Tải bản đầy đủ

li thuyet chuong amin aminoaxit

Amin, aminoaxit và protein
Chương 3: AMIN, AMINO AXIT VÀ PROTEIN
Bài 9: AMIN
A. AMIN
I. Định nghĩa – phân loại – đồng phân – danh pháp amin:
1. Định nghĩa: Amin là hợp chất hữu cơ khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hidro trong phân tử NH 3 bởi
gốc hidrocacbon
*** Công thức: Amin bậc 1 bất kỳ: CnH2n+2-2k+zNz
Amin no, đơn chức, mạch hở: CnH2n+3N (n ≥ 1)
Amin thơm, đơn chức: CnH2n-5N (n≥6)
2. Phân loạị amin:
** Dựa vào đặc điểm cấu tạo gốc hidrocacbon:
- Amin không thơm.
- Amin thơm.
- Amin dị vòng.
** Dựa vào bậc amin:
- Amin bậc I.
- Amin bậc II.
- Amin bậc III.
Bậc của amin: Được quy định bởi sự thay thế nguyên tử hidro trong phân tử NH3 bởi gốc hiđro cacbon.
R – NH2

Amin bậc I
R – NH – R
Amin bậc II

R N R"
R'

Amin bậc III

3. Danh pháp: Tên gốc hidrocacbon + amin
Vd: CH3NH2 metylamin
C2H5NH2 etylamin
CH3CH2CH2NH2 n – propylamin ( propan -1-amin)
Hợp chất
Tên gốc - chức
Tên thay thế
CH3NH2
Metylamin
Metanamin
C2H5NH2
Etylamin
Etanamin
CH3CH2CH2 NH2
Propylamin
Propan - 1 - amin
CH3CH(NH2)CH3
Isopropylamin
Propan - 2 - amin
H2N(CH2)6NH2
Hexametylenđiamin
Hexan - 1,6 - điamin
C6H5NH2
Phenylamin
Benzenamin
C6H5NHCH3
Metylphenylamin
N -Metylbenzenamin
C2H5NHCH3
Etylmetylamin
N -Metyletanamin



Tên thường

Anilin
N -Metylanilin

a. Tên gốc chức: tên amin= tên gốc hdc + amin
CH3NH2 : metyl amin
CH3NHC2H5: etyl metyl amin
b. Tên thay thế:
Tên amin= tên hdc + số chỉ vị trí nhóm chức ( nhóm amin) nếu có + amin
CH3-CH(CH3)-CH(NH2)-CH3 3-metylbutan-2-amin
* Chú ý:
- Chọn mạch cacbon dài nhất, nhiều nhánh nhất có nhóm chức làm mạch chính.
- đánh số vị trí cacbon trên mạch chính ưu tiên từ phía gần nhóm chức hơn.
* đối với amin bậc 1: tên amin = tên hdc + số chỉ nhóm chức + amin


Amin, aminoaxit và protein
CH3NH2: metan amin
CH3-CH(NH2)-CH3: propan-2-amin.
* đối với amin bậc 2: tên amin = N-tên gốc hdc nhóm thế + tên amin mạch chính
CH3CH2NHCH3: N-metyl etan amin
* đối với amin bậc 3: tên amin = N,N – tên gốc hdc + tên amin mạch chính
CH3CH2N(CH3)CH3: N,N-ddimetyl etan amin
CH3CH2CH2N(CH3)C2H5: N-etyl-N-metyl-propan-1-amin
4. đồng phân:
- amin từ C2 trở lên mới xuất hiện đồng phân.
- đồng phân cấu tạo: - khác nhau về mạch cacbon
- khác nhau về vị trí nhóm chức
- khác nhau về bậc amin.
II. Tính chất vật lý:
- Metylamin, đimetylamin, trimetylamin và etylamin là những chất khí, mùi khai khó chịu tương tự NH 3, tan
nhiều trong nước. Các amin đồng đẳng khác là những chất lỏng hoặc rắn độ tan trong nước giảm dần khi số
cacbon tăng. Các amin đều rất độc.
- Anilin và các chất đồng đẳng là những chất lỏng không màu, rất độc, ít tan trong nước, để lâu trong không
khí chuyển sang màu nâu đen.
III. Cấu tạo – tính chất:
1. Cấu tạo :

&
&
R − NH
2

- Amin thể hiện:
+ tính bazo yếu do trên nguyên tử N còn cặp e tự do chưa sử dụng dễ có khuynh hướng nhận proton.
+ tính khử: trong phản ứng oxi hóa khử có khả năng làm tăng số oxi hóa
*** Lực bazơ:
Tuỳ thuộc vào gốc R (hidro cacbon) là gốc hút hay đẩy electron thì mật độ electron trên nguyên tử N giảm
hay tăng lên.
- nếu R là gốc đẩy điện tử → tính bazo tăng lên
- nếu R là gốc hút điện tử → tính bazo giảm
Một số gốc hút và đẩy electron thường gặp.
+ Gốc đẩy electron:
CH3 - < C2H5- < (CH3)2CH- < (CH3)C+ Gốc hút electron:
CH=CH - - gốc R cùng số cacbon thì trong dung dịch R-NH-R mạnh hơn R-NH2 và R-NH2 mạnh hơn R-N(R)- R.
2. Tính chất hóa học:
2.1. Tính bazo:
Trong phân tử amin nguyên tử N còn một cặp electron tự do nên có khả năng nhận proton, vì vậy amin có
tính bazơ.
a. Với chỉ thị màu:
Dung dịch amin no (hở) làm quỳ tím hoá xanh, làm hồng dung dịch phenolphtalein do phản ứng
RNH2+HOH 
→ RNH3++OH* Chú ý: anilin và các đống đẳng của anilin không làm đổi màu chỉ thị.
b. Phản ứng với dung dịch axit:
R(NH2)x + xHCl → R(NH3Cl)x
c. Phản ứng với dung dịch muối:
Dung dịch amin có tính bazơ nên phản ứng được với dung dịch muối tạo kết tủa hidroxit kim loại


Amin, aminoaxit và protein
3RNH2 +FeCl3 + 3HOH → 3RNH3Cl + Fe(OH)3 ↓
nâu đỏ
2.2.phản ứng với axit nitro
- Amin bậc 1: C2H5NH2 + HONO → C2H5OH + N2 ↑ + H2O
- Anilin và các amin thơm bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thấp (0 - 50C) cho muối điazoni :
−5 0 C
C6H5NH2 + HONO + HCl 0
C6H5N2+Cl- + 2H2O
→
benzenđiazoni clorua
- Amin bậc 2 tác dụng với HNO2 ở nhiệt độ thường tạo nitrosamin là chất lỏng, màu vàng rất độc.
2.3. Phản ứng cháy:
6n + 3
2n + 3
1
CnH2n+3N +
O2 → nCO2 +
H2O + N2
4
2
2
IV. Điều chế:
Fe / HCl
Khử hợp chất nitro: RNO2 + 6 [H ] →
RNH2 + 2H2O (amin thơm)
t0
Các ankylamin được điều chế từ amoniac và ankyl halogenua.
NH3
B. ANILIN
I. Cấu tạo:

+CH3I
- HI

CH3NH2

+CH3I
- HI

+CH3I

(CH3)2NH

- HI

(CH3)3N

NH2

Gốc (C6H5–) là gốc hút electron làm mật độ electron trên nguyên tử N trong nhóm (-NH 2) giảm nên
khả năng nhận proton của nguyên tử N giảm so với các amin no.
II. Tính chất:
1. Tính chất vật lý:
Anilin là chất lỏng ít tan trong nước, tan nhiều trong rượu và benzen, rất độc.
2. Tính chất hóa học:
a. Anilin rất ít tan trong nước (100 gam H2O hồ tan 3,6 gam anilin ở điều kiện thường), có tính bazơ rất yếu,
không làm đổi màu giấy quỳ tím.
b. Phản ứng với dung dịch axit:
C6H5NH2 +HCl → C6H5NH3Cl
(phenyl amoni clorua)
C6H5NH3Cl + NaOH → C6H5 NH2 +NaCl + H2O
c. Phản ứng thế nguyên tử hidro trong vòng benzen:
Do nhóm (-NH2) là nhóm đẩy electron làm cho mật độ electron ở vị trí o, p trong vòng benzen tăng
lên nên anilin dễ tham gia phản ứng thế.
- phản ứng với dung dịch Brom:
NH2

Br

NH2

3Br2
Br

Đây là phản ứng đặc trưng để nhận biết anilin.
III. Điều chế: khử hợp chất nitro:
Fe / HCl
C6H5NO2 + 6[H] →
C6H5NH2 + 2H2O
t0

Br

+ 3HBr


Amin, aminoaxit và protein
Sự ảnh hưởng qua lại giữa gốc và nhóm chức trong phân tử anilin.
- Ảnh hưởng của gốc đến nhóm chức:
Gốc C6H5- là gốc hút electron làm giảm mật độ electron trên nguyên tử N trong nhóm (-NH 2) nên
anilin có tính bazơ yếu hơn so với NH3 và các amin no. Thí nghiệm chứng minh l dung dịch anilin không làm
đổi màu quì tím nhưng dung dịch NH3 và các amin no làm xanh quì tím
- Ảnh hưởng của nhóm chức đến gốc:
Do nhóm (-NH2) còn một cặp electron trên nguyên tử N nên đẩy electron làm mật độ electron ở vị trí
-o, -p trong vòng benzen tăng lên, dễ tham gia phản ứng thế.
Phương trình hóa học chứng minh:
C6H5NH2 + 3Br2 → C6H2Br3NH2 ↓ + 3HBr
trắng
C6H6 + Br2
Phương pháp giải bài tập:
1. Phản ứng giữa amin với dung dịch axit:
Nếu theo đầu bài tính được : nAmin : nHCl = 1 : 1
⇒ Amin đơn chức.
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:
mamin tham gia + mHCl tham gia = mmuối
2. Phản ứng đốt cháy amin:
mOtg cháy = mO (CO2 ) + mO ( H 2O )
Nếu dùng không khí (20% O2, 80%N2) để đốt amin
Ta có: nN2 sau phản ứng = nN2 ( kk ) + nN2 ( a min)
Bài 10 : AMINO AXIT
I. ĐỊNH NGHĨA – CẤU TẠO – DANH PHÁP
1. Định nghĩa :
Amino axit là hợp chất hữu cơ tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm -COOH và nhóm -NH2
2. Cấu tạo:
Amino axit tồn tại dạng ion lưỡng cực, dạng này cân bằng với dạng phân tử qua cân bằng sau:
H2N-R-COOH
H3N+-R-COO* Trong dung dịch aminoaxit tồn tại chủ yếu dưới dạng ion lưỡng cực
3. Danh pháp:
a. Tên hệ thống (thay thế):
- axit + số chỉ vị trí nhóm NH2 + amino + tên axit cacboxylic thay thế tương ứng.
- Nguyên tử cacbon số 1 là nhóm COOH
b. Tến bán hệ thống:
- axit + số chỉ vị trí nhóm NH2 + amino + tên axit cacboxylic thông thường tương ứng
- số chỉ vị trí nhóm thế đánh theo chữ cái hy lạp: α, β, γ, δ, ε, ω
- Cα là nguyên tử C thứ 2
Tên gọi một số amino axit được cho trong bảng sau
Công thức
Tên thay thế (*)
Viết tắt
Tên bán hệ thống(**)
Tên thường(***)
H2NCH2COOH
Axit aminoetanoic (*)
Gly
Axit aminoaxetic (**)
Glixin hay glycocol(***)


Amin, aminoaxit và protein
CH3 CH COOH
NH2
CH3 CH

CH COOH

CH3 NH2
HO C [CH2]2 CH COOH
NH2
O

Axit 2-aminopropanoic (*)
Axit α-aminopropionic(**)
Alanin(***)
Axit 2-amino-3-metylbutanoic
Axit α-aminoisovaleric(**)
Valin (***)
Axit 2-aminopentan-1,5-đioic
Axit α-aminoglutaric(**)
Axit glutamic(***)

Ala
Val
Glu

II. TÍNH CHẤT VẬT LÝ
- Amino axit là những chất rắn ở dạng tinh thể không màu, vị hơi ngọt, nhiệt độ nóng chảy cao, dễ tan trong
nước.
- Các α aminoaxit là những hợp chất có trong tự nhiên.
II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Tính axit bazơ của aminoaxit:
1.
a. với quỳ tím:
(NH2)x R (COOH)y
- x=y: quỳ không đổi màu
- x>y: hóa xanh
- xb. Phản ứng với bazơ:
H2N-CH2-COOH + NaOH 
→ H2N-CH2-COONa + H2O
c. Phản ứng với axit:
H2N-CH2-COOH + HCl 
→ -Cl+H3N-CH2-COOH
2.

3.

Phản ứng este hóa
HCl(k)
H2N-CH2-COOH+C2H5OH
H2N-CH2-COOC2H5 + H2O
H+


H2NCH2COOH + C2H5OH ¬
H2NCH2COOC2H5 + H2O

Phản ứng của nhóm NH2 với HNO2
H2NCH2COOH + HNO2 → HOCH2COOH + N2 ↑ + H2O

Phản ứng trùng ngưng:
- Là quá trình kết hợp nhiều phân tử nhỏ monome tạo thành phân tử lớn polime đồng thời giải phóng
những phân tử nhỏ: H2O….
- Trùng ngưng α-aminoaxit ( phản ứng sinh tổng hợp protein) → tạo thành peptit
- Trùng ngưng hợp chất không phải α-aminoaxit → tạo thành hợp chất amit
Các axit 6-aminohexanoic và 7-aminoheptanoic có phản ứng trùng ngưng tạo polime thuộc loại poliamit.
to
nH2N-[CH2]5-COOH →
(- HN-[CH2]5-CO-)n+nH2O
III. ứng dụng:
- Các α-aminoaxit là những hợp chất có trong thiên nhiên là cơ sở để kiến tạo nên protein của động thực vật.
- Muối mononatri của axit glutamic được dùng làm bột ngọt.
- Axit glutamic là thuốc bổ thần kinh, methyonin là thuốc bổ gan.
- Các hợp chất axit ε-amino caproic, axit ω-aminoenantoic là nguyên liệu để tổng hợp tơ ni lông nhân tạo.
Bài 11: PEPTIT - PROTEIN
A. Peptit :
I. Khái niệm :
4.


Amin, aminoaxit và protein
- Khi thủy phân đến cùng các peptit thì thu được hỗn hợp có từ 2 đến 50 phân tử α -amino axit .
Vậy peptit là những hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α - amino axit liên kết với nhau bằng liên kết peptit
- Liên kết –CO-NH- giữa 2 đơn vị α-amino axit gọi là liên kết peptit
- Tên của peptit được gọi bằng cách ghép tên các gốc axyl bắt đầu từ amino axit đầu còn tên amino axit đuôi
được giữ nguyên vẹn
Ví dụ:
CH2C6H5
H2N CH

C NH CH2 C
O
O

NH CH COOH
CH2OH

Phe-Gly-Ser (tripeptit)

đipeptit glyxylalanin H2N – CH2 – CO – NH – CH – COOH
CH3
***Phân loại: peptit được chia thành 2 loại:
- oligopeptit: gồm các peptit có từ 2 đến 10 gốc α - amino axit được gọi là: đipeptit, tripeptit, …
- polipeptit: là những peptit có từ 11 đến 50 gốc α - amino axit, polipeptit là sơ sở kiến tạo nên protein.
II. Cấu tạo - đồng phân – danh pháp:
1. Cấu tạo:
- Phân tử peptit gồm các gốc α - amino axit liên kết với nhau theo một trật tự nhất định gồm đầu N
(aminoaxit còn nhóm NH2) và đầu C (amion axit còn nhóm COOH).
2.Đồng phân- danh pháp:
** đồng phân: mỗi phân tử peptit gồm 1 số xác định các gốc α - amino axit liên kết với nhau theo một trật tự
nhất định, nếu thay đổi trật tự kiên kết đó sẽ tạo ra peptit đồng phân.
VD: H2N-CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH : glyxyl alanin
H2N-CH(CH3)-CO-NH-CH2-COOH : alanyl glyxin
** Danh pháp:
Tên peptit = tên gốc axyl của α-aa đầu N + tên α-aa đầu C.
Vd: NH2-CH(CH3)-CO-NH-CH2-CO-NH-CH2-COOH: alanyl glyxyl glyxin
Chú ý!!!!!!!!
- Nếu phân tử peptit có chứa n gốc α - amino axit khác nhau thì số đồng phân peptit là n!
- Phân tử peptit có chứa n gốc α - amino axit thì số liên kết peptit sẽ là n-1.
III. Tính chất:
1. Tính chất vật lí:
- peptit là chất rắn, nhiệt độ nóng chảy cao, dễ tan trong nước.
2. Tính chất hóa học:
a. Phản ứng màu biure:
NH2-CH(CH3)-CO-NH-CH2-CO-NH-CH2-COOH + Cu(OH)2→ dd màu tím đặc trưng
*** Trừ đi peptit không có phản ứng màu biure
b. Phản ứng thủy phân:
- đun nóng dd peptit trong mt axit hoặc mt kiềm thu được hỗn hợp các α - amino axit.
Trong môi trường trung tính: n-peptit + (n-1)H2O → aminoaxit.
- Trong môi trường axit HCl: n-peptit + (n-1)H 2O + (n+x)HCl → muối amoniclorua của aminoaxit. Trong đó
x là số mắt xích Lysin trong n – peptit
- Trong môi trường bazơ NaOH: n-peptit + (n+y) NaOH → muối natri của aminoaxit + (y +1) H2O với y là
số mắt xích Glutamic trong n-peptit.


Amin, aminoaxit và protein
B. Protein
I. Khái niệm-phân loại:
- Protein (protit) là hợp chất cao phân tử phức tạp gồm từ một hoặc nhiều chuỗi polipeptit hợp thành, có phân
tử khối từ vài chục ngàn đến vài triệu.
- Protein được chia làm 2 loại:
+ Protein đơn giản: là những protein được tạo thành chỉ từ các gốc α - amino axit.
+ Protein phức tạp: là những protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần phi protein như
axit nucleic, lipit, cacbohidrat.
II. Tính chất:
1. Tính chất vật lý
- Dạng tồn tại: có 2 dạng tồn tại:
+ Dạng hình sợi: karetin của tóc, miozin của cơ bắp, fibroin: móng sừng.
+ Dạng hình cầu: lòng trắng trứng (anbumin), máu (anmoglobin)
- Tính tan: Protein dạng hình sợi không tan, protein dạng hình cầu tan
- Sự đông tụ: khi đun nóng hoặc cho dung dịch axit, bazơ, hoặc một số muối vào, protein sẽ đông tụ tách ra
khỏi dung dịch.
2. Tính chất hóa học
a) Phản ứng thủy phân: dưới tác dụng của dung dịch axit, kiềm hoặc enzim, các liên kết peptit trong phân
tử protein bị cắt ngắn dần tạo thành các chuỗi polipeptit và cuối cùng thành hỗn hợp các amino axit
b) Phản ứng màu:
- Protein tác dụng với Cu(OH)2 cho phức chất màu xanh tím ( phản ứng màu biure)
- Protein tác dụng với HNO3 đặc tạo thành kết tủa có màu vàng
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP
1. Ứng với công thức CxHyOzNt có thể có hữu cơ loại đồng phân sau (chỉ giới hạn trong chương trình phổ
thông): amino axit, hợp chất nitro, este của amino axit, muối amoni.
Ví dụ: Công thức C3H7O2N có thể có các đồng phân là:
Amino axit : H2NCH2CH2COOH; CH3CH(NH2)COOH
Hợp chất nitro: CH3[CH2]2NO2; CH3CH(CH3)NO2
Muối amoni : CH2=CHCOONH4
Este : H2NCH2COOCH3…
2. Lập công thức phân tử amino axit dựa theo phản ứng đốt cháy, đặt công thức C xHyOzNt và tìm công thức
đơn giản nhất dựa vào tỷ lệ x: y: z: t=n C: nH: nO: nN. Từ các điều kiện khác, ta xác định được công
thức phân tử amino axit.
Phản ứng đốt cháy:
y z
→ xCO2+ y H2O+ t N2
CxHyOzNt+(x+ − ) O2 
4 2
2
2
3. Lập công thức phân tử theo phản ứng nhóm chức (phản ứng của amino axit với dung dịch axit hoặc bazơ
mạnh) thì đặt công thức amino axit là (H 2N)xR(COOH)y. Dựa vào tỷ lệ mol khi tác dụng với H + hoặc
OH-, ta xác định được số lượng nhóm NH 2 hoặc COOH, trường hợp không đủ số liệu thì phải biện
luận.
4. Với amino axit (H2N)xR(COOH)y, nếu x=y thì dung dịch amino axit không đổi màu quì tím; nếu x>y thì
dung dịch amino axit đổi màu quì tím sang màu xanh; nếu xtím sang màu đỏ
- Muối (ClH3N)xR(COOH)y đổi màu quì tím sang màu đỏ
- Muối (H2N)xR(COONa)y đổi màu quì tím sang màu xanh



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×