Luyện tập cấu tạo và tính chất của amin, amino axit và protein (Tiếp)

Vì protein được tạo thành từ các gốc α–Amino axit

⇒ Thành phần phân tử chứa C, H, O và N

⇒ Khi đốt cháy protein ta sẽ thu được khí N₂.

 X là Gly-Ala-Ala có M_X = 75 + 89.2 – 2.18 = 217

Gly-Ala-Ala + 3NaOH → hh muối + H₂O

         0,1            →                            0,1

Bảo toàn khối lượng:

m_{chất rắn} = m_X + m_{NaOH ban đầu} – m_H2O

= 0,1.217 + 0,4.40 – 0,1.18 = 35,9 gam

 Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

m_amin + m_HCl = m_muối

m_muối = 3 + 0,07.36,5 = 5,555 gam

- Tính chất vật lí: Các amino axit là những chất rắn ở dạng tinh thể không màu, vi hơi ngọt, có nhiệt độ nóng chảy cao (khoảng từ 220 đến 300^oC).

- Tính chất hóa học:

• Phân tử amino axit có nhóm COOH thể hiện tính axit và NH₂ thể hiện tính bazơ nên có tính chất lưỡng tính và luôn luôn có phản ứng trùng ngưng.
• Trong phân tử có nhóm COOH nên amino axit có khả năng tham gia phản ứng este hóa.

Vậy các tính chất của amino axit là: (1); (2); (5); (6); (7)

M_muối = 95,5 M_amin = 95,5 - 36,5 = 59 

X là C₃H₉N.

• X là H₂NCH₂COOH:

H₂NCH₂COOH + HCl ClH₃NCH₂COOH

H₂NCH₂COOH + Na₂O H₂NCH₂COONa + H₂O

• Y là CH₃CH₂NO₂:

CH₃CH₂NO₂ + [H] CH₃CH₂NH₂ (Y₁)

CH₃CH₂NH₂ + H₂SO₄ CH₃CH₂NH₃HSO₄ (Y₂)

CH₃CH₂NH₃HSO₄ + 2NaOH CH₃CH₂NH₂ + Na₂SO₄ + H₂O

• Z là CH₃COONH₄:

CH₃COONH₄ + NaOH CH₃COONa + NH₃ + H₂O

- Bảo toàn gốc Ala ta có:

4n_{Ala-Ala-Ala-Ala} = n_Ala + 2n_Ala-Ala + 3n_Ala-Ala-Ala = 0,32 + 0,2.2 + 0,12.3 = 1,08 mol

n_{Ala-Ala-Ala-Ala} = 0,27 mol

m_{Ala-Ala-Ala-Ala} = 0,27.(89.4 - 18.3) = 81,54 gam

Để rửa được anilin thì cần dùng axit để phản ứng xảy ra, ví dụ sử dụng axit HCl:
                 C₆H₅NH₂ + HCl → C₆H₅NH₃Cl
Sau đó rửa bằng nước để đưa C₆H₅NH₃Cl ra khỏi dụng cụ mang theo anilin.

H₂NCH₂COONa + 2HCl → ClH₃NCH₂COOH ClH₃NCH₂COOH + NaCl

n_HCl = 0,25.2 = 0,5 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m = 24,25 + 0,5.36,5 = 42,5 gam

H₂NCH₂COOH + C₂H₅OH → H₂NCH₂COOC₂H₅ + H₂O

          0,4                  1,3                       

          0,32            0,32                 0,32 

Ta thấy ban đầu n_glyxin < n_etanol H% tính theo glyxin

H₂SO₄ đặc hấp thụ H₂O ⇒ n_H2O = 0,82 mol

Các chất trong X đều có 1N ⇒ n_N2 = 0,5n_X = 0,1 mol

⇒ n_CO2 = n_Y − n_H2O − n_N2 = 0,66 mol

Số C = n_CO2:n_X = 3,3

Số H = 2.n_H2O: n_X = 8,2

Số O = x ⇒ số liên kết π = k = 0,5x

⇒ Số H = 2C + 2 + N – 2O/2 = 3,3.2 + 2 + 1 – 2x/2 = 8,2

⇒ x = 1,4

Vậy X là C_3,3H_8,2O_1,4N

⇒ 0,2 mol X có m_X = 16,84 gam

Xét 29,47 gam X (n_X = 1,75.0,2 = 0,35 mol)

Với n_HCl = n_X = 0,35 mol

⇒ m_muối = 42,245 gam.

Giả sử X có CTTQ:

H-(HNCH(R)CO)_n-OH : x mol

Quy đổi X gồm:

CO-NH: nx mol; CH₂: y mol; H₂O: x mol

Ta có:

n_CO2 = nx + y = b (bảo toàn C)

n_H2O = 0,5nx + x + y = c (bảo toàn H)

Theo giả thiết: b - c = 3,5x

⇒ nx + y – (0,5nx + x + y) = 3,5x

⇒ n = 9

⇒ Số liên kết peptit = số mắt xích peptit – 1 = n – 1 = 8.

Peptit X có công thức sau: Gly-Ala-Val

⇒ M_X = 75 + 89 + 117 – 36 = 245

Hai hợp chất hữu cơ X và Y có cùng công thức phân tử là C₃H₇NO₂, đều là chất rắn ở điều kiện thường:

Chất X phản ứng với dung dịch NaOH, giải phóng khí X là muối amoni, có công thức là CH₂=CHCOONH₄ (amoni acrylat) hoặc HCOOH₃NCH=CH₂ (vinylamoni fomat).

Chất Y có phản ứng trùng ngưng Y là amino axit, có công thức là H₂NCH₂CH₂COOH (axit 3-aminopropanoic) hoặc CH₃CH(H₂N)COOH (axit 2-aminopropanoic). Vậy căn cứ vào các phương án suy ra X và Y lần lượt là amoni acrylat và axit 2-aminopropionic.

Phương trình phản ứng:

CH₂=CHCOONH₄ + NaOH CH₂=CHCOONa + NH₃ + H₂O

nH₂N CH(CH₃)COOH (-HNCH(CH₃)-CO-)_n + nH₂O

- Glyxin loại vì CH₂(NH₂)-COOH có pH = 7 nên không đổi màu phenolphtalein.

- Axit axetic loại vì CH₃COOH có pH < 7 nên không đổi màu phenolphtalein.

- Alanin vì CH₃CH(NH₂)COOH có pH = 7 nên không đổi màu phenolphtalein.

- Metylamin thõa mãn vì CH₃NH₂ có pH > 7 nên làm phenolphtalein chuyển sang màu hồng.