1. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1.1. Tiền đề
Các bước tạo ra đipeptit thực sự khá phức tạp, tuy nhiên có thể chỉ cần dừng ở bước cắt peptit thành các gốc axyl và H2O, ta cũng có một biểu thức quy đổi không hề kém cạnh về sự hiệu quả.
1.2. Nội dung của phép toán
Hãy quay trở lại quá trình tạo ra đipeptit từ một peptit cơ bản có công thức \({P_k} = {C_{nk}}{H_{2nk - k + 2}}{N_k}{O_{k + 1}} = H - {\left( {{C_n}{H_{2n - 1}}NO} \right)_k} - OH\)
Cắt hết các liên kết peptit và loại H2O
→ \({P_k} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
k{C_n}{H_{2n - 1}}NO\\
{H_2}O
\end{array} \right.\) (k gốc axyl và 1 phân tử H2O)
Xét với các peptit như Pk, chúng ta có thể so sánh giữa hai phép quy đổi về “gốc axyl” và “đipeptit” như sau:
| Nội dung | Đipeptit | Gốc Axyl |
| Hình thức | Phức tạp hơn | Đơn giản hơn |
| Số mol hỗn hợp | Bảo toàn | Di chuyển vào H2O |
| Tính giữ lại phản ứng | Phản ứng cháy, phản ứng với axit, kiềm | Phản ứng cháy, phản ứng với axit, kiềm |
| Tính hiệu quả | Xác định, so sánh số mol CO2, H2O dễ dàng hơn | Vẫn còn một số khó chịu trong tương quan C, H khi gốc axyl chưa phải là một cụm lý tưởng |
Các bài toán chứa dấu hiệu sử dụng đipeptit cũng có thể giải bằng quy đổi về gốc axyl, tính hiệu quả ở mức tương đối và ngược lại.
Khi có thêm các axit amin đồng đẳng của Glu hay Lys, không có gì khác biệt, ta thêm các cụm NH và COO vào hỗn hợp quy đổi
\({P_k} \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
k{C_n}{H_{2n - 1}}NO\\
{H_2}O\\
NH\\
COO
\end{array} \right.\)
(Trong đó, số mol các cụm NH, COO bằng số mol Lys và Glu trong hỗn hợp)
2. VÍ DỤ MINH HỌA
Vì phép quy đổi này khá giống với đipeptit nên ta sẽ hạn chế xét các bài toán tương tự của đipeptit mà thay vào đó đề cập tới những kiểu bài chưa xuất hiện trong mục A.
Ví dụ 1: Hỗn hợp E chứa peptit X và peptit Y có tỉ lệ mol tương ứng 1:2 (X, Y đều được tạo bởi các a- amino axit chứa 1 nhóm –NH2 và 1 nhóm –COOH). Đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol hỗn hợp E cần dùng 78,96 lít O2 (đktc), sản phẩm cháy gồm CO2, H2O và N2; trong đó CO2 có khối lượng là 121 gam. Biết rằng tổng số liên kết peptit trong X, Y là 9. X là
A. tetrapeptit. B. pentapeptit. C. tripeptit. D. hexapeptit.
Hướng dẫn giải
Đưa E về
\(\left\{ \begin{array}{l}
{C_n}{H_{2n - 1}}NO\,a\left( {mol} \right)\\
{H_2}O\,\,0,15\left( {mol} \right)
\end{array} \right.\) → \({n_{{H_2}O}} = {n_{C{O_2}}} + 0,15 - \frac{a}{2} = 2,9 - \frac{a}{2}\)
Số mol của X và Y trong 0,15 mol E là 0,05 và 0,1
\({k_x}.0,05 + {k_y}.0,1 = 0,8\) → \({k_x} + 2{k_y} = 16\)
Mặt khác: \({k_x} + {k_y} = 11\) → kx = 6
Chọn đáp án D.
Ví dụ 2: Đun nóng 0,16 mol hỗn hợp E chứa hai peptit X, Y cần dùng 600 ml dung dịch NaOH 1,5M thu được hỗn hợp chứa a mol muối glyxin và b mol muối alanin. Mặt khác, đốt cháy 30,73 gam hỗn hợp E bằng lượng oxi vừa đủ thu được hỗn hợp gồm CO2, H2O và N2, trong đó tổng khối lượng của CO2 và H2O là 69,31 gam. Tỉ lệ a: b gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 0,75. B. 0,80. C. 0,85. D. 0,9.
Hướng dẫn giải
Bài toán này nguyên gốc từ đề minh họa năm 2015, nhưng đã được chỉnh sửa một chút.
Cho rằng khối lượng 30,73 gam E gấp a lần khối lượng 0,16 mol E
\(E \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{C_n}{H_{2n - 1}}NO\,0,9a\left( {mol} \right)\\
{H_2}O\,0,16a\left( {mol} \right)
\end{array} \right.\) → \(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{C{O_2}}} = 0,9an\\
{n_{{H_2}O}} = 0,9an - 0,29a
\end{array} \right.\)
→ \(44.0,9an + 18.\left( {0,9an - 0,29a} \right) = 69,31\)
Mặt khác: \({m_E} = 30,73 = 0,9a.\left( {14n + 29} \right) + 18.0,16a\)
\(\left\{ \begin{array}{l}
an = \frac{{58}}{{45}}\\
a = 0,5
\end{array} \right.\) → \(\left\{ \begin{array}{l}
n = \frac{{116}}{{45}}\\
a = 0,5
\end{array} \right.\) → \({n_{Gly}}:{n_{Ala}} = 19:26 \approx 0,73\)
Chọn đáp án A.
Ví dụ 3: Hỗn hợp H gồm 3 peptit X, Y, Z đều mạch hở; Y và Z là đồng phân của nhau. Cho m gam hỗn hợp H tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,98 mol NaOH, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 112,14 gam muối khan (chỉ chứa muối natri của alanin và valin). Biết trong m gam H có \({m_O}:{m_N} = 552:343\) và tổng số liên kết peptit trong 3 peptit bằng 9. Tổng số nguyên tử có trong peptit Z là
A. 65. B. 70. C. 63. D. 75.
Hướng dẫn giải
Câu hỏi này không đề cập tới phản ứng cháy, đây là một gợi ý để ta quy đổi H về gốc axyl (Hình thức phép toán đơn giản hơn).
\(H \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{C_n}{H_{2n - 1}}NO\,0,98\\
{H_2}O\,x\left( {mol} \right)
\end{array} \right.\) → \(\frac{{16.\left( {x + 0,98} \right)}}{{0,98.14}} = \frac{{552}}{{343}}\) → x = 0,4
Mặt khác: \({m_{{C_n}{H_{2n}}N{O_2}Na}} = 112,14\) → \(n = \frac{{159}}{{49}}\) → \(\left\{ \begin{array}{l}
{n_{Ala}} = 0,86\\
{n_{Val}} = 0,12
\end{array} \right.\)
Nếu Y và Z đã là đồng phân của nhau thì chúng cùng thành phần axit và cùng số liên kết, coi như H gồm X và Y.
Số mắt xích trung bình của H là: \(\frac{{0,98}}{{0,4}} = 2,45\) → X là đipeptit (0,34 mol)
→ Y là pentapeptit (0,06 mol)
Như vậy Val nằm trọn trong Y → X là Ala2 → Y: Ala3Val2: C19H35N5O6
Chọn đáp án A.
Ví dụ 4: Hỗn hợp M gồm 4 peptit X, Y, Z, T (đều mạch hở) chỉ tạo ra từ các - amino axit có dạng . Đốt cháy hoàn toàn 26,05 gam M, rồi cho toàn bộ sản phẩm cháy (chỉ gồm CO2, H2O và N2) vào bình đựng 800 ml dung dịch Ba(OH)2 1M, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy có 3,248 lít (đktc) một chất khí duy nhất thoát ra và thu được dung dịch E (chứa muối axit) có khối lượng giảm m gam so với khối lượng dung dịch Ba(OH)2 ban đầu. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 90. B. 88. C. 87. D. 89.
Hướng dẫn giải
Cách 1: Tìm khoảng chính xác của m
Ta có ngay \({n_{{N_2}}} = 0,145\)
\(M \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}
{C_n}{H_{2n - 1}}NO\,\,0,29\left( {mol} \right)\\
{H_2}O\,\,x\left( {mol} \right)
\end{array} \right.\left( {a \ge 3\,\,do\,\,n \ge 2} \right)\) → \(\left\{ \begin{array}{l}
14{n_{C{O_2}}} + 18x = 17,64\left( * \right)\\
{n_{{H_2}O}} = {n_{C{O_2}}} - x + 0,145
\end{array} \right.\)
Mặt khác: \(m = {m_{BaC{O_3}}} - {m_{C{O_2}}} - {m_{{H_2}O}}\)
→ \(m = 197.\left( {1,6 - {n_{C{O_2}}}} \right) - 62.{n_{C{O_2}}} - 18x + 0,145.18\)
\(m = 317,81 - 259{n_{C{O_2}}} - 18x = 300,17 - 245{n_{C{O_2}}}\)
Từ → \({n_{C{O_2}}} = \frac{{17,64 - 18x}}{{14}} > \frac{{17,64 - 18.0,29}}{{14}} = \frac{{621}}{{700}}\) → 0< m < 82,82
Trên đây là một phần trích dẫn nội dung Bài tập quy đổi peptit về gốc axyl môn Hóa học 12 năm 2021. Để xem toàn bộ nội dung các em đăng nhập vào trang Chúng tôi để tải tài liệu về máy tính.
Hy vọng tài liệu này sẽ giúp các em học sinh ôn tập tốt và đạt thành tích cao trong học tập.
