Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ

Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ
CHƯƠNG I: AMIN VÀ MUỐI ĐIAZONI
Bài: AMIN
I.KHÁI NIỆM
1.Định nghĩa
Amin là dẫn xuất thế H của NH
3
, bằng các gốc hiđrocacbon béo hay thơm.
Amin loại béo: gốc hiđrocacbon là gốc ankyl hay xicloankyl
CH
3
-CH
2
CH
2
-NH
2
Amin thơm, gốc hyđrocacbon là nhân thơm:

NH
2
2.Bậc amin:
Amin bậc 1, có nhóm chức amin -NH
2
đính với 1 gốc hiđrocacbon
Amin bậc 2, có nhóm chức amin –NH đính với hai gốc hiđrocacbon
Amin bậc 3, N đính với 3 gốc hiđrocacbon
RNH
2
(CH
3

)
2
CNH
2
R
2
NH CH
3
CH
2
NHCH
3
R
3
N (CH
3
)
3
N
amin bậc nhất amin bậc hai amin bậc ba
II.DANH PHÁP
Amin thường được gọi theo tên thông thường hơn là IUPAC
Tên gốc hiđrocacbon+amin
(viết liền 1 chữ)
X-amino + tên hiđrocacbon
Tên thông thường Tên IUPAC
CH
3
NH
2

(CH
3
)
2
NH
(CH
2
CH
2
CH
2
)
3
N
CH
3
CH
2
CH-NH
2
CH
3
CH
3
CH
2
CH - N - CH
2
CH
3

CH
3
CH
3
NH
2
N(CH
3
)
2
NH
2
CH
3
metylamin
đimetylamin
tri-n-propylamin
sec-butylamin
metyletyl-sec-butylamin
phenylamin,anilin
đimetylphenylamin
đimetylanilin
p-toluiđin
aminometan
N-metylaminometan
N,N-đipropylaminopropan
Amino-2-butan
N, N-etylmetylamino-2-butan
aminobenzen(benzenamin)
N, N-đimetylbenzenamin

N, N-đimetylanilin
p-aminotoluen
III.PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP
1. Ankyl hóa trực tiếp amoniac hay amin
NH
3
tác dụng với RX tạo thành muối:
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
1
NHR
NR
2
CH
3
NH
2
CH(CH
3
)
2
CH
3
NO
2
CH(CH
3
)
2
CH
3

NH
2
NH
2
CH
3
NO
2
NO
2
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ
CH
3
CH
2
-Br + NH
3

 →
CH
3
CH
2
NH
3
+
Br
-

 →

NaOH
CH
3
CH
2
NH
2
2.Phản ứng khử
a, Khử hợp chất nitro
Nhóm nitro bị khử thành amin bậc nhất. Phản ứng chủ yếu dùng để điều chế amin thơm. Tác nhân khử có
thể là hiđro hóa xúc tác hay tác nhân khử hóa học trong dung dịch.
[H]
p, t
o
Fe
C
2
H
5
OH, HCl, t
o
b,Khử hợp chất nitrin
Nitrin bị khử bằng hiđro trên xúc tác hoặc bằng LiAlH
4
trong dung dịch để tạo thành amin bậc nhất:
H
2/
Ni
R-C≡N R-CH
2

-NH
2
hay LiAlH
4
IV.CẤU TRÚC
Amin là sản phẩm thế của NH
3
, nên nói chung có cấu trúc giống cấu trúc của NH
3
:
NH
3
R-NH
2
R-NH-R R-N-R
|
R
V.TÍNH CHẤT HÓA HỌC
1. Tính bazơ
Amin là bazơ Lewis do amin có cặp electron n không liên kết ở N tương tự như ancol, ete. Khi xét
một amin có tính bazơ, cần so sánh tính ổn định của amin so với muối amoni. Nếu ion amoni ổn định
hơn amin thì amin đó có tính bazơ. Khi so sánh tính bazơ của amin béo, cần chú ý hai nhân tố: nhân tố
phân cực và nhân tố solvat hóa.
Nếu xét theo nhân tố phân cực, khi tăng gốc R sẽ làm tăng mật độ electron ở N, vừa làm tăng khả
năng kết hợp proton, vừa làm tăng tính ổn định của ion amoni. Do đó tính bazơ giảm theo thứ tự:
R
3
N > R
2
NH > RNH

2
Nếu xét theo nhân tố solvat hóa của ion amoni, số lượng proton ở ion amoni càng nhiều thì khả
năng solvat hóa của ion đó càng lớn, do đó, tính bazơ thay đổi theo thứ tự:
RNH
3
+
> R
2
NH
+
2
> R
3
NH
+
Tổng hợp cả hai nhân tố trên, sự thay đổi tính bazơ của các amin có bậc khác nhau như sau:
RNH
2
< R
2
NH > R
3
N
Tính bazơ của các amin thơm –béo cũng thay đổi theo thứ tự như trên:

< >
2. Sự tạo muối
Do có tính bazơ, amin có khả năng tạo muối với axit:
C
6

H
5
NH
2
+ HCl
 →
C
6
H
5
NH
3
+
Cl
-
(CH
3
)
2
NH + HNO
3
 →
(CH
3
)
2
NH
2
+
.NO

3
-
C
6
H
5
N(CH
3
)
2
+ RCOOH
 →
C
6
H
5
NH
+
(CH
3
)
2
.RCOO
-

Các ion amoni có khả năng tan tốt trong nước hơn là amin:
CH
3
(CH
2

)
9
NH
2
+ HCl
 →
CH
3
(CH
2
)
9
NH
3
+
NH
3
+
Cl
-
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
2
NH
2
)(
+

Chuyờn bi dng HSG Húa hu c
( khụng tan) (tan tt)
3.Phn ng ca hirụ ca N-H

3.1. Phn ng ankyl húa
Hiro ớnh vi N cú th b th bi gc hirocacbon khi amin tng tỏc vi halogenua ankyl bc 1, 2, 3
hay thm. Nu ankyl húa hon ton thỡ thu c mui amoni bc 4:
RX RX RX
RNH
2


RRNH

RR
2
N

[RR
3
N]
+
X
-
Mui amoni bc 4 l hp cht inoic, cú nhit núng chy cao v d tan trong nc
Chỳ ý: Cỏc dn xuỏt thn ch tham gia phn ng khi cú nhúm hỳt electron v trớ ortho v pa ra, thớ
d nh 2, 4-(NO
2
)C
6
H
3
F
3.2. Phn ng axyl húa

Amin bc nht v amin bc hai phn ng vi halogenua axit hay anhirit axit to thnh amit:
2CH
3
NH
2
+ CH
3
COCl

CH
3
NH-CO-CH
3
+ CH
3
NH
3
+
Cl
-
CH
3
NH
2
+ (CH
3
CO)
2
O

CH
2
NH-COCH
3
+ CH
3
COOH
Tng quỏt: R - NH
2
+ Cl - CO - R

+ taùch cọỹng
R - NH - COR + HCl
R - NH
2
+ RCOO - CO - R

+ taùch cọỹng
R - NH - COR + RCOOH
Nu dựng clorua axit thỡ cn 1 lng tng ng trung hũa axit clohiric to thnh.
ng dng: bo v nhúm -NH
2
trong tng hp hu c
Nh phn ng axetyl hoỏ (dựng axetyl clorua hoc anhirit axetic ngi ta bo v nhúm amino trong
tng hp hu c ).
bo v nhúm amino ca aminoaxit v peptit trong qua trỡnh tng hp peptit, khụng dựng phn ng
axetyl hoỏ c, vỡ khi mun gii phúng nhúm -NH
2
ra khi -NHCOCH
3

phi thu phõn, do ú lm t
luụn c liờn kt peptit - CO - NH -. Tt hn ht nờn dựng C
6
H
5
CH
2
OCOCl (benzyl oxicacbonyl clorua) vỡ
khi cn gii phúng nhúm - NH
2
cú th dựng phn ng kh bng H
2
/Pd (khụng nh hng ti liờn kt
peptit). Thớ d tng hp ipeptit Ala-Gly theo s :
C
6
H
5
CH
2
OCOCl
H
2
NCH(CH
3
)-COOH
C
6
H
5

CH
2
OCO
HNCH(CH
3
)-COOH
H
2
NCH
2
COOCH
2
C
6
H
5
DDC
C
6
H
5
CH
2
OCO
HNCH(CH
3
)-CO
HNCH
2
COOCH

2
C
6
H
5
H
2
/Pd/C
C
6
H
5
CH
3
CO
2
H
2
NCH(CH
3
)-CO
HNCH
2
COOCH
2
C
6
H
5
+

2
+
+
(DCC: ixiclohexylcacboiimit).
3.3. Phn ng vi axit nitr:
Axit nitr HONO gn nh khụng tỏc dng vi amin bc 3, tr phn ng nitroso hoỏ nhõn thm.
Axit nitr tỏc dng vi amin bc hai sinh ra nitrosoamin(N - nitrosoamin) cú mu vng, nh vy cú th
phõn bit amin bc hai vi amin cỏc bc khỏ. Thớ d:
(C
2
H
5
)
2
NH + HONO

+
)(
H
(C
2
H
5
)
2
N N = O + H
2
O
(Cht lng mu vng)
Amin bc mt tỏc dng HONO sinh ra mui iazoni RN

)(+

NX
(-)
(t RNH
2
) hoc
ArN
)(+

NX
(-)
(t ArNH
2
). C ch phn ng ca amin bc mt tng t trng hp amin bc hai ch
lỳc u cng to ra hp cht nitroso, sau ú phn ng tip nh sau:

R - N = NOH
2
N
R- NH - N = O
H
R- NH = NOH
+
H
-
+
R - N = NOH
H
+

+
R - N
ỏng chỳ ý l mui iazoni dóy bộo RN N khụng bn nờn chuyn hoỏ ngay thnh ancol gii phong khớ
nit. Trong khi y, mui iazoni dóy thm li bn nhit thp v ch phõn hu thnh phenol ng thi
gii phúng N
2
khi un núng. Thớ d:
Trng THPT chuyờn Lờ Quý ụn
3
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ

C
2
H
5
- NH
2
NaNO
2
C
2
H
5
- N
NCl

OH
2
N
2

C
2
H
5
OH
HCl, 0
0
C
+
-
+
+
HCl

C
6
H
5
- NH
2
NaNO
2
OH
2
N
2
C
6
H
5

OH
C
6
H
5
- N
NCl
HCl, 0
0
C
+
-
+
+
HCl
®un
Muối điazoni thơm ArN
2
(+)
X
(-)
được dùng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ.
3.4. Phản ứng thế ở nhân thơm:
Các nhóm -NH
2
, -NHR và - NR
2
(R = ankyl) đều hoạt hoá nhân thơm và định hướng ortho - para.
a, Halogen hoá
Nước brom dễ dàng phản ứng với anilin cho 2, 4, 6 - tribromoannilin (kết tủa trắng), với p - toluidin

p - CH
3
C
6
H
4
NH
2
cho 2,6 - đibrom - 4 - metylanilin.
Brom lỏng tác dụng vào vị trí para của N - axetylanilin (hay axetanilit) C
6
H
5
NH - COCH
3
; thuỷ
phân sản phẩm sinh ra sẽ được p - bromanilin.
Iot trong hỗn hợp với NaHCO
3
(để trung hoà HI sinh ra trong phản ứng) tác dụng với anilin cho ta p
- Iotanilin.
b, Nitro hoá
Không thể trực tiếp nitro hoá anilin bằng HNO
3
, vì khi ấy amin bị proton hoá trở thành muối amoni;
nhóm -
3
)(
HN
+

sinh ra sẽ phản hoạt hoá rất mạnh và định hướng thế vào vị trí meta, muốn mononitro hoá
anilin phải bảo vệ nhóm - NH
2
rồi mới nitro hoá, sau đó giải phóng - NH
2
.
NH
2
NHCOCH
3
NHCOCH
3
NO
2
NH
2
NO
2
(CH
3
CO)
2
O
HNO
3
, H
2
SO
4
H

3
O+
OH-
1)
2)
Nếu
muốn đưa nhóm nitrơ vào vị trí ortho phải “khoá” vị trí para rồi mới nitro hoá:
NH
2
NHCOCH
3
NHCOCH
3
SO
3
H
(CH
3
CO)
2
O
H
2
SO
4
HNO
3
, H
2
SO

4
NHCOCH
3
SO
3
H
HNO
3
, H
2
SO
4
NHCOCH
3
SO
3
H
NO
2
H
2
SO
4
OH
2
NHCOCH
3
NO
2
Bài: MUỐI ĐIAZONI

I.CẤU TRÚC CỦA CATION ĐIAZONI
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
4
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ
Ion điazoni có nhóm N
2
hay N≡N mang điện tích dương phân bố trên cả hai nitơ nhưng tập trung ở N
đính với phân tử benzen nhiều hơn:


N
N
N
N

(Ar-N
2
)
hay
+
+
+
trong hệ liên hợp, một liên kết
π
liên hợp được với hệ của nhân benzen còn một liên kết
π
nằm thẳng
gốc với mặt phẳng này
II.TÍNH CHẤT HÓA HỌC
Muối điazoni thơm ArN

2
(+)
X
(-)
có thể đóng vai trò là chất phản ứng trong các phản ứng thay thế
nhóm - N
2
(+)
, mặt khác có thể là tác nhân electrophin tham gia phản ứng thế electrophin ở nhân thơm, đó là
phản ứng ghép.
1. Phản ứng thế nhóm -N
2
(+)
1.1. Thế -N
2
(+)
bằng -OH và bằng -I

Ar - N
N
-N
2
Ar - Y
+
Ar
+
Y
-
Khi đun nóng dung dịch ArN
2

(+)
, H
2
SO
4
(-)
trong nước sẽ sinh ra ArOH theo cơ chế nêu trên (H
2
SO
4
(-)
có
tính nucleophin kém H
2
O). Phản ứng này được dùng để tổng hợp phenol từ amin thơm. Thí dụ:
m - NO
2
C
6
H
4
NH
2
NaNO
2
, H
2
SO
4
, H

2
O
m - NO
2
C
6
H
4
N
2
HSO
4
OH
2
m - NO
2
C
6
H
4
OH
N
2
+
-
t
0
+
Khác với H
2

SO
4
(-)
có tính nucleophin kém nước, anion I
(-)
óc tính nucleophin cao hơn nước nhiều, nên dễ
tác dụng với muối điazoni sinh ra ArI. Thí dụ:

C
6
H
5
NH
2
NaNO
2
, HCl
C
6
H
5
N
2
Cl
KI
C
6
H
5
I

0 - 5
0
C
25
0
C
+
-
1.2.Thế -N
2
(+)
bằng - Cl, -Br và -CN (phản ứng Sandmeyer)
Nhỏ từng giọt huyền phù của Cu
2
X
2
(X = Cl, Br hoặc CN) vào dung dịch ArN
2
(+)
X
(-)
ở lạnh sẽ xảy ra phản
ứng thế -N
2
(+)
bằng -X. Thí dụ:

C
6
H

5
NH
2
NaNO
2
, HCl
C
6
H
5
N
2
Cl
KI
C
6
H
5
I
0 - 5
0
C
25
0
C
+
-

o-ClC
6

H
4
NH
2
NaNO
2
, HBr
o-ClC
6
H
4
N
2
Br
Cu
2
Cl
2
o-ClC
6
H
4
Br
0 - 5
0
C
+
-

p-CH

3
C
6
H
4
NH
2
NaNO
2
, HCl
p-CH
3
C
6
H
4
N
2
Cl
Cu(CN)
2
p-CH
3
C
6
H
4
CN
0 - 5
0

C
+
-
-
1.3. Thế -N
2
(+)
bằg -F và -NO
2
Sau khi điều chế muói arenđiazoni tetrafluoroborat ArN
2
(+)
BF
4
(-)
đem nhiệt phân sẽ được ArF hoặc cho
tác dụng với NaNO
2
/Cu sẽ được ArNO
2
. Thí dụ:
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
5
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ

p-NO
2
C
6
H

4
NH
2
NaNO
2
HBF
4
p-NO
2
C
6
H
4
N
2
BF
4
-N
2
, -BF
3
NaNO
2
/Cu
p-NO
2
C
6
H
4

F
p-(NO
2
)
2
C
6
H
4
+
-
t
o
1.4. Thế -N
2
(+)
bằng -H. Phản ứng khử:
Dùng axit hipophotphorơ(H
3
PO
2
) hoặc etanol có thể khử được muối điazoni ArN
2
(+)
thành ArH:

ArNH
2
NaNO
2

, H
ArN
2
H
3
PO
2
C
2
H
5
OH
+
0 - 5
0
C
+
hoÆc
ArH
Nhờ phản ứng này người ta có thể loại bỏ nhóm amino trong vòng thơm và do đó tổng hợp được những
dẫn xuất thế không thể điều chế bằng phản ứng thế trực tiếp. Thí dụ từ toluen tổng hợp m - bromotoluen:
CH
3
NHCOCH
3
Br
CH
3
CH
3

NH
2
Br
CH
3
N
2
(+)Cl-
Br
CH
3
Br
CH
3
NO
2
CH
3
NH
2
CH
3
NHCOCH
3
HNO
3
Sn, HCl
(CH
3
CO)

2
O
Br
2
H
3
PO
2
-H
3
PO
3
NaNO
2
OH
2
xt
HCl
2.
Phản ứng ghép:
Ion arenddiazoni ArN
2
(+)
là những tác nhân electrophin không mạnh, thường chỉ tác dụng với những chất
thơm giàu mật độ electron như amin, phenol,...theo cơ chế electronphinin:

R - N
N
Y
H

Y
R-N=N
S
+
+
E
2
Cấu tử điazo Cấu tử azo Hợp chất azo
2.1.Phenol và dẫn xuất
Nếu cấu tử azo là phenol, phản ứng ghép xảy ra ở vị trí para và ở pH tối ưu là 9 - 10 để chuyển -OH
thành -O
(-)
có hiệu ứng +C mạnh hơn. Ở pH cao hơn ArN
)(+
≡
N sẽ chuyển thành ArN = NOH và Ar - N = N-
O
(-)
không còn tính electrophin. Thí dụ:

C
6
H
5
- N
N
O
C
6
H

5
-N=N
S
O
+
+
E
2
(-)
(-)
2.2.Amin thơm
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
6
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ
Nếu cấu tử azo là amin thơm bậc 3 như C
6
H
5
- NR
2
pH thuận lợi là 5-9, phản ứng cũng xảy ra ở vị
trí para. Thí dụ:
C
6
H
4
-N
N
N(CH
3

)
2
N(CH
3
)
2
C
6
H
5
-N=N
+
+
Phản ứng muối điazoni với amin thơm bậc một xảy ra ở nguyên tử nitơ. Thí dụ:

C
6
H
5
- N
N
C
6
H
5
-N=N - NH - C
6
H
5
H

2
N - C
6
H
5
+
+
Đối với amin thơm bậc hai như C
6
H
5
NHCH
3
phản ứng xảy ra cả ở nitơ lẫn vị trí para của vòng
thơm. Thí dụ:
C
6
H
5
- N
N
NHCH
3
C
6
H
5
- N=N
NHCH
3

C
6
H
5
- N=N - N(CH
3
)
2
+
+
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
7
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ

CHƯƠNG II: AMINOAXIT - PROTIT
Bài: AMINOAXIT
I. ĐỊNH NGHĨA-CẤU TRÚC - DANH PHÁP
1.Định nghĩa: Aminoaxit là các HCHC tạp chức, phân tử có chứa đồng thời
nhóm chức -NH
2
(amino) và -COOH (-cacboxyl)
2.Công thức tổng quát:
• CT chung: (NH
2
)
x
R (COOH)
y
x = y hoặc x > y hoặc y > x
• Khi x=1, y= 1, R: no, mạch hở thì CT là

NH
2
- C
n
H
2n
- COOH
VD: C
3
H
7
O
2
N → Đồng phân aa?(2 đ p)
3.Cấu trúc: Đa số các aa thiên nhiên là các
α
, dãy L
trạng thái rắn tồn tại ion lưỡng cực, trong dung dịch tồn tại ở dạng cân bằng
Ví dụ 1: 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.
(a) S và L
(b) (i)
COO
CH
2
SH
HH
3
N
(ii)

COO
CH
2
OH
HH
3
N
Ví dụ: (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 tương ứng với racemat-1 là L- và D-threonin, với racemat-2 là L- và D-allothreonin, L-
được xác định theo cấu hình của C
α
. 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-
được gọi là L-allothreonin
4.Danh pháp:

a,Tên thường:
Axit +Kí hiệu vị trí (-NH
2
) [α(β,γ,δ,ε...)]+ amino + tên thông thường của axit tương ứng
b,Tên quốc tế:
Axit+vị trí nhóm -NH
2
+amino+tên quốc tế của axit HC.

5.Tính axit , bazơ của aa
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
8
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ
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 lưu 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
-
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
9
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ

II. Tính chất vật lý:
Chất rắn, không màu, đa số tan tốt, có nhiệt độ nước tương đối cao.
III. Tính chất hoá học:
1. Tính chất axit-bazơ: Điểm đẳng điện
Tính lưỡng tính
 ←
baztÝnh
 →
axittÝnh
OH
-
+ H
3
N
+
CHRCOOH  H
3
N
+
CHRCOO
-
+
H
2
O
 H
2
NCHRCOO
-
+ H

3
O
+
cation A ion lưỡng tính B anion C
(+1) (0) (-1)
Giá trị pH mà tại đó phân tử aminoaxit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực (I) cân bằng về điện tích và không
di chuyển về một điện cực nào cả được gọi là điểm đẳng điện và kí hiệu là pH
1
.
Giá trị về điểm đẳng điện của các aminoaxit thiên nhiên được giới thiệu ở bảng 17.1.
Điểm đẳng điện của các axit monoaminomonocacboxylic tính được theo biểu thức:

2
21
1
aa
pKpK
pH
+
=

Giá trị pK
a1
ứng với nhóm -COOH, pK
a2
ứng với nhóm
.
3
HN
+

−
Ví dụ đối với glyxin, pK
a1
= 9,6 tính
được pH
1
= (2,34 + 9,6) : 2 = 5,97.
Các aminoaxit có giá trị pH
1
khác nhau nên ở một giá trị pH xác định các aminoaxit sẽ dịch chuyển về
catot hoặc anot với những vận tốc khác nhau. Dựa vào đặc tính này người ta đã xây dựng phương pháp
điện di để phân tách aminoaxit từ hỗn hợp của chúng.
2. Tính chất của nhóm cacboxyl:
a, Phản ứng este hoá:
Tương tự axit cacboxylic, aminoaxit phản ứng với ancol có axit vô cơ xúc tác cho este (ở dạnh muỗi). Ví
dụ:

H
3
N - CH(R) - COO
C
2
H
5
OH
H
3
N - CH(R) - COOC
2
H

5

OH
2
Cl
+
bão hòa khí HCl
+
+
-
+
Rửa sản phẩm bằng dung dịch NH
3
sẽ thu được este:
H
2
N

- CH(R) - COOC
2
H
5
.
b, Phản ứng đecacbolxyl hoá:
Phản ứng tách CO
2
từ nhóm cacboxyl xảy ra trong cơ thể nhờ enzim đecacboxyllaza:
H
2
N - CH(R) - COOH

 →
zadecaboxyla
R - CH
2
- NH
2
+ CO
2
3. Tính chất của nhóm amino:
a, Phản ứng với axit nitrơ HNO
2
Tương tự các amin bậc một, aminoaxit phảnu ứng với axit nitrơ giải phóng ra N
2
và tạo thành
hiđroxiaxxit:

OHNCOOHRCHHOHONOOCORCHNH
223
)()( ++−−→+−−
−+
Dựa vào thể tích N
2
thoát ra có thể tính được lượng aminoaxit trong dung dịch.
b, Phản ứng đeamino hoá (tách nhóm amino)
Phản ứng xảy ra trong cơ thể nhờ enzim, aminoaxit chuyển thành xetoaxit và NH
3
. Ví dụ:
CH
3
- CH(NH

2
) - COOH
[ ]
 →
enzimO ,
CH
3
- C - COOH + NH
3

O
Alamin Axit

piruvic
c, Phản ứng ankyl hoá hoặc aryl hoá
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
10
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ
Nhóm amino của aminoaxit được ankyl hoá hoặc aryl hoá bằng dẫn xuất halogen tạo ra dẫn xuất N-
ankyl hoặc N - aryl tương ứng. Ví dụ :

CH
3
I
H
3
N - CH
2
- COO
N

H
H
CH
3
CH
2
-COO
+
+
HI
-
+
+
-
F
O
2
N
NO
2
H
3
N - CH
2
- COO
O
2
N
NO
2

NH-CH
2
-COOH
-
+
+
+ HF
N-(2,4-dinitrophenyl) glyxin

d, Phản ứng axyl hoá:
Nhóm amino của phân tử aminoaxit được axyl hoá để dàng bởi halogenua axit trong môi trương kiềm.
Vídụ:

O
C
6
H
5
- C - Cl
H
3
N - CH(R) - COO
OH /H
2
O
H
O
C
6
H

5
- C - NH(R) - COOH + HCl
-
+
+
1)
-
2)
+
Cũng có thể axyl hóa bằng anhiđrit axetic:
Cũng có thể axyl hóa bằng anhiđrit axetic:

O
(CH
3
- CO)
2
O
H
3
N - CH(R) - COO
O
CH
3
- C - NH(R) - COOH + CH
3
COOH
+
-
+

t
0

e, Phản ứng ngưng tụ với anđehit fomic (Phản ứng sorenxen)
Aminoaxit phản ứng dễ dàng với anđehit fomic tạo thành dẫn xuất chứa nhóm metylenamino:

OHCOOHRCHNCHOHCHOCORCHNH
223
)()( +−−=→=+−−
−+
Do nhóm amino đã bị khoá nên có thể chuẩn độ nhóm cacboxyl bằng kiềm. Đây là phản ứng quan
trọng dùng để định lượng aminoaxit và để đánh giá mức độ thuỷ phân protein.
4. Tính chất của cả phân tử:
a, Tác dụng của nhiệt
Các
α
-aminoaxit (hoặc este củachúng) khi đun nóng tạo thành điamitvòng 6 cạnh được gọi là
đixetopiperazin, do hai phân tử aminoaxit bị tách hai phân tử nước (hoặc hai phân tử ancol). Ví dụ:

O
CH
2
NH
NH
CH
2
O
OH
2
NH

3
CH
2
O
C
O
H
3
N-CH
2
C = O
O
Dixetpiperazin
+
t
0
+
+
-
-
+
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
11
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ
NH
2
R - C
OC
2
H

5
C
O
H
2
N-CH - R
C = O
C
2
H
5
O
O
R-CH
NH
NH
CH-R
O
C
2
H
5
OH
+
+
+
t
0
Diankyldixetopiperazin
Tương tự các amit, các đi xetopiperazin bị phân huỷ trong môi trường axit hoặc bazơ, trước hết mở

vòng tao thành hai phân tử aminoaxit:

O
CH
2
NH
NH
CH
2
O
H
2
O, H
O
H
3
N CH
2
- C - NH - CH
2
- COOH
H
2
O, H
H
3
N - CH
2
- COO
+

+
(nhóm peptit) Dipeptit
+
-
+
2
Khi đun nóng, đipeptit lại khép vòng tạo thành đixetopiperazin.
Các
β
-aminoaxit bị tách NH
3
bởi nhiệt tạo thành axit
α
,
β
-không no:

H
3
N - CH
2
- CH
2
- COO
CH
2
=CH-COOH +NH
3
-
+

t
0
Các
εδγ
vaì, −
-aminoaxit dưới tác dụng cuat nhiệt bị tách nước tạo thành amit vòng, thường gọi là
lactam:

CH
2
- CH
2
- CH
2
C = O
O
NH
3
C=O
C
H
2
C
H
2
CH
2
NH
OH
2

-
+
t
o
+
Butirolactam
b, Phản ứng tạo hợp chất phức
Các
α
-aminoaxit phản ứng được với một số ion kim loại nặng cho hợp chất phức khó tan, thường có
màu đặc trưng. Ví dụ hợp chất phức của glyxin với Cu
2+
:

OH
2
Cu
OC
1
CH
2
NH
2
O
O C
1
CH
2
NH
2

O
CH
2
- COO
NH
3
Cu(OH)
2
+
-
+
2
+
KÕt tña mµu xanh
2
5. Phản ứng màu của aminoaxit:
a, Phản ứng với ninhiđrin
Các
α
-aminoaxit phản ứng với ninhiđrin (còn gọi là trixeto hiđrinđen hiđrat) cho sản phẩm màu tím
xanh tan trong nước (riêng prolin cho sản phẩm màu vàng):
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
12
Chuyên đề bồi dưỡng HSG – Hóa hữu cơ

OH
OH
O
O
R - CH - COOH

NH
2
OH
H
O
O
NH
3
CO
2
RCH=O
O
O
N
O
O
NH
3
+
+ +
+
tím xanh
+ Ninhidrin
+
Phản ứng rất nhạy, có thể phát hiện đến microgam
α
-aminoaxit, vì vậy phản ứng này được dùng để
phân tích định tính và đinh lượng các
α
-aminoaxit. Để định lượng

α
-aminoaxit có thể dùng phương pháp
so màu đo cường độ màu dung dịch phản ứng, hoặc dùng phương pháp đo thể tích CO
2
.
b, Phản ứng xangtoproteic
Các aminoaxit có gốc hiđrocacbon thơm (Phe, Tyr, Trp...) phản ứng với HNO
3
đặc nóng cho sản phẩm
màu vàng.
c, Phản ứng với thuốc thử Milon
Các aminoaxit có gốc phenol (Tyr...) phản ứng với thuốc thử Milon (hỗn hợp Hg(NO
3
)
2
và HNO
3
đặc)
khi đun nóng cho sản phẩm màu đỏ.
d, Phản ứng Pauli
Phản ứng Pauli đặc trưng cho tryptophan. Tryptophan phản ứng với axit điazobenzensunfonic trong
dung dịch kiềm cho sản phẩm có màu đỏ anh đào.
e, Phản ứng Ađamkevic và Hopkin
Phản ứng đặc trưng cho aminoaxit chứa vòng inđol như tryptophan. Tryptophan phản ứng với axit
gloxilic (O=CH-COOH) có mặt H
2
SO
4
đặc cho sản phẩm có màu tím.
g, Phản ứng Sacaguchi

Phản ứng đặc cho arginin. Arginin phản ứng với hỗn hợp natri
α
-naphtolat và natri hipobromat cho sản
phẩm màu đỏ.
IV-ĐIỀU CHẾ AMINOAXIT
1. Thuỷ phân protein
Thuỷ phân protein nhờ xúc tác axit, hoặc kiềm hay enzim thu được hỗn hợp các L-aminoaxit:

H
2
N-CH
R
CO NH
-CH CO -
R'
HN-CH
R"
CO - ...
H
2
O/H
H
2
N-CH
R
COOH
H
2
N-CH
R'

CO
HN-CH
R"
COOH
+
+ ....
Nhờ các phương pháp thích hợp (sắc, kí, điện li...) có thể tách riêng rẽ từng aminoaxit.
2. Amin hoá axit α-halogencacboxylic (phưong pháp Peckin)
Cho axit
α
-halogencacbõylic tác dụng với dung dịch amoniac đặc ở nhiệt độ phòng thu được
α
-
aminoaxit.

H
2
N-CH
X
COOH
NH
3
H
2
N-CH
NH
3
COO
-
NH

4
Br
+
2
+
+
3. Ankyl hoá các este của axit aminomalonic N-thế
Este của axit aminomolonic N-thế (III) được điều chế từ đietyl monobrommalonat (I) và kali
phtalimiđat (II):
Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn
13