy phõn hoàn toàn peptit trong mụi trường kiềm.
Dấu hiệu : Peptit mạch hở X chứa n gốc amino axit (n-peptit) với dung dịch NaOH (đun núng). Ta cú phương trỡnh phản ứng tổng quỏt như sau:
TH1: Nếu X chỉ tạo thành từ cỏc amino axit cú 1 nhúm COOH thỡ
X + nNaOH → muối + H2O
TH2: Nếu phõn tử X chứa x gốc amino axit cú hai nhúm –COOH (Glu), cũn lại là
cỏc amino axit cú 1 nhúm COOH thỡ
X + (n+x)NaOH → muối + (1 + x)H2O
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mpeptit + mkiềm p/ư = mmuối + mnước
Vớ dụ 1: Đun núng 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 khi cỏc phản ứng kết thỳc, cụ cạn dung dịch thu được 72,48 gam muối khan của cỏc amino axit đều cú một nhúm -COOH và một nhúm -NH2 trong phõn tử. Giỏ trị của m là
A. 51,72 B. 54,30 C. 66,00 D. 44,48
Phõn tớch :
(Amino axit)3 + 3NaOH => muối + H2O ; 2a → 6a → 2a (aminoaxit)4 + 4NaOH => Muối + H2O
a → 4a → a (mol) Dễ thấy nNaOH = 6a + 4a = 0,6 => a = 0,06 mol.
Bảo toàn khối lượng cú: m = 72,48 + 3.0,06.18 – 0,6.40 =51,72 gam → Đỏp ỏn A.
Vớ dụ 2: Thủy phõn hoàn toàn m gam đipeptit Gly-Ala (mạch hở) bằng dung dịch KOH vừa đủ, thu được dung dịch X. Cụ cạn toàn bộ dung dịch X thu được 2,4 gam muối khan. Giỏ trị của m là
A. 1,46. B. 1,36. C. 1,64. D. 1,22.
Phõn tớch : Vỡ Glyxin và Alanin đều chứa 1 nhúm –COOH trong phõn tử nờn ta cú: Gly-Ala + 2KOH → muối + H2O
a mol 2a mol a mol
Gọi số mol Gly-Ala là a (mol), ta cú: 146.a + 2a.56 = 2,4 + 18.a → a = 0,01 mol Vậy m = 146.0,01 = 1,46 gam. → Đỏp ỏn A.
Vớ dụ 3: Thủy phõn hoàn toàn 32,55 gam tripeptit mạch hở (Ala-Gly-Ala) bằng dung dịch NaOH (vừa đủ), sau phản ứng thu được dung dịch X. Cụ cạn X thu được m gam muối khan. Giỏ trị m là
A. 47,85 B. 42,45 C. 35,85 D. 44,45
Phõn tớch :
nAla-Gly-Ala = 0,15 mol. Vỡ Glyxin và Alanin đều chứa 1 nhúm –COOH trong phõn tử nờn ta cú: Ala-Gly-Ala + 3NaOH → muối + H2O
0,15 0,15.3 0,15 (mol) Ta cú: 32,55 + 0,45.40 = mmuối + 0,15.18 → mmuối = 47,85 gam. → Đỏp ỏn A.
Vớ dụ 4: Đun núng 32,9 gam một peptit mạch hở X với 200 gam dung dịch NaOH 10% (vừa đủ). Sau phản ứng thu được dung dịch Y. Cụ cạn dung dịch Y thu được 52 gam muối khan. Biết răng X tạo thành từ cỏc α-amino axit mà phõn tử chứa 1 nhúm NH2 và 1 nhúm COOH. Số liờn kết peptit trong X là
A. 10 B. 9 C. 5 D. 4
Phõn tớch :
mNaOH = 20 gam; Gọi số gốc amino axit trong X là n
Do X tạo thành từ cỏc amino axit cú 1 nhúm -COOH và 1 nhúm -NH2, nờn: X + nNaOH → muối + H2O
0,5 mol 0,05 mol
Ta cú: mX + mNaOH = mmuối + mnước → mH2O = 32,9 + 20 – 52 = 0,9 gam → nH O2 = 0,05 mol
Ta cú: 0,05.n = 0,5 → n = 10.
X là peptit mạch hở tạo thành từ n gốc amino axit thỡ số liờn kết peptit là n – 1 Vậy trong trường hợp này số liờn kết peptit trong X là 9 liờn kết. → Đỏp ỏn B.
Vớ dụ 5: Thủy phõn hoàn toàn 21,8 gam đipeptit mạch hở Glu-Ala trong NaOH (vừa đủ) thu được dung dịch X. Cụ cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giỏ trị của m là
A. 28,0 B. 24,0 C. 30,2 D. 26,2
Phõn tớch :
Do phõn tử axit glutamic cú chứa 2 nhúm -COOH nờn: Glu-Ala + 3NaOH → muối + 2H2O
0,1 mol 0,3 mol 0,2 mol
Áp dụng BTKL ta cú: 21,8 + 0,3.40 = mmuối + 0,2.18 → mmuối = 30,2 gam. → Đỏp ỏn C.
b.Thủy phõn hoàn toàn peptit trong mụi trường axit. Dấu hiệu:
Peptit mạch hở X chứa n gốc amino axit (n-peptit) tỏc dụng với dung dịch HCl (đun núng). Ta viết phản ứng gộp dưới dạng tổng quỏt như sau:
TH1: Nếu X chỉ tạo thành từ cỏc amino axit cú 1 nhúm NH2 thỡ:
X + nHCl + (n -1)H2O → muối
TH2: Nếu phõn tử X chứa x gốc amino axit cú hai nhúm NH2 (Lys), cũn lại là
cỏc amino axit cú 1 nhúm –NH2 thỡ:
X + (n+x)HCl + (n -1)H2O → muối
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mpeptit + maxit p/ư + mnước = mmuối .
Vớ dụ 1: Cho 24,36 gam tripeptit mạch hở Gly-Ala-Gly tỏc dụng với lượng dung dịch HCl vừa đủ, sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa m gam muối. Giỏ trị m là
A. 37,50 gam B. 41,82 gam C. 38,45 gam D. 40,42 gam
Phõn tớch :
Vỡ Glyxin và Alanin đều chứa 1 nhúm -NH2 trong phõn tử nờn ta cú: 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. → Đỏp ỏn B.
Vớ dụ 2: Thuỷ phõn hoàn toàn 0,1 mol một peptit X (mạch hở, được tạo bởi cỏc α - amino axit cú 1 nhúm -NH2 và 1 nhúm -COOH) bằng dung dịch HCl vừa đủ thu được dung dịch Y. Cụ cạn dung dịch Y thu được chất rắn cú khối lượng lớn hơn khối lượng của X là 52,7 gam. Số liờn kết peptit trong X là
A. 14. B. 9. C. 11. D. 13.
Phõn tớch :
Do X, Y tạo thành từ cỏc amino axit cú 1 nhúm -COOH và 1 nhúm -NH2, nờn: X + nHCl + (n-1)H2O → muối
0,1 0,1.n 0,1.(n-1)
Khối lượng chất rắn lớn hơn khối lượng X chớnh là tổng khối lượng HCl và H2O tham gia phản ứng, do đú ta cú: 36,5.0,1.n + 18.0,1(n-1) = 52,7 → n =10. Vậy số liờn kết peptit trong X là 9. → Đỏp ỏn B.
Vớ dụ 3: Thủy phõn hoàn toàn 143,45 gam hỗn hợp A gồm hai tetrapeptit thu được 159,74 gam hỗn hợp X gồm cỏc Aminoacid (Cỏc Aminoacid chỉ chứa 1nhúm COOH và 1 nhúm NH2 ) . Cho toàn bộ X tỏc dụng với dung dịch HCl dư,sau đú cụ cạn dung dịch thỡ nhận được m gam muối khan. Tớnh khối lượng nước phản ứng và giỏ trị của m lần lượt là
A. 8,145(g) và 203,78. B. 32,58(g) và 10,15. C. 16,2(g) và 203,78 D. 16,29(g) và 203,78.
Phõn tớch : Đặt Cụng thức chung cho hỗn hợp A là H[NHRCO]4OH Ta cú phản ứng : H[NHRCO]4OH + 3H2O 4 H2NRCOOH
Hay: (X)4 + 3H2O 4X ( Trong đú X = HNRCO) Áp dụng ĐLBTKL → mH O2 = mX – mA = 16,29 gam. → nH O2 mX mA 18 − = = 0,905 mol Từ phản ứng ⇒ nX= 2 H O 4 n 3 = 4 .0,905 3 mol Phản ứng của X tỏc dụng với HCl : X + HCl X.HCl Áp dụng BTKL⇒ mMuối = mX + mHCl = 159,74 + 4.0,905 3 .36,5 = 203,78(g).→ Đỏp ỏn D.
c. Thủy phõn khụng hoàn toàn peptit và protein Dấu hiệu:
Để giải nhanh bài tập thủy phõn khụng hoàn toàn peptit và protein ta đặt cụng thức peptit và protein ở dạng tổng quỏt, viết ptpư dưới dạng sơ đồ.
Vớ dụ 1: X là một Tetrapeptit cấu tạo từ Aminoacid A,trong phõn tử A cú 1nhúm -NH2 và 1 nhúm -COOH, no, mạch hở. Trong A Oxi chiếm 42,67% khối lượng. Thủy phõn m gam X trong mụi trường acid thỡ thu được 28,35(g) tripeptit; 79,2(g) đipeptit và 101,25(g) A.
Giỏ trị của m là
Phõn tớch :
Từ % khối lượng Oxi trong A ta xỏc định được A là Gli ( H2NCH2COOH) với M=75
→ Cụng thức của Tetrapeptit là H[NHCH2CO]4OH với M= 75.4 – 3.18 = 246 Tớnh số mol: Tripeptit là : 23,85 75.3 18.2− = 0,15(mol) Đipeptit là : 79, 2 75.2 18− = 0,6 (mol) Glyxin(A) : 101, 25 75 = 1,35(mol). Đặt mắt xớch NHCH2CO = X. Sơ đồ phản ứng : (X)4 (X)3 + X; (X)4 2 (X)2 và (X)4 4X 0,15 0,15 0,15 0,3 0,6 0,3 1,2 (mol)
Từ sơ đồ trờn ta tớnh được: Số mol X phản ứng là: (0,15+0,3+0,3) = 0,75 mol → m = 0,75.246 =184,5(g). → Đỏp ỏn A.
Vớ dụ 2: Tripeptit M và Tetrapeptit Q được tạo ra từ một Aminoacid X mạch hở
( phõn tử chỉ chứa 1 nhúm NH2 ) .Phần trăm khối lượng Nitơ trong X bằng 18,667%. Thủy phõn khụng hoàn toàn m (g) hỗn hợp M,Q (cú tỉ lệ số mol 1:1) trong mụi trường Acid thu được 0,945(g) M; 4,62(g) đipeptit và 3,75 (g) X. Giỏ trị của m là A. 4,1945. B. 8,389. C. 12,58. D. 25,167. Phõn tớch : Ta cú %N = X 14 18,667 M = 100 → MX = 75 → X là Glyxin
Do hai peptit cú tỉ lệ số mol phản ứng 1:1 nờn xem hỗn hợp M,Q là một Heptapeptit : H[NHCH2CO]7OH. Với M = MM + MQ
= (75.3 – 18.2) + (75.4 – 18.3) = 435g/mol. nĐipeptit = 4,62 75.2 18− = 0,0035 mol Sơ đồ phản ứng : 7 27
(Gli)7 + H2O (Gli)3 + 7 (Gli)2 + 10 (Gli)
7 27
⇒ m(M,Q) = 7 27
0,005.435 = 8,389 (g) → Đỏp ỏn B.