Những bài học hữu ích về Hóa hữu cơ ( phần 2) docx

Tuyển tập Hóa hữu cơ ( phần 12)

Amit

Amit có thể được coi là dẫn xuất của axit cacboxylic khi thế nhóm OH
bằng nhóm amin (NH
2
) hay các nhóm R - NH, (R)
2
N.

- Amit của axit fomic là chất lỏng, các amit khác là chất rắn.
- Amit được điều chế bằng phản ứng giữa NH
3
với dẫn xuất thế clo của
axit hoặc với este.
Ví dụ:


- Amit của axit cacbonic gọi là cacbamit hay ure:

Ure là chất tinh thể, có tính bazơ yếu (do nhóm NH
2
), dễ dàng tạo muối
với axit. Ure bị phân huỷ khi có tác dụng của các vi sinh vật trong đất.

Ure được dùng làm phân bón, điều chế chất dẻo urefomanđehit (- HN -
CO - NH - CH
2
-)
n

Trong công nghiệp, ure được điều chế bằng phản ứng.

Aminoaxit

1. Cấu tạo:
Công thức tổng quát : (NH
2
)
x
- R - (COOH)
y

Aminoaxit là hợp chất hữu cơ tạp chức, có chứa cả nhóm -NH
2
(bazơ)
và nhóm -COOH (axit) trong phân tử.
Có thể coi aminoaxit là dẫn xuất thế NH
2
vào nguyên tử H ở gốc R của
axit cacboxylic, khi đó nhóm NH
2
có thể đính vào những vị trí khác nhau
(a, b, g,…) trên mạch C.
g b a
- C - C - C - COOH
Các aminoaxit có trong các chất anbumin tự nhiên đều là a-aminoaxit.
Có những aminoaxit trong đó số nhóm NH
2
và số nhóm COOH không

bằng nhau. Tính axit - bazơ của aminoaxit tuỳ thuộc vào số nhóm của
mỗi loại.
2. Tính chất vật lý
Các aminoaxit đều là những chất tinh thể, nóng chảy ở nhiệt độ tương
đối cao đồng thời bị phân huỷ. Phần lớn đều tan trong nước, ít tan trong
dung môi hữu cơ.
3. Tính chất hoá học
a) Vừa có tính axit, vừa có tính bazơ
- Trong dung dịch tự ion hoá thành lưỡng cực:

- Tạo muối với cả axit và kiềm:

- Phản ứng este hoá với rượu.

b) Phản ứng trùng ngưng tạo polipeptit
- Trùng ngưng giữa 2 phân tử tạo đipeptit.

- Trùng ngưng tạo ra polipeptit


Các polipeptit thường gặp trong thiên nhiên (protein)
4. Điều chế.
a) Thuỷ phân các chất protein thiên nhiên

b) Tổng hợp
- Từ dẫn xuất halogen của axit.


- Tổng hợp nhờ vi sinh vật.
5. Giới thiệu một số aminoaxit

a) Các aminoaxit thiên nhiên có trong protein
- Glixin: H
2
N - CH
2
- COOH

Còn gọi là a - aminoaxit propionic.

Là tinh thể không màu, tan trong nước, cho vị chua. Muối mononatri
glutamat (mì chính) có vị ngọt của thịt, dùng làm gia vị.

b) Các aminoaxit dạng w (nhóm NH
2
ở cuối mạch C)
- Axit w - aminocaproic.
H
2
N - (CH
2
)
5
- COOH
Khi trùng ngưng tạo thành poliamit dùng để chế tạo tơ capron.

- Axit w - aminoenantoic.
H
2
N - (CH
2

)
6
- COOH
Khi trùng ngưng tạo thành polime để chế tạo sợi tổng hợp enan.


Protein

1. Thành phần - cấu tạo
- Thành phần nguyên tố của protein gồm có: C, H, O, N, S và cả P, Fe,
I, Cu.
- Protein là những polime thiên nhiên cấu tạo từ các phân tử aminoaxit
trùng ngưng với nhau.
- Sự tạo thành protein từ các aminoaxit xảy ra theo 3 giai đoạn.
+ Giai đoạn 1: Tạo thành chuỗi polipeptit nhờ sự hình thành các liên
kết peptit.
+ Giai đoạn 2: Hình thành cấu trúc không gian dạng xoắn (như lò xo)
của chuỗi polipeptit nhờ các liên kết hiđro giữa nhóm của vòng
này với nhóm - NH - của vòng tiếp theo.

ở dạng xoắn, gốc R hướng ra phía ngoài.
+ Giai đoạn 3 các chuỗi polipeptit ở dạng xoắn cuộn lại thành cuộn
nhờ sự hình thành liên kết hoá học giữa các nhóm chức còn lại trong gốc
aminoaxit của chuỗi polipeptit.
Với cách cấu tạo như vậy từ hơn 20 aminoaxit đã tạo thành hàng ngàn
chất protein khác nhau về thành phần, cấu tạo trong mỗi cơ thể sinh vật.
Mỗi phân tử protein với cấu hình không gian xác định, với nhóm chức
bên ngoài hình xoắn mang những hoạt tính sinh học khác nhau và thực
hiện những chức năng khác nhau trong hoạt động sống của cơ thể.
2. Tính chất:

a) Các protein khác nhau tạo thành những cuộn khác nhau. Có 2 dạng
chính.
- Hình sợi: như tơ tằm, lông, tóc.
- Hình cầu: Như anbumin của lòng trắng trứng, huyết thanh, sữa.
b) Tính tan: rất khác nhau
- Có chất hoàn toàn không tan trong nước (như protein của da, sừng,
tóc…)
- Có protein tan được trong nước tạo dung dịch keo hoặc tan trong
dung dịch muối loãng.
Tính tan của một số protein có tính thuận nghịch: nếu tăng nồng độ
muối thì protein kết tủa, nếu giảm nồng độ muối protein tan.
c) Hiện tượng biến tính của protein
Khi bị đun nóng hay do tác dụng của muối kim loại nặng hoặc của axit
(HNO
3
, CH
3
COOH), protein bị kết tủa (đông tụ) kèm theo hiện tượng
biến tính. Khi đó, các liên kết hiđro, liên kết muối amoni, liên kết
đisunfua, liên kết este bị phá huỷ và làm mất hoạt tính sinh học đặc trưng
của protein.
d) Tính lưỡng tính của protein
Vì trong phân tử protein còn có nhóm - NH
2
và - COOH tự do nên có
tính bazơ và tính axit tuỳ thuộc vào số lượng nhóm nào chiếm ưu thế.
Trong dung dịch, protein có thể biến thành ion lưỡng cực
+
H
3

N - R -
COO
-
.
Khi tổng số điện tích dương và điện tích âm của ion lưỡng cực bằng
không thì protein được gọi là ở trạng thái đẳng điện.
e) Thuỷ phân protein

f) Phản ứng có màu của protein
Tương tự peptit và aminoaxit, protein tham gia phản ứng cho màu.
- Phản ứng biure: Cho protein tác dụng với muối đồng (CuSO
4
) trong
môi trường kiềm cho màu tím do sự tạo thành phức chất của đồng (II) với
hai nhóm peptit.
- Phản ứng xantoproteinic: Cho HNO
3
đậm đặc vào protein sẽ xuất
hiện màu vàng. Nguyên nhân do phản ứng nitro hoá vòng benzen ở các
gốc aminoaxit tạo thành các hợp chất nitro dạng thơm có màu vàng.
3. Phân loại protein
Gồm 2 nhóm chính:
a) Protein đơn giản: chỉ cấu tạo từ các aminoaxit, khi thuỷ phân hầu
như không tạo thành các sản phẩm khác. Các protein đơn giản lại được
chia thành nhiều nhóm nhỏ. Ví dụ:
- Anbumin: Gồm một số protein tan trong nước, không kết tủa bởi dung
dịch NaCl bão hoà nhưng kết tủa bởi (NH
4
)
2

SO
4
bão hoà. Đông tụ khi
đun nóng. Có trong lòng trắng trứng, sữa.
- Globulin: Không tan trong nước, tan trong dung dịch muối loãng,
đông tụ khi đun nóng. Có trong sữa, trứng.
- Prolamin: Không tan trong nước, không đông tụ khi đun sôi. Có
trong lúa mì,ngô.
- Gluein: Protein thực vật tan trong dung dịch kiềm loãng. Có trong
thóc gạo.
- Histon: Tan trong nước và dung dịch axit loãng.
- Protamin: Là protein đơn giản nhất. Tan trong nước, axit loãng và
kiềm. Không đông tụ khi đun nóng.
b) Các protein phức tạp: Cấu tạo từ protein và các thành phần khác
không phải protein. Khi thuỷ phân, ngoài aminoaxit còn có các thành
phần khác như hiđratcacbon, axit photphoric.
Protein phức tạp được chia thành nhiều nhóm.
- Photphoprotein: có chứa axit photphoric.
- Nucleoprotein: trong thành phần có axit nucleic. Có trong nhân tế bào
động, thực vật.
- Chromoprotein: có trong thành phần của máu.
- Glucoprotein: trong thành phần có hiđratcacbon.
- Lipoprotein: trong thành phần có chất béo.
4. Sự chuyển hoá protein trongg cơ thể.
- Protein là một thành phần quan trọng nhất trong thức ăn của người và
động vật để tái tạo các tế bào, các chất men, các kích thích tố, xây dựng tế
bào mới và cung cấp năng lượng.
Khi tiêu hoá, đầu tiên protein bị thuỷ phân (do tác dụng của men) thành
các polipeptit (trong dạ dày) rồi thành aminoaxit (trong mật) và được hấp
thụ vào máu rồi chuyển đến các mô tế bào của cơ thể. Phần chủ yếu của

aminoaxit này lại được tổng hợp thành protein của cơ thể. Một phần khác
để tổng hợp các hợp chất khác chứa nitơ như axit nucleic, kích thích
tố…Một phần bị phân huỷ và bị oxi hoá để cung cấp năng lượng cho cơ
thể.
- Đồng thời với quá trình tổng hợp, trong cơ thể luôn xảy ra quá trình
phân huỷ protein qua các giai đoạn tạo thành polipeptit, aminoaxit rồi các
sản phẩm xa hơn, như NH
3
, ure O = C(NH
2
)
2
tạo thành CO
2
, nước…Quá
trình tổng hợp protein tiêu thụ năng lượng, quá trình phân huỷ protein
giải phóng năng lượng.
5. Ứng dụng của protein
- Dùng làm thức ăn cho người và động vật.
- Dùng trong công nghiệp dệt, giày dép, làm keo dán.
- Một số protein dùng để chế tạo chất dẻo (như cazein của sữa).