Amino Axit tính chất hoá học, công thức cấu tạo và bài tập về Amino Axit - hoá 12 bài 10

Vậy tính chất hoá học cụ thể của amino axit là gì? Amino axit có công thức cấu tạo như thế nào, được ứng dụng vào lĩnh vực nào trong đời sống thực tế? chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

I. Amino Axit - Định nghĩa, Cấu tạo, danh pháp

1. Amino Axit là gì?

- Amino axit là là những hợp chất hữu cơ tạp chức trong phân tử có chứa đồng thời 2 nhóm chức: nhóm amino (NH₂) và nhóm cacboxyl (COOH).

- Công thức chung của amino axit: 

 Ví dụ:   ;   ; 

⇒ Amino axit đơn giản nhất là: H₂N-COOH

2. Công thức cấu tạo của Amino axit

- 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. Cách gọi tên amino axit - 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:  NH₂-CH₂-COOH : Axit aminoaxetic tên thường là glixin hay glicocol)

  CH₃-CH(NH₂)-COOH : Axit aminopropionic (alanin)

  HOOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOH : Axit α-aminoglutaric (axit glutamic)

  (CH₃)₂CHCH(NH₂)COOH : Axit α-aminoisovaleric (valin)

  NH₂(CH₂)₄CH(NH₂)COOH : Axit α,ε-điaminocaproic (Lysin)

  HO-C₆H₄-CH₂-CH(NH₂)-COOH : Axit α-amino-β (p-hidroxiphenyl) propanoic (tyrosin)

II. Tính chất vật lý của Amino Axit

- Chất rắn, dạng tinh thể, không màu, vị hơi ngọt.

- Nhiệt độ nóng chảy cao, dễ tan trong nước vì amino axit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực:

       dạng phân tử                    dạng ion lưỡng cực

III. Tính chất hoá học của Amino Axit

1. Sự phân li trong dung dịch

- Sự phân ly trong dung dịch tạo ion lưỡng cực

  H₂N-CH₂-COOH  H₃N⁺-CH­₂-COO^-

2. Aminoaxit có tính lưỡng tính

a) Tính axit của amino axit (amino axit + NaOH hoặc amino axit + KOH)

- Tác dụng với bazơ mạnh tạo ra muối và nước:                          

  NH₂-CH₂-COOH + KOH → NH₂-CH₂-COOK + H₂O

* Chú ý: để giải bài tập amino axit các em chú ý sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng.

b. Tính bazơ của amino axit (amino axit + HCl hoặc amino axit + H₂SO₄)

- Amino axit tác dụng với axit mạnh tạo muối. 

 NH₂-CH₂-COOH + HCl → ClNH₃ - CH₂ - COOH

 NH₂-CH₂-COOH + HCl → ClNH₃ - CH₂ - COOH

* Chú ý: sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng và định luật bảo toàn khối lượng khi giải bài tập.

3. Phản ứng trùng ngưng của amino axit

  nNH₂-CH₂-COOH → (- NH-CH₂-CO-)_n + nH₂O (H⁺)

- Phản ứng trùng ngưng của 6-aminohexanoic (axit ε-aminocaproic) hoặc axit 7-aminoheptanoic (axit ω-aminoenantoic) với xác tác tạo thành polime thuộc loại poliamit.

- Từ n aminoaxit khác nhau có thể tạo thành n! polipeptit chứa n gốc aminoaxit khác nhau; nⁿ polipeptit chứa n gốc aminoaxit.

4. Amino axit tác dụng với HNO₂ (phản ứng của nhóm NH₂)

  HOOC-R-NH₂ + HNO₂ → HOOC-R-OH + N₂ + H₂O

5. Amino axit phản ứng este hoá (phản ứng este hoá nhóm COOH)

 NH₂-CH₂-COOH + ROH → NH₂-CH₂-COOR + H₂O (khí HCl)

* Chú ý: Aminoaxit có làm đổi màu quỳ tím hay không tùy thuộc vào quan hệ giữa số nhóm COOH và số nhóm NH₂ có trong phân tử amino axit:

+ Nếu phân tử amino axit có số nhóm COOH = số nhóm NH₂ → amino axit không làm đổi màu quỳ tím.

+ Nếu phân tử amino axit có số nhóm COOH > số nhóm NH₂ → amino axit làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.

+ Nếu phân tử amino axit có số nhóm COOH < số nhóm NH­₂ → amino axit làm đổi màu quỳ tím thành xanh.

- Các phản ứng do muối của amino axit tác dụng với dung dịch axit hoặc dung dịch kiềm.

  NH₂-CH₂-COOK + 2HCl → NH₃Cl-CH₂-COOH + KCl

  NH­₃Cl-CH₂-COOH + 2KOH → NH₂-CH₂-COOK + KCl + H₂O

IV. Điều chế và ứng dụng của Amino Axit

1. Phương pháp điều chế Amino axit

- Thủy phân protit:

  (-NH-CH₂-CO-)_n + nH₂O → nNH₂-CH₂-COOH

2. Ứng dụng của Amino axit

- Amino axit thiên nhiên (hầu hết là α - amino axit) là cơ sở để kiến tạo nên các loại protein của cơ thể sống.

- Một số amino axit được dùng phổ biến trong đời sống như muối mononatri của axit glutamic dùng làm gia vị thức ăn (gọi là mì chính hay bột ngọt); axit glutamic là thuốc hỗ trợ thần kinh, methionin là thuốc bổ gan.

- Axit 6-amino hexanoic và 7-amino heptanoic là nguyên liệu để sản xuất tơ nilon-6 và nilon-7.

V. Bài tập Amino Axit

Bài 1 trang 48 SGK hoá 12: Ứng với công thức phân tử C₄H₉NO₂ có bao nhiêu amino axit là đồng phân cấu tạo của nhau?

 A. 3.   B. 4.   C. 5.   D. 6.

>> Lời giải Bài 1 trang 48 SGK Hoá 12

Bài 2 trang 48 SGK hóa 12: Có 3 chất hữu cơ: H₂NCH₂COOH, CH₃CH₂COOH, CH₃[CH₂]₃NH₂

Để nhận ra dung dịch của các chất trên chỉ cần dùng thuốc thử nào sau đây?

A. NaOH.   B. HCl.   C. CH₃OH/HCl.   D. Quỳ tím.

>> Lời giải Bài 2 trang 48 SGK Hoá 12

Bài 3 trang 48 SGK hóa 12: Amino axit X có phần trăm khối lượng các nguyên tố C, H, N là 40,45%; 7,86%; 15,73%, còn lại là oxi, và công thức phân tử trùng với công thức đơn giản nhất. Xác định công thức cấu tạo và gọi tên của X.

>> Lời giải Bài 3 trang 48 SGK Hoá 12

Bài 4 trang 48 SGK hóa 12: Viết phương trình hóa học của các phản ứng giữa axit 2-aminopropanoic với NaOH, H₂SO₄; CH₃OH khi có mặt khí HCl bão hòa.

>> Lời giải Bài 4 trang 48 SGK Hoá 12

Bài 5 trang 48 SGK hóa 12: Viết phương trình hóa học phản ứng trùng ngưng các amino axit sau:

a) Axit 7 – aminoheptanoic

b) Axit 10- aminođecanoic

>> Lời giải Bài 5 trang 48 SGK Hoá 12

Bài 6 trang 48 SGK hóa 12: Este A được điều chế từ amino axit B (chỉ chứa C, H, N, O) và ancol metylic. Tỉ khối hơi của A so với H₂ là 44,5. Đốt cháy hoàn toàn 8,9 gam este A thu được 13,2 gam CO₂, 6,3 gam H₂O và 1,12 lít N₂(đo ở đktc). Xác định công thức phân tử và công thức cấu tạo của A và B.

>> Lời giải Bài 6 trang 48 SGK Hoá 12