Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập peptit dễ, khó và lạ
Trong chương trình THPT hóa học là một môn học luôn đem lại sự thay đổi diệu kỳ mà các em học sinh cảm nhận được ngay trong mỗi tiết học lý thuyêt và thực hành. Nó giải thích được các hiện tượng cũng như các vấn đề trong cuộc sống bởi vì hóa học là môn khoa học thực nghiệm, lí thuyết đi đôi với thực tiễn.Trong sự phát triển của công nghệ sinh học hiện nay thì việc nghiên cứu về cấu trúc gen, ADN là rất quan trọng để bổ trợ cho việc nghiên cứu này tốt hơn thì trong hóa học có nghiên cứu về thành phần hóa học cấu trúc của ADN đó là aminoaxit,peptit, protein, đặc biệt là mảng kiến thức về peptit trong mấy năm trở lại đây các đề thi luôn có. Vậy để học sinh hiểu bản chất, khắc sâu các hiện tượng, các vấn đề mà các em được học vận dụng vào cuộc sống thì các em cần giải các bài tập định tính và định lượng. Để làm được điều đó giáo viên là người có vai trò cực kì quan trọng vừa giúp học sinh lĩnh hội các tri thức , vừa là người gieo niềm đam mê , khả năng tự học , tự sáng tạo của học sinh. Tuy nhiên để thành công trong sự nghiệp “trồng người” ngoài năng lực chuyên môn,nghiệp vụ sư phạm còn đòi hỏi giáo viên phải đầu tư nhiều thời gian và thực sự tâm huyết với nghề,để có một bài giảng hay,thu hút học sinh giúp học sinh phát triển tư duy và niềm say mê hóa học,đó là vấn đề mà mỗi người giáo viên luôn trăn trở .
Sự đổi mới trong kì thi THPT Quốc gia của Bộ giáo dục & Đào tạo đã đặt ra những yêu cầu mới cho học sinh , phải có kết quả chính xác và tốc độ giải nhanh. Để có kết quả thi tốt học sinh cần phải nắm vững kiến thức và vận dụng kiến thức một cách linh hoạt đặc biệt là kĩ năng giải toán hoá học và việc lựa chọn phương pháp giải rất quan trọng. Mà học sinh thường khá lúng túng vì các em ít được thực hành. Trong phần bài tập peptit đây là một phần rất khó đối với học sinh nhất là học sinh miền núi vì kiến thức trừu tượng yêu cầu độ tư duy logic cao trong khi đó trong SGK 12 chỉ đi sơ qua về phần lý thuyết không có bài tập, mà đề thi luôn có 1-3 câu trực tiếp hoặc có liên quan . Từ thực tế vấn đề tôi đã nghiên cứu đưa ra phương pháp đơn giản mà quen thuộc để giúp các em có năng lực trung bình có thể giải quyết bài tập một cách nhanh nhất đó là đề tài “ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PEPTIT DỄ, KHÓ VÀ LẠ”
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT CẨM THỦY 3 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PEPTIT DỄ ,KHÓ VÀ LẠ Người thực hiện: Phan Thị Loan Chức vụ : Giáo viên. Đơn vị công tác: Trường THPT Cẩm Thủy 3 SKKN thuộc môn: Hóa học THANH HÓA, NĂM 2017 MỤC LỤC NỘI DUNG TRANG A-Phần mở đầu 3 I. Lý do chọn đề tài 3 II.Mục đích nghiên cứu 3 III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3 IV.Phương pháp nghiên cứu 4 B- Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 4 I.Cơ sở lý luận 4 II.Thực trạng của vấn đề 5 III. Giải pháp thực hiện 5 1- Cơ sở lý thuyết 5 2-Phương pháp giải 7 DẠNG 1: Bảo toàn số mol gốc và số gốc a.a 7 DẠNG 2: sử dụng phản ứng trùng ngưng 9 DẠNG 3: Đưa về đipeptit 12 DẠNG 4: Quy đổi hỗn hợp về: C2H3NO, CH2, H2O 14 3. Bài tập vận dụng 16 IV. Hiệu quả của SKKN 18 C- Kết luận và đề nghị 19 Phụ lục 21 A-PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong chương trình THPT hóa học là một môn học luôn đem lại sự thay đổi diệu kỳ mà các em học sinh cảm nhận được ngay trong mỗi tiết học lý thuyêt và thực hành. Nó giải thích được các hiện tượng cũng như các vấn đề trong cuộc sống bởi vì hóa học là môn khoa học thực nghiệm, lí thuyết đi đôi với thực tiễn.Trong sự phát triển của công nghệ sinh học hiện nay thì việc nghiên cứu về cấu trúc gen, ADN là rất quan trọng để bổ trợ cho việc nghiên cứu này tốt hơn thì trong hóa học có nghiên cứu về thành phần hóa học cấu trúc của ADN đó là aminoaxit,peptit, protein, đặc biệt là mảng kiến thức về peptit trong mấy năm trở lại đây các đề thi luôn có. Vậy để học sinh hiểu bản chất, khắc sâu các hiện tượng, các vấn đề mà các em được học vận dụng vào cuộc sống thì các em cần giải các bài tập định tính và định lượng. Để làm được điều đó giáo viên là người có vai trò cực kì quan trọng vừa giúp học sinh lĩnh hội các tri thức , vừa là người gieo niềm đam mê , khả năng tự học , tự sáng tạo của học sinh. Tuy nhiên để thành công trong sự nghiệp “trồng người” ngoài năng lực chuyên môn,nghiệp vụ sư phạm còn đòi hỏi giáo viên phải đầu tư nhiều thời gian và thực sự tâm huyết với nghề,để có một bài giảng hay,thu hút học sinh giúp học sinh phát triển tư duy và niềm say mê hóa học,đó là vấn đề mà mỗi người giáo viên luôn trăn trở . Sự đổi mới trong kì thi THPT Quốc gia của Bộ giáo dục & Đào tạo đã đặt ra những yêu cầu mới cho học sinh , phải có kết quả chính xác và tốc độ giải nhanh. Để có kết quả thi tốt học sinh cần phải nắm vững kiến thức và vận dụng kiến thức một cách linh hoạt đặc biệt là kĩ năng giải toán hoá học và việc lựa chọn phương pháp giải rất quan trọng. Mà học sinh thường khá lúng túng vì các em ít được thực hành. Trong phần bài tập peptit đây là một phần rất khó đối với học sinh nhất là học sinh miền núi vì kiến thức trừu tượng yêu cầu độ tư duy logic cao trong khi đó trong SGK 12 chỉ đi sơ qua về phần lý thuyết không có bài tập, mà đề thi luôn có 1-3 câu trực tiếp hoặc có liên quan . Từ thực tế vấn đề tôi đã nghiên cứu đưa ra phương pháp đơn giản mà quen thuộc để giúp các em có năng lực trung bình có thể giải quyết bài tập một cách nhanh nhất đó là đề tài “ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PEPTIT DỄ, KHÓ VÀ LẠ” II- MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Khẳng định tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học trong giảng dạy. - Giúp học sinh lĩnh hội và vận dụng kiến thức một cách chủ động nhuần nhuyễn hơn. -Tăng khả năng tư duy logic, tính toán của học sinh - Nâng cao kết quả thi của học sinh trong các kì thi. III- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU: -Học sinh khối 12 -Đội tuyển học sinh khối 11,12 -Học sinh ôn thi THPTQG -GV nhóm Hóa trường THPT Cẩm Thủy 3 IV- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: - Nghiên cứu tài liệu, sưu tầm các tài liệu trên internet phục vụ viêc soạn thảo. - Thực nghiệm trong giảng dạy -Trao đổi,nhận xét và đúc rút kinh nghiệm với các giáo viên trong tổ. -Giảng dạy tại các lớp 12A2,12A1 trường THPT 3 Cẩm Thủy để thu thập thông tin thực tế. -Phương pháp thống kê , sử lí số liệu B- NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I.Cở sở lý luận 1.Bản chất của phương pháp - Dùng phản ứng thủy phân và đốt cháy peptit. - Áp dụng các định luật BTNT, BTKL, BT số gốc - aminoaxit - Áp dụng điểm đầu và điểm cuối trong phản ứng oxihoa khử cho nguyên tố C, N, O. Từ điều này ta áp dụng linh hoạt trong đốt cháy peptit. -Nắm vững lí thuyết , các phương pháp và đặc biệt là pp BTNT. - Nhớ tên và KL mol của các - aminoaxit hay gặp. - Gồm có những dạng toán sau: Dạng 1: bảo toàn số mol gốc và số gốc a.a : Dạng 2: sử dụng phản ứng trùng ngưng hóa. Dạng 3: Đưa về đi peptit. Dạng 4: Quy hỗn hợp về: C2H3NO, CH2, H2O. Do giới hạn về thời lượng của đề tài sau đây tôi xin trình bày phương pháp “PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP PEPTIT KHÓ VÀ LẠ” 2.Quy trình thực hiện Đề tài gồm những phần sau: + Lý thuyết chung khi giải bài toán +Cách giải cho từng dạng Dạng 1: bảo toàn số mol gốc và số gốc a.a : Dạng 2: sử dụng phản ứng trùng ngưng hóa. Dạng 3: Đưa về đi peptit. Dạng 4: Quy hỗn hợp về: C2H3NO, CH2, H2O. +Bài tập vận dụng + Kết quả 3.Ưu điểm. -Luôn cho kết quả một cách chính xác và nhanh nhất. -Góp phần tích cực vào việc rèn luyên tư duy cho học sinh,tăng khả năng tìm tòi,xem xét dưới nhiều góc độ khi giải bài toán với nhiều cách khác nhau. -Thông qua phương pháp,học sinh lĩnh hội tri thức,rèn luyện kỹ năng,kỹ xảo. 4.Hạn chế - Mỗi cách chỉ phù hợp cho từng dạng bài, nếu chọn cách giải không phù hợp ta tốn nhiều thời gian và cho kết quả đôi khi không chính xác. 5.Các định luật sử dụng trong đề tài: -Định luật BTNT, bảo toàn khối lượng. II.Thực trạng của vấn đề: Trường THPT Cẩm Thủy 3 là một trường thuộc huyện miền núi , phần lớn học sinh là con em đồng bào dân tộc thiểu ở các xã vùng cao có nền kinh tế khó khăn,việc học tập của các em học sinh chưa được quan tâm một cách đúng mực ở gia đình và các cấp học dưới,học sinh không có nhiều tài liệu đồ dùng học tập để sử dụng và để tham khảo , học sinh chưa có kĩ năng tự học tự nghiên cứu...Vì vậy mà kiến thức của học sinh nói chung và kiến thức về hóa học nói riêng là rất yếu khi các em mới được tuyển vào học tập tại trường. Khi chưa áp dụng các nghiên cứu trong đề tài vào giảng dạy thì đa phần các em học sinh rất lúng túng,khó nhớ lí thuyết và không biết vận dụng Trong khi đó SGK lại không đưa bài tập vận dụng mà chỉ đi lý thuyết sơ qua. Với các phương pháp giải này thì học sinh không còn cảm thấy sợ về peptit nữa mà giải quyết bài toán một cách nhanh, chính xác tùy theo lực học của mình.Chính vì thế đề tài sẽ góp phần giúp học sinh vừa hiểu rõ lí thuyết vừa hiểu rõ bản chất , tăng trí tò mò và làm cho học sinh hứng thú học tập hơn. III- GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 1-Cơ sở lý thuyết: Để giải được bài tập peptit thì ta cần phải nắm được các kiến thức cơ bản về peptit như sau: -KN: Liên kết của nhóm –CO- với nhóm -NH-giữa hai đơn vị - aminoaxit được gọi là liên kết peptit (-CO- NH-) Peptit là những hợp chất hữu cơ trong phân tử chứa từ 2- 50 gốc - aminoaxit liên kết với nhau bằng các liên kết peptit. -CTTQ của peptit: H(–NH-R-CO–)nOH với n: là số mắt xích( số gốc - aminoaxit) và số liên kết peptit là: n-1 - Nếu peptit chứa 2 gốc - aminoaxit gọi là đipeptit - Nếu peptit chứa 3 gốc - aminoaxit gọi là tripeptit - Nếu peptit chứa 4 gốc - aminoaxit gọi là tetrapeptit - Nếu peptit chứa 5 gốc - aminoaxit gọi là pentapeptit ......... - Cách tính phân tử khối của peptit. Ta nhớ rằng, cứ hình thành 1 liên kết peptit thì giữa 2 phân tử - aminoaxit sẽ tách ra 1 phân tử H2O. Giả sử một peptit mạch hở X chứa n gốc α-amino axit thì phân tử khối của X được tính nhanh là: MX = Tổng PTK của n phân tử α-amino axit – 18.(n – 1) -Giả sử peptit được tạo thành từ các -aminoaxit no chứa 1 nhóm NH2 và 1-COOH. a- Phản ứng thủy phân hoàn toàn peptit ( axit hoặc kiềm chỉ với vai trò xt) : H(–NH-R-CO–)nOH + (n-1)H2O à n NH2-R-COOH (1) Hay Xn + (n-1) H2O à n X Ta luôn có: + Số mol Peptit = Số mol X - Số mol H2O + m Peptit + m H2O = mX + Số mol O(Peptit) = Số mol O(X) - Số mol H2O * Phản ứng thủy phân hoàn toàn peptit trong mt axit: n NH2-R-COOH +n HCl à n ClNH3-R-COOH (2) Lấy (1) + (2) ta được phản ứng (3) H(–NH-R-CO–)nOH + (n-1)H2O +n HClà n ClNH3-R-COOH (3) Bảo toàn khối lượng: mpeptit + maxit p/ư + mnước = mmuối naxit p/ư = nmuối = npeptit + nnước * Phản ứng thủy phân hoàn toàn peptit trong mt kiềm: n NH2-R-COOH + n NaOH à n NH2-R-COONa + nH2O (4) Lấy (1) + (4) ta được phản ứng (5) H(–NH-R-CO–)nOH + n NaOH à n NH2-R-COONa + H2O (5) Bảo toàn khối lượng: mpeptit + mNaOH p/ư = mnước + mmuối nNaOH p/ư = nmuối và npeptit = nnước *Đặc biệt khi thủy phân đipeptit thì: X2 + H2O à 2 X X2 + 2 NaOH à 2 muối + H2O X2 + H2O + 2 HCl à 2 muối nX2 = nH2O = nNaOH = nHCl = nmuối b- Phản ứng cháy: - Ta có công thức của -aminoaxit no chứa 1 - NH2 và 1-COOH là: CnH2n+1NO2 với n 2 thì công thức của các peptit được thiết lập như sau: 2CnH2n+1NO2 -1H2O C2nH4nN2O3 : đipeptit 3CnH2n+1NO2 -2H2O C3nH6n-1N3O4 : tripeptit 4CnH2n+1NO2 -3H2O C4nH8n-2N4O5 : tetrapeptit 5CnH2n+1NO2 -4H2O C5nH10n-3N5O6 : pentapeptit ......... kCnH2n+1NO2 –(k-1)H2O CknH2kn +2-kNkOk+1 : peptit tổng quát với k 2 Với đề tài này thì yêu cầu nhớ chuẩn công thức của đipeptit vì khi đốt cháy đipeptit ta có: C2nH4nN2O3 + O2 2n CO2 + 2n H2O + N2 Ta luôn có: nCO2 = nH2O và npeptit = nN2 đây chính là điểm hay của đipeptit. Ta cũng có: số oxihoa của C trong Xn = số oxihoa của C trong X2 =số oxihoa của C trong X =số oxihoa của C trong muối và trong CO2 là +4 Nên ta có: nO2 đốt Xn = nO2 đốt X2 = nO2 đốt X = nO2 đốt muối 2- PHƯƠNG PHÁP GIẢI: Dạng 1: bảo toàn số mol gốc và số gốc a.a : a- Cơ sở lý thuyết của phương pháp: * Dựa trên cơ sở của phương pháp bảo toàn nguyên tố thì ta có sự bảo toàn về số gốc a.a n số gốc a.a (peptit ban đầu) = n số gốc a.a + n số gốc a.a (peptit sau) số gốc a.a (peptit ban đầu) = số gốc a.a + số gốc a.a (peptit sau) b-Phạm vi áp dụng: - Giải bài toán thủy phân 1 peptit hoặc hỗn hợp peptit đã biết công thức hoặc đã biết công thức khi đã biết tỉ lệ mol giữa các peptit và số mol các gốc a.a. c- Ưu điểm: - giải nhanh, chính xác , đơn giản và dễ hiểu. - Áp dụng các định luật quen thuộc là BTNT, BTKL. d- Nhược điểm: - Không hiệu quả với dạng bài tập chưa cho biết tỉ lệ mol ban đầu và số mol các a.a hoặc muối sau phản ứng. - Bài toán tỉ lệ số gốc của a.a mà tối giản được thì kết quả không còn chính xác nữa. * Chú ý: trong trường hợp này ta không giản ước mà phải giữ nguyên thì giải quyết bài toán bình thường. e- Ví dụ minh họa: VD1: Thủy phân hết m gam tetrapeptit Ala-Ala-Ala-Ala (mạch hở) thu được hỗn hợp gồm 28,48 gam Ala, 32 gam Ala-Ala và 27,72 gam Ala-Ala-Ala. Giá trị của m là A. 90,6. B. 111,74. C. 81,54. D. 66,44. (ĐH khối A 2011) Giải: ta có sơ đồ sau: Ala4 + H2O Ala3 + Ala2 + Ala 0.12 0.2 0.32 mol Ta áp dụng: n số gốc a.a (peptit ban đầu) = n số gốc a.a + n số gốc a.a (peptit sau) n số gốc a.a + n số gốc a.a (peptit sau) = 3 n Ala3 + 2 n Ala2 + n Ala = 1.08 mol n số gốc a.a (peptit ban đầu) = 4 n Ala4 = 1.08 n Ala4 = 0.27 mol m = 81,54 g ĐA la : C VD2: Cho X là hexapeptit, Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val và Y là tetrapeptit Gly-Ala-Gly-Glu. Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm X và Y thu được 4 amino axit, trong đó có 30 gam glyxin và 28,48 gam alanin. Giá trị của m là A. 77,6 B. 83,2 C. 87,4 D. 73,4 (ĐH khối A 2013) Hướng dẫn giải: ta có sơ đồ sau: Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val + 5H2O 2 Ala + 2Gly + 2Val a mol 2a mol 2a mol Gly-Ala-Gly-Glu + 3H2O Ala + 2Gly + Glu b mol b mol 2b mol n Ala = 2a + b = 0.32 (1) n Gly = 2a + 2b = 0.4 (2) Giải ra ta có: a= 0.12 mol ; b= 0.08mol m = 83,2 g ĐA la : B VD3: Hỗn hợp X gồm ba peptit đều mạch hở có tỉ lệ mol tương ứng là 1:1:3. Thủy phân hoàn toàn m gam X, thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 14,24 gam alanin và 8,19 gam valin. Biết tổng số liên kết peptit trong phân tử của ba peptit trong X nhỏ hơn 13. Giá trị của m là A. 18,83 B. 18,29 C. 19,19 D. 18,47 ( ĐH khối B 2014) Hướng dẫn giải: Gọi 3 peptit lần lượt là: A,B,C có số gốc tương ứng là: a,b,c và số mol là: x:x:3x Ta có: n Ala = 0.16 mol ; n Val = 0.07mol Ta có: n số gốc a.a (peptit ban đầu) = a + b + 3c n số gốc a.a = 16+ 7 = 23 a + b + 3c = 23 (1) Áp dụng sự bảo toàn số mol gốc ta có: ax + bx + 3cx=0.23mol (2) Từ (1), (2) x= 0.01 mol. Xét quá trình thủy phân các peptit như sau: A + (a-1) H2O a.a B + (b-1)H2O a.a C + (c-1) H2O a.a xx(a-1) mol x x(b-1)mol 3x 3x(c-1) mol n H2O = x(a-1) + x(b-1) + 3x(c-1) = 0.18 mol BTKL: mX + mH2O = ma.a mX = 14.24 + 8.19 - 0.18 x 18 = 19,19 g ĐA: C VD4: Hỗn hợp X gồm 3 peptit Y,Z,T (đều mạch hở) với tỉ lệ mol tương ứng là 2:3:4 . Tổng số liên kết peptit trong phân tử Y,Z,T bằng 12. Thủy phân hoàn toàn 39,05 gam X, thu được 0,11 mol X1, 0,16 mol X2 và 0,2 mol X3. Biết X1, X2, X3 đều có dạng H2NCnH2nCOOH. Mặt khác đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 32,816 l O2 (đktc). Giá trị m gần nhất với giá trị nào sau đây A. 31 B. 28 C. 26 D. 30 Đề thi THPTQG 2016 Hướng dẫn giải: Gọi số gốc a.a trong Gọi số gốc a.a trong Y,Z,T lần lượt là: a,b,c và số mol tương ứng là 2x:3x:4x. Ta có: n X1 : n X2 : n X3 = 0.11: 0.16: 0.2 = 11: 16: 20 Ta có: n số gốc a.a (peptit ban đầu) = a + b + 3c =n số gốc a.a= 47(1) Áp dụng sự bảo toàn số mol gốc ta có: 2ax + 3bx + 4cx=0.47mol (2) Từ (1), (2) x= 0.01 mol. Xét quá trình thủy phân các peptit như sau: Y + (a-1) H2O a.a Z + (b-1)H2O a.a T + (c-1) H2O a.a 2x2x(a-1) mol 3x 3x(b-1)mol 4x 4x(c-1) mol n H2O = 2x(a-1) + 3x(b-1) + 4x(c-1) = 0.38 mol BTKL: mX + mH2O = ma.a ma.a = 39.05 + 0.38 x 18 = 45.89g Gọi công thức chung của X1 ,X2, X3 là: CH2+1NO2 (2) ma.a = (14+ 47)x 0.47 = 45.89 =3.617 CH2+1NO2 + O2 CO2 + (+ ) H2O + N2 0.47mol 0.47()mol n O2 = 2.1975mol Mặt khác ta lại có : khi đốt cháy m (g) X cần n O2 = 1.465mol Vì số mol oxi cần dùng đốt cháy peptit = số mol oxi cần dùng đốt cháy a.a m = =26,033(g) ĐA: C Dạng 2: sử dụng phản ứng trùng ngưng hóa. a- Cơ sở lý thuyết của phương pháp: - Dựa vào phản ứng trùng ngưng : chuyển hỗn hợp peptit nhỏ thành 1 peptit lớn hơn. - Xem các peptit nhỏ như các -a.a trong phản ứng trùng ngưng. Ta có: Hỗn hợp X gồm 2 peptit A,B với tỉ lệ mol tương ứng là: x:y Thực hiện phản ứng trùng ngưng như sau: xA + yB AxBy + (x+y- 1) H2O (1) Dựa vào định luật BTKL thì ta xem hh X chính là hh Y ( AxBy + (x+y- 1) H2O ) Khi thủy phân thu được các -a.a là Z ,T với số lượng gốc tương ứng: a ,b. Ta lại có phản ứng thủy phân như sau: AxBy + (a +b -1- (x+y- 1) )H2O a Z + b T (2) Với a ,b và số mol của Z, T đã biết ta tính được số mol H2O Sau đó bảo toàn khối lượng thì ta tính được khối lượng của X hoặc hỗn hợp sau phản ứng. mX = m a.a - m H2O (2) b- Phạm vi áp dụng: - Giải bài toán thủy phân hỗn hợp peptit chưa biết công thức hoặc đã biết công thức khi đã biết tỉ lệ mol giữa các peptit và số mol các gốc a.a. c- Ưu điểm: - giải nhanh, chính xác , đơn giản và dễ hiểu. - Áp dụng các định luật quen thuộc là BTKL, BTNT, tái hiện bản chất của phản ứng trùng ngưng và thủy phân(giải trùng ngưng). d- Nhược điểm: - Không hiệu quả với dạng bài tập chưa cho biết tỉ lệ mol ban đầu và số mol các a.a hoặc muối sau phản ứng. e- Ví dụ minh họa: VD1: Hỗn hợp A gồm ba peptit mạch hở X, Y, Z có tỉ lệ mol tương ứng là 2 : 3 : 4. Thủy phân hoàn toàn m gam A thu được hỗn hợp sản phẩm gồm 21,75 gam Glyxin và 16,02 gam Alanin. Biết số liên kết peptit trong phân tử X nhiều hơn trong Z và tổng số liên kết peptit trong ba phân tử X, Y, Z nhỏ hơn 17. Giá trị của m là A. 30,93. B. 30,57. C. 30,21. D. 31,29. (Phân dạng bài tập peptit đầy đủ của Nguyễn văn Phong nguồn internet) Hướng dẫn giải: Ta có : n Ala = 0.18mol ; n Gly =0.29mol. n Ala : n Gly = 0.18: 0.29= 18 : 29 số gốc a.a= (18 + 29)k =47k= số mắt xích .( k :nguyên, dương) Ta có số liên kết peptit trung bình là ( - 1) 2 và ( - 1)x3 <17 0.574 k <1.277 k= 1 Xét phản ứng trùng ngưng các peptit: 2X + 3Y +4Z X2Y3Z4 + 8 H2O Phản ứng thủy phân: X2Y3Z4 + (47-1- 8) H2O 18 Ala + 29 Gly 0.38mol 0.18 mol m A = 21.75 + 16.02 - 0.38x18 =30.98g ĐA: A VD2: Hỗn hợp M gồm peptit X, peptit Y, peptit Z chúng cấu tạo từ cùng một loại aminoaxit và có tổng số nhóm –CO-NH- trong ba phân tử là 11. Với tỉ lệ mol: nX:nY:nZ = 4:6:9. Thuỷ phân hoàn toàn m gam M thu được 72 gam gly, 56,96 gam ala và 252,72 gam val. Tính m và xác định loại peptit Z. A. 283,76 và hexapeptit B. 283,76 và tetrapeptit C. 327,68 và tetrapeptit D. 327,68 và hexapeptit (phương pháp giải bài tập peptit khó của thầy Mai Tiến Dũng) Hướng dẫn giải: Ta có : n Ala = 0.64mol ; n Gly =0.96mol; n Val = 2.16 mol n Ala : n Gly: n Val = 0.64: 0.96: 2.16 = 8 : 12: 27 số gốc a.a= (8 + 12 +27)k =47k= số mắt xích .( k :nguyên, dương) số mắt xích min = (11+3) x4 < 47k và số mắt xích max = (11+3) x9 > 47k 1.19 < k < 2.68 k=2 số gốc a.a= số mắt xích = 94 Xét phản ứng trùng ngưng các peptit: 4X + 6Y +9Z X4Y6Z9 + 18 H2O Phản ứng thủy phân: X2Y3Z4 + (94-1- 18) H2O 16 Ala + 24 Gly + 54 val 3mol 0,64 mol mM = 72 + 56,96 + 252,72 - 3x18 =327,68 g Ta có : nM = n số gốc a.a – n H2O = 0,76 mol = 19a a= 0,04 mol n X = 0,16mol ; n Y = 0,24mol ; n Z = 0,36 mol Vì X, Y, Z đều được tạo thành từ 1 loại -a.a nên công thức các peptit phù hợp là: X : Ala4 0,16mol Y : Gly4 0,24mol Z : Val6 0,36 mol ĐA: D VD3: X, Y, Z là ba peptit mạnh hở, được tạo từ Ala, Val. Khi đốt cháy X, Y với số mol bằng nhau thì đều được lượng CO2 là như nhau. Đun nóng 37,72 gam hỗn hợp M gồm X, Y, Z với tỉ lệ mol tương ứng là 5 : 5 : 1 trong dung dịch NaOH, thu được dung dịch T chứa 2 muối D, E với số mol lần lượt là 0,11 mol và 0,35 mol. Biết tổng số mắt xích của X, Y, Z bằng 14. Phần trăm khối lượng của Z trong M gần nhất với ? A. 14% B. 8% C. 12% D. 18% (phương pháp giải bài tập peptit khó và hay của thầy Mai Tiến Dũng internet) Hướng dẫn giải: Ta có : n D = 0.11mol = n gốc ; n E = n gốc =0.35mol. n D : n E = 0.11: 0.35= 11 : 35 số gốc a.a= (11 +35)k =46k= số mắt xích .( k :nguyên, dương) số mắt xích min = 14 x1 < 46k và số mắt xích max = (14) x5 > 46k 0,3 < k < 1,52 k=1 số gốc a.a= số mắt xích = 46 Xét phản ứng trùng ngưng các peptit: 5X + 5Y +1Z X5Y5Z1 + 10 H2O (1) Phản ứng thủy phân: X5Y5Z1 + (46-1- 10) H2O 11 gốc D + 35 gốc E (2) 0,35mol 0,11 mol Ta có khi thủy phân trong môi trường kiềm thì: n peptit = n muối - n H2O(2) = 0,46- 0,35 =0,11 mol X5Y5Z1 + 46 NaOH 11 D + 35 E + H2O (3) Từ (3) ta có: nM = n H2O = 0,11mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mM + m NaOH = m muối + m H2O m muối = 37,72 + 0,46x40- 0,11x18=54,14g Nhận thấy : 0,11x (117+22) + 0,35x( 89+22) = 54,14 n Ala = 0.35mol ; n Val = 0,11mol Ta có n X = n Y = 0,05 mol và n Z = 0,01mol Mà: n Val = 0,11mol = n peptit trong mỗi peptit có 1Val Vì khi đốt cháy X, Y với số mol bằng nhau thì đều được lượng CO2 là như nhau nên X, Y phải có cùng số gốc Ala X,Y là đồng phân của nhau. Gọi CT của X, Y: AlaxVal và của Z: AlayVal BT số gốc Ala ta có: 10x+ y = 35 (4) và số mắt xích trong peptit = 14 = 2x + y (5) Giải hệ phương trình (4) và (5) x= 3 ; y= 5 công thức của Z là: Ala5Val % m Z = 12,5% ĐA: C Dạng 3: Đưa về đi peptit. a- Cơ sở lý thuyết của phương pháp: -Nếu hỗn hợp gồm có nhiều peptit thì ta chuyển thành đi peptit như sau: 2X + (-2) H2O à X2 (1) a mol mol mol Với là số mắt xích trung bình của các peptit BTKL ta có: m peptit + m H2O = m đipeptit - Dựa vào công thức của đipeptit được tạo nên từ các -a.a no chứa 1 nhóm -NH2 và 1 nhóm –COOH có dạng: C2nH4nN2O3 hoặc X2 . -Khi đốt cháy thì: C2nH4nN2O3 + O2 2n CO2 + 2n H2O + N2(2) Ta luôn có: nCO2 = nH2O và npeptit = nN2 đây chính là điểm dễ nhớ của đipeptit. -Khi thủy phân thì: X2 + H2O à 2 X (3) X2 + 2 NaOH à 2 muối + H2O (4) X2 + H2O + 2 HCl à 2 muối (5) nX2 = nH2O = nNaOH = nHCl = nmuối nNaOH pư với X2 = nNaOH pư với Xn và nHCl pư với X2 = nHCl pư với Xn Chú ý: -Nếu đốt cháy peptit ban đầu mà ta tính theo đi peptit thì ta phải cộng cả H2O ở phản ứng (1) -Nếu thủy phân hoàn toàn X thì lư
Tài liệu đính kèm:
- sang_kien_kinh_nghiem_phuong_phap_giai_bai_tap_peptit_de_kho.doc