Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập hóa học có lời giải hóa học hữu cơ ppsx

Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
1

Chơng 22
Amino axit, Peptit và Protein

Định nghĩa, cấu tạo và tính chất
22.1 (a) Viết công thức cấu tạo tổng quát của -amino axit có trong tự nhiên và cho biết tầm quan trọng của nó.
(b) Giải thích tại sao amino axit đợc chia thành hai loại là thiết yếu và không thiết yếu ?
(a)

+
COOHNRCH )(
3
, -amino axit là đơn vị cơ bản cấu thành tất cả các protein. (b) Mời amino axit
đợc xếp vào loại thiết yếu cần có trong thức ăn do cơ thể không thể tổng hợp các amino axit này. Các
amino axit không thiết yếu có thể tổng hợp trong tế bào của cơ thể từ các chất khác có trong thức ăn.

22.2 Phân loại các amino axit theo các nhóm R của chúng.
Bảng 22-1 gồm các amino axit tiêu chuẩn, các amino axit thiết yếu đợc đánh dấu hoa thị. Amino axit đợc
phân loại thành amino axit axit, bazơ hay trung tính tùy thuộc vào bản chất của nhóm R. Axit aspartic và
glutamic đều có nhóm -COOH thứ hai trên mạch nhánh thuộc loại axit; lysin, arginin và histadin đều có vị
trí bazơ trên mạch nhánh của chúng thuộc loại bazơ. Tất cả các amino axit còn lại đều là amino axit trung
tính. Cũng có thể phân loại amino axit thành phân cực và không phân cực tùy thuộc vào nhóm thế trên
mạch nhánh của chúng là phân cực (nh asparagin với một nhóm amido H
2
NCO) hay bản chất chỉ là một
nhóm hidrocacbon (nh alanin : R là Me hay valin : R là i-Pr).

22.3 Đặc trng phân biệt prolin với các amino axit khác là gì ?

Prolin là một amin bậc 2, N trong nhóm amin nằm ở một vòng năm cạnh.

22.4 Hãy giải thích : (a) trạng thái tinh thể và nhiệt độ nóng chảy cao của amino axit. (b) tính tan của amino axit.
(a) -amino axit tồn tại ở dạng ion lỡng cực,

+
COOHNRCH )(
3
, tạo cấu trúc tinh thể ion (các phân tử
liên kết với nhau bởi tác tơng tác tĩnh điện liên phân tử mạnh mẽ) và khác với các phân tử trung hòa có
cùng khối lợng phân tử hầu hết các amino axit bị nhiệt phân mà không nóng chảy. (b) Do cấu trúc ion
lỡng cực mà hầu hết các amino axit tan đáng kể trong nớc (tạo liên kết H và liên kết ion - lỡng cực) và
không tan trong các dung môi không phân cực.

22.5 (a) Amino axit nào không bất đối ? (b) Cho biết các amino axit có nhiều hơn một tâm bất đối.
(a) Glycin

+
COOCHNH
23
.
(b)
CH
3
CH
2
CH CHCOO
H
3
C NH

3
Isoleucin
CH
3
CH CHCOO
HO NH
3
Threonin
N
H
2
H
COO
H
HO
4-
hydroxyprolin

22.6 Cấu hình R/S và D/L của hầu hết các amino axit là gì ? (b) Viết cấu hình tuyệt đối của (i) L- cystein và (ii)
L-serin. (c) Tại sao duy chỉ có L-cystein (cũng nh L-cystin) là có cấu hình R ?
(a) S và L
(b) (i)
COO
CH
2
SH
HH
3
N
(ii)

COO
CH
2
OH
HH
3
N

(c) Do xét về độ hơn cấp, nhóm CH
2
SH của cystein lớn hơn nhóm COO
-
(S có khối lợng nguyên tử lớn
hơn O).
Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
2


Bảng 22-1. Các aminoaxit tự nhiên.

Tên Kí hiệu Công thức
Monoaminomonocacboxylic
Glixin Gly H
3
N
+
CH
2
COO

-
Alanin Ala H
3
N
+
CH(CH
3
)COO
-

Valin
*
Val H
3
N
+
CH(i-Pr)COO
-

Leuxin
*
Leu
H
3
N
+
CH(i-Bu)COO
-

Isoleuxin

*
ILeu
H
3
N
+
CH(s-Bu)COO
-

Serin Ser H
3
N
+
CH(CH
2
OH)COO
-

Threonin
*
Thr H
3
N
+
CH(CHOHCH
3
)COO
-

Monoaminodicacboxylic và dẫn xuất amit

Axit aspatic Asp HOOC-CH
2
-CH(
+
NH
3
)COO
-
Asparagin Asp(NH
2
) H
2
NOC-CH
2
-CH(
+
NH
3
)COO
-

Axit glutamic Glu HOOC-(CH
2
)
2
-CH(
+
NH
3
)COO

-

Glutamin Glu(NH
2
) H
2
NOC-(CH
2
)
2
-CH(
+
NH
3
)COO
-

Diaminomonocacboxylic
Lysin
*
Lys H
3
N
+
-(CH
2
)
4
-CH(NH
2

)COO
-

Hydroxylizin Hylys H
3
N
+
-CH
2
-CHOH-CH
2
-CH
2
-CH(NH
2
)COO
-

Arginin
*
Arg H
2
N
+
=C(NH
2
)-NH-(CH
2
)
3

-CH(NH
2
)COO
-
Aminoaxit chứa lu huỳnh
Systein CySH H
3
N
+
CH(CH
2
SH)COO
-
Cystin CySSCy
-
OOC-CH(
+
NH
3
)CH
2
S-SCH
2
CH(
+
NH
3
)COO
-
Methionin

*
Met CH
3
SCH
2
CH
2
CH(
+
NH
3
)COO
-
Aminoaxit thơm
Phenylalanin
*
Phe PhCH
2
CH(
+
NH
3
)COO
-
Tyrosin Tyr
p-C
6
H
4
CH

2
CH(
+
NH
3
)COO
-
Aminoaxit dị vòng

Histidin
*

His
N
HN
CH
2
CH
+
NH
3
COO
-


Prolin

Pro
N
H

H
H
COO
-



Hydroxyprolin


Hypro
N
H
H
H
COO
-
H
HO



Tryptophan
*


Try
N
H
CH

2
CH
+NH
3
COO
-


Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
3

22.7 (a) Viết tất cả các đồng phân lập thể của threonin (dạng công thức Fischer). (b) Xác định L-threonin và cho
biết danh pháp R/S của nó.


(a)
COO
-
CH
3
H
OH
H
3
N
+
H

COO

-
CH
3
+
NH
3
H
H
HO

COO
-
CH
3
H
H
H
3
N
+
HO

COO
-
CH
3
+
NH
3
OH

H
H

racemat-1 (threo) racemat-2 (erythro)
(b) Các cấu hình tơng ứng với racemat-1 là L- và D-threonin, với racemat-2 là L- và D-allothreonin, L-
đợc xác định theo cấu hình của C

. Nếu có một C bất đối trong nhóm R, cấu hình của nó không liên quan
đến kí hiệu D,L hay R,S của amino axit. L-threonin là (2S,3R). Đồng phân lập thể dia - (2S,3S)-threonin-
đợc gọi là L-allothreonin

Tính lỡng tính
22.8 Viết cân bằng điện ly thể hiện tính lỡng tính của một amino axit trong nớc, cho biết điện tích của mỗi
cấu tử.




baztnh



axittnh


OH
-
+

H

3
N
+
CHRCOOH

H
3
N
+
CHRCOO
-
+ H
2
O


H
2
NCHRCOO
-
+

H
3
O
+
cation A ion lỡng tính B anion C
(+1) (0) (-1)

22.9 Hình 22-1 là đờng cong chuẩn độ cation alanin (cấu tử A trong bài 8, với R là Me) trong axit loãng. Cho

biết giá trị gần đúng pK
a
của A và B.
0
1
2
2 4 6 8 10 12
pH
lợng baz



Giá trị pH thu đợc tại điểm giữa đờng cong trong phép chuẩn độ bằng pK của axit đợc chuẩn. Hình 22-1
(xem vị trí mũi tên) cho thấy rằng với A, pK
a1
= 2,3 và với B, pK
a2
= 9,7.

22.10 Tại sao pK
a
của A lớn gấp 100 lần pK
a
của MeCOOH ?


Do hiệu ứng cảm ứng âm của N
+
làm bền hóa nhóm COO
-

.

22.11 (a) Điểm đẳng điện là gì ? (b) Dự đoán pH đẳng điện từ đờng cong chuẩn độ trong hình 22-1. (c) Cho biết
cách tính điểm đẳng điện từ pK
a
.


(a) Điểm đẳng điện (pI) là giá trị pH thu đựơc khi amino axit tồn tại ở dạng ion lỡng cực với điện tích bằng
không. (b) 6,0. (c) pI = (pK
a1
+ pK
a2
)/2.

22.12 Dới tác dụng của điện trờng, aminoaxit di chuyển về phía điện cực nào khi (a) pH < pI, (b) pH > pI và
pH = pI ? Giải thích.


(a) pH < pI : cation A chiếm u thế, nên di chuyển về phía catot, (b) pH > pI : anion C chiếm u thế nên di
chuyển về phía anot và (c) khi pH = pI điện tích cân bằng nên amino axit không chuyển dịch.
Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
4

22.13 Viết cân bằng điện ly của lysin (một bazơ) và tính điểm đẳng điện của nó. Xem giá tri pK
a
trong bảng 22-2.

COOH

CHNH
3
(CH
2
)
3
CH
2
NH
3
OH
H

COO
CHNH
3
(CH
2
)
3
CH
2
NH
3
OH
H

COO
CHNH
2

(CH
2
)
3
CH
2
NH
3
OH
H

COO
CHNH
2
(CH
2
)
3
CH
2
NH
2

(+2) (+1) (0) (-1)
Điện tích tổng cộng của mỗi dạng đợc ghi trong ngoặc đơn ở trên, dạng có điện tích bằng không tồn tại giữa
hai dạng có pK
a
tơng ứng là 8,95 và 10,53. Nh vậy pI = (8,95+10,53)/2 = 9,74.
Bảng 22-2 . Tính axit-bazơ của amino axit.
Mạch nhánh trung hòa

Amino axit
pK
*
a 1
pK
*
a 2
pI
Glycin 2,34 9,60 5,79
Alanin 2,34 9,69 6,00
Valin 2,32 9,62 5,96
Leucin 2,36 9,60 5,98
Isoleucin 2,36 9,60 5,98
Methionin 2,28 9,21 5,74
Prolin 1,99 10,60 6,30
Phenylalanin 1,83 9,13 5,48
Tryptophan 2,83 9,39 5,89
Asparagin 2,02 8,80 5,41
Glutamin 2,17 9,13 5,65
Serin 2,21 9,15 5,68
Threonin 2,09 9,10 5,60
Mạch nhánh ion
Amino axit
pK
**
a 1
pK
a 2
pK
a 3

pI
Axit aspatic 1,88 3,65 9,60 2,77
Axit glutamic 2,19 4,25 9,67 3,22
Tyrosin 2,20 9,11 10,07 5,66
Cystein 1,96 8,18 10,28 5,07
Lysin 2,18 8,95 10,53 9,74
Arginin 2,17 9,04 12,48 10,76
Histidin 1,82 6,00 9,17 7,59
* Trong tất cả các amino axit pK
a1
ứng với sự điện ly của nhóm cacboxyl và pK
a2
ứng với sự điện ly
của nhóm amoni.
** Trong tất cả các amino axit pK
a1
ứng với sự điện ly của nhóm cacboxyl trong
RCH(
+
NH
3
)COOH.

22.14 Lập lại bài tập 13 cho sự phân ly của axit aspatic.

COOH
CHNH
3
CH

2
C
O
O
H
OH
H

COO
CHNH
3
CH
2
C
O
O
H
OH
H

COO
CHNH
3
CH
2
C
O
O
OH
H

COO
CHNH
2
CH
2
C
O
O

(+1) (0) (-1) (-2)
Dạng có điện tích bằng không tồn tại giữa hai dạng có pK
a
tơng ứng là 1,88 và 3,65.
Nh vậy pI = (1,88 + 3,65)/2 = 2,77.
Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
5

22.15 (a) Phân loại các amino axit trong bảng 22-1 theo ảnh hởng gốc R của chúng đến giá trị điểm đẳng điện
pI. (b) pH trong dịch của tế bào có giá trị trong khoảng từ 6 đến 7, dạng nào của amino axit (cation, anion,
lỡng cực) chiếm u thế trong tế bào ?


(a) Các amino axit với gốc R trung hòa (hidrocacbon, amit, rợu) có giá trị pI nằm trong khoảng giống
nhau (5,5 - 6,3). (b) Các amino axit chủ yếu tồn tại ở dạng lỡng cực, do pH của tế bào rất gần với giá trị pI
của chúng. Giá trị điểm đẳng điện của các amino axit loại axit nằm trong khoảng axit, với pH từ 6 đến 7
chúng tồn tại phần lớn ở dạng anion. Giá trị điểm đẳng điện của các amino axit loại bazơ nằm trong khoảng
bazơ, trong tế bào chúng nhận proton H
+

và tồn tại chủ yếu ở dạng cation. Cystein (chứa nhóm -SH) và
tyrosin (chứa nhóm phenolic -OH) là những axit rất yếu, cả hai có pI trong khoảng 5 - 6 và đợc xếp vào
loại amino axit trung hòa.

22.16 Viết công thức cấu tạo của histidin tại pH < 1,28 và viết phơng trình cho biết proton nào tách ra khi pH
tăng đến trên 1,82.


HN
N
H
CH
2
CHCOOH
NH
3
-H
HN
N
H
CH
2
CHCOO
NH
3
( H
+
tách ra từ nhóm cacboxyl)

22.17 Công thức phù hợp nhất cho mononatri glutamat (bột ngọt, một loại gia vị thờng đợc sử dụng) là gì ?

Na
+
[
-
OOCCH
2
CH
2
CH(
+
NH
3
)COO
-
]

22.18 Trình bày phơng pháp tách và nhận biết amino axit trên cơ sở của sự điện di.


Nếu đặt một băng giấy lọc tẩm ớt bởi dung dịch hỗn hợp amino axit giữa hai điện cực thì các phân tử
mang điện sẽ chuyển dịch về phía điện cực này hoặc điện cực kia với một vận tốc nào đó phụ thuộc vào
điện tích của chúng và điện thế đợc áp dụng. Điện tích của phân tử lại phụ thuộc pH. Băng giấy lọc sẽ đổi
màu do phản ứng của thuốc thử với amino axit, so sánh vị trí của màu hình thành trên băng giấy và mẫu
chuẩn sẽ xác định đợc amino axit.

22.19 Chọn pH để tách một hỗn hợp gồm axit aspatic, threonin và histidin bằng phơng pháp điện di. Giải thích
sự lựa chọn đó.

Sử dụng pH = 5,60. Đây chính là pI của threonin (xem bảng 22-2), do vậy amino axit này không dịch
chuyển. Axit aspatic (pI = 2,77) nhờng proton tạo thành anion nên dịch chuyển về phía anot. Histidin (pI =
7,59) nhận proton tọa thành cation, di chuyển về phía catot.

22.20 Làm thế nào để tách lysin (pI = 9,6) ra khỏi glycin (pI = 5,97) bằng phơng pháp điện di ?


áp điện vào một bản giấy lọc tẩm dung dịch hỗn hợp hai amino axit trên. Điều chỉnh pH đến 5,97 hoặc 9,6.
Tại pH = 5,97, glycin sẽ không chuyển động, còn lysin chuyển đến catot. Tại pH = 9,60, lysin sẽ không
chuyển động còn glycin chuyển về phía anot.

22.21 Trình bày phơng pháp tách hỗn hợp amino axit bằng sắc kí trao đổi ion.


Nhồi đầy cột bằng nhựa trao đổi ion có lớp chất mang trên bề mặt. Sử dụng nhựa trao đổi cation khi hầu hết
các amino axit là cation (ví dụ R-SO
3
-
Na
+
trao đổi ion Na
+
của nó với các amino axit tích điện dơng trong
môi trờng axit). Quá trình tách diễn ra phụ thuộc tốc độ chuyển động xuống của các amino axit tích điện
dơng khi xảy ra sự trao đổi ion. Tốc độ chuyển động tỉ lệ nghịch với độ lớn của điện tích dơng trong
phân tử amino axit. Ví dụ các amino axit loại bazơ nh lysin, asginin và histidin có điện tích +2 tại pH = 3
sẽ trao đổi với Na
+
đầu tiên, chúng chịu lực hút mạnh nhất, di chuyển chậm nhất nên sẽ thu đựoc ở đỉnh cột.

Các amino axit có mức điện tích trung gian +1 chịu lực hút ít hơn, di chuyển nhanh hơn nên bị hấp thụ phía
cuối của cột. Sau đó quá trình rửa giải, thu hồi, phân tích mỗi phần và ghi nhận dữ liệu đợc thực hiện tự
động nhờ máy phân tích amino axit.





Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
6

Điều chế
22.22 Điều chế valin Me
2
CHCH(
+
NH
3
)COO
-
bằng : (a) phản ứng Hell-Volhard-Zelinsky, (b) kử amin hóa, (c)
tổng hợp Gabriel.


(a) Me
2
CHCH
2
COOH

PBr /
2
Me
2
CHCHBrCOOH

dNH
3
Val

(b) Me
2
CHCOCOOH

PtHNH //
2
3
Val
(c)
O
C
C
O
N CHBrCHMe
2
COOEt
Me
2
CHCH

2
COOEt + Br
2
/P
+
O
C
C
O
N CHCHMe
2
COOEt
H
3
O
COOH
C
O
O
H
Val+


22.23 Điều chế : (a) methionin, MeSCH
2
CH
2
CH(
+
NH

3
)COO
-
(Met) và (b) axit aspatic HOOCCH
2
CH(
+
NH
3
)COO
-
(Asp) từ dietylmalonat (DEM).

Đầu tiên monobrom hóa DEM, rồi cho sản phẩm tác dụng với K phtalimit để tạo este N-
phtalimidomalonic (B).
(a) (EtOOC)
2
CH
2


2
Br
(EtOOC)
2
CHBr (A)
O
C
C
O

N
K
A
-KBr
O
C
C
O
N CH(COOEt)
2
-OEt
MeSCH
2
CH
2
Cl
H
3
O,
Met

(b)
O
C
C
O
N C(COOEt)
2
H
3

O
BrCH
2
COOEt
OEt
CH
2
COOEt
Asp
B


22.24 Điều chế : (a) leucin (Leu) và (b) tyrosin (Tyr) từ dietyl axetamidomalonat (C)


DEM + HONO [O=N-CH(COOEt)
2
] HO-N=C(COOEt)
2


OAc.2Pt/H.1
22
AcNHCH(COOEt)
2
(C)
(a)
C
OEt
BrCH

2
CHMe
2
AcNHC(COOEt)
2
CH
2
CHMe
2
NaOH
1.
2
H
3
O, t
Me
2
CHCH
2
CH(NH
3
)COO

(b)
C
OEt
p-AcOC
6
H
4

CH
2
Cl
AcNHC(COOEt)
2
CH
2
C
6
H
4
OAc-p
NaOH
1.
2
H
3
O, t
p-HOC
6
H
4
CH
2
CH(NH
3
)COO


22.25 Sử dụng tổng hợp Strcker để điều chế phenylalanin (Phe)

Sử lý một andehit với NH
3
và CN
-
tạo ra một -aminonỉtil, thủy phân chất này tạo sản phẩm là một -
amino axit .
PhCH
2
CHO


3
21 NHCN
PhCH
2
CH(NH
2
)CN

+

OHtOH
3
21 .,.
PhCH
2
CH(
+

NH
3
)COO
-
(Phe)

22.26 Nếu các bớc tổng hợp Strecker tạo một amino axit.


R-CHO+:NH
3
R-CH=NH


CN
R-CH(
-
NH)CN

OH
2
RCH(NH
2
)CN

+
OH
3
RCH(
+

NH
3
)COO
-

imin -aminonỉtil -amino axit
Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
7


22.27 Viết công thức cấu tạo các chất từ G đến I :
MeSH +CH
2
=CHCHO G

324
CO)NH/(NaCN
[H]
NaOH
I


G là MeSCH
2
CH
2
CHO, hình thành do cộng kiểu Michael; H là sản phẩm tổng hợp Streker sau đó tạo sản
phẩm là methionin I.
[MeSCH

2
CH
2
CH(NH
2
)CN] MeSCH
2
CH
2
CH(
+
NH
2
)COO
-
H I

22.28 Trình bày phơng pháp tổng hợp prolin từ axit hexandioic (axit adipic).


Chuyển một nhóm -COOH thành -NH
2
qua thoái phân Hofmann. Nhóm -CH
2
COOH còn lại chuyển thành
-CHBrCOOH bằng phản ứng Hell-Volhard-Zelinsky, sau đó khép vòng S
N
2.
HOOC(CH
2

)
3
CH
2
COOH

322
NH.2ClSO.1
H
2
NCO(CH
2
)
3
CH
2
COOH

KOH/Br
2
H
2
N(CH
2
)
3
CH
2
COOH

P/Br
2
H
2
N(CH
2
)
3
CHBrCOOH

2
N
Stửphannội
Pro

22.29 Mô tả hai phơng pháp chuyển hỗn hợp racemic của amino axit thành các đối quang của chúng.


Phải sử dụng một tác nhân bất đối. (1) Nhóm -NH
3
+
của amino axit racemic đợc dấu bằng cách chuyển
thành một amit, sau đó cho nhóm -COOH tự do phản ứng với một đối quang của một bazơ bất đối. Hai
muối là đồng phân dia đợc hình thành qua sự kết tinh phân đoạn. Sau đó tách bazơ và thủy phân nhóm
amit. Cũng có thể este hóa nhóm -COO
-
, sau đó một đồng phân đối quang của một axit bất đối đợc sử
dụng để hình thành hai muối amoni là đồng phân dia. Kết tinh phân đoạn, tách axit và thủy phân hoàn toàn
este. (2) Phản ứng của một đối quang đợc xúc tác bởi enzim. Đầu tiên, amino axit đợc chuyển thành dẫn

xuất N-axetyl. Sau đó ủ với một lợng nhỏ enzim, enzim này làm xúc tác cho quá trình thủy phân L-amino
axit đã đợc axetyl hóa, trong khi D-amino axit không đổi. Tách L-amino axit ra khỏi N-acetyl-D-amino
axit có thể làm đợc dễ dàng do amino axit là một chất lỡng tính còn amit lại là axit. Thủy phân cẩn thận
N-acetyl-D-amino axit (để tránh hiện tợng racemic hóa) thu đợc D-amino axit.

22.30 (a) Sử dụng enzim transaminaza để điều chế một -amino axit bất đối nh thế nào ? (b) Viết chất tham gia
phản ứng điều chế axit aspartic bất đối bằng phản ứng chuyển vị amin này. (c) Cho biết đặc thù lấp thể của
nó.


(a) Trong sự có mặt của enzim transaminaza, axit L-glutamic phản ứng với -xetoaxit cơ sở của L-amino
axit cần điều chế trong sự chuyển đổi đặc thù lập thể mà vẫn giữ tính bất đối (bài tập 84). Đặc trng là Glu
đã nhờng nhóm amin trong quá trình chuyển vị amin.
RCOCOOH + HOOCCH
2
CH
2
CH(
+
NH
3
)
3
COO
-

azaminTransa
RCH(
+
NH

3
)COO
-
+ HOOCCH
2
CH
2
COCOOH
-xetoaxit axit L-glutamic L-aminoaxit axit -xetoglutaric
(b) HOOCCH
2
COCOOH axit oxaloaxxetic
(c) Axit aspatic có cấu hình L do cấu hình đợc giữ nguyên trong quá trình chuyển vị amin

22.31 (a) Quan hệ giữa chất tham gia và sản phẩm trong phản ứng chuyển vị amin là gì ? (b)Cần dùng -xetoaxit
nào để tạo (i) alanin, (ii) leucin, (iii) serin và (iv) glutamin ? (c) Amino axit nào không thể điều chế bằng
phơng pháp chuyển vị amin ?


(a)
axit glutamic + axit oxaloaxetic



axit -xetoglutaric
+ axit aspatic
oxi hóa -1 khử -1 khử - 2 oxi hóa - 2
(b) (i) CH
3
COCOOH (ii) (CH

3
)
2
CHCH
2
COCOOH (iii) HOCH
2
COCOOH (iv)
H
2
NCOCH
2
CH
2
COCOOH
(c) Prolin và hydroxyprolin, do chúng là amin bậc 2, chỉ có các amin bậc 1 mới tham gia loại phản ứng này.

22.32 Từ axit acrilic điều chế : (a) axit -aminobutyric, chất truyền thông tin thần kinh có tên gọi GABA, và (b)
axit -aminopropionic (-alanin), một thành phần của vitamin B
3
(axit pantothenic C
9
H
17
O
5
N).


(a) Nhóm CN

-
phản ứng với axit acrilic bằng phản ứng cộng kiểu Michael đa thêm nhóm -NH
2
và C vào :
CN
-
+ H
2
C=CHCOO
-



OH/OH
2
NCCH
2
CH
2
COO
-


+
H.2Pd/H.1
2
H
3
N
+

CH
2
CH
2
CH
2
COO
-

(b) H
3
N: + H
2
C=CHCOO
-
H
2
NCH
2
CH
2
COO
-


+
H
H
3
N

+
CH
2
CH
2
COO
-
Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
8

phản ứng
22.33 (a) Cho biết sản phẩm của phản ứng giữa alanin MeCH(
+
NH
3
)COO
-
với : (i) (CH
3
CO)
2
O, (ii) EtOH/HCl,
(iii) PhCOCl/NaOH, và (iv) Ba(OH)
2
. (b) Cho biết sản phẩm của phản ứng giữa HONO với (i)
RCH(
+
NH
3

)COO
-
và (ii) RCH(NH
2
)COOEt.


(a) Amino axit tham gia phản ứng theo tính chất đặc trng của nhóm cacboxyl và nhóm amin
(i) CH
3
CONHCHMeCOOH (N-axyl hóa) (iii) PhCONHCHMeCOO
-
Na
+
(N-axyl hóa và tạo muối)
(ii) Cl
-
H
3
N
+
CHMeCOOEt (este hóa) (iv) (H
2
NCHMeCOO)
2
-
Ba
2+
(tạo muối)
(b) (i) HOCHRCOOH + N

2
và (ii)
-
N=
+
N=CRCOOEt (tạo este etyl của axitdiazo bởi sự mất nguyên tử H

).

22.34 Khi đun nóng, amino axit đề hidrat hóa liên phân tử tạo diamit vòng. (a) Viết sản phẩm phản ứng nếu xuất
phát từ glyxin. (b) Khi đun nóng este metyl của rac-alanin thì tạo thành hai đồng phân lập thể dia, một
trong hai phân tử có khả năng quang hoạt. Viết công thức cấu tạo và cho biết hóa học lập thể của chúng.


Dạng cis có thể phân ly đợc
(a)
N
H
HN
OO
(b)
N
N
O
O
Me
H
Me
H

N
N
O
O
Me
H
H
Me
tâm đối xứn
g

cis, racemic trans, mezo

22.35 Cho biết cấu tạo sản phẩm tạo thành khi đun nóng : (a) -amino axit, (b) -amino axit, (c) -amino axit và
(d) -amino axit.


(a) RCH=CHCOO
-
NH
4
+

(b)
H
N
C
O
OH
H

N
C
O
H
- H
2
O
nhiệt

(c)
- H
2
O
H
N
C
O
H
H
N
C
O
H
nhiệt

(d)
+
NH
3
(CH

2
)
5
COO
-
-NH(CH
2
)
5
CO-NH-(CH
2
)
5
CO- (nylon 6)
Sự khép vòng nội phân tử 7 cạnh xảy ra khó khăn, nên đã dễ dàng xảy ra phản ứng liên phân tử. Vì chất đầu
có hai nhóm chức, nên đã xảy quá trình polime hóa.

22.36 Điều chế (a) este etyl N-acetylphenylalanin và (b) este metyl N-benzoylhistidin từ amino axit tơng ứng.


(a)
PhCH
2
CH(
+
NH
3
)COO
-
+ EtOH

42
SOH
PhCH
2
CH(
+
NH
3
)COOEt

Py/OAc
2
PhCH
2
CH(NHCOCH
3
)COOEt
Quá trình axyl hóa nhóm amin xảy ra sau quá trình este hóa để tránh sự thủy phân liên kết peptit trong môi
trờng axit (của phản ứng este hóa).
(b)
N
N
H
CH
2
CHCOO
-
NH
3

PhCOCl
OH
HCl
N
N
H
CH
2
CHCOO
NHCOPh
CH
2
N
2
+
1.
2.


N
N
H
CH
2
CHCOOMe
NHCOPh

Do quá trình este quá đợc tiến hành bằng CH
2
N

2
nên có thể axyl hóa trớc.

Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
9

Peptit và protein
22.37 (a) Liên kết peptit là gì ? (b) Phân biệt một peptit, oligopeptit, polipepetit và protein. (c) Cho biết phơng
thức chuẩn mô tả trật tự liên kết của các aminoaxit trong phân tử peptit. (d) Gọi tên tripeptit Tyr.Thr.Try.


(a) Liên kết peptit (amit) :
C N
O H

(b) Peptit là một amit đợc hình thành bằng phản ứng liên phân tử giữa nhóm amin của amino axit thứ nhất
với nhóm cacboxyl của amino axit thứ hai. Từ hai amino axit (giống hoặc khác nhau) tạo ra một dipeptit, ba
amino axit tạo một trpeptit Nếu có từ 4 đến 10 mắt xích amino axit, peptit đợc gọi là oligopeptit.
Polipepetit là một mạch gồm nhiều amino axit. Trong thực tế sử dụng thờng không phân biệt rõ ràng hai
thuật ngữ peptit và polipeptit. Protein cấu thành từ một hay nhiều mạch peptit mà mỗi mạch nh vậy chứa
tới vài trăm amino axit. Tổng số mắt xích có thể dao động từ 50 đến trên 1000.
(c) Theo qui định, amino axit chứa nhóm amin tự do (N-đầu mạch) đợc viết bên trái và amino axit chứa
nhóm cacboxyl tự do (C-cuối mạch) đợc viết bên phải. Tiếp vị ngữ "in" đợc thay thế bằng "yl" cho tất cả
các amino axit trong mạch từ trái sang phải, trừ amino axit có nhóm cacboxyl tự do (C-cuối mạch) là đợc
giữ nguyên. (d) Tyrosylthreonyltryptophan (Chú ý rằng tryptophan là amino axit duy nhất có tên gọi không
kết thúc bằng "in").

22.38 (a) Gọi tên các dipeptit khác nhau đợc hình thành từ alanin và glyxin. (b) Sử dụng alanin, glyxin và tyrosin
có thể tạo đợc bao nhiêu tripeptit ? (c) Trong số các peptit của câu (b) có bao nhiêu phân tử đồng thời chứa

cả 3 loại amino axit ? (d) Có bao nhiêu tetrapeptit đợc hình từ 3 amino axit của câu (b) ?


(a) Bốn dipeptit : Ala.Ala; Ala.Gly; Gly.Ala; Gly.Gly. (b) 3ì3ì3 = 3
3
= 27 tripeptit. (c) 3ì2ì1 = 3! = 6
tripeptit. (d) 3
4
= 81 tetrapeptit.

22.39 Giải thích tại sao liên kết C-N trong nhóm peptit lại ngắn hơn và bền hơn liên kết đơn C-N thông thờng và
tại sao việc quay liên kết này bị hạn chế ?


Liên kết C-N của peptit có một phân tính chất của liên kết đôi do sự dịch chuyển electron không liên kết
trên nguyên tử N về phía nguyên tử O của nhóm C=O, các nguyên tử trong nhóm CO-N đồng phẳng.

22.40 Viết công thức cấu tạo cho (a) alanylvalin và (b) valylalanin


(a) MeCH(
+
NH
3
)CO-NHCH(CHMe
2
)COO
-
(b) Me
2

CH CH(
+
NH
3
)CO- NHCH(Me)COO
-


22.41 Cho nhận xét về quá trình tổng hợp đợc đề nghị dới đây :
H
3
N
+
CHRCOO
-


2
SOCl
H
3
N
+
CHRCOCl
H
3
N
+
CHRCOCl + H
3

N
+
CHR'COO
-
H
3
N
+
CHRCONHCHR'COO
-



Trong quá trình cộng tạo ra sản phẩm mong muốn, phân tử clorua axit sẽ phản ứng với phân tử khác tạo
dipeptit, sau đó các dipeptit lại phản ứng tiếp tạo peptit cao hơn :
H
3
N
+
CHRCOCl + H
3
N
+
CHRCOCl H
3
N
+
CHRCONHCHRCOCl
Nếu không bảo vệ nhóm amin thì không thể đảm bảo rằng phân tử chỉ phản ứng ở nhóm -COOH của nó.
Đồng thời cũng nên để ý rằng HCl sinh ra trong sản phẩm sẽ gây ra sự racemic hóa và tạo điều kiện cho

phản ứng thủy phân liên kết peptit xảy ra. Nh vậy quá trình tổng hợp trên là không thể đợc.

22.42 Nêu nguyên tắc bảo vệ nhóm chức trong tổng hợp peptit.


Trớc hết, các nhóm amin và cacboxyl không tham gia liên kết peptit phải đợc che để không còn khả năng
phản ứng, sau đó che luôn các nhóm chức có khả năng phản ứng trong gốc R, để ngăn cản không cho
chúng tham gia vào các bớc tổng hợp kế tiếp. Phơng pháp bảo vệ đợc chọn ở đây phải không gây ra sự
racemic hóa và không làm biến đổi cấu trúc hóa học của mạch nhánh. Sau khi hoàn thành quá trình tổng
hợp, các nhóm đã bảo vệ phải đợc giải phóng trở lại nh lúc đầu bằng một phơng pháp thật em dịu để
đảm bảo không gây ra sự sắp xếp lại, sự racemic hóa hay sự phân cắt liên kết peptit.

22.43 (a) Cho biết sản phẩm tạo thành trong phản ứng giữa p-toluensulfonyl clorua với một amino axit. (b) Làm
thế nào để giải phóng nhóm tosyl ? (c) Có nhóm chức nào khác bị khử ?


(a) H
3
N
+
CHRCOO
-


HCl.2NaOH,TsCl.1
p-MeC
6
H
4
SO

2
NHCHRCOOH
(b) Na trong NH
3
lỏng. Riêng nhóm sulfonyl thơm bị khử.
(c)

Bất cứ este của axit cacboxilic nào : -COOR -CH
2
OH (+HOR), nhóm disulfua : -S-S- 2-SH
Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
10

22.44 (a) Benzyl clocacbonat PhOCOCl (cũng còn gọi là cacbobenzoxy clorua - CBzCl) là một tác nhân thông
dụng bảo vệ nhóm amin của một amino axit. Viết công thức cấu tạo sản phẩm phản ứng của nó với một
amino axit. (b) Làm thế nào để giải phóng nhóm này ?


(a) PhCH
2
O-CO-NH-CH(R)COOH (A), hoặc CBz-NH-CH(R)COOH. Sản phẩm là một uretan (một
cacbamat), hoặc semieste và semiamit của axit cacbonic. (b) Thủy phân có xúc tác tách liên kết benzyl-O
hình thành một axit cacbamic không bền, axit này tiếp tục đề cacboxilat hóa.
A

Pd/H
2
PhCH
3

+ [HOOCNHCHRCOOH] CO
2
+ RCH(
+
NH
3
)COO
-

Nếu mạch nhánh chứa S (một chất độc đối với xúc tác Pd) thì khi đó phải dùng Na trong NH
3
lỏng.
22.45 Một nhóm khác có thể bảo vệ nhóm -NH
2
là t-butoxycacbonyl (Boc) t-BuO
C
=O, xuất ph
át từ
t-butylcacbonat hoặc t-butoxycacbonyl azit. (a) Viết công thức cấu tạo dẫn xuất Boc của một amino axit.
(b) Làm thế nào để giải phóng nhóm này ?


(a) t-BuOCO-NHCHRCOOH
(b) Vì nhóm bảo vệ là một este t-butyl nên có thể thủy phân dễ dàng trong axit khan (CF
3
COOH hoặc HBr
trong HOAc). Quá trình tách tạo t-Bu
+
và một axit cacbamic, axit này phân hủy cho ra CO
2

và amino axit.
C
O
t-BuO NHCH
R
COO
H
t-Bu
+
+
C NHCH
R
COO
H
O
OH
CO
2
+H
3
N
+
CHRCOO
-
+Me
2
C=CH
2
+ H
+

22.46 Tổng hợp dipeptit glyxylprolin


CBzCl + H
3
N
+
CH
2
COO
-


HCl
CBzNHCH
2
COOH

5
PCl
CBzNHCH
2
COCl


OH/olinPr


NCBzNHCH

2
C
H
C
O
O
O


Pt/H
2

NH
3
NCH
2
C
H
C
O
O
O
+ CO
2
+ PhCH
3


22.47 Làm thế nào để bảo các nhóm chức trên mạch nhánh sau trong suốt quá trình tổng hợp peptit ? Làm thế nào
để giải phóng chúng ? (a) -OH trong serin, (b) -SH trong cystein, (c) -COOH trong axit glutamic, (d) -NH

2

trong lysin, (e) imidazyl trong histidin, và (f) guanadyl trong argenin


Xem bảng 22-3
Nhóm cần đợc bảo vệ Nhóm bảo vệ Phơng pháp giải phóng
(a)

-OH acetyl
benzyl
kiềm yếu
H
2
/Pd
(b)

-SH benzyl Na trong NH
3
lỏng
(c)

-COOH este metyl hoặc etyl
este benzyl
kiềm yếu
kiềm yếu , H
2
/Pd
(d)

-NH
2
Cbz
Boc
p-toluensulfonyl
H
2
/Pd
CF
3
COOH, HBr trong HOAc
Na trong NH
3
lỏng
(e)

N
N
H




N - benzyl



Na trong NH
3
lỏng

(f)

-NH-C(NH
2
)=NH H
+
trung hòa

22.48 Nguyên tắc hoạt hóa nhóm cacboxyl cuối mạch với mẫu thử.



Chuyển nhóm -COOH thành nhóm este hoạt động -COOR, với R là nhóm dễ giải phóng nh p-O
2
NC
6
H
4
-
hoặc một thioeste RCOSC
6
H
4
NO
2
-p. Hình thành một hợp chất axyl hoạt động nh AA-COZ, với Z là -O-
PO(OR)
2
, -OCOR hoặc -N
3

.
Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
11

22.49 Việc hoạt hóa C-cuối mạch của một amino axit, sau đó kết hợp với một amino axit thứ hai đợc thực hiện
bởi tác nhân dixclohexylcacbodiimit (DCC) C
6
H
11
-N=C=N- C
6
H
11
. (a) Viết công thức cấu tạo sản phẩm của
phản ứng giữa DCC với RCOOH. (b) Viết phản ứng giữa sản phẩm thu đợc ở câu (a) và một amin R'NH
2
.
(c) Giải thích phản ứng này.


(a) RCOOH + C
6
H
11
-N=C=N- C
6
H
11

R C O C N C
6
H
11
O NHC
6
H
11
(A)
(b) A + R'NH
2
RCONHR' + C
6
H
11
-NH-CO-NH- C
6
H
11
(một dẫn xuất của ure)
(c)

Phản ứng này là một quá trình chuyển vị axyl, với nhóm -CO- của axit đợc hoạt hóa thành tác nhân
nucleofin bởi RNH
2
.

22.50 Tổng hợp este metyl của alanylglyxin sử dụng DCC.

Bớc 1 : Bảo vệ N-cuối mạch của alanin :
H
3
N
+
CHMeCOO
-
+ CBzCl (xem bài 44) CbzNHCHMeCOOH (B)
Bớc 2 : Phản ứng với DCC
B + DCC
CBzNHCHMe C O C N C
6
H
11
O NHC
6
H
11
(C)
Bớc 3 : Phản ứng với este metyl của glyxin
C + H
2
NCH
2
COOMe CbzNHCHMeCONHCH
2
COOMe (D) + C
6
H
11

NHCONHC
6
H
11

Bớc 4 : Giải phóng nhóm bảo vệ
D

Pd/H
2
H
2
NCHMeCONHCH
2
COOMe.

22.51 Mô tả tổng hợp peptit theo quá trình pha rắn Merrifield.


Pha rắn là chuỗi polistiren (-CH
2
-CHPh-)
n
. Tuy nhiên, với vòng benzen phải có nhóm thế p- CH
2
Cl nhô ra
ngoài bề mặt. Pha rắn có thể biểu diễn là [P]-CH
2
Cl, với [P] là mạch chính polystiren. Mạch peptit sau khi
bảo vệ nhóm amin bằng Boc sẽ bắt đầu liên kết với pha rắn từ C-cuối mạch tạo este benzyl, sau đó giải

phóng nhóm Boc.
[P]-CH
2
Cl +
-
OOCCHRNHBoc


Cl
[P]-C
6
H
4
-CH
2
OOCCHRNHBoc

COOHCF
3
[P]-C
6
H
4
-CH
2
OOCCHRNH
2
.
Một amino axit thứ hai (đã đợc bảo vệ bằng Boc, do vậy không tự dime hóa) đợc thêm vào, cùng với
DCC. Bớc thứ hai (thêm amino axit và tái tạo nhóm -NH

2
) đợc lấp lại nhiều lần theo yêu cầu. Giữa mỗi
bớc, mạch [P]-peptit hình thành đợc rửa bằng dung môi thích hợp để giải phóng lợng thuốc thử d và
sản phẩm phụ. Nh vậy sẽ không phải tách và tinh chế, hàm lợng sản phẩm sinh ra sẽ cao. Chất phản ứng
Boc-amino axit và CF
3
COOH đợc thêm vào bằng một hệ thống tự động. Quá trình giải phóng peptit khỏi
polime và giải phóng nótt nhóm Boc cuối cùng đợc thực hiện bằng HF khan.

22.52 Amino axit nào có thể tạo cầu nối hai mạch peptit ? Cho ví dụ minh họa.


Cystein, qua cầu nối disulfua. Cầu nối cũng xảy ra với các nhóm thế trên cùng mạch
O
C CH NH Cy
CH
2
S S
Cy
S
S
CH
2
C
H
H
N
O
C

Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
12

Xác định cấu trúc
22.53 Phơng pháp tách riêng các peptit ?


Peptit còn chứa một nhóm -
+
NH
3
tự do và một nhóm -COO
-
tự do cuối mạch. Hơn nữa, nhóm R còn lại
trên mạch của một vài amino axit có nhóm thế góp phần vào tính lỡng tính của peptit. Nh vậy, mỗi peptit
có đờng cong chuẩn độ và điểm đẳng điện riêng. Trên cơ sở này có thể tách riêng các peptit bằng phơng
pháp sắc kí, phơng pháp điện di hoặc kết hợp cả hai phơng pháp này.

22.54 Làm thế nào để thủy phân peptit ?


Đun nóng peptit với axit mạnh hoặc bazơ mạnh sẽ thủy phân tất cảc các liên kết peptit giải phóng các
amino axit thành phần. Có thể thủy phân từng phần có lựa chọn với sự tham gia của các của enzim
proteolytic (cắt mạch protein). Ví dụ nh trypsin chỉ thủy phân một liên kết peptit hình thành từ nhóm
cacboxyl của lysin hoặc argenin, chymotrypsin thủy phân một liên kết peptit hình thành từ nhóm cacboxyl
của phenylalanin, tyrosin hoặc tryptophan.

22.55 Khi thủy phân hoàn toàn (a) và thủy phân từng phần (b) tetrapeptit Ala.Met.Gly.Val thì sản phẩm là gì ?


(a) Các amino axit là Ala, Met, Gly và Val. (b) Dipeptit là Ala.Met, Met.Gly và Gly.Val; tripeptit là
Ala.Met.Gly và Met.Gly.Val.

22.56 (a) Viết phản ứng của một chuỗi peptit Pep-NHCOCHRNH
3
+
với dansylclorua, 5-dimetylamino-1-
naphtalensulfonyl clorua. (b) Giải thích việc sử dụng quá trình dansyl hóa để phân tích nhóm đầu mạch.



(a)
SO
2
Cl
2
NMe
2
H
3
NCHRCONH-Pep
OH
-
+
SO
2

NHCHRCONH-Pep
NMe
2

(b) N-đầu mạch đợc chuyển thành nhóm sulfoamit. Peptit đợc thủy phân trong axit thành các amino axit
thành phần và dẫn xuất dansyl của amino axit N-đầu mạch (sulfoaxit không bị thủy phân trong axit), tách
riêng các sản phẩm và nhận biết. Dễ dàng xác định peptit đã dansyl hóa và amino axit N-đầu mạch do hiện
tợng huỳnh quang.

22.57 (a) Viết phản ứng của thuốc thử Sanger , 1-flo-2,4-
dinitrobenzen (DNFB), với một mạch peptit
Pep-NHCOCHRNH
3
+
. (b) Phản ứng này đợc sử dụng để xác định N-đầu mạch nh thế nào ?


(a)
H
3
NCHRCONH-Pep
NO
2
F
NO
2
+
NO
2
NHCHRCONH-Pep

NO
2
+ HF

(b) Thủy phân N-DNP-
peptit trong môi trờng axit thành các amino axit thành phần và
N-2,4-dinitrophenylaminoaxit (N-DNP-aa, với aa là amino axit N-đầu mạch), chất này có màu vàng, đem
sắc kí so sánh với mẫu chuẩn ta biết đợc amino axit N-đầu mạch.

22.58 Nhóm -NH
2
của lysin cũng phản ứng với dansylclorua (và thuốc thử Sanger). (a) Lysin N-đầu mạch khác
gì so với lysin phía trong mạch peptit ? (b) Lysin trong mạch khác gì các amino axit N-đầu mạch không có
thêm nhóm bazơ ?


(a) Sau khi thủy phân, lysin N-cuối mạch đợc tách ra nh một disulfoamit, vì cả hai nhóm amin đều phản
ứng với dansylclorua. Lysin trong mạch đợc tách ra dới dạng monosulfoamit. (b) Amino axit N-đầu
mạch có một nhóm -sulfoamit và có thể so sánh với một -monosulfoamit chuẩn. Sulfoamit của lysin
trong mạch không tồn tại ở vị trí C

.

22.59 Trình bày phơng pháp xác định amino axit C-cuối mạch.


ủ peptit với enzim cacboxypeptitdaza, enzim này tạo phản ứng thủy phân liên kết peptit tại amino axit C-
cuối mạch. Kéo dài thời gian ủ, các amino axit C-cuối mạch đợc tách ra. Nghiên cứu tốc độ xuất hiện mỗi
amino axit mới sẽ cho ta thông tin về trật tự của một số hữu hạn các amino axit C-cuối mạch.
Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ

Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
13

22.60 (a) Viết phản ứng thoái phân Edman của Pep-NHCOCHRNH
3
+
. (b) u thế của việc sử dụng thoái phân
Edman xác định amino axit N-đầu mạch là gì ?


(a) Trong thoái phân Edman, PhN=C=S phản ứng với -NH
2
của amino axit N-cuối mạch.

C
HR
NH
CSPhN
OC
-H
3
N-Pep
H
3
O
+
PhNH-CS-NHCHRCONH-Pep
PhN=C=S + H
3
N

+
CHRCOCH-Pep
OH
-
aminoaxit phenylthiohydantoin

(b) Do điều kiện thủy phân êm dịu nên chỉ có amino axit cuối mạch tách ra, phần còn lại của amino axit
không thay đổi. Sau đó nó tự động khép vòng, điều này làm cho quá trình tách xảy ra hoàn toàn và xác định
đợc trật tự trong amino axit còn lại.

22.61 Cho biết cyanobromua Br-CN đợc sử dụng trong việc tách chọn lọc một peptit nh thế nào ?



HC
H
2
C
O
C
Pep
1
-HN
CH
2
SMe
NH-Pep
2
B
r

C
N
-Br
-
+
CH
H
2
C
O
CPep
1
-HN
CH
2
NH-Pep
2
-MeSCN
S
Me
CN
C
H
2
O
CH
H
2
C
Pep

1
-HN
NH-Pep
2
C
H
2
O
CH
H
2
C
Pep
1
-HN
O
+ Pep
2
-NH
3
H
3
O
+

22.62 Các ekephalin là cấu tử pentapeptit của các endorphin. Xác định trật tự các aminoaxit trong ekephalin từ
các dữ kiện sau : Thủy phân hoàn toàn ekephalin (A) thu đợc Gly, Phe, Leu và Tyr, còn thủy phân từng
phần thu đợc Gly.Gly.Phe và Tyr.Gly. Cho A phản ứng với dansyl clorua sau đó thủy phân và xác định
bằng phơng pháp sắc kí thì thấy có sản phẩm là dẫn xuất dansyl của tyrosin.

Thí nghiệm với dansyl clorua cho biết aminoaxit N-đầu mạch là Tyr, kết hợp với các mảnh sinh ra do sự
thủy phân từng phần Tyr.Gly Gly
.Gly.Phe (bỏ bớt một Gly do A chỉ là pentapeptit) ta có đợc trật tự
Tyr.Gly.Gly.Phe. Đến đây thấy rằng Leu phải là aminoaxit C-cuối mạch, nh vậy trật tự liên kết của các
aminoaxit trong ekephalin là Tyr.Gly.Gly.Phe.Leu.

22.63 Khi thủy phân hoàn toàn 1 mol tripeptit B thu đợc 2 mol Glu, 1 mol Ala và 1 mol NH
3
. X không phản ứng
với 2,4-dinitroflobenzen và X chỉ có một nhóm cacboxyl tự do. Thủy phân X nhờ enzim cacboxipeptidaza
thu đợc alanin. Xác định công thức cấu tạo của B.


Thủy phân B nhờ enzim cacboxipeptidaza thu đợc alanin aminoaxit C-cuối mạch là Ala và nh vậy
tripeptit B có cấu tạo theo trật tự : Glu-Glu-Ala. B không phản ứng với 2,4-dinitroflobenzen và B chỉ có một
nhóm cacboxyl tự do nhóm -NH
2
của aminoaxit N-đầu mạch đã tạo lactam với nhóm cacboxyl của Glu
thứ nhất. Khi thủy phân hoàn toàn 1 mol tripeptit B thu đợc 1 mol NH
3
nhóm cacboxyl của Glu thứ hai
tồn tại ở dạng amit -CONH
2
. Vậy :
O C
CH
2
NH
CH

CH
2
CO NH CH CO
(CH
2
)
2
-CONH
2
NH CH
CH
3
COOH
B là


22.64 Thủy phân hoàn toàn hexapeptit (C) thu đợc Ala, Arg, Gly, Lys, Try, Val và NH
3
. ủ hexapeptit C với
chymotrypsin thu đợc một dipeptit là Arg.Try và một tetrapeptit (D) chứa Gly, Lys, Ala và Val. C hoặc D
đều không phản ứng khi ủ với cacboxypeptitdaza. Khi thủy phân từng phần D thu đợc Ala.Val, Gly.Lys,
Lys.Ala và NH
3
. Khi thực hiện phản ứng thoái phân Edman đơn với D thì thu đợc chất E (công thức cho
dới đây). Xác định cấu trúc của C.
NN HPh
S
O
E

:



Sự hình thành E cho thấy rằng aminoaxit N-đầu mạch của D là Gly. Viết dipeptit chứa Gly đầu tiên sau đó
lợc bỏ các aminoaxit lặp lại : Gly.Lys Lys
.Ala Ala.Val ta đợc trật tự cấu trúc của D : Gly.Lys.Ala.Val.
Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
14

Nhóm cacboxyl cuối mạch phải tồn tại ở dạng amit (do không phản ứng với cacboxypeptidaza). Khi thủy
phân liên kết cacboxypeptit giữa Try và chymotrypsin hình thành nên Arg.Try cho thấy Try liên kết với Gly
của D. Vậy trật tự liên kết trong C là : Arg.Try.Gly.Lys.Ala.Val-amit.

22.65 Từ các thông tin sau hãy cho biết trật tự liên kết giữa các aminoaxit trong heptapeptit (F). Thủy phân hoàn
toàn tạo ra Ser.Asp.Phe (G), Ala.His.Ser (H), và Phe.Ala (I), ủ một thời gian với cacboxypeptidaza giải
phóng ra Ala.


Sự thủy phân với xúc tác enzim cho thấy rằng aminoaxit C-cuối mạch là Ala. Nh vậy I sẽ ở cuối mạch, G
trớc I và sau H. Từ đó ta có đợc trật tự : Ala.His. Ser.Asp.Phe.Ala. Aminoaxit thứ bảy phải trớc Ala của
H, nó chỉ có thể là Phe từ I. Vậy trật tự liên kết trong F sẽ là Phe. Ala.His. Ser.Asp.Phe.Ala.

22.66 Đờng nhân tạo aspartam là một dipeptit tổng hợp : Asp.Phe. (a) Phân tử chất này có bao nhiêu đồng phân
lập thể ? (b) Viết cấu tạo đồng phân của aspartam ứng với các aminoaxit đều có nguồn gốc tự nhiên.


(a) Aspartam có hai nguyên tử C bất đối, nh vậy sẽ có bốn đồng phân lập thể : S, S; R, R; S, R và R, S.
(b) Vì trong tự nhiên Asp và Phe đều có cấu hình S nên sự kết hợp của chúng tạo ra đồng phân S, S. Giả sử

không xảy ra sự raxemic hóa trong quá trình tổng hợp thì công thức cấu tạo sẽ là :
H
3
+
N C
CH
2
H
C N
O
C
H
COO
-
H
CH
2
Ph
(S, S
)
HOOC


22.67 Nonapeptit vasodilator bradykinin chứa các aminoaxit sau : 2Arg, Gly, 2Phe, 3Pro và Ser. Thủy phân với
cacboxypeptidaza thì thấy Arg đợc giải phóng đầu tiên. Thủy phân từng phần thì tạo các sản phẩm :
Pro.Pro.Gly, Ser.Pro.Phe, Pro.Gly.Phe, Arg.Pro và Phe.Ser. Xác định trật tự liên kết của các aminoaxit trong
bradykinin.


Thủy phân với cacboxypeptidaza cho thấy Arg là aminoaxit C-cuối mạch. Xếp các phân mạnh theo nguyên

tắc aminoaxit ở cuối mảnh này giống với aminoaxit ở đầu mảnh kế tiếp ta đợc :
Arg.Pro Pro
.Pro.Gly Pro.Gly.Phe Phe.Ser Ser.Pro.Phe Arg
Lợc bỏ các aminoaxit trùng lặp ta có trật tự : Arg.Pro.Pro.Gly.Phe.Ser.Pro.Phe.Arg.

22.68 Pentapeptit A có thành phần 2Gly, Ala, Phe và Val, không tạo N
2
khi tác dụng với HNO
2
. Thủy phân A tạo
sản phẩm Ala.Gly và Gly.Ala. Viết công thức có thể có của A.


Tác dụng với HNO
2
không giải phóng N
2
cho thấy A không có N-đầu mạch và A phải là một peptit vòng.
Một phần trật tự phải có của A là Gly.Ala.Gly, còn các aminoaxit Phe và Val hì có thể có hai thứ tự liên kết
khác nhau :
Gly.Ala.Gly
P
h
e
.
V
a
l
hoặc
Gly.Ala.Gly

V
a
l
.
P
h
e


22.69 Có thể khử liên kết disunfua thành -SH khi cho tác dụng với một luợng d HS-CH
2
-CH
2
-OH. (a) Viết
phơng trình phản ứng giữa RS-SR với 2-mecaptoetanol và giải thích tại sao phải dùng d nhiều 2-
mecaptoetanol. (b) Cho biết phản ứng này đợc sử dụng nh thế nào trong quá trình xác định trật tự liên kết
của các aminoaxit trong các protein.


(a) RS-SR + 2 HS-CH
2
-CH
2
-OH 2RSH + HO-CH
2
-CH
2
-S-S-CH
2
-CH

2
-OH
Dùng d 2-mecaptoetanol làm cân bằng trên chuyển dịch nhiều hơn theo chiều thuận.
(b) Dùng loại phản ứng này để phá vỡ tất cả các cầu nối diunfua đều trớc các bớc xác định khác.

22.70 Dithiothreiton, HS-CH
2
-CHOH-CHOH-CH
2
-SH (A) , có chức năng giống nh 2-mecaptoetanol (xem bài
22.69). (a) Viết phơng trình phản ứng giữa R-S-S-R với A. (b) Giải thích tại sao phản ứng ứng này xảy ra
mạnh theo chiều thuận ?


(a)
RS SR
SH
SH
HO
HO
2RSH
S
S
HO
HO
K = 10
4
+ +

(b) Sự khép vòng làm phản ứng này có lợi về entropi hơn so với phản ứng trong câu 22.69.

Amino axit, Peptit và Protein - 3000 bài tập có lời giải Hóa Học Hữu Cơ
Trờng THPT chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng
15

22.71 Phân biệt protein đơn giản và phức tạp.


Protein đơn giản trong phân tử chỉ chứa các aminoaxit, protein phức tạp ngoài các aminoaxit còn có các
nhóm bổ sung.

22.72 Phân loại các protein phức tạp dựa trên nhóm bổ sung của nó.


Xem bảng 22-4
Bảng 22-4
Loại Nhóm bổ sung Ví dụ
Photphoprotein Nhóm photphat Cazein của sữa
Lipoprotein Lipit, este colesteron HDL
Glycoprotein Cacbonhidrat mucin (thành phần của nớc bọt), interferon
Nucleoprotein Heme (porphyrin sắt)
Kẽm
Hemoglobin, Myoglobin, Cytocrom
Ancol dehidrogen (enzim)
Flavoprotein Flavin nucleotit dehidro sucxinat

22.73 Phân loại protein theo (a) hình dạng và (b) chức năng sinh học.

(a) Các protein hình cầu đợc gọi là Globular (hình cầu) và các protein hình sợi hoặc phẳng đợc gọi là
fibrous (hình sợi). (b) Enzim, hormon, kháng thể, vận chuyển, cấu tạo,

22.74 Định nghĩa cấu trúc cấp một, cấp hai, cấp ba, cấp bốn của protein.


Cấu trúc cấp một của protein đợc xác định bởi trật tự liên kết giữa các aminoaxit trong chuỗi peptit, cấu
trúc cấp hai đợc xác định bởi cấu dạng của các protein, cấu trúc cấp ba liên quan đến sự gấp khúc của
phân tử protein, cấu trúc cấp bốn hình thành khi hai hay nhiều mạch peptit trong các protein khác nhau liên
kết với nhau do lực tơng tác yếu giữa các nhóm trên bề mặt của chúng. Trong trờng hợp này các protein
còn đợc gọi là oligome (dime, trime, ).

22.75 (a) Loại liên kết nào là nguyên nhân chính tạo ra cấu trúc bậc hai của protein ? (b) Mô tả ba loại cấu trúc
bậc hai khác nhau.


(a) Liên kết H giữa nhóm N-H và O=C. (b) (1)