Đang tải... (xem toàn văn)
Điểm đẳng điện của các amino axit trung hòa (số nhóm amino bằng số nhóm cacboxyl) ứng với giá trị 5,0 đến 6,3. Còn điểm đẳng điện của các amino axit có tính axit (số nhóm cacboxyl nhiều hơn số nhóm amino), ứng với giá trị 2,8 đến 3,2; còn của các amino axit có tính bazơ (số nhóm amino nhiều hơn số nhóm cacboxyl) só giá trị trong khoảng 7,6 đến 10,8.2Cách xác định Điểm đẳng điện: Điểm đẳng điện của các amino axit có thể tính theo biểu thức: pHI = pKa1 là hằng số phân li của nhóm (COOH). pKa2 là hằng số phân li của nhóm ( ).Thí dụ: Alanin có pKa1 của nhóm (−COOH) là 2,35 và pKa2 của nhóm (− ) là 9,79. Đối với các axit monoamino monocacboxylic, tính axit thường lớn hơn tính bazơ, nghĩa là khi hòa tan tinh thể amino axit đó vào dung dịch, lượng ion (II) lớn hơn lượng ion (I). Sự ion hóa nhóm NH2 trong (I) có thể biểu thị bằng sự cộng thêm axit, nghĩa là (I) + H+ = ion lưỡng cực, do đó điểm đẳng điện của các axit monoamino monocacboxylic đều nhỏ hơn 7.Đối với các axit điamino monocacboxylic hoặc monoamino đicacboxylic có ion lưỡng cực nằm giữa hai dạng cân bằng điện tích lẻ và điểm đẳng điện là trung bình cộng của hai pKa của hai cân bằng giữa hai dạng điện tích lẻ với ion lưỡng cực.Điểm đẳng điện có thể xác định trên đường cong chuẩn độ của amino axit với natri hiđroxit. Phương pháp này chỉ dùng cho những amino axit trung tính.Nếu biết được giá trị pKa của một amino axit nào đó, ta có thể tính được nồng độ phần trăm của các dạng proton hóa, dạng trung hòa và dạng đeproton hóa ở một giá trị pH xác định của amino axit đó theo phương trình Henderson – Hasselbalch
LÝ THUYẾT ĐIỂM ĐẲNG ĐIỆN 1/ Điểm đẳng điện Ở pH trung gian có ngang dạng anion dạng cation, amino axit tồn chủ yếu dạng lưỡng cực; pH gọi điểm đẳng điện kí hiệu pHI pI (chữ I xuất phát từ Isoelectric) Dạng anion Ion lưỡng cực Dạng cation pH thấp pH I pH cao Điểm đẳng điện amino axit trung hòa (số nhóm amino số nhóm cacboxyl) ứng với giá trị 5,0 đến 6,3 Còn điểm đẳng điện amino axit có tính axit (số nhóm cacboxyl nhiều số nhóm amino), ứng với giá trị 2,8 đến 3,2; amino axit có tính bazơ (số nhóm amino nhiều số nhóm cacboxyl) só giá trị khoảng 7,6 đến 10,8 2/Cách xác định Điểm đẳng điện: Điểm đẳng điện amino axit tính theo biểu thức: pHI = pKa1 số phân li nhóm (−COOH) + pKa2 số phân li nhóm (− NH ) Thí dụ: Alanin có pKa1 nhóm (−COOH) 2,35 pKa2 nhóm (− NH 3+ ) 9,79 -Đối với axit monoamino monocacboxylic, tính axit thường lớn tính bazơ, nghĩa hòa tan tinh thể amino axit vào dung dịch, lượng ion (II) lớn lượng ion (I) Sự ion hóa nhóm NH2 (I) biểu thị cộng thêm axit, nghĩa (I) + H + = ion lưỡng cực, điểm đẳng điện axit monoamino monocacboxylic nhỏ -Đối với axit điamino monocacboxylic monoamino đicacboxylic có ion lưỡng cực nằm hai dạng cân điện tích lẻ điểm đẳng điện trung bình cộng hai pK a hai cân hai dạng điện tích lẻ với ion lưỡng cực -Điểm đẳng điện xác định đường cong chuẩn độ amino axit với natri hiđroxit Phương pháp dùng cho amino axit trung tính -Nếu biết giá trị pKa amino axit đó, ta tính nồng độ phần trăm dạng proton hóa, dạng trung hòa dạng đeproton hóa giá trị pH xác định amino axit theo phương trình Henderson – Hasselbalch pKa = −lg = −lg [H3O+] – lg Phương trình Henderson – Hasselbalch: = pH − lg pH = pKa + lg Điểm đẳng điện axit monoamino monocacboxylic có giá trị pH I< 7, axit điamino monocacboxylic pHI > 7, axit monoamino đicacboxylic có pHI pI pH = pI ? Giải thích Giải pH < pI: cation A chiếm ưu thế, nên di chuyển phía catot, (b) pH > pI : anion C chiếm ưu nên di chuyển phía anot (c) pH = pI điện tích cân nên amino axit không chuyển dịch Bài Viết cân điện ly lysin (một bazơ) tính điểm đẳng điện Xem giá tri pKa bảng Giải COO COOH CHNH3 CHNH3 OH (CH2)3 H (CH2)3 COO OH H CH2NH3 CH2NH3 CHNH2 (CH2)3 COO OH H CH2NH3 CHNH2 (CH2)3 CH2NH2 (+2) (+1) (0) (-1) Điện tích tổng cộng dạng ghi ngoặc đơn trên, dạng có điện tích không tồn hai dạng có pKa tương ứng 8,95 10,53 Như pI = (8,95+10,53)/2 = 9,74 Bài Viết cân điện ly axit aspatic tính điểm đẳng điện Giải COOH CHNH3 CH2 COO OH H COOH CHNH3 CH2 COOH COO OH H CHNH3 CH2 COO COO OH H CHNH2 CH2 COO (+1) (0) (-1) (-2) Dạng có điện tích không tồn hai dạng có pKa tương ứng 1,88 3,65 Như pI = (1,88 + 3,65)/2 = 2,77 Bài a) Serin có điểm đẳng điện pHI = 5,68, pKa1 = 2,21, pKa2 = 9,15 Hãy viết công thức cấu tạo dạnh chủ yếu serin dung dịch có pH = 2,0; 6,0; 10,0 b) Tiến hành điện di hỗn hợp gồm amino axit: Lysin (pHI =9,74) , axit aspactic (pHI = 2,77), glyxin (pHI = 5,97) môi trường đệm có pH = 7,0 Hãy cho biết amino axit di chuyển phía catot, amino axit di chuyển phía anot? Giải thích kết thu c) Để tách riêng amino axit từ hỗn hợp amino axit cho mục b cần tiến hành điện di pH bao nhiệu? giải thích sao? Giải a) + H3N – CH- COOH + H3N – CH- COO- CH2OH pH = 2,0; H2N – CH- COO- CH2OH pH = 6,0 CH2OH pH = 10,0 b) Lysin , axit aspactic di chuyển cực dương (anot), glyxin di chuyển cực âm (catot) c) Ở pH = 5,97 thích hợp glyxin không di chuyển amino axit lại di chuyển hướng ngược Bài Hãy rõ hướng dịch chuyển amino axit hỗn hợp cho tiến hành điện di; a) Glyxin, phenylalanin serin, pH = 6,0 b) Valin, axit glutamic histidin, pH=7,0 c) Alanin, lysin tritophan, pH=7,0 Biết pHI amino axit là: Gly 6,0; Phe 5,5; ser 5,7; val 6,0; Glu 3,2; his 7,6; Ala 6,0; Lys 9,8; Try 5,9 Để tách riêng lẻ amino axit hỗn hợp cần tiến hành điện di pH tương ứng bao nhiêu? Giải a) Ở pH = 6,0 phenylalanin serin dịch chuyển phía anot(-) pH > pI , glyxin không dịch chuyển pH = pI b) Ở pH=7,0 histidin dịch chuyển phía canot(+) pH < pI , Valin axit glutamic dịch chuyển phía anot(-) pH > pI c) Ở pH=7,0 lysin dịch chuyển phía canot(+) pH < pI , Alanin tritophan dịch chuyển phía anot(-) pH > pI _ Để tách riêng lẻ amino axit hỗn hợp cần tiến hành điện di pH : a) pH=5,7 b) pH=6,0 c) pH=6,0 Bài Aspactam loại đường không dinh dưỡng ( tên thương phẩm Nutra-Sweet), có công thức cấu tạo vắn tắt Asp-Phe-OCH3, có pHI =5,9 Hãy viết CTCT đầy đủ aspactam dd có pH= 2,0; 6,0; 8,0 Giải + H3N – CH- CONH – CH – COOCH3 + H3N – CH- CONH – CH – COOCH3 CH2COOH CH2C6H5 CH2COOCH2C6H5 pH=2,0 pH=6,0 H2N – CH- CONH – CH – COOCH3 CH2COO- CH2C6H5 pH=8,0 Bài Hãy giải thích tritophan có điểm đẳng điện thấp so với histidin công thức CT cùa cà amino axit có dị vòng thơm cạnh chứa nito Trong số nguyên tử nito dị vòng histidin, nguyên tử nito có tính bazo cao Giải thích Tritophan Histidin Giải _Hệ dị vòng inđol tritophan giống pirole (cặp e nito tham gia vào hệ electron π liên hợp) nên N tính bazo, pHI tritophan nằm vùng trung tính _Nguyên tử nito không mang nối đôi cấu trúc dị vòng histidin giống nito pirole nên tính bazo, nguyên tử nito lại có tính bazo đôi e (obitan lai hóa sp2) nằm mặt phẳng vòng thơm (như nito CTCT piridin), histidin có tính kiềm yếu có giá trị pHI lớn trytophan BÀI TẬP HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM 2002: Thuỷ phân protein (protit) thu số aminoaxit có công thức pKa sau: Ala CH3CH(NH2)COOH (2,34; 9,69); Ser HOCH2CH(NH2)COOH (2,21; 9,15); Asp HOOCCH2CH(NH2)COOH (1,88; 3,65;9,60); Orn H2N[CH2]3CH(NH2)COOH (2,10; 8,90; 10,50); Arg H2NC(=NH)NH[CH2]3CH(NH2)COOH (2,17; 9,04; 12,48); Pro N H COOH (1,99; 10,60) Viết tên IUPAC công thức Fisơ pHI Arg, Asp, Orn Trên công thức ghi (trong ngoặc) giá trị pKa bên cạnh nhóm chức thích hợp Biết nhóm -NHC(=NH)NH2 có tên guanidino Ala Asp có thành phần cấu tạo aspactam (một chất có độ cao saccarozơ tới 160 lần) Thuỷ phân hoàn toàn aspactam thu Ala, Asp CH 3OH Cho aspactam tác dụng với 2,4-dinitroflobenzen thuỷ phân dẫn xuất 2,4-dinitrophenyl Asp sản phẩm có công thức C 4H9NO2 Viết công thức Fisơ tên đầy đủ aspactam, biết nhóm α-COOH Asp không tự Arg, Pro Ser có thành phần cấu tạo nonapeptit bradikinin Thuỷ phân bradikinin sinh Pro-ProGly ; Ser-Pro-Phe ; Gly-Phe-Ser ; Pro-Phe-Arg ; Arg-Pro-Pro ; Pro-Gly-Phe ; Phe-Ser-Pro Dừng kí hiệu chữ (Arg, Pro, Gly, ), cho biết trình tự aminoaxit phân tử bradikinin BÀI GIẢI: Aminoaxit sinh từ protein có cấu hình L COO-(2.17) + (9.04) H2N H [CH2]3 - N H C COO-(2.17) + (9.60) H3N Axit (S)-2-amino-butandioic (12.48) Axit (S)-2-amino-5guanidinopentanoic COO-(2.10) (8.90) H2N H [CH2]3 NH3+(10.50) Axit (S)-2,5-diamino pentanoic Aspactam H2N-CH(CH2COOH)− CO− NH − CH(CH3)-COOCH3 COOCH3 O H2N C H NH H CH2COOH CH3 H CH2COOH (3.65) NH2 NH2 (1.88) Metyl N-(L-α-aspactyl) L-alaninat Bradikinin Arg-Pro-Pro-Gly-Phe-Ser-Pro-Phe-Arg KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM 2003) TRF tên viết tắt homon điều khiển hoạt động tuyến giáp Thủy phân hoàn toàn mol TRF thu mol chất sau: N CH2-CH-COOH NH3 ; ; HOOC-CH 2-CH2-CH-COOH ; NH2 COOH NH2 N N (Pro) (His) (Glu) H H Trong hỗn hợp sản phẩm thủy phân không hoàn toàn TRF có dipeptit His-Pro Phổ khối lượng cho biết phân tử khối TRF 362 đvC Phân tử TRF không chứa vòng lớn cạnh Hãy xác định công thức cấu tạo viết công thức Fisơ TRF Đối với His người ta cho pKa1 = 1,8 ; pKa2 = 6,0 ; pKa3 = 9,2 Hãy viết cân điện ly ghi cho cân giá trị pKa thích hợp Cho biểu thức: pHI = (pKa1+pKa2+pKa3) : ; pHI = (pKa1+pKa2) : ; pHI = (pKa2+pKa3) : ; biểu thức với His, sao? Hãy đề nghị sơ đồ phản ứng với đầy đủ điều kiện để tổng hợp axit (D, L) – glutamic từ hidrocacbon chứa không nguyên tử cacbon phân tử BÀI GIẢI: *Từ kiện thủy phân suy công thức Glu-His-Pro His-Pro-Glu (đều có nhóm –CO – NH2) * Từ M = 362 đvC suy có tạo amit vòng (loại H2O) * Từ kiện vòng ≤ cạnh suy Glu aminoaxit đầu N tạo lactam cạnh, Pro aminoaxit đầu C tạo nhóm – CO – NH2 Vậy cấu tạo TRF: HN CH CO-NH CH CO N CH CO-NH2 CH2 O N NH Công thức Fisơ: NH2 CO N CO NH CO NH O H H CH2 N NH H Cân điện ly His: COOH + H H3 N CH2 COO + + -H (1) + HN + H H3 N -H CH2 H H3 N + + N NH 1,8 CH2 (3) N NH H H2N + -H CH2 (2) HN (+2) COO COO NH NH (+1) 6,0 (-1) (0) (hoặc viết cân riêng rẽ; không cần công thức Fisơ) * pHI = (pKa2 + pKa3) : đúng, phân tử His trung hòa điện (điện tích = 0) nằm cân (2) (3) Tổng hợp axit (D,L)-glutamic HC ≡ CH HCN → N C NC – CH = CH2 CH2 CH2 CH CO, H → xt, t C N HCN, NH3 NC – CH2– CH2– CH=O → 1) H2O, OH + 2) H3O HOOC CH2 CH2 CH NH2 COOH NH2 (KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA NĂM 2004 (Bảng A)) Các aminoaxit phản ứng với tạo thành polipeptit Hãy cho biết cấu trúc dipeptit tạo N CH2 thành từ leuxin (CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH N histidin (hình bên) NH2 CH COOH Histidin H Gọi A, B α-aminoaxit môi trường axit, bazơ tương ứng với X ion lưỡng cực a) Xác định tỉ số nồng độ A B điểm đẳng điện b) Vết alanin chuyển cực pH < pH > 8? c) Xác định hàm lượng tương đối ion lưỡng cực X alanin điểm đẳng điện, biết số axit alanin: pK1 = 2,35 cân A X + H+ pK2 = 9,69 cân X B + H+ BÀI GIẢI: Cấu trúc dipeptit : ( CH3)2CH - CH2 - CH(NH2) - CO - NH - CH - CH2 H - Leu - His - OH COOH N HN CH2 - CH(NH2) - CO - NH - CH - CH2 - CH(CH3)2 N NH H - His - Leu - OH COOH O CH2 N NH H N N H CH2 CH CH3 CH3 O His-Leu Leu - Leu ( CH3)2CH - CH2 - CH - CO - NH - CH - CH2 - CH(CH3)2 N His - His COOH NH2 CH2 - CH - CO - NH - CH - H2C N H COOH NH2 N HN a) Vết aminoaxit điểm đẳng điện không dịch chuyển phía catot anot nên nồng độ ion trái dấu phải : [A] = [A] = [B] nên tỉ số đơn vị; (1) [B] b) Lập biểu thức tính số axit K1 = pHI = [ X ][ H + ] [ A] pK1 + pK 2 ; [H+] = K1[ A] [ X ] (2) [H+]2 = K1K [ A][ X ] [ X ][ B ] ; K2 = [ B ][ H + ] [X] ; [H+] = K2[ X ] [ B] (3) từ (1) , (2) , (3) có [H+] = (K1K2)1/2 Đối với alanin: pHI = 2,35 + 9,69 = 6,02 Vì điểm đẳng điện alanin 6,02 nên vết di chuyển phía cực âm pH < 5, theo hướng cực dương pH > c) Từ (2): [ X] = [ A] K1 10 −2,35 = = 4680 K2 10 −9,69 Như nồng độ tương đối [X] là: [X] = = 0,9996 [ A] + [ B ] + [ X ] [ A] + [X] ~1 OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1999-Thái Lan a) Xystin (C6H12N2O4S2) axit diamino – dicacboxylic, sản phẩm nhị hợp L – xystein Sản phẩm nhị hợp tách xử lý với thiol mercaptoetanol (HOCH2CH2SH) L – xystein (C3H7NO2S) (i) Viết công thức cấu tạo xystin với cấu hình tuyệt đối (ii) Vai trò mercaptoetanol phản ứng gì? mol xystin tách đôi nhờ xử lý với axit pefomic HCOO2H tạo thành mol axit xysteic C3H7NO5S axit mạnh (iii) Viết cấu tạo axit xysteic điểm đẳng điện (iii) Khi peptit gồm mạch A B liên kết nhờ liên kết đơn disunfua hai gốc xystein mạch xử lý với axit pefomic thu hai peptit A’ B’ pH 7,0 với điện tích tổng cộng theo thứ tự +5 -3 Hãy tính điện tích tổng cộng peptit ban đầu pH b) Khi peptit C (M = 465) thuỷ phân hoàn toàn dung dịch HCl nước dung dịch sau thủy phân thu lượng có số mol glyxin (Gly), phenylalanin (Phe); axit aspactic (Asp), axit Glutamic (Glu) đương lượng amoniac (NH3) Khi xử lý C với enzym cacboxipeptidaza thu axit glutamic tripeptit Thuỷ phân phần tripeptit axit cho hỗn hợp sản phẩm, có hai chất xác định axit glyxilaspactic (Gly – Asp) aspactilphanylalanin (Asp – Phe) (i) Từ thong tin suy trật tự toàn peptit C (ii) Điểm đẳng điện gần peptit C (pH < 7; pH ≈ 7; pH > 7) bao nhiêu? BÀI GIẢI: a) (i) NH3+ CO2- S - O2C S NH3+ (ii) tác nhân khử (iii) Công thức cấu tạo NH3+ SO3HO2C (iv) +4 b) (i) Gly – Asp – Phe – Glu (iii) pH < OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1999: a) Tính bazơ số hợp chất chứa nitơ có cấu tạo tương quan nêu sau: Hợp chất Cấu tạo pKa Hợp chất Cấu tạo NH2 Piridin 5,17 Anilin pKa 4,58 Pirol N H N 0,40 Xiclohexylamin NH2 10,64 Pirolidin H N 11,20 p-Aminopiridin NH2 9,11 NH2 6,03 N Morpholin O NH 8,33 m-Aminopiridin N Piperidin NH 11,11 So sánh giải thích khác biệt tính bazơ cặp sau: (i) Piperiđin / piridin (ii) Piridin / pirol (iii) Anilin / xiclohexylamin (iv) p – aminopiridin / piridin (v) morpholin / piperidin b) Sự khác biệt tính chất vật lý hỗn hợp triệt quang (raxemic) axit cis – – aminoxiclohexan – – cacboxylic axit – aminobenzoic nêu bảng Axit cis-2-aminoxiclohexan-1Axit – - aminobenzoic cacboxylic Điểm nóng chảy (oC) 240 146 – 147 Tính tan trong: nước (pH = 7) tan Không tan HCl 0,1M dễ tan Không tan dễ tan Không tan Không tan dễ tan Dải hấp thụ IR (thể rắn, cm-1) 1610 - 1550 1690 pKa1 3,56 2,41 pKa2 10,21 4,85 (i) Đề nghị cấu tạo hợp lý axit cis – – aminoxiclohexan -1 – cacboxylic axit aminobenzoictại pH axit, trung tính bazơ (ii) Nếu điểm đẳng điện định nghĩa pH mà phân tử có điện tích tổng cộng tính điểm đẳng điện gần axit – – aminoxiclohexan – – cacboxylic BÀI GIẢI: a) (i) Piridin có tính bazơ yếu piperidin đôi electron gây tính bazơ piridin thuộc obitan sp2; bị giữ chặt không sẵn sang cặp electron trường hợp piperidin với obitan sp3 (ii) Piridin có đôi electron (thuộc obitan sp2) sẵn sang để dùng chung với axit; pirol kết hợp với proton đánh đổi tính thơm vòng (iii) Có hai lý Thứ nhất, nguyên tử nitơ anilin liên kết với nguyên tử cacbon trạng thái lai sp2 vòng thơm, nguyên tử cacbon có độ âm điện mạnh nguyên tử cacbon trạng thái lai sp3 xiclohexylamin Thứ hai, electron không liên kết phân tán vòng thơm Các công thức cộng hưởng có giảm mật độ electron nitơ Vì xiclohexylamin có tính bazơ mạnh anilin: NH2 NH2 (iv) (v) NH2 Có thể xảy phân tán electron không liên kết nhóm –NH2 vào nhân Hệ qủa có tăng mật độ electron nguyên tử nitơ dị vòng, có tăng tính bazơ vị trí NH2 NH2 N NH2 NH2 N NH2 N N Piperidin có tính bazơ mạnh morpholin Nguyên tử oxy morpholin có độ âm điện lớn nhóm metylen (ở vị trí) piperidin, mật độ electron nguyên tử nitơ morpholin nhỏ so với piperidin b) (i) CO2H NH3+ Tính axit CO2NH3 trung tính + CO2NH2 tính bazơ (ii) CO2H NH3+ Tính axit CO2- trung tính NH3 + CO2- tính bazơ NH2 (ii) Điểm đẳng điện = (pKa1 + pKa2)/2 = 6,88 OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 2002: Protein diện hầu hết tế bào sống đóng vai trò quan trọng hóa học sống Nó tạo thành từ đơn vị cấu trúc axit - α - aminocacboxylic Peptit cac protein “thu nhỏ” với vài aminoaxit Liên kết peptit liên kết amit hình thành từ ngưng tụ nhóm amin aminoaxit với nhóm cacboxyl aminoaxit kế cận Peptit nhận từ phenylalanine F alanin A? Chỉ cấu trúc chúng Ph H2 N F CH3 H 2N COOH A COOH H 2N G COOH H 2N L COOH Trong phương pháp phân tích cấu trúc peptit việc nhận diện aminoaxit đầu N đuôi C đóng vai trò quan trọng Phương pháp Sanger giúp ta nhận diện aminoaxit đầu N cách xử lý aminoaxit với 2,4dinitroflobenzen môi trường kiềm yếu, sau thuỷ phân toàn chuỗi peptit với xúc tác axit Aminoaxit đầu N tạo kết tủa màu vàng dễ dàng nhận diện phương pháp sắc ký giấy Sanger trao giải thưởng Nobel năm 1958 1980 Viết phản ứng xảy ta sử dụng tác nhân Sanger (để cho gọn ta viết aminoaxit đầu N có công thức H2NR) để nhận diện aminoaxit đầu N Với aminoaxit đuôi C, chứa nhóm chức –COOH tự peptit phân lập cách sử dụng enzym cacboxipeptidaza để thủy phân, enzym thủy phân aminoaxit cuối mạch Đối với tetrapeptit chứa cac aminoaxit F, A, glyxin G leuxin L phương pháp thủy phân enzym cacboxipeptidaza aminoaxit đuôi C nhận diện F phương pháp Sanger cho biết aminoaxit đầu N nhận diện G Đề nghị công thức cấu tạo peptit Hãy viết công thức cấu tạo chúng BÀI GIẢI: Công thức peptit nhận được: Ph H N H2 N O OH H N H 2N O AF O FA Ph O OH H N H 2N O FF Ph O OH Ph Phản ứng xảy ra: F O OH O AA NO NO O 2N H 2N H N + 2H 2NR O 2N NHR + RNH 3+F- Không thể biết thứ tự hai aminoaxit AL hay LA nên peptit ban đầu có có cấu tạo sau: GALF GLAF OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 2003: Peptit polyamit mạch thẳng sinh liên kết “đuôi nối với đuôi” aminoaxit có cấu hình L (tức S) 1) Các dipeptit tạo thành cách ngưng tụ L – alanin L – phenylalanin? Sử dụng công thức lập thể câu trả lời 2) Sự kéo dài phần mạch peptit hầu hết nguyên tử C aminoaxit bậc ba (sử dụng dạng este) liên kết với đơn vị aminoaxit (sử dụng dạng dẫn xuất Nitơ) dẫn đến thay nguyên tử N - trước đơn vị gắn vào Dẫn xuất thường sử dụng nhóm ankoxy cacbonyl ROCO – dẫn xuất cacbamat Hãy giải thích lý diện nhóm (nhóm bảo vệ) nguyên tử nitơ amin làm trở ngại việc tạo liên kết amit với nhóm cacboxyl a) Vì nitơ có 1H b) Vì nhóm bảo vệ có mật độ electron nguyên tử nitơ c) Vì nhóm bảo vệ chắn công nhóm cacbonyl d) Vì kháng tĩnh điện e) Vì vốn amit 3) Vẽ công thức cộng hưởng nửa nhóm amit Sử dụng ký hiệu lập thể mũi tên để rõ chuyển dịch electron 4) Tác nhân sử dụng để gắn nhóm benzylcacbamat vào amin (nhóm Bergmann – Zervas) Viết phản ứng a C6H5CH2OCONH2, b C6H5CH2OCO2CH3, c C6H5CH2OCO2C(CH3)3, d C6H5CH2OCOCl, e C6H5OCOCl 5) Việc loại nhóm bảo vệ ankoxycacbonyl thường kèm theo phản ứng cắt mạch tác dụng axit theo sơ đồ: Xếp khả tăng dần tính hoạt động cacbamat sau tác dụng axit: BÀI GIẢI: Công thức cấu tạo peptit có: Các dipeptit vòng (dixeto piperazin) chấp nhận: Câu trả lời tốt 2 Tác nhân e (benzylclofomiat) phản ứng với amin theo sơ đồ sau: Nếu giả thiết trạng thái chuyển tiếp có tạo thành ion cacboni chất tạo thành ion cacboni dễ dàng tính bền tỉ lệ thuận với khả Trong chất D có giải toả electron mạnh nhất: khó A: Giải thích tương tự ta thấy cation tạo thành từ B bền C Như thứ tự là: D>B>C>A OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 1999: Peptit A có khối lượng phân tử 1007 Thuỷ phân hoàn toàn axit cho aminoaxit sau với số mol nhau: Asp, Cystin, Glu, Gly, Ile, Leu, Pro Tyr Oxy hóa A với HCO2OH cho B chứa hai gốc axit cysteic (ký hiệu Cya), dẫn xuất cystein với nhóm thiol bị oxy hóa thành axit sunfonic 1) Có nhóm chứa axit sunfonic tạo thành từ oxy hóa liên kết disunfua? Thuỷ phân không hoàn toàn B cho số di tri-peptit (B1 – B6) Trật tự sản phẩm thuỷ phân xác định cách sau Aminoaxit có N cuối xác định cách xử lý peptit với 2,4 – dinitroflobenzen (DNFB) DNP – peptit Sau thuỷ phân hoàn toàn DNP – peptit axit, thu DNP – aminoaxit, chất xác định dễ dàng cách so sánh với DNP – aminoaxit chuẩn 2) Khi xử lý B1 với DNFB thuỷ phân kế tiểp axit tạo thành sản phẩm DNP – Asp Điều cho thấy B1 có axit aspartic N cuối Hãy viết cấu tạo đầy đủ DNP – Asp điểm đẳng điện (không cần hóa học lập thể) Kế đó, aminoaxit có C cuối xác định cách đun nóng peptit 100 oC với hydrazin, chất bẻ gãy tất liên kết peptit chuyển tất trừ aminoaxit C cuối thành hydrazit aminoaxit, nhóm cacboxyl C cuối nguyên vẹn Theo cách này, aminoaxit N- C- cuối xác định thứ tự toàn B1 – B6 sau: B1: Asp – Cya B4: Ile – Glu B2: Cya – Tyr B5: Cya – Pro – Leu B3: Leu – Gly B6: Tyr – Ile - Glu Thuỷ phân B với enzym từ Bacillus subtilis cho B7 - B9 với thành phần sau: B7: Gly – NH2 (glyxinnamit) B8: Cya, Glu, Ile, Tyr B9: Asp, Cya, Leu, Pro 3) Viết trình tự B8 thu DNP – Cya xử lý B8 với DNFB thuỷ phân hoàn toàn sau axit 4) Nếu aminoaxit N- C- cuối B9 xác định theo thứ tự Asp Leu, viết trình tự B9 5) Viết cấu tạo đầy đủ A rõ vị trí liên kết disunfua Tuy nhiên khối lượng phân tử A tính lớn gía trị thực nghiệm hai đơn vị Quan sát kỹ lưỡng hỗn hợp thu từ thủy phân hoàn toàn axit A aminoaxit tìm lúc đầu có đương lượng mol amoniac tạo thành 6) Đề nghị cấu tạo điều chỉnh A khoanh tròn (một hay nhiều vị trí) cấu tạo thấy tất nguồn tạo amoniac có BÀI GIẢI: 1) 2) Công thức cấu tạo: O O2N OH OH N H NO2 O 3) Trình tự B8 là: Cya – Tyr – Ile – Glu 4) Trình tự B9 là: Asp – Cya – Pro – Leu 5) Cấu tạo đầy đủ A là: Cys – Tyr – Ile – Glu – Asp – Cys – Pro – Leu – Gly – NH2 6) Cấu tạo điều chỉnh A: Cys – Tyr – Ile – Gln – Asn – Cys – Pro – Leu – Gly – NH2 Các vị trí gạch chân vị trí tạo amoniac [...]... cacboxylic Điểm nóng chảy (oC) 240 146 – 147 Tính tan trong: nước (pH = 7) tan Không tan HCl 0,1M rất dễ tan Không tan rất dễ tan Không tan Không tan rất dễ tan Dải hấp thụ IR (thể rắn, cm-1) 1610 - 1550 1690 pKa1 3,56 2,41 pKa2 10,21 4,85 (i) Đề nghị các cấu tạo hợp lý của axit cis – 2 – aminoxiclohexan -1 – cacboxylic và axit 2 aminobenzoictại các pH axit, trung tính và bazơ (ii) Nếu điểm đẳng điện được... của axit cis – 2 – aminoxiclohexan -1 – cacboxylic và axit 2 aminobenzoictại các pH axit, trung tính và bazơ (ii) Nếu điểm đẳng điện được định nghĩa là pH mà tại đó phân tử có điện tích tổng cộng bằng 0 thì hãy tính điểm đẳng điện gần đúng của axit – 2 – aminoxiclohexan – 1 – cacboxylic BÀI GIẢI: a) (i) Piridin có tính bazơ yếu hơn piperidin vì đôi electron gây tính bazơ của piridin thuộc obitan sp2;... mạnh hơn morpholin Nguyên tử oxy trong morpholin có độ âm điện lớn hơn nhóm metylen (ở cùng vị trí) của piperidin, vì thế mật độ electron trên nguyên tử nitơ của morpholin sẽ nhỏ hơn so với piperidin b) (i) CO2H NH3+ Tính axit CO2NH3 trung tính + CO2NH2 tính bazơ (ii) CO2H NH3+ Tính axit CO2- trung tính NH3 + CO2- tính bazơ NH2 (ii) Điểm đẳng điện = (pKa1 + pKa2)/2 = 6,88 OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ 2002:... hỗn hợp sản phẩm, trong đó có hai chất được xác định là axit glyxilaspactic (Gly – Asp) và aspactilphanylalanin (Asp – Phe) (i) Từ các thong tin trên hãy suy ra trật tự của toàn bộ peptit C (ii) Điểm đẳng điện gần đúng của peptit C (pH < 7; pH ≈ 7; pH > 7) là bao nhiêu? BÀI GIẢI: a) (i) NH3+ CO2- S - O2C S NH3+ (ii) tác nhân khử (iii) Công thức cấu tạo NH3+ SO3HO2C (iv) +4 b) (i) Gly – Asp – Phe –... aminoaxit chuẩn 2) Khi xử lý B1 với DNFB rồi thuỷ phân kế tiểp bằng axit tạo thành một sản phẩm là DNP – Asp Điều này cho thấy B1 có axit aspartic tại N cuối Hãy viết cấu tạo đầy đủ của DNP – Asp tại điểm đẳng điện của nó (không cần hóa học lập thể) Kế đó, aminoaxit có C cuối được xác định bằng cách đun nóng peptit tại 100 oC với hydrazin, chất này bẻ gãy tất cả các liên kết peptit và chuyển tất cả trừ... cac aminoaxit F, A, glyxin G và leuxin L thì phương pháp thủy phân bằng enzym cacboxipeptidaza thì aminoaxit đuôi C được nhận diện là F phương pháp Sanger cho biết aminoaxit đầu N được nhận diện là G 3 Đề nghị công thức cấu tạo của peptit Hãy viết các công thức cấu tạo của chúng BÀI GIẢI: 1 Công thức của các peptit nhận được: Ph H N H2 N O OH H N H 2N O AF O FA Ph O OH H N H 2N O FF Ph O OH Ph 2 Phản... tạo liên kết amit với nhóm cacboxyl a) Vì nitơ bây giờ chỉ còn có 1H b) Vì nhóm bảo vệ có mật độ electron ít hơn nguyên tử nitơ c) Vì nhóm bảo vệ chắn sự tấn công của nhóm cacbonyl d) Vì sự kháng tĩnh điện e) Vì nó vốn đã là một amit 3) Vẽ các công thức cộng hưởng của một nửa nhóm amit Sử dụng các ký hiệu lập thể và các mũi tên để chỉ rõ sự chuyển dịch electron 4) Tác nhân nào dưới đây sẽ được sử dụng... hợp với proton khi đánh đổi tính thơm của vòng (iii) Có hai lý do Thứ nhất, nguyên tử nitơ trong anilin liên kết với nguyên tử cacbon ở trạng thái lai sp2 của vòng thơm, nguyên tử cacbon này có độ âm điện mạnh hơn nguyên tử cacbon ở trạng thái lai sp3 của xiclohexylamin Thứ hai, các electron không liên kết có thể được phân tán trên vòng thơm Các công thức cộng hưởng chỉ ra rằng có sự giảm mật độ electron... gía trị thực nghiệm hai đơn vị Quan sát kỹ lưỡng hỗn hợp thu được từ sự thủy phân hoàn toàn bằng axit của A ngoài các aminoaxit tìm được lúc đầu còn có 3 đương lượng mol amoniac cũng được tạo thành 6) Đề nghị cấu tạo điều chỉnh của A và khoanh tròn (một hay nhiều vị trí) trên cấu tạo này để cho thấy tất cả các nguồn tạo amoniac có thể có BÀI GIẢI: 1) 2 2) Công thức cấu tạo: O O2N OH OH N H NO2 O 3)