Amino axit là gì? Công thức hóa học của các amino axit thường gặp và bài tập
Amino axit là thành phần chính tạo nên giá trị dinh dưỡng riêng biệt của các phân tử protein, rất cần
cho sự sống.Vậy amino axit là chất gì? Có tính chất gì?... Cùng đọc các bài viết dưới đây để nắm rõ các
lí thuyết cũng như các phương pháp giải bài tập về amino axit.
Mục lục bài viết
1. Định nghĩa về Amino axit
Amino axit là loại hợp chất hữu cơ tạp chức, phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH2) và nhóm cacboxyl (COOH).
Tên gọi của các amino axit xuất phát từ tên axit cacboxylic tương ứng (tên hệ thống, tên thường) có
thêm tiếp đầu ngữ amino và số (1, 2, 3,...) hoặc chữ cái Hi Lạp chỉ vị trí của nhóm NH2 trong mạch. Đó
là tên thay thế, tên bán hệ thống. Ngoài ra, các alpha-amino axit có trong thiên nhiên thường được
gọi bằng tên riêng (tên thường)
Tên gọi của một số amino axit
2. Cấu tạo phân tử Amino axit
Phân tử amino axit có nhóm cacboxyl (COOH) thể hiện tính axit và nhóm amino (NH2) thể hiện tính
bazo nên thường tương tác với nhau tạo ra ion lưỡng cực:
Do các amino axit là những hợp chất có cấu tạo ion lưỡng cực nên ở điều kiện thường chúng là chất
rắn kết tinh, tương đối dễ tan trong nước và có nhiệt độ nóng chảy cao (phân hủy khi nóng chảy).
3. Phân loại amino axit
Dựa vào cấu tạo gốc R để phân 20 amino axit cơ bản thành các nhóm. Một trong các cách phân loại là
20 amino axit được phân thành 5 nhóm như sau:
• Nhóm 1: các amino axit có gốc R không phân cực kị nước, thuộc nhóm này có 6 amino axit: Gly
(G), Ala (A), Val (V), Leu (L), ILe (I), Pro (P)
• Nhóm 2: các amino axit có gốc R là nhân thơm, thuộc nhóm này có 3 amino axit: Phe (F), Tyr (Y), Trp (W).
• Nhóm 3: các amino axit có gốc R bazo, tích điện dương, thuộc nhóm này cí 3 amino axit: Lys (K), Arg (R), His (H).
• Nhóm 4: các amino axit có gốc R phân cực, không tích điện, thuộc nhóm này có 6 amino axit:
Ser (S), Thr (T), Cys (C), Met (M), Asn (N), Gln (Q).
• Nhóm 5: các amino axit có gốc R axit, tích điện âm, thuộc nhóm này có 2 amino axit: Asp (D), Glu (E). 4. Danh pháp
• Tên thay thế: axit + vị trí + amino + tên axit cacboxylic tương ứng. Ví dụ: H2N-CH2-COOH: axit
aminoetanoic; HOOC-[CH2]2-CH(NH2)-COOH: axit 2-aminopentanđioic.
• Tên bán hệ thống: axit + vị trí chữ cái Hi Lạp + amino + tên thông thường của axit cacboxylic
tương ứng. Ví dụ: CH3-CH(NH2)-COOH: axit alpha-aminopropionic; H2N-[CH2]5-COOH: axit e- aminocaproic
• Tên thông thường: các amino axit thiên nhiên (alpha-amino axit) đều có tên thường. Ví dụ:
H2N-CH2-COOH có tên thường là glyxin (Gly) hay clicocol.
Bảng tên gọi của các amino axit
5. Tính chất vật lí
Do các amino axit là những hợp chất có cấu tạo ion lưỡng cực nên ở điều kiện thường. Từ lý thuyết
của amino axit trên chúng có các tính chất vật lý như sau:
• Amino axit là chất rắn, tồn tại ở dạng tinh thể không có màu và vị hơi ngọt.
• Do tồn tại ở dạng ion lưỡng cực nên amino axit dễ tan trong nước.
• Nóng chảy ở nhiệt độ cao do amino axit là hợp chất ion. 6. Tính hóa học
Do cấu tạo phân tử như trên, các amino axit biểu hiện tính chất lưỡng tính, tính chất riêng của mỗi
nhóm chức và có phản ứng trung ngưng.
6.1. Tính chất lưỡng tính
Glyxin phản ứng với axit vô cơ mạnh sinh ra muối (tính chất của nhóm NH2) đồng thời cũng phản ứng
với bazo mạnh sinh ra muối và nước (do có nhóm COOH trong phân tử).
HOOC-CH2NH2 + HCl → HOOC - CH2 - NH3Cl-
H2N-CH2COOH + NaOH → H2N-CH2-COONa + H2O
6.2. Tính axit - bazo của dung dịch amino axit
Thực nghiệm: Nhúng giấy quỳ tím vào dung dịch glyxin (axit alpha-aminoaxetic) thấy màu quỳ tím
không đổi. Nếu nhúng quỳ tím vào dung dịch axit glutamic thì màu quỳ tím chuyển thành màu hồng,
còn trong dung dịch lysin, quỳ tím chuyển thành màu xanh.
6.3. Phản ứng riêng của nhóm COOH: phản ứng este hóa
Tương tự axit cacboxylic, amino axit phản ứng với ancol khi có mặt axit vô cơ mạnh sinh ra este. Thí dụ:
6.4. Phản ứng trùng ngưng
Khi đun nóng, các axit tham gia phản ứng trung ngưng tạo ra polime thuộc loại poliamit. Trong phản
ứng này, OH của nhóm COOH ở phân tử amino axit này kết hợp với H của nhóm NH2 ở phân tử amino
axit kia thành nước và sinh ra polime do các gốc amino axit kết hợp với nhau. 7. Ứng dụng
Các amino axit thiên nhiên (hầu hết là alpha - amino axit) là những hợp chất cơ sở để kiến tạo nên các
loại protein của cơ thể sống.
Một số amino axit được dùng phổ biến trong đời sống như muối mononatri của axit glutamic dùng
làm gia vị thức ăn (gọi là mì chính hay bột ngọt), axit glutamic là thuốc hỗ trợ thần kinh, menthionin là thuốc bổ gan.
Các axit 6-aminohexanoic và 7-aminoheptanoic là nguyên liệu để sản xuất tơ nilon như nilon-6, nilon- 7,...
8. Vai trò của amino axit đối với sức khỏe con người
• Amino axit thiên nhiên, chủ yếu là alpha-amino axit được sử dụng để tổng hợp protein.
• Glycine, glutamate là chất dẫn truyền thần kinh.
• Tryptophan là tiền hcaats của chất truyền thần kinh serotonin.
• Glycine là một trong những chất tham gia quá trình tổng hợp porphyrins.
• Arginine được dùng để tổng hợp hormone nitric oxit.
• Axit 6-amino hexanoic và 7-amino heptanoic tham gia sản xuất tơ nilom -6 và 7.
8. Vai trò của các amino axit thiết yếu
• Phenylalanine: Tiền chất của các chất dẫn truyền thần kinh như tyrosine, dopamine,
epinephrine và norepinephrine, là chất không thể thiếu trong cấu trúc, chức năng của protein,
enzym và quá trình sản xuất ra các axit amin khác.
• Valine: Kích thích tăng trưởng, tái tạo cơ bắp và tham gia quá trình tạo ra năng lượng cho cơ thể.
• Threonine: Thành phần chính tạo nên các protein là cấu trúc quan trọng của da (collagen) và
mô liên kết (elastin), đồng thời tham gia vào quá trình chuyển hóa chất béo và chức năng miễn dịch
• Tryptophan: duy trì cân bằng nitơ trong cơ thể, là tiền chất của chất dẫn truyền thần kinh
serotonin, giúp điều chỉnh cảm giác thèm ăn, buồn ngủ và cảm xúc.
• Methionine: có vai trò thiết yếu trong quá trình trao đổi chất vfa giải độc cho cơ thể. Đặc biệt,
nó rất cần thiết cho sự phát triển của mô, quá trình hấp thụ kẽm, selen và các khoáng chất
thiết yếu cho cơ thể.
• Leucine: Có vai trò quan trọng trong quá tình tổng hợp protein và sửa chữa chức năng cơ bắp,
giúp điều chỉnh lượng đường trong máu, kích thích chữa lành các vết thương và sản xuất hormone tăng trưởng.
• Isoleucine: Có vai trò quan trọng trong hệ miễn dịch, sản xuất huyết sắc tố và điều chỉnh, phân bổ năng lượng.
• Lysine: Giữ chức năng chính trong quá trình tổng hợp protein, sản xuất hormone, enzyme, hấp
thu canxi. Đồng thời, tham gia vào quá trình tạo ra năng lượng, thực hiện chức năng miễn
dịch, tông rhopwj collagen và elastin.
• Histidine: Được dùng để tạo ra chất dẫn truyền thần kinh histamine, có vai trò quan trọng
trong phản ứng miễn dịch, chức năng hệ tiêu hóa, hệ sinh dục và chu kỳ giấc ngủ.
9. Bài tập về amino axit
Bài 1: Amino axit X có dạng H2NRCOOH (R là gốc hidrocacbon). Cho 0,1 mol X phản ứng hết với dung
dịch HCl (dư) thu được dung dịch chứa 11,5 gam muối. Xác định công thức tên gọi của X? Hướng dẫn giải:
- Đề cho: nX = 0,1 (mol); mmuối = 11,15 (g);
- Bản chất của Amino axit phản ứng với axit là do gốc amin, nên có: -NH2 + H+ → NH3+ (1)
- Theo bài ra và theo phương trình phản ứng ta có:
nHCl = nX = 0,1 (mol) => mHCl = 0,1.36,5 = 3,65 (g)
- Mặt khác, mmuối = mX + mHCl => mX = mmuối - mHCl = 11,15 - 3,65 = 7,5 (g)
=> Khối lượng mol phân tử X (H2NRCOOH) là:
M (H2N-R-COOH) = mX/nX => mX = 7,5/0,1 = 75 (g)
=> 16 + R + 45 = 75 => R = 14 = (-CH2-)
Vậy công thức của X là H2NCH2COOH. Tên gọi của X là glyxin.
Bài 2: Hợp chất X là một a-amino axit. Cho 0,01 mol X tác dụng vừa đủ với 80 ml dung dịch HCl
0,125M. Sau đó đem cô cạn dung dịch thu được 1,835 gam muối. Phân tử khối của X là bao nhiêu? Hướng dẫn giải:
Đề cho: VHCl = 80 (ml) = 0,08 (l) CM HCl = 0,125M
=> nHCl = V.CM = 0,08.0,125 = 0,01 (mol) mmuối = 1,835 (g) nX = 0,01 (mol)
Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mX + mHCl = mmuối
=> mX = 1,835 - 0,01.36,5 = 1,47 (gam)
Khối lượng mol của X là MX = mX/nX = 1,47/0,01 = 147 (g/mol)
Bài 3: Dãy nào sau đây gồm các chất được xếp theo thứ tự tăng dần lực bazo
A. Anilin, đimatylamin, metylamin
B. Anilin, metylamin, đimetylamin
C. Đimetylamin, metylamin, anilin.
D. Metylamin, anilin, đimetylamin