Bài 5. QUY ĐỔI PEPTIT VÀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN (PHẦN 1)
Đây là bài có lượng kiến thức nặng nhất trong ấn phẩm. Ta sẽ tìm hiểu về các phép quy đổi đặc biệt với bài tập peptit xuất hiện trong những năm gần đây, đồng thời còn có một bộ phận không nhỏ các bài tập hữu cơ sử dụng “Đồng đẳng hóa”. Bài này cũng là minh chứng cho sự phát triển cực nhanh của hệ thống các phương pháp giải hóa phổ thông trong 3-4 năm nay.
A. QUY ĐỔI VỀ ĐIPEPTIT
1. Tiền đề
Phản ứng đốt cháy các hợp chất hữu cơ luôn là một quá trình kinh điển, hầu như bất kì bài tập phân hóa nào cũng sử dụng tới. Nó cho biết định lượng thành phần trong hợp chất, cho chúng ta những dữ kiện cơ sở để biện luận, phân tích, so sánh,...
Đặc biệt, peptit lại là hợp chất có cấu tạo khá “cồng kềnh”, với những công thức phân tử tổng quát phức tạp. Để giải quyết tốt bài toán đốt cháy peptit không hề đơn giản. Ta đã khẳng định ở những trang đầu tiên, con người luôn cố gắng suy nghĩ đơn giản hóa công việc. Phép quy đổi này là tiêu biểu trong số đó.
Hơn nữa, quy về đipeptit có tính giữ lại phản ứng rất cao, không chỉ ứng dụng trong phản ứng cháy, đipeptit tạo thành vẫn có thể tham gia phản ứng của peptit gốc. Việc chúng ta lấy sản phẩm phản ứng của nó thay cho hỗn hợp đầu gần như không phải là vấn đề.
2. Nội dung của phép toán
a) Tạo ra đipeptit
Để tối ưu hóa những công thức phức tạp ta cần đưa chúng về các dạng công thức có tiềm năng nhất. So sánh tương quan số mol CO2, H2O là một vấn đề thường trực, các chất hữu cơ có số H gấp 2 lần số C sẽ cho hiệu số mol hai sản phẩm này bằng 0.
Xét các peptit cấu tạo từ những amino axit đơn giản (dạng H2N–CnH2n–COOH), đipeptit cho công thức tương tự như trên: C2nH4nN2O3
Vậy câu hỏi đặt ra là, bạn sẽ đưa một peptit cồng kềnh kia về dạng công thức này như thế nào?
- Xuất phát từ công thức
- Hãy cắt hết tất cả các liên kết peptit đi, ta thu được: (k gốc axyl và 1 phân tử nước).
- Sau đó gộp hai gốc axyl làm một:
cụm nguyên tố trên chưa thành đipeptit được, phải cung cấp cho mỗi cụm 1 phân tử nước.
- Tóm lại, ký hiệu 1 peptit tạo bởi những amino axit đơn giản là thì ta có phép quy đổi
(Chú ý dấu “–” đứng trước H2O)
- Mở rộng bài toán với Glu và Lys: Di chuyển COO và NH ra khỏi phân tử hai chất này, khi đó chúng sẽ có cấu tạo như các amino axit đơn giản (Gly, Ala, Val). Ta có phép quy đổi tổng quát nhất với đipeptit
(Chú ý: Khi một nhóm chức được “gắn thêm” vào phân tử một chất thì nó sẽ thay thế 1 nguyên tử H, do đó nguyên tử H trong nhóm chức đó khi cắt phân tử cũng hoàn trả cho phân tử chất gốc, tạo tính cân bằng)
Trong đó, số mol của các cụm COO và NH tương ứng số mol Glu và Lys có trong các peptit ban đầu. Đồng thời, khi có sự xuất hiện của hai cụm nguyên tố này thì sự bảo toàn mol hỗn hợp bị phá vỡ.
Một lưu ý nho nhỏ là khi hỗn hợp đầu chỉ chứa Lys và Glu (tức không chứa các aminoaxit đơn giản) thì:
b) Dấu hiệu của phép toán
- Thứ nhất, số mol nước đã thêm vào để tạo thành đipeptit cũng chính là hiệu số mol CO2 và H2O trong phản ứng đốt cháy . Nếu đề bài cho dữ kiện này thì quy đổi về đipeptit sẽ trở nên ưu thế vượt trội hơn bất cứ phép quy đổi hay cách làm nào.
- Thứ hai, quy đổi về đipeptit bảo toàn số mol hỗn hợp
(Trong “quy đổi về gốc axyl”, số mol hỗn hợp “di chuyển” vào H2O. Khi có các amino axit phức tạp như Glu hay Lys, số mol hỗn hợp không còn được bảo toàn nhưng biểu thức trên vẫn chính xác)
- Thứ ba, dựa vào số mol CO2 và H2O trong đipeptit bằng nhau, khi đề bài cho tổng khối lượng (m) của chúng, đó là gợi ý để ta sử dụng đipeptit
(x bị ảnh hưởng bởi lượng H2O, COO, NH trong hỗn hợp con)
Đặc biệt, dữ liệu trong trường hợp này có thể diễn đạt rất đơn giản thông qua thí nghiệm dẫn sản phẩm cháy vào bình đựng dung dịch kiềm dư và đưa ra khối lượng bình tăng. Vậy đây là dấu hiệu thường gặp nhất
nguon VI OLET
