Công thức hóa học của axit amin

Axit amin là gì? Công thức và cấu trúc của axit amin? Tính chất vật lý và tính chất hóa học của axit amin như nào? Vai trò của axit amin? Trong phạm vi bài viết dưới đây, sẽ giới thiệu đến bạn chủ đề về axit amin cùng những nội dung liên quan, cùng tìm hiểu nhé!

Tìm hiểu Axit amin là gì?

Định nghĩa Axit amin là gì?

• Axit amin (Alpha Amino axit) là loại hợp chất hữu cơ tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm amino ((NH_{2})) và nhóm cacboxyl (COOH)
• Công thức chung: ((H_{2}N)_{x}  R  (COOH)_{y})

Cấu trúc của Axit amin

• Cấu trúc chung của một phân tử axit amin, với nhóm amin ở bên trái và nhóm axit cacboxylic. Trong hóa sinh, thuật ngữ này còn để chỉ alpha amino axit: những axit amin mà trong đó nhóm amin và cacboxylic gắn vào cùng một cacbon, nên gọi là (alpha  cacbon)
• Phần dư còn lại của một axit amin là phần mà sau khi đã loại bỏ phân tử nước (một (H^{+}) ra khỏi nitơ và một (OH^{-}) khỏi cacbon) và tạo thành liên kết peptit.

Tính chất của Axit amin là gì?

Tính chất vật lý của Axit amin

• Các axit amin là những chất rắn kết tinh, vị ngọt, một số ít có vị đắng.
• Axit amin nóng chảy ở nhiệt độ tương đối cao, kèm theo sự phân hủy và nhiệt độ nóng chảy tương đối gần nhau, do đó để nhận dạng alpha amino axit người ta thường xác định (R_{f}) của phương pháp sắc ký giấy.
• Dễ tan trong nước vì amino axit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực

Tính chất hóa học của Axit amin

Các axit amin vừa có tính axit, vừa có tính bazơ nên có thể tạo muối với các axit vô cơ lẫn với kiềm.

Tính axit

• Tác dụng với bazơ mạnh để tạo ra muối

(NH_{2}-CH_{2}-COOH + KOH rightarrow NH_{2}CH_{2}-COOK + H_{2}O)

Tính bazơ

• Tác dụng với axit mạnh tạo ra muối

(NH_{2}-CH_{2}-COOH + HCl rightarrow ClNH_{3}-CH_{2}-COOH)

Phản ứng trùng ngưng của amino axit

(nNH_{2}-CH_{2}-COOH + HCl rightarrow (-NH-CH_{2}CO-)_{n} + nH_{2}O)

Phản ứng trùng ngưng của 6-aminohexanoic (axit (epsilon -aminocaproic)) hoặc axit 7-aminoheptanoic (axit (omega -aminoenantoic)) với xác tác tạo thành polime thuộc loại poliamit.

• Từ n aminoaxit khác nhau có thể tạo thành n! polipeptit chứa n gốc aminoaxit khác nhau, n polipeptit chứa n gốc aminoaxit.

Phản ứng với (HNO_{2})

(HOOC-R-NH_{2} + HNO_{2} rightarrow HOOC-R-OH + N_{2} + H_{2}O)

Phản ứng este hoá

(NH_{2}-CH_{2}-COOH + ROH rightarrow NH_{2}-CH_{2}-COOR + H_{2}O)

Chú ý:

• Amino axit có làm đổi màu quỳ tím hay không tùy thuộc vào quan hệ giữa số nhóm COOH và số nhóm (NH_{2}) có trong phân tử amino axit:
• Nếu phân tử amino axit có số nhóm COOH = số nhóm (NH_{2}) (rightarrow) aminoaxit không làm đổi màu quỳ tím.
• Nếu phân tử amino axit có số nhóm COOH > số nhóm (NH_{2}) (rightarrow) aminoaxit làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
• Nếu phân tử amino axit có số nhóm COOH < số nhóm (NH_{2}) (rightarrow) aminoaxit làm đổi màu quỳ tím thành xanh.
• Các phản ứng do muối của amino axit tác dụng với dung dịch axit hoặc dung dịch kiềm.

(NH_{2}-CH_{2}-COOK + 2HCl rightarrow NH_{3}Cl-CH_{2}-COOH + KCl)

(NH_{3}Cl-CH_{2}-COOH + 2KOH rightarrow NH_{2}-CH_{2}-COOK + KCl + H_{2}O)

Một số alpha amino axit thường gặp

Bên cạnh việc tìm hiểu định nghĩa axit amin là gì, cấu trúc hay tính chất của axit amin thì bạn cũng cần nắm được một số Alpha Amino Axit thường gặp như trong bảng dưới đây:

Các dạng toán và bài tập về axit amin

Dạng 1: Bài toán đốt cháy

Ví dụ 1: Đốt cháy 0.2 mol hợp chất amino axit A được lấy từ thiên nhiên, thu được 26,4 g khí (CO_{2}), 12,6 gam hơi (H_{2}O) và 2,24 lít khí (N_{2}). Nếu đốt cháy 1 mol A cần 3,75 mol (O_{2}). Công thức cấu tạo của X là:

Cách giải:

Ta có:

(n_{CO_{2}} = frac{26,4}{44} = 0,6, (mol))

(n_{H_{2}O} = frac{12,6}{18} = 0,7, (mol))

(n_{N_{2}} = frac{2,24}{22,4} = 0,1, (mol))

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có:

• Bảo toàn nguyên tố C (rightarrow) số C (amino axit) = 3
• Bảo toàn nguyên tố H (rightarrow) số H (amino axit) = 7

Nếu đốt cháy 1 mol A cần 3,75 mol (O_{2})

(rightarrow) Đốt cháy 0,2 mol A cần 0,75 mol (O_{2})

Bảo toàn nguyên tố O: (n_{O(amino, axit)} + 2nO_{2} = 2nCO_{2} + n_{H_{2}O})

(rightarrow) (n_{O(amino, axit)} = 0,4 , (mol)) (rightarrow) số O (amino axit) = 2

Bảo toàn nguyên tố N (rightarrow) số N (amino axit) = 1

Vậy amino axit A có công thức phân tử: (C_{3}H_{7}O_{2}N)

Mà A được lấy từ thiên nhiên nên A là (alpha  amino, axit)

(rightarrow) Công thức cấu tạo: (H_{2}NCH(CH_{3})COOH).

Dạng 2: Bài toán về tính axit và tính bazơ

• Cho amino axit phản ứng với dung dịch axit dư sau đó lấy sản phẩm đem phản ứng với dung dịch kiềm:

Phương trình tổng quát và công thức tính nhanh:

((H_{2}N)_{a}-R-(COOH)_{b}overset{bHCl}{rightarrow} left{begin{matrix} (ClH_{3}-R-(COOH)_{b})\ HCl, du, hoac, (H_{2}N)_{a}-R-(COOH)_{b}, du end{matrix}right.)

(overset{NaOH, du}{rightarrow}left{begin{matrix} (NH_{2}-R-(COONa)_{b})\ NaCl end{matrix}right.)

• Công thức:

1. (n_{NaCl} = n_{HCl})
2. (n_{NaOH, pu} = n_{H_{2}O} = n_{HCl} + n_{(-COOH)})

• Cho dung dịch amino axit phản ứng với dung dịch kiềm, rồi lấy sản phẩm đem phản ứng với dung dịch axit :

Phương trình tổng quát và công thức tính nhanh:

((H_{2}N)_{a}-R-(COOH)_{b}overset{bNaOH}{rightarrow}left{begin{matrix} (H_{2}N)_{a}-R-(COONa)_{b}\ NaOH, du, hoac, (H_{2}N)_{a}-R-(COOH)_{b}, du end{matrix}right.)

(overset{HCl, du}{rightarrow}left{begin{matrix} (ClH_{3}N)_{a}-R-(COOH)_{b}\ NaCl end{matrix}right.)

• Công thức:

1. (n_{NaCl} = n_{NaOH} = n_{H_{2}O})
2. (n_{HCl, pu} = n_{NaOH} + n_{(-NH_{2})})
3. (m_{aa} + m_{NaOH} + m_{HCl} = m_{m} + m_{H_{2}O})

Ví dụ 2: Cho 0,15 mol alanin vào 175ml dung dịch NaOH 2M, thu được dung dịch A. Cho HCl dư vào dung dịch. Sau khi các phản ứng hoàn toàn, số mol HCl đã phản ứng là bao nhiêu?

Cách giải:

(n_{NaOH} = 0,175.2 = 0,35 , (mol))

Alanin ((H_{2}N-CH(CH_{3})- COOH)) trong phân tử chứa 1 nhóm ((-NH_{2})) và 1 nhóm ((-COOH)).

(rightarrow n_{(-NH_{2})} = n_{alanin} = 0,15, (mol))

Sử dụng công thức tính nhanh:

(n_{HCl, pu} = n_{NaOH} + n_{(-NH_{2})} = 0,35 + 0,15 = 0,5, (mol))

Vậy số mol HCl đã phản ứng là 0,5 mol.

Như vậy, bài viết trên đây của   đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về khái niệm axit amin là gì, công thức và cấu trúc của axit amin, tính chất vật lý và tính chất hóa học của axit amin cũng như vai trò của axit amin. Hy vọng những kiến thức trên sẽ giúp bạn trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu của bản thân về chủ đề axit amin là gì. Chúc bạn luôn học tốt!

Tác giả:

Axit amin là gì? Công thức và cấu trúc của axit amin? Tính chất vật lý và tính chất hóa học của axit amin như nào? Vai trò của axit amin? Trong phạm vi bài viết dưới đây, sẽ giới thiệu đến bạn chủ đề về axit amin cùng những nội dung liên quan, cùng tìm hiểu nhé!

Tìm hiểu Axit amin là gì?

Định nghĩa Axit amin là gì?

• Axit amin (Alpha Amino axit) là loại hợp chất hữu cơ tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm amino ((NH_{2})) và nhóm cacboxyl (COOH)
• Công thức chung: ((H_{2}N)_{x}  R  (COOH)_{y})

Cấu trúc của Axit amin

• Cấu trúc chung của một phân tử axit amin, với nhóm amin ở bên trái và nhóm axit cacboxylic. Trong hóa sinh, thuật ngữ này còn để chỉ alpha amino axit: những axit amin mà trong đó nhóm amin và cacboxylic gắn vào cùng một cacbon, nên gọi là (alpha  cacbon)
• Phần dư còn lại của một axit amin là phần mà sau khi đã loại bỏ phân tử nước (một (H^{+}) ra khỏi nitơ và một (OH^{-}) khỏi cacbon) và tạo thành liên kết peptit.

Tính chất của Axit amin là gì?

Tính chất vật lý của Axit amin

• Các axit amin là những chất rắn kết tinh, vị ngọt, một số ít có vị đắng.
• Axit amin nóng chảy ở nhiệt độ tương đối cao, kèm theo sự phân hủy và nhiệt độ nóng chảy tương đối gần nhau, do đó để nhận dạng alpha amino axit người ta thường xác định (R_{f}) của phương pháp sắc ký giấy.
• Dễ tan trong nước vì amino axit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực

Tính chất hóa học của Axit amin

Các axit amin vừa có tính axit, vừa có tính bazơ nên có thể tạo muối với các axit vô cơ lẫn với kiềm.

Tính axit

• Tác dụng với bazơ mạnh để tạo ra muối

(NH_{2}-CH_{2}-COOH + KOH rightarrow NH_{2}CH_{2}-COOK + H_{2}O)

Tính bazơ

• Tác dụng với axit mạnh tạo ra muối

(NH_{2}-CH_{2}-COOH + HCl rightarrow ClNH_{3}-CH_{2}-COOH)

Phản ứng trùng ngưng của amino axit

(nNH_{2}-CH_{2}-COOH + HCl rightarrow (-NH-CH_{2}CO-)_{n} + nH_{2}O)

Phản ứng trùng ngưng của 6-aminohexanoic (axit (epsilon -aminocaproic)) hoặc axit 7-aminoheptanoic (axit (omega -aminoenantoic)) với xác tác tạo thành polime thuộc loại poliamit.

• Từ n aminoaxit khác nhau có thể tạo thành n! polipeptit chứa n gốc aminoaxit khác nhau, n polipeptit chứa n gốc aminoaxit.

Phản ứng với (HNO_{2})

(HOOC-R-NH_{2} + HNO_{2} rightarrow HOOC-R-OH + N_{2} + H_{2}O)

Phản ứng este hoá

(NH_{2}-CH_{2}-COOH + ROH rightarrow NH_{2}-CH_{2}-COOR + H_{2}O)

Chú ý:

• Amino axit có làm đổi màu quỳ tím hay không tùy thuộc vào quan hệ giữa số nhóm COOH và số nhóm (NH_{2}) có trong phân tử amino axit:
• Nếu phân tử amino axit có số nhóm COOH = số nhóm (NH_{2}) (rightarrow) aminoaxit không làm đổi màu quỳ tím.
• Nếu phân tử amino axit có số nhóm COOH > số nhóm (NH_{2}) (rightarrow) aminoaxit làm đổi màu quỳ tím thành đỏ.
• Nếu phân tử amino axit có số nhóm COOH < số nhóm (NH_{2}) (rightarrow) aminoaxit làm đổi màu quỳ tím thành xanh.
• Các phản ứng do muối của amino axit tác dụng với dung dịch axit hoặc dung dịch kiềm.

(NH_{2}-CH_{2}-COOK + 2HCl rightarrow NH_{3}Cl-CH_{2}-COOH + KCl)

(NH_{3}Cl-CH_{2}-COOH + 2KOH rightarrow NH_{2}-CH_{2}-COOK + KCl + H_{2}O)

Một số alpha amino axit thường gặp

Bên cạnh việc tìm hiểu định nghĩa axit amin là gì, cấu trúc hay tính chất của axit amin thì bạn cũng cần nắm được một số Alpha Amino Axit thường gặp như trong bảng dưới đây:

Các dạng toán và bài tập về axit amin

Dạng 1: Bài toán đốt cháy

Ví dụ 1: Đốt cháy 0.2 mol hợp chất amino axit A được lấy từ thiên nhiên, thu được 26,4 g khí (CO_{2}), 12,6 gam hơi (H_{2}O) và 2,24 lít khí (N_{2}). Nếu đốt cháy 1 mol A cần 3,75 mol (O_{2}). Công thức cấu tạo của X là:

Cách giải:

Ta có:

(n_{CO_{2}} = frac{26,4}{44} = 0,6, (mol))

(n_{H_{2}O} = frac{12,6}{18} = 0,7, (mol))

(n_{N_{2}} = frac{2,24}{22,4} = 0,1, (mol))

Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có:

• Bảo toàn nguyên tố C (rightarrow) số C (amino axit) = 3
• Bảo toàn nguyên tố H (rightarrow) số H (amino axit) = 7

Nếu đốt cháy 1 mol A cần 3,75 mol (O_{2})

(rightarrow) Đốt cháy 0,2 mol A cần 0,75 mol (O_{2})

Bảo toàn nguyên tố O: (n_{O(amino, axit)} + 2nO_{2} = 2nCO_{2} + n_{H_{2}O})

(rightarrow) (n_{O(amino, axit)} = 0,4 , (mol)) (rightarrow) số O (amino axit) = 2

Bảo toàn nguyên tố N (rightarrow) số N (amino axit) = 1

Vậy amino axit A có công thức phân tử: (C_{3}H_{7}O_{2}N)

Mà A được lấy từ thiên nhiên nên A là (alpha  amino, axit)

(rightarrow) Công thức cấu tạo: (H_{2}NCH(CH_{3})COOH).

Dạng 2: Bài toán về tính axit và tính bazơ

• Cho amino axit phản ứng với dung dịch axit dư sau đó lấy sản phẩm đem phản ứng với dung dịch kiềm:

Phương trình tổng quát và công thức tính nhanh:

((H_{2}N)_{a}-R-(COOH)_{b}overset{bHCl}{rightarrow} left{begin{matrix} (ClH_{3}-R-(COOH)_{b})\ HCl, du, hoac, (H_{2}N)_{a}-R-(COOH)_{b}, du end{matrix}right.)

(overset{NaOH, du}{rightarrow}left{begin{matrix} (NH_{2}-R-(COONa)_{b})\ NaCl end{matrix}right.)

• Công thức:

1. (n_{NaCl} = n_{HCl})
2. (n_{NaOH, pu} = n_{H_{2}O} = n_{HCl} + n_{(-COOH)})

• Cho dung dịch amino axit phản ứng với dung dịch kiềm, rồi lấy sản phẩm đem phản ứng với dung dịch axit :

Phương trình tổng quát và công thức tính nhanh:

((H_{2}N)_{a}-R-(COOH)_{b}overset{bNaOH}{rightarrow}left{begin{matrix} (H_{2}N)_{a}-R-(COONa)_{b}\ NaOH, du, hoac, (H_{2}N)_{a}-R-(COOH)_{b}, du end{matrix}right.)

(overset{HCl, du}{rightarrow}left{begin{matrix} (ClH_{3}N)_{a}-R-(COOH)_{b}\ NaCl end{matrix}right.)

• Công thức:

1. (n_{NaCl} = n_{NaOH} = n_{H_{2}O})
2. (n_{HCl, pu} = n_{NaOH} + n_{(-NH_{2})})
3. (m_{aa} + m_{NaOH} + m_{HCl} = m_{m} + m_{H_{2}O})

Ví dụ 2: Cho 0,15 mol alanin vào 175ml dung dịch NaOH 2M, thu được dung dịch A. Cho HCl dư vào dung dịch. Sau khi các phản ứng hoàn toàn, số mol HCl đã phản ứng là bao nhiêu?

Cách giải:

(n_{NaOH} = 0,175.2 = 0,35 , (mol))

Alanin ((H_{2}N-CH(CH_{3})- COOH)) trong phân tử chứa 1 nhóm ((-NH_{2})) và 1 nhóm ((-COOH)).

(rightarrow n_{(-NH_{2})} = n_{alanin} = 0,15, (mol))

Sử dụng công thức tính nhanh:

(n_{HCl, pu} = n_{NaOH} + n_{(-NH_{2})} = 0,35 + 0,15 = 0,5, (mol))

Vậy số mol HCl đã phản ứng là 0,5 mol.

Như vậy, bài viết trên đây của   đã cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích về khái niệm axit amin là gì, công thức và cấu trúc của axit amin, tính chất vật lý và tính chất hóa học của axit amin cũng như vai trò của axit amin. Hy vọng những kiến thức trên sẽ giúp bạn trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu của bản thân về chủ đề axit amin là gì. Chúc bạn luôn học tốt!

Video liên quan