Chuyên đề Amin - Amino axit - protein (tiết 2)

ng phân Amin có các loại đồng phân: 
- Đồng phân về mạch cacbon: 
- Đồng phân vị trí nhóm chức 
- Đồng phân về bậc của amin 
II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ 
- Metyl–, đimetyl–, trimetyl– và etylamin là những chất khí có mùi khai khó chịu, độc, dễ tan trong nước, các amin đồng đẳng cao hơn là chất lỏng hoặc rắn 
- Anilin là chất lỏng, nhiệt độ sôi là 184oC, không màu, rất độc, ít tan trong nước, tan trong ancol và benzen 
III – CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ SO SÁNH LỰC BAZƠ 
1. Cấu trúc phân tử của amoniac và các amin
 2. Cấu tạo phân tử của amoniac và các amin
Trên nguyên tử nitơ đều có cặp electron tự do nên amoniac và các amin đều dễ dàng nhận proton. Vì vậy amoniac và các amin đều có tính bazơ. 
3. Đặc điểm cấu tạo của phân tử anilin
- Do gốc phenyl (C6H5–) hút cặp electron tự do của nitơ về phía mình, sự chuyển dịch electron theo hiệu ứng liên hợp p – p (chiều như mũi tên cong) làm cho mật độ electron trên nguyên tử nitơ giảm đi, khả năng nhận proton giảm đi. Kết quả là làm cho tính bazơ của anilin rất yếu (không làm xanh được quỳ tím, không làm hồng được phenolphtalein). 
- Nhóm amino (NH2) làm tăng khả năng thế Br vào gốc phenyl (do ảnh hưởng của hiệu ứng +C). Phản ứng thế xảy ra ở các vị trí ortho và para do nhóm NH2 đẩy electron vào làm mật độ electron ở các vị trí này tăng lên 
4. So sánh lực bazơ 
a) Các yếu tố ảnh hưởng đến lực bazơ của amin: 
- Mật độ electron trên nguyên tử N: mật độ càng cao, lực bazơ càng mạnh và ngược lại 
- Hiệu ứng không gian: gốc R càng cồng kềnh và càng nhiều gốc R thì làm cho tính bazơ giảm đi, phụ thuộc vào gốc hiđrocacbon. Ví dụ tính bazơ của (CH3)2NH > CH3NH2 > (CH3)3N ; (C2H5)2NH > (C2H5)3N > C2H5NH2 
b) Phương pháp 
Gốc đẩy electron làm tăng tính bazơ, gốc hút electron làm giảm tính bazơ. Ví dụ: p-NO2-C6H4NH2 < C6H5NH2 < NH3 < CH3NH2 < C2H5NH2 < C3H7NH2 
IV – TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
1. Tính chất của chức amin 
a) Tính bazơ: tác dụng lên giấy quỳ tím ẩm hoặc phenolphtalein và tác dụng với axit 
- Dung dịch metylamin và nhiều đồng đẳng của nó có khả năng làm xanh giấy quỳ tím hoặc làm hồng phenolphtalein do kết hợp với proton mạnh hơn amoniac 
- Anilin và các amin thơm rất ít tan trong nước. Dung dịch của chúng không làm đổi màu quỳ tím và phenolphtalein
b) Phản ứng với axit nitrơ: 
- Amin no bậc 1 + HNO2 → ROH + N2 + H2O. Ví dụ:  C2H5NH2 + HONO → C2H5OH + N2 + H2O 
- Amin thơm bậc 1 tác dụng với HNO2 ở nhiệt độ thấp tạo thành muối điazoni. 
Ví dụ: C6H5NH2 + HONO + HCl  C6H5N2+ Cl- + 2H2O 
                                                                benzenđiazoni clorua 
c) Phản ứng ankyl hóa: amin bậc 1 hoặc bậc 2 tác dụng với ankyl halogenua (CH3I, .) 
Phản ứng này dùng để điều chế amin bậc cao từ amin bậc thấp hơn. 
Ví dụ: C2H5NH2 + CH3I → C2H5NHCH3 + HI 
d) Phản ứng của amin tan trong nước với dung dịch muối của các kim loại có hiđroxit kết tủa 
3CH3NH2 + FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3 + 3CH3NH3Cl 
2. Phản ứng thế ở nhân thơm của anilin
V - ỨNG DỤNG VÀ ĐIỀU CHẾ 
1. Ứng dụng (SGK hóa học nâng cao lớp 12 trang 60) 
2. Điều chế 
a) Thay thế nguyên tử H của phân tử amoniac 
Ankylamin được điều chế từ amoniac và ankyl halogenua. Ví dụ:
b) Khử hợp chất nitro 
Anilin và các amin thơm thường được điều chế bằng cách khử nitrobenzen (hoặc dẫn xuất nitro tương ứng) bởi hiđro mới sinh nhờ tác dụng của kim loại (như Fe, Zn) với axit HCl. Ví dụ: 
Hoặc viết gọn là: 
Ngoài ra, các amin còn được điều chế bằng nhiều cách khác 
AMINO AXIT 
I – ĐỊNH NGHĨA, CẤU TẠO, PHÂN LOẠI VÀ DANH PHÁP 
1. Định nghĩa 
- Amino axit là loại hợp chất hữu cơ tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH2) và nhóm cacboxyl (COOH) - Công thức chung: (H2N)x – R – (COOH)y 
2. Cấu tạo phân tử 
- Trong phân tử amino axit, nhóm NH2 và nhóm COOH tương tác với nhau tạo ion lưỡng cực. Vì vậy amino axit kết tinh tồn tại ở dạng ion lưỡng cực 
- Trong dung dịch, dạng ion lưỡng cực chuyển một phần nhỏ thành dạng phân tử
3. Phân loại
Dựa vào cấu tạo gốc R để phân 20 amino axit cơ bản thành các nhóm. Một trong các cách phân loại là 20 amino axit được phân thành 5 nhóm như sau: 
a) Nhóm 1: các amino axit có gốc R không phân cực kị nước, thuộc nhóm này có 6 amino axit: Gly (G), Ala (A), Val (V), Leu (L), ILe (I), Pro (P)
b) Nhóm 2: các amino axit có gốc R là nhân thơm, thuộc nhóm này có 3 amino axit: Phe (F), Tyr (Y), Trp (W) 
c) Nhóm 3: các amino axit có gốc R bazơ, tích điện dương, thuộc nhóm này có 3 amino axit: Lys (K), Arg (R), His (H) 
d) Nhóm 4: các amino axit có gốc R phân cực, không tích điện, thuộc nhóm này có 6 amino axit: Ser (S), Thr (T), Cys (C), Met (M), Asn (N), Gln (Q) 
e) Nhóm 5: các amino axit có gốc R axit, tích điện âm, thuộc nhóm này có 2 amino axit: Asp (D), Glu (E) 
4. Danh pháp 
a) Tên thay thế: axit + vị trí + amino + tên axit cacboxylic tương ứng. Ví dụ: 
H2N–CH2–COOH: axit aminoetanoic ; HOOC–[CH2]2–CH(NH2)–COOH: axit 2-aminopentanđioic 
b) Tên bán hệ thống: axit + vị trí chữ cái Hi Lạp (α, β, γ, δ, ε, ω) + amino + tên thông thường của axit cacboxylic tương ứng. Ví dụ: 
CH3–CH(NH2)–COOH : axit α-aminopropionic 
H2N–[CH2]5–COOH : axit ε-aminocaproic 
H2N–[CH2]6–COOH: axit ω-aminoenantoic 
c) Tên thông thường: các amino axit thiên nhiên (α-amino axit) đều có tên thường. Ví dụ: 
H2N–CH2–COOH có tên thường là glyxin (Gly) hay glicocol 
II – TÍNH CHẤT VẬT LÍ 
Các amino axit là các chất rắn không màu, vị hơi ngọt, dễ tan trong nước vì chúng tồn tại ở dạng ion lưỡng cực (muối nội phân tử), nhiệt độ nóng chảy cao (vì là hợp chất ion) 
III – TÍNH CHẤT HÓA HỌC 
1. Tính chất axit – bazơ của dung dịch amino axit 
a) Tác dụng lên thuốc thử màu: (H2N)x – R – (COOH)y. Khi:
- x = y thì amino axit trung tính, quỳ tím không đổi màu 
- x > y thì amino axit có tính bazơ, quỳ tím hóa xanh 
- x < y thì amino axit có tính axit, quỳ tím hóa đỏ 
b) Tính chất lưỡng tính:
- Tác dụng với dung dịch bazơ (do có nhóm COOH) 
H2N–CH2–COOH + NaOH → H2N–CH2–COONa + H2O 
hoặc: H3N+–CH2–COO– + NaOH → H2N–CH2–COONa + H2O 
- Tác dụng với dung dịch axit (do có nhóm NH2) 
H2N–CH2–COOH + HCl → ClH3N–CH2–COOH 
hoặc: H3N+–CH2–COO– + HCl → ClH3N–CH2–COOH 
2. Phản ứng este hóa nhóm COOH
3. Phản ứng của nhóm NH2 với HNO2 
H2N–CH2–COOH + HNO2 → HO–CH2 –COOH + N2 + H2O 
                             axit hiđroxiaxetic 
4. Phản ứng trùng ngưng 
- Do có nhóm NH2 và COOH nên amino axit tham gia phản ứng trùng ngưng tạo thành polime thuộc loại poliamit
- Trong phản ứng này, OH của nhóm COOH ở phân tử axit này kết hợp với H của nhóm NH2 ở phân tử axit kia tạo thành nước và sinh ra polime 
- Ví dụ: 
V - ỨNG DỤNG 
- Amino axit thiên nhiên (hầu hết là α-amino axit) là cơ sở để kiến tạo nên các loại protein của cơ thể sống 
- Muối mononatri của axit glutamic được dùng làm mì chính (hay bột ngọt) 
- Axit ε-aminocaproic và axit ω-aminoenantoic là nguyên liệu sản xuất tơ tổng hợp (nilon – 6 và nilon – 7) 
- Axit glutamic là thuốc hỗ trợ thần kinh, methionin (CH3–S–CH2–CH2–CH(NH2)–COOH) là thuốc bổ gan 
PEPTIT VÀ PROTEIN 
A – PEPTIT 
I – KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 
1. Khái niệm 
Liên kết của nhóm CO với nhóm NH giữa hai đơn vị α-amino axit được loại là liên kết peptit 
Peptit là những hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α-amino axit liên kết với nhau bằng các liên kết petit 
2. Phân loại 
Các peptit được phân thành hai loại: 
a) Oligopeptit: gồm các peptit có từ 2 đến 10 gốc α-amino axit và được gọi tương ứng là đipeptit, tripeptit
b) Polipeptit: gồm các peptit có từ 11 đến 50 gốc α-amino axit. Polipeptit là cơ sở tạo nên protein 
II – CẤU TẠO, ĐỒNG PHÂN VÀ DANH PHÁP 
1. Cấu tạo và đồng nhân 
- Phân tử peptit hợp thành từ các gốc α-amino axit nối với nhau bởi liên kết peptit theo một trật tự nhất định: amino axit đầu N còn nhóm NH2, amino axit đầu C còn nhóm COOH
- Nếu phân tử peptit chứa n gốc α-amino axit khác nhau thì số đồng phân loại peptit sẽ là n! 
- Nếu trong phân tử peptit có i cặp gốc α-amino axit giống nhau thì số đồng phân chỉ còn  
2. Danh pháp 
Tên của peptit được hình thành bằng cách ghép tên gốc axyl của các α-amino axit bắt đầu từ đầu N, rồi kết thúc bằng tên của axit đầu C (được giữ nguyên). Ví dụ: 
III – TÍNH CHẤT 
1. Tính chất vật lí 
Các peptit thường ở thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy cao và dễ tan trong nước 
2. Tính chất hóa học 
a) Phản ứng màu biure: 
- Dựa vào phản ứng mẫu của biure: H2N–CO–NH–CO–NH2 + Cu(OH)2 → phức chất màu tím đặc trưng 
- Amino axit và đipeptit không cho phản ứng này. Các tripeptit trở lên tác dụng với Cu(OH)2 tạo phức chất màu tím 
b) Phản ứng thủy phân: 
- Điều kiện thủy phân: xúc tác axit hoặc kiềm và đun nóng 
- Sản phẩm: các α-amino axit 
B – PROTEIN 
I – KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI 
Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu. Protein được phân thành 2 loại: 
- Protein đơn giản: được tạo thành chỉ từ các α-amino axit 
- Protein phức tạp: được tạo thành từ các protein đơn giản kết hợp với các phân tử không phải protein (phi protein) như axit nucleic, lipit, cacbohiđrat 
II – TÍNH CHẤT CỦA PROTEIN 
1. Tính chất vật lí 
a) Hình dạng: 
- Dạng sợi: như keratin (trong tóc), miozin (trong cơ), fibroin (trong tơ tằm) 
- Dạng cầu: như anbumin (trong lòng trắng trứng), hemoglobin (trong máu) 
b) Tính tan trong nước: 
Protein hình sợi không tan, protein hình cầu tan 
c) Sự đông tụ: 
Là sự đông lại của protein và tách ra khỏi dung dịch khi đun nóng hoặc thêm axit, bazơ, muối 
2. Tính chất hóa học
a) Phản ứng thủy phân:
 - Điều kiện thủy phân: xúc tác axit hoặc kiềm và đun nóng hoặc xúc tác enzim 
- Sản phẩm: các α-amino axit 
b) Phản ứng màu:
III – KHÁI NIỆM VỀ ENZIM VÀ AXIT NUCLEIC 
1. Enzim
Hầu hết có bản chất là protein, xúc tác cho các quá trình hóa học đặc biệt là trong cơ thể sinh vật. Enzim được gọi là chất xúc tác sinh học và có đặc điểm:
- Tính chọn lọc (đặc hiệu) cao: mỗi enzim chỉ xúc tác cho một phản ứng nhất định 
- Hoạt tính cao: tốc độ phản ứng nhờ xúc tác enzim rất cao, gấp 109 – 1011 chất xúc tác hóa học 
2. Axit nuclei