chuyên đề 3 : Amin – Amino axit – Protein

Ôn thi đại học

Chuyên đề AMIN – AMINO AXIT – PROTEIN

AMIN

A TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I – KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ DANH PHÁP

1 Khái niệm : Amin là hợp chất hữu cơ khi thay thế một hay nhiều nguyên tử hiđro trong phân tử NH3 bởi gốc hiđrocacbon

– Amin dị vòng : , …

b) Theo bậc amin :

– Bậc amin : là số nguyên tử H trong phân tử NH3 bị thay thế bởi gốc hiđrocacbon Theo đĩ, các amin được phân loại thành:

– Amin đơn chức : CxHyN

– Amin đơn chức no : CnH2n+1NH2

hay C

n

H2n+3N

– Amin đa chức no : CnH2n+2–z(NH2)z hay CnH2n+2+zNz

4 Danh pháp :

a) Cách gọi tên theo danh pháp gốc – chức :

Tên gớc hiđrocacbon + amin

Ví dụ :CH3NH2 (Metylamin), C2H5–NH2 (Etylamin), CH3CH(NH2)CH3 (Isopropylamin),

b) Cách gọi tên theo danh pháp thay thế :

Tên hiđrocacbon + vị trí + amin

Ví dụ :CH3NH2 (Metanamin), C2H5–NH2 (Etanamin), CH3CH(NH2)CH3 (Propan - 2 - amin),

c) Tên thơng thường chỉ áp dụng với một số amin :

Tên gọi của mợt sớ amin

CH3NH2 Metylamin Metanamin

3

C2H5NH2 Etylamin Etanamin

CH3CH2CH2NH2 Propylamin Propan - 1 - amin

CH3CH(NH2)CH3 Isopropylamin Propan - 2 - amin

H2N(CH2)6NH2 Hexametylenđiamin Hexan - 1,6 - điamin

C6H5NH2 Phenylamin Benzenamin Anilin

C6H5NHCH3 Metylphenylamin N – Metylbenzenamin N – Metylanilin

C2H5NHCH3 Etylmetylamin N – Metyletanamin

* Lưu ý:

– Tên các nhóm ankyl đọc theo thứ tự chữ cái a, b, c, … + amin

– Với các amin bậc 2 và 3, chọn mạch dài nhất chứa N làm mạch chính :

+ Có 2 nhóm ankyl → thêm 1 chữ N ở đầu

Ví dụ :CH3–NH–C2H5 : N–etyl metyl amin

+ Có 3 nhóm ankyl → thêm 2 chữ N ở đầu (nếu trong 3 nhóm thế có 2 nhóm giống nhau)

Ví dụ :CH3–N(CH3)–C2H5 : N, N–etyl đimetyl amin

+ Có 3 nhóm ankyl khác nhau → 2 chữ N cách nhau 1 tên ankyl

Ví dụ :CH3–N(C2H5 )–C3H7 : N–etyl–N–metyl propyl amin

– Khi nhóm –NH2 đóng vai trò nhóm thế thì gọi là nhóm amino

Ví dụ : CH3CH(NH2)COOH (axit 2–aminopropanoic)

– Anilin là chất lỏng, nhiệt độ sôi là 184oC, không màu, rất độc, ít tan trong nước, tan trong ancol và benzen

II – CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1 Cấu tạo phân tử :

2

R NH − &&

– Trong phân tử amin đều có nguyên tử nitơ còn một cặp electron tự do chưa liên kết có thể tạo cho – nhận giống NH3

⇒ Vì vậy các amin có tính bazơ giống NH 3 (tức tính bazơ của amin = tính bazơ của NH 3 ).

2 Tính chất hoá học :

a) Tính bazơ :

– Dung dịch metylamin và nhiều đồng đẳng của nó có khả năng làm xanh giấy quỳ tím hoặc làm hồng phenolphtalein

do kết hợp với proton mạnh hơn amoniac

Ví dụ : 3CH3NH2 + FeCl3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3CH3NH3Cl

* Lưu ý : Khi cho muối của Cu2+, Zn2+, … vào dung dịch amin (dư) → hiđroxit kết tủa → kết tủa tan (tạo phức chất).

b) Phản ứng với axit nitrơ HNO 2 :

 Biên soạn : ĐỔ NGỌC CƯỜNG –  01687 740 766 –  Email : dongoccuong25071996@gmail.comR – N – R’ Trang: 2

|

– Amin các bậc khác nhau tác dụng với axit nitrơ theo những cách khác nhau, nhờ đó có thể phân biệt các bậc amin.

 Amin béo bậc I :

Tổng quát : R–NH2 + HO–NO

HCl

→

R–OH + N2↑ + H2O

Ví dụ : C2H5NH2 + HONO → C2H5OH + N2↑ + H2O

 Amin thơm bậc I : Anilin và các amin thơm bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thấp (0 – 5oC) cho muối điazoni

 Amin béo bậc III : → không còn hiđro liên kết với nitơ nên không phản ứng với axit nitrơ

Ví dụ : (CH3)3N + HONO → không tác dụng

c) Phản ứng ankyl hóa : – Amin bậc I hoặc bậc II tác dụng với ankyl halogenua (CH3I, …)

– Phản ứng này dùng để điều chế amin bậc cao từ amin bậc thấp hơn

Ví dụ : C2H5NH2 + CH3I → C2H5NHCH3 + HI

d) Phản ứng thế ở nhân thơm của anilin :

– Tương tự như phenol, anilin tác dụng với nước brom tạo thành kết tủa trắng 2,4,6–tribrom anilin

– Các muối amoni tác dụng dễ dàng với kiềm :

C6H5NH3Cl + NaOH → C6H5NH2 + NaCl + H2O

(Ít tan trong nước)

e) Phản ứng cháy của amin no đơn chức mạch hở :

IV ĐIỀU CHẾ AMIN

1 Khử hợp chất nitro :

Ar–NO2 + 6[H]

Fe/HCl

→

Ar–NH2 + 2H2O

Ví dụ : C6H5NO2 + 3Fe + 6HCl → C6H5NH2 + 3FeCl2 + 2H2O

Đặc biệt điều chế anilin :

+

→

RX NH

Ạ NG 1 : So sánh tính bazơ của amin

>>Phương pháp giải<<

Nguyên tắc : Nguyên tử N còn một cặp electron chưa tham gia liên kết nên thể hiện tính bazơ đặc trưng cho khả

năng nhận proton H+

+ R–NH2> NH3> R’–NH2

• R : là nhóm đẩy điện tử Bao gồm : (CH3)3C– > (CH3)2CH– > C2H5 – > CH3– > H–

• R’ : là nhóm hút điện tử Bao gồm : CN– > F– > Cl– > Br– > CH3O– > C6H5– > CH2=CH–

+ Amin bậc II > Amin bậc I > Amin bậc III (trừ trường hợp : amin (CH 3 ) 3 N > Amin bậc II > Amin bậc I).

Cụ thể cần nhớ :

CnH2n+1–NH2 > H–NH2 > C6H5–NH2

>> Ví dụ minh hoạ <<

Ví dụ 1 :Hãy sắp xếp các chất sau đây theo trật tự tăng dần tính bazơ : (1) amoniac ; (2) anilin ; (3) etylamin ; (4) đietylamin ; (5) kalihiđroxit

DẠNG 2 : Tính số đồng phân của amin

>>Phương pháp giải<<

– Đồng phân về mạch cacbon.

– Đồng phân vị trí nhĩm chức

– Đồng phân về bậc của amin.

Công thức tính số đồng phân amin đơn chức no :

Số đồng phân amin CnH2n+3N = 2n–1 (n < 5)

Công thức tính số đồng phân amin bậc I đơn chức no :

Số đồng phân amin bậc I CnH2n+3N = 2n–2 (n < 5)

Công thức tính số đồng phân amin bậc II đơn chức no :

Số đồng phân amin bậc II CnH2n+3N = ½.(n–1)(n–2) (n < 5)

Công thức tính số đồng phân amin bậc II đơn chức no :

Số đồng phân amin bậc III CnH2n+3N = Σamin – (Amin B.I + Amin B.II)

HAY = 2n–1 – [2n–2 + ½.(n–1)(n–2)]

>> Ví dụ minh hoạ <<

Ví dụ 1 :Số đồng phân amin bậc một ứng với công thức phân tử C4H11N là :

A 2 B 5 C 3 D 4

Ví dụ 2 :Có bao nhiêu amin thơm có cùng CTPT là C7H9N ?

A 3 B 4 C 5 D 6

D

Ạ NG 3 : Xác định công thức của amin

>>Phương pháp giải<<

Một số giả thiết thường gặp trong kỳ thi Đại Học

Tỉ lệ mol :

HCl amin

n =1

⇒ Amin no, đơn chức, mạch hở

Amin thuộc dãy đồng đẳng etyl hoặc

etylamin

Amin có tên là ankylamin

Một số giả thiết để lập công thức

Dạng nhóm chức Dạng đốt cháyAmin no, đơn chức R–NH2 CnH2n+3N

Amin bậc I, đơn chức R–NH2 CxHyN

Amin bậc II, đơn chức R–NH–R’ CxHy–NH

Một số công thức phân tử thường dùng

– Đơn chức CxHyN 12x + y + 14 y ≤ 2x + 3

– No, đơn chức CnH2n+1NH2

Hay CnH2n+3N 14n + 17– Đa chức CxHyNt 14x + y + 14t y ≤ 2x + 2 + t

– No, đa chức CnH2n+1–x(NH2)x

Hay CnH2n+3+xNx

14n + 2 + 15x

– Amin thơm (đồng

đẳng với anilin)

CnH2n–5N 14n + 9 n ≥ 6

>> Ví dụ minh hoạ <<

Ví dụ 1 :X là hợp chất hữu cơ chứa C, H, N ; trong đó nitơ chiếm 15,054 % về khối lượng X tác dụng với HCl tạo muối có dạng RNH3Cl Công thức của X là :

A CH3–C6H4–NH2 B C6H5–NH2 C C6H5–CH2–NH2.ơng án CD C2H5–C6H4–NH2

Ví dụ 2 : Trung hoà hoàn toàn 8,88 gam một amin (bậc một, mạch cacbon không phân không phân nhánh) bằng

axit HCl, tạo ra 17,64 gam nuối Amin có công thức là :

A H2NCH2CH2CH2CH2NH2 B CH3CH2NH2

C CH3CH2CH2NH2 D H2NCH2CH2CH2NH2

DẠNG 4 : Phản ứng thể hiện tính bazơ của amin

>>Phương pháp giải<<

Một số điều cần lưu ý về tính bazơ của amin :

+ Các amin đều phản ứng được với các axit như HCl, HNO3, H2SO4, CH3COOH, CH2=CHCOOH, Bản chất của phản ứng là nhóm chức amin phản ứng với ion tạo ra muối amoni

NH H + NH+

(Phản ứng xảy ra tương tự với amin bậc 2 và bậc 3).

+ Các amin no còn phản ứng được với dung dịch muối của một số kim loại tạo hiđroxit kết tủa.

(Phản ứng xảy ra tương tự với amin bậc 2 và bậc 3).

Phương pháp giải bài tập về amin chủ yếu là sử dụng định luật bảo toàn khối lượng Đối với các amin chưa

biết số nhóm chức thì lập tỉ lệ

H amin

nTn

+

=

để xác định nhóm chức amin.

+ Với amin no : R(NH2)x + xHCl → R(NH3Cl)x

Số nhóm chức amin = x =

H amin

n n

n n

+

>> Ví dụ minh hoạ <<

Ví dụ 1 : Cho 0,14 mol một amin đơn chức tác dụng với dung dịch chứa 0,1 mol H2SO4 Sau đó cô cạn dung dịch thu được 14,14 gam hỗn hợp 2 muối Thành phần phần trăm về khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp là :

A 67,35% và 32,65% B 44,90% và 55,10%

C 53,06% và 46,94% D 54,74% và 45,26%

Ví dụ 2 : Để phản ứng hết với 400 ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,5M và FeCl3 0,8M cần bao nhiêu gam hỗn hợp gồm metylamin và etylamin có tỉ khối so với H2 là 17,25 ?

A. 41,4 gam B 40,02 gam C 51,75 gam D 33,12 gam

Ạ NG 5 : Phản ứng của amin với HNO2

>>Phương pháp giải<<

Một số điều cần lưu ý về phản ứng của amin với HNO 2 :

+ Amin bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt độ thường cho ancol hoặc phenol và giải phóng khí nitơ

Ví dụ :

C H NH + HONO C H OH + N + H O

C H NH + HONO C H OH + N + H O

+ Anilin và các Amin thơm bậc một tác dụng với axit nitrơ ở nhiệt thấp (0 – 5oC) từ cho muối điazoni :

→0 5 Co

C H NH + HONO + HCl C H N Cl + 2H O

>> Ví dụ minh hoạ <<

Ví dụ 1 : Amin X có phân tử khối nhỏ hơn 80 Trong phân tử X nitơ chiếm 19,18% về khối lượng Cho X tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm KNO2 và HCl thu được ancol Y Oxi hoá không hoàn toàn Y thu được xeton Z Phát biểu nào sau đây đúng ?

A Tách nước Y chỉ thu được 1 anken duy nhất

B Trong phân tử X có 1 liên kết π

C Tên thay thế của Y là propan-2-ol

D Phân tử X có mạch cacbon không phân nhánh

Ví dụ 2 :Cho 26g hỗn hợp 2 amin no, đơn chức, mạch hở, bậc một có số mol bằng nhau tác dụng hết với HNO2 ở nhiệt độ thường thu được 11,2 lit N2 (đktc) Công thức phân tử của hai amin là : A CH5N và C4H11N B C2H7N và C3H9N C C2H7N và C4H11N D A hoặc B đúng

D

>>Phương pháp giải<<

Một số điều cần lưu ý về phản ứng của muối amoni với axit dung dịch kiềm :

+ Dấu hiệu để xác định một hợp chất là muối amoni đó là : Khi hợp chất đó phản ứng với dung dịch kiềm thấy giải phóng khí hoặc giải phóng khí làm xanh giấy quỳ tím

+ Các loại muối amoni gồm :

 Muối amoni của amin hoặc NH 3 với axit vô cơ như HCl, HNO 3 , H 2 SO 4 , H 2 CO 3 , …

– Muối amoni của amin no với HNO3 có công thức phân tử là CnH2n+4O3N2

Ví dụ : CTPT C2H8O3N2→ C2H5NH3NO3

– Muối amoni của amin no với H2SO4 có hai dạng :

+ Muối axit là CnH2n+5O4NS Ví dụ : CTPT CH7O4NS → CH3NH3HSO4 + Muối trung hòa là CnH2n+8O4N2S Ví dụ : CTPT C2H12O4N2S → (CH3NH3)2SO4 – Muối amoni của amin no với H2CO3 có hai dạng :

+ Muối axit là CnH2n+3O3N Ví dụ : CTPT C2H7O3N → CH3NH3HCO3

+ Muối trung hòa là CnH2n+6O3N2 Ví dụ : CTPT C3H12O3N2→ (CH3NH3)2CO3.

 Muối amoni của amin hoặc NH 3 với axit hữu cơ như HCOOH, CH 3 COOH, CH 2 =CHCOOH, …

– Muối amoni của amin no với axit no, đơn chức có công thức phân tử là CnH2n+3O2N Ví dụ : CTPT

C3H9O2N → CH3COONH3CH3

– Muối amoni của amin no với axit không no, đơn chức, phân tử có một liên kết đôi C=C có công thức phân tử là CnH2n+1O2N Ví dụ : CTPT C4H9O2N → CH2=CHCOONH3CH3

Để làm tốt bài tập dạng này cần :

+ B 1 : Xác định được CTCT của muối amoni

+ B 2 : Viết phương trình phản ứng để tính toán lượng chất mà đề bài yêu cầu

* Lưu ý :

– Nếu đề bài yêu cầu tính khối lượng chất rắn sau khi cô cạn dung dịch thì : m CR = m muối (+ m kiềm dư )

– Nếu gặp bài tập hỗn hợp muối amoni thì nên sử dụng phương pháp trung bình kết hợp với định luật bảo

toàn khối lượng để tính toán

>> Ví dụ minh hoạ <<

Ví dụ 1 : Cho 0,1 mol chất X có công thức là C2H12O4N2S tác dụng với dung dịch chứa 0,35 mol NaOH đun nóng thu được chất khí làm xanh quỳ tím ẩm và dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được m gam chất rắn Giá trị của

m là :

A 28,2 gam B 20,2 gam C 15 gam D 26,4 gam

Ví dụ 2 : Cho 9 gam CH4ON2 phản ứng hoàn toàn với 450 ml dung dịch NaOH 1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam chất rắn khan Giá trị m là :

A 19,9 B 15,9 C 21,9 D 26,3

D

Ạ NG 7 : Phản ứng đốt cháy amin

>>Phương pháp giải<<

Một số điều cần lưu ý về phản ứng đốt cháy amin :

+ Phương trình đốt cháy một amin ở dạng tổng quát :

3

+

−

=

Một số giả thiết thường gặp trong các đề thi ĐẠI HỌC

Đốt cháy amin nếu :

3

2

Tức

o

t

C H N + O nCO + (n+ )H O + N

⇒ Amin no, đơn chức.

H O CO amin

n −n =2.n

Tức

o

t

3n+2

C H N + O nCO + (n+2)H O + N

⇒ Amin no, hai chức.

H O CO amin

Tức

o

t

6n+1

C H N + O nCO + (n+1)H O + N

⇒ Amin chứa 1 LK π, hai chức.

H O CO

Tức

o

t

3n

C H N + O nCO + nH O + N

⇒ Amin chứa 2 LK π, hai chức.

* Lưu ý :Khi đốt cháy amin ngoài không khí thì :

N (sau phản ứng) N (trong amin) N (có sẵn trong KK)

Phương pháp giải bài tập đốt cháy amin :

+ Sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố để tìm công thức của amin sẽ nhanh hơn so với việc lập tỉ lệ mol

n C : n H : n N

+ Đối với bài toán đốt cháy hỗn hợp các amin thì sử dụng công thức trung bình

+ Đối với bài tập đốt cháy amin bằng hỗn hợp O2 và O3 thì nên quy đổi hỗn hợp thành O Chú ý :

2 3

(O ,O ) O

.

>> Ví dụ minh hoạ <<

Ví dụ 1 : Đốt cháy hoàn toàn m gam một amin X bằng lượng không khí vừa đủ thu được 17,6 gam CO2, 12,6 gam

H2O và 69,44 lít N2 (đktc) Giả thiết không khí chỉ gồm N2 và O2 trong đó oxi chiếm 20% về thể tích không khí X có công thức :

A C2H5NH2 B C3H7NH2 C CH3NH2 D C4H9NH2

Ví dụ 2 : Hỗn hợp X gồm O2 và O3 có tỉ khối so với H2 là 22 Hỗn hợp khí Y gồm metylamin và etylamin có tỉ khối so với H2 là 17,833 Để đôt cháy hoàn toàn V1 lít Y cần vừa đủ V2 lít X (biết sản phẩm cháy gồm CO2, H2O và N2, các chất khí khi đo ở cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất) Tỉ lệ V1 : V2 là :

A 3 : 5 B. 5 : 3 C 2 : 1 D 1 : 2.

AMINO AXIT

A TÓM TẮT LÝ THUYẾT

I – ĐỊNH NGHĨA, CÔNG THỨC, CẤU TẠO VÀ DANH PHÁP

1 Định nghĩa : Amino axit là những hợp chất hữu cơ tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm amino

(–NH 2 ), vừa chứa nhóm chức cacbonxyl (–COOH).

–R–(COOH)

n

Khi m = n ⇒ Amino axit trung tính, quỳ tím không đổi màu

m > n ⇒ Amino axit có tính bazơ, quỳ tím hoá xanh

m < n ⇒ Amino axit có tính axit, quỳ tím hoá đỏ

3 Cấu tạo phân tử :

– Trong phân tử amino axit, nhĩm –NH2 và nhĩm –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

4 Danh pháp :

a) Tên thay thế :Axit + vị trí (sớ) + amino + tên gớc axit (đuơi ic)

b) Tên bán hệ thớng :

Axit + vị trí ( α , β , ) + amino + tên thơng thường của gớc axit (đuơi ic)

Khi gọi tên cần chú ý vị trí của nhóm –NH2 gắn với cacbon :

7 6 5 4 3 2 1

C  C  C  C  C  C  COOH

ơmêga epxilon đenta gama beta alpha

Ví dụ : H2N–CH2–COOH : Axit amino axetic

CH3–CH–COOH : Axit α–amino propionic(α–alanin)

NH2

H2N(CH2)5COOH : Axit ε–amino caproic (điều chế tơ capron)

H2N(CH2)6COOH : Axit ω–amino caproic (điều chế tơ enan)

II TÍNH CHẤT VẬT LÝ

Các amino axit là các chất rắn ở dạng tinh thể khơng màu, vị hơi ngọt, dễ tan trong nước vì chúng tồn tại ở dạng ion lưỡng cực (muối nội phân tử), nhiệt độ nĩng chảy cao (vì là hợp chất ion)

III TÍNH CHẤT HOÁ HỌC

1 Phân li trong dung dịch :

− + +

2 Tính chất lưỡng tính :