Bài giảng Bài: Amin (tiếp)

g cơ thể sinh vật như insulin, oxytoxin...
II - Cấu trúc và danh pháp:
 1. Cấu trúc
 Peptit thiên nhiên là hợp chất polime của các , gồm từ 2 đến khoảng 50 đơn vị kết hợp với nhau nhờ các liên kết peptit.
 Liên kết peptit
 Nhóm peptit 
 Tuỳ thuộc vào số đơn vị (2, 3, 4, ..., n) aminoaxit trong phân tử người ta phân chia thành đipeptit, tripeptit, tetrapeptit...polipeptit. Theo quy ước một peptit có phân tử khối trên 10000 được gọi là polipeptit; những peptit có phân tử khối thấp hơn được gọi là oligopeptit.
 Trong phân tử peptit, đầu mạch chứa đơn vị aminoaxit còn nhóm -NH2 ( +NH3) được gọi là “đầu N”, còn đầu mạch kia chứa đơn vị aminoaxit còn nhóm -COOH (hay COO--) được gọi là “đuôi C”. Theo quy ước, đầu mạch có nhóm -NH2 được viết ở phía bên trái, còn đầu có nhóm -COOH được viết ở phía bên phải:
 Nhóm peptit -CO -NH- có cấu trúc phẳng, nguyên tử H của nhóm -NH- nằm ở vị trí anti đối nguyên tử O của nhóm cacbonyl. Liên kết peptit C-N mang một phần đặc điểm của liên kết đôi C=N
 Do vậy liên kết peptit khó quay tự do xung quanh trục C-N, trong khi đó khả năng quay tự do của các liên kết đơn giữa C với nhóm peptit là rất lớn. Đó là nguyên nhân dẫn đến cấu trúc xoắn của mạch polipeptit (xem bài protein).
 Tương tự aminoxit, phân tử peptit cũng tồn tại ở dạng ion lưỡng cực, peptit là hợp chất lưỡng tính.
 *Tính axit và bazơ 
 Ví dụ: Có một hỗn hợp protit gồm pepsin (pHI = 1,1), hemoglobin (pHI = 6,8) và prolamin (pHI = 12,0). Khi tiến hành điện di dung dịch protit nêu trên ở pH = 7,0 thi được ba vết chất (xem hình)
Cho biết mỗi vết chất đặc trưng cho protit nào ? Giải thích.
 Bài giải :Vết A là pepsin, vết B là hemoglobin và vết C là prolamin.
Giải thích : Pepsin là protit có tính axit mạnh (pHI = 1,1) nên tồn tại ở dạng anion khi pH =7, dưới tác dụng của điện trường sẽ chuyển về cực dương (anot). Hemoglobin (pHI = 6,8) hầu như tồn tại ở lưỡng cực với điện tích bằng không khi pH = 7, do đó gần như không chuyển dịch. Prolamin là protit có tính bazơ mạnh (pHI = 12,0) nên tồn tại ở dạng cation khi pH =7, dưới tác dụng của điện trường sẽ chuyển về cực âm (catot).
 2. Danh pháp
 Tên của các peptit được gọi theo quy tắc sau:
- Ghép tên các aminoaxit tạo nên phântử peptit theo trật tự sắp xếp của chúng trong mạch.
- Những aminoaxit có nhóm cacboxyl tham gia tạo liên kết peptit được gọi tên bằng cách đổi đuôi in thành đuôi yl (xem bài 17.1), aminoaxit đứng cuối mạch còn nhóm cacboxyl (đuôi C) được giữ nguyên tên. Ví dụ:
 H2N – CH2 – CO – NH – CH(CH3) – COOH Glyxylalanin (Gly – Ala)
 H2N – CH(CH3) – CO – NH – CH2 – COOH Alanyl glyxin (Ala – Gly) 
 H2N – CH2 – CO – NH – CH – CO – NH – CH2 – COOH Glyxyl phenylalanylglyxin 
 C6H5 – CH2 (Gly-Phe-Gly)
III- Tính chất:
 1. Tính chất vật lí:
 Những peptit có phân tử khối thấp là những chất kết tinh tan tốt trong nước. Các peptit có phân tử khối lớn là những chất vô định hình, tạo thành dung dịch keo với nước.
 2. Tính chất hoá học:
 a, Phản ứng thuỷ phân:
 Các peptit bị thuỷ phân hoàn toàn trong dung dịch axit nóng hoặc dung dịch kiềm nóng cho sản phẩm cuối cùng là hỗn hợp các aminoaxit. Thường thuỷ phân bằng dung dịch HCl 2N ở 1100C trong khoảng 24 - 72 giờ. Ví dụ: 	 H+, t0 	
 Các peptit có thể được thuỷ phân không hoàn toàn những đoạn peptit ngắn hơn nhờ các enzim đặc hiệu:
Aminoaxit N -đầu mạch được tách ra khỏi mạch nhờ enzim aminopeptiđaza. Ví dụ:
 aminopeptiđaza
Aminoaxit C-đầu mạch được tách ra khỏi mạch nhờ enzim cacboxipeptiđaza. 
 cacboxipeptiđaza 
 - Để phân cách một số liên kết peptit xác định trong phân tử peptit (hoặc protein) có thể dùng các enzim proteaza như tripsin, chimotri-psin, pepsin... . Trípin xúc tác cho sự phân cắt liên kết peptit ở sau gốc lysin hoặc arginin. Chimotripsin xúc tác cho sự phân cắt lien kết peptit ở sau các gốc phenylalanin, tryptophan, tyrosin, leuxin, axit aspactic hoặc axit glu tamic. Ví dụ:
Enzim
Aminoaxit đầu N
Tripsin
Lys, Arg
Chi motripsin
Phe, Trp, Tyr
Pepsin
Phe, Trp, Tyr, Leu, Asp, Glu
 b, Phản ứng với 2,4 - đinitroflobenzen:
 Tương tự aminoaxit, nhóm -NH2 của đơn vị aminoaxit N-đầu mạch phản ứng được với 2,4-đinitroflobenzen cho dẫn xuất 2,4-đinitro-phenyl (DNP) màu vàng :
 Phản ứng này được dùng để xác định trật tự sắp xếp các đơn vị aminoixit trong phân tử peptit (Phương pháp Sanger).
 c, Phản ứng màu biure 
 Phản ứng màu biure đặc trưng cho liên kết peptit, tất cả cá peptit có từ hai liên kết peptit trở lên đều phản ứng với dung dịch CuSO4 loãng trong môi trường kiềm cho dung dịch hợp chất phức có màu tím hoặc tím đỏ.
 Phản ứng biure được dùng để phântích định tính (nhận biết) và phân tích định lượng peptit và prrotein.
IV - Tổng hợp peptit:
 Khác với nhiều loại hợp chất hữu cơ khác, các phản ứng tổng hợp (điều chế) peptit rất phức tạp. Không thể tổng hợp được peptit mong muốn nhờ phản ứng trùng ngưng các phân tử aminoaxit khác nhau, vì sẽ tạo ra hỗn hợp các peptit. Ví dụ trường hợp đơn giản nhất là ngưng tụ hai phân tử aminoaxit khác nhau sẽ tạo ra 4 đipeptit:
 Do vậy để tổng hợp một peptit có trật tự xác định các đơn vị aminoaxit trong phân tử cần phải “bảo vệ” nhóm amino hay nhóm cacboxyl nào đó khi không cần chngs tham gia phản ứng tạo ra liên kết peptit. Nhóm bảo vệ cần thoả mãn một số tiêu chuẩn sau: 
Dễ gắn vào phân tử aminoaxit.
Bảo vệ được nhóm chức trong điều kiện hình thành các liên kết peptit.
Dễ loại ra mà không ảnh hưởng đến sự tồn tại của các liên kết peptit.
 1. Bảo vệ nhóm amino:
 Nhóm amino thường được bảo vệ bởi nhóm benzyloxicacbonyl (C6H5 - CH2O - C -, còn gọi là 
	 O 
cacbobenzonxi và được kí hiệu là Cbz) bằng cách cho aminoaxit phản ứng với benzyl clofomiat (C6H5-CH2-O-CO-Cl, cacbonbenzoxi clorua) trong dung dịch. Ví dụ:
 Sau khi tổng hợp được peptit nhóm bảo vệ sẽ được loại ra khỏi phân tử peptit nhờ phản ứng hiđro phân:
 	 2. Bảo vệ nhóm cacboxyl:
 Nhóm cacbonxyl thường được bảo về bằng cách chuyển thành metyl hay etyl hoặc benzyl este. Nhóm este dễ thuỷ phân hơn nhóm peptit nên được loại ra khỏi phân tử peptit bằng cách thuỷ phân bởi dung dịch kiềm:
 Riêng nhóm benzyloxi (C6H5CH2O-) còn được loại nhờ phản ứng hiđro phân:
 3. Ngưng tụ các aminoaxit đã được bảo vệ
 Thực hiện phản ứng ngưng tụ các aminoaxit có nhóm chức đã được bảo vệ sẽ thu được peptit mong muốn. Ví dụ tổng hợp đi peptitthreonylalanin:
V – XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC
 Để xác định cấu trúc của peptit thường thực hiện các bước cơ bản sau:
 1. Xác định thành phần các aminoaxit trong phân tử peptit:
 Thuỷ phân hoàn toàn peptit thành hỗn hợp các aminoaxit (thường thuỷ phân bằng dung dịch HCl 6N ở 1100C trong khoảng 24-72 giờ). Sau khi làm sạch dung dịch thuỷ phân, tách riêng từng aminoaxit nhờ phương pháp sắc kí. Để nhận biết từng aminoaxit cần tiến hành sắc kí thêm một dung dịch chuẩn chứa hỗn hợp các aminoaxit đã biết và có nồng đồ xác định. So sánh các sắc kí đồ của dung dịch chuẩn sẽ biết được thành phần và tỉ lệ từng aminoaxit trong phân tử peptit.
 2. Xác định trình tự sắp xếp các đơn vị aminoaxit trong phân tử peptit:
 2.1. Xác định aminoaxit “đầu N”
 - Phương pháp Sanger
 Cho peptit phản ứng với 2,4-đinitro-flobenzen thu được dẫn xuất 2,4-đinitrophenyl của peptit. Thuỷ phân dẫn xuất này trong môi trường axit thu được hỗn hợp các aminoaxit và 2,4-đinitrophenyl của aminoaxit “đầu N”, dẫn xuất DNP của aminoaxit có thể nhận biết được bằng các phương pháp sắc kí, từ đó suy ra đơn vị aminoaxit “đầu N”:
 N-(2,4-đinitrophenyl) aminoaxit
 - Phương pháp Edman
 Cho peptit tác dụng với phenylosothioxionat C6H5N=C=S, nhóm NH2 của đơn vị aminoaxit “đầu N” phản ứng tạo ra dẫn xuất penylisothicacbamonyl peptit (dẫn xuất phenyl thioure của peptit), sau đó cho dẫn xuất thu được tác dụng với HCl trong mitrometan sẽ xảy ra sự phân cắt liên kết peptit ở gốc aminoaxit “đầu N”, tạo thành peptit ngắn hơn và phenylthiohiđantoin:
 HCl 
 H2O 
 peptit phenylthiocacbamoylpeptit peptit ngắn hơn 
 Sản phẩm phenylthiohiđantoin được nhận biết nhờ phương pháp sắc kí, trên cơ sở so sánh với chất chuẩn đã biết có thể suy ra aminoaxit “đầu N”, peptit ngắn hơn được tinh chế và lại tiếp tục thực hiện phương pháp Edman để nhận ra đơn vị aminoaxit “đầu N” của nó...
 2.2. Xác định aminoaxit “đầu C”
 Thuỷ phân peptit nhờ enzim cacboxipeptiđaza 
-NH-CHR3-CO-NH-CHR2-CO-CHR1-COO- -NH-CHR3-CO-NH-CHR2-COO-
	 +-NH3+ CHR1-COO- 
 Aminoaxit xuất hiện đầu tiên trong dung dịch chính là aminoaxit “đầu C”. Hạn chế của phương pháp này là enzim cacboxipeptidata không tách được các aminoaxit “đuôi C” là prolin hoặc hiđroxiprolin ra khỏi mạch peptit.
 2.3. Thuỷ phân từng phần mạch peptit
 Thuỷ phân peptit nhờ các enzim proteaza (tripsin, chimotripsin, pepsin...) để thu được hỗn hợp các peptit có mạch ngắn hơn; các peptit này được tách riêng nhờ phương pháp sắc kí, tinh chế sạch rồ xác định trình tự sắp xếp các đơn vị aminoaxit trong phân tử của chúng theo các phương pháp đã nêu trên.
 Để phân cắt peptit thành các peptit có mạch ngắn hơn còn dùng các tác nhân xian bromua BrCN. Tác nhân này chỉ phân cắt mạch peptit ở sau gốc methiomin:
 BrCN
 homoserin lacton
Đối với một mạch peptit, nếu dùng các xúc tác phân cắt mạch khác nhau sẽ thu được những phân đoạn khác nhau. Chẳng hạn phân cắt đoạn mạch sau:
 Phân cắt bằng trypsin
Ala – Leu – Gly – Met – Lys – Trp – Phe – Arg – Ala – Ala – Ser – Met – Ala – Phe – Lys 
Phân cắt bằng BrCN
MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ HỢP CHẤT CỦA NITƠ
Câu 1: (Đề thi HSG quốc gia năm 2000-2001)
 Xuất phát từ Brombenzen chứa 14C ở vị trí 1 và các hóa chất vô cơ cần thiết không chứa 14C, hãy điều chế các hợp chất thơm chứa 14C ở vị trí 3:
a) anilin	b) Iotbenzen	c) Axit benzoic
Câu 2: So sánh tính bazơ của các hợp chất sau đây: R3N, R2NH, RNH2
Giải thích vì sao có sự sắp xếp đó?
Câu 3: (Chọn đội HSG Tỉnh 2006- 2007)
	Một pentapeptit (A) khi thuỷ phân hoàn toàn cho 2 mol Gly, 1 mol Ala, 1 mol Val và 1mol Phe. Trong sự thuỷ phân từng phần (A) thấy có Ala-Gly, Gly-Ala. A tác dụng với HNO2 không thấy giải phóng N2. Xác định công thức cấu tạo của A.
Câu 4: Muối C6H5N2+Cl- (phenylđiazoni clorua) đư