Amino axit: lý thuyết, tính chất hóa học và bài tập amino axit

Amino axit: lý thuyết, tính chất hóa học và bài tập amino axit

Trong chương trình hóa hữu cơ 12, một hợp chất mà chúng ta thường gặp trong các bài toán khó đó chính là Amino axit. Để chuẩn bị tốt cho các kì thi quan trọng, chúng ta cần phải nắm vững một số điểm kiến thức liên quan đến hợp chất này. Đón đọc bài học bên dưới.

Amino axit là gì?

Amino axit là một hợp chất hữu cơ tạp chức. Phân tử được cấu thành bởi 1 nhóm -NH2 (Amino) và 1 nhóm -COOH (Cacboxylic) và liên kết với một gốc Hidrocacbon. Ví dụ: NH2-C2H4-COOH.

Danh pháp

Danh pháp của Amino axit không chỉ giúp các em đọc đề bài nhanh hơn mà nó còn được lồng ghép vô các câu trắc nghiệm lý thuyết. Thật sự rất nan giải khi vừa đọc đề vừa nhớ lại công thức. Bảng dưới đây sẽ cung cấp chi tiết một số danh pháp phổ biến của Amino axit thường gặp trong các bài tập:

Trong bảng tên các loại Amino axit phổ biến ở trên, có 3 yếu tố cần ghi nhớ: Công thức, tên thường và  ký hiệu. Đề thi rất dễ xoay quanh 3 công thức, tên gọi trên.

Cấu tạo phân tử của Amino axit

Ở trạng thái kết tinh Amino axit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực. Trong dung dịch, ion chuyển một phần nhỏ thành dạng phân tử.

Các đồng phân của Amino axit

Amino axit có một số đồng phân như sau:

Nguyên tắc viết đồng phân Amino Axit là viết đồng phân của gốc axit trước, sau đó thêm dần dần nhóm -NH2 vào mạch sẽ được các đồng phân khác nhau. Để hiểu rõ hơn phần này ta xét ví dụ sau:

** Viết các đồng phân của Amino Axit C4H9O2N:

Kiểm tra độ bất bão hòa k ta thấy phân tử Amino chỉ gồm toàn các liên kết đơn, do đó chỉ có 2 đồng phân  axit. Đặt nhóm -NH2 vào ta được tổng cộng 5 đồng phân:

Tính chất hóa học

1. Amino axit phân li thành các ion trong dung dịch:

2. Tính lưỡng tính: Amino Axit lưỡng tính khi nó vừa tác dụng với Axit vừa  tác dụng với Bazo tạo các hợp chất gồm muối và nước:

• Tác dụng với axit tạo muối:

• Tác dụng với bazo tạo muối và nước:

3. Phản ứng trùng ngưng

Một số lưu ý quan trọng trong phản ứng trùng ngưng của amino axit là:

• Trung ngưng các Amino axit thuộc 6-aminohexanoic  hay 7-aminoheptanoic ta thu được chuỗi polime thuộc loại poliamit
• n Amino axit —> n! polipeptit

4. Amino axit tác dụng với HNO2

5. Phản ứng este hóa của Amino Axit

Ứng dụng amino axit

Amino là một trong những hợp chất hữu cơ khá quan trọng trong đời sống thực tiễn cũng như trong các công trình nghiên cứu khoa học:

• Hợp chất cơ sở cấu tạo nên các loại protein trong cơ thể sống
• Muối Mononatri trong Amino loại Axit Glutamic dùng làm mì chính. Axit Glutamic là thuốc bổ trợ thần kinh
• Nguyên liệu quan trọng để sản xuất Nilon 6, nilon 7,… cấu tạo nên hầu hết các loại polime quan trọng.

Bài tập amino axit

Trắc nghiệm

Câu 1: Amino axit chứa nhóm chức nào dưới đây?

A. Cacboxyl và hidroxyl

B. Hydroxyl và Amino

C. Cacboxyl và Amino

D. Cacbonyl và Amino

Đáp án: C. Cacboxyl và Amino (dựa vào cấu trúc nguyên tử hay định nghĩa của Amino axit)

Câu 2: Dung dịch nào bên dưới sẽ làm xanh quì tím:

A. Lysin

B. Alanin

C. Axit Glutamic

D. Glysin

Đáp án A. Lysin

Câu 3: Trong các ứng dụng bên dưới thì ứng dụng nào của Amino Axit là không chính xác:

A. Axit Glutamic là một loại chất giúp bổ thần kinh

B. Muối Điatric Glutamat dùng làm mì chính

C. Amino axit thiên nhiên cấu tạo nên các loại protein của cơ thể sống

D. Các Amino axit có ứng dụng tạo nilon 6, nilon 7

Đáp án: B

B sẽ đúng khi được chỉnh sửa thành: Muối Mononatri trong Amino loại Axit Glutamic dùng làm mì chính

Tự luận

Câu 1: Cho 13,23 gam axit glutamic phản ứng với 200 ml dung dịch HCl 1M thu dung dịch X. Cho 400 ml dung dịch NaOH 1M vào X thì được Y. Cô cạn Y thu ta sẽ có m gam rắn khan, cho biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là bao nhiêu?

Hướng dẫn chi tiết:

Công thức Axit Glutamic sẽ giúp ta xác định được định dạng của nó: HOOC – CH2 – CH2 – CH(NH2) – COOH

⇒ naxit glutamic = 0,09 mol

Ta có số mol các hợp chất:

nHCl = 0,2 mol; nNaOH = 0,4 mol

⇒ nNaOH dư = nNaOH ban đầu – (2nGlutamic + nHCl) = 0,02 mol

⇒ Chất rắn khan sau khi cô cạn bao gồm: 0,02 mol NaOH; 0,09 mol NaOOC – CH2 – CH2 – CH(NH2) – COONa;       0,2 mol NaCl.

⇒ m = 29,69 g

Vậy giá trị khối lượng của chất rắn khan là 29.69 gam.

Câu 2: 

Cho 4,41g amino axit X tác dụng cùng với dung dịch NaOH dư cho 5,73 g muối. Với lượng X như trên nếu cho tác dụng với dung dịch HCl dư ta sẽ thu 5,505 g muối clorua. Viết công thức cấu tạo của X?

Hướng dẫn chi tiết bài giải:

Cứ 1 gốc -COOH + NaOH 1 gốc -COONa và 1 gốc -NH2 + HCl 1 gốc -NH3Cl. Từ đó ta có:

Khi X + NaOH dư:

⇒ Δ m = m(muối) − mX = mCOONa − m − COOH

⇒ Δm=mmuoi−mX=mCOONa−m−COOH

Số mol gốc -COOH: n − COOH × ( 67 − 45 ) = 5,73 − 4 , 41

⇒ n−COOH×(67−45)=5,73−4,41

⇒ n − COOH = 0,06(mol )

⇒n−COOH=0,06 (mol)

Khi X + HCl ta có hệ quả sau: Δm = m(muối) − mX = m − NH3Cl − m − NH2

Phần  thay đổi khối lượng m = Δm=m muoi−mX=m−NH3Cl−m−NH2

⇒ n − NH2 × (52,5 − 16) = 5,505 − 4,41

⇒ n−NH2×(52,5−16)=5,505−4,41

⇒ n − NH2= 0,03 (mol)

⇒ n−NH2=0,03 (mol)

Ta thấy trong 4,41gX có 0,03 mol−NH2 và 0,06  mol − COOH. Tiến hành đặt CTPT X là: R(COOH)2n(NH2)n

Số mol của X:  nX = (mol) ⇒ ⇒ MX = R + 90n + 16n

⇔  R = 41n Ta thấy: n = 1; MR = 41

⇒ R = C3H5 thỏa mãn với những yêu cầu đã cho. Do đó:

X là HOOC-CH2-CH(NH2)-CH2-COOH hoặc HOOC-CH(NH2)-CH2-CH2-COOH.

Như vậy ta dễ dàng xác định được công thức của X. Dạng bài này có thể lồng ghép vào các câu hỏi trắc nghiệm phân loại học sinh. Để nắm vững quy tắc cách làm, chúng ta cần phải nắm vững tính chất của Amino axit.

Để giải quyết nhanh gọn bài tập lý thuyết hay vận dụng liên quan đến amino axit thì những kiến thức trong bài này thật sự rất quan trọng và các bạn cần phải nắm vững. Hình thức thi trắc nghiệm hiện nay còn đòi hỏi chúng ta một tốc độ suy luận, lập luận rất nhanh.

Giáo dục