Bài giảng Hóa hữu cơ 2 - Mai Hùng Thanh Tùng

hủy phân hoàn toànTrong dung dịch kiềm hay axit peptit thủy phân hoàn toàn ta thu được sản phẩm cuối cùng là các amino axitThủy phân không hoàn toànc. Phản ứng màu biurePeptit có hai nhóm peptit trở lên cho pứ màu biurePROTEIN1. PHÂN LOẠI VÀ CẤU TRÚC CỦA PROTEINProtein là những polipeptit cao phân tử có khối lượng phân tử từ vài chục nghìn đến vài triệu.* Protein đơn giản: Là loại protein mà khi thủy phân chỉ cho hỗn hợp các α-amino axit.Thí dụ: - Anbumin: gồm một số protein tan trong nước, không kết tủa bởi dd NaCl bão hòa nhưng kết tủa bởi (NH4)2SO4 bão hòa. Đông tụ khi đun nóng, có trong lòng trắng trứng, sữa. - Globulin: không tan trong nước, tan trong dd muối loãng, đông tụ khi đun nóng. Có trong sữa, trứng. - Prolamin: không tan trong nước, không đông tụ khi đun sôi. Có trong lúa mì, ngô. - Histon: tan trong nước và trong axit loãng - Protamin: là protein đơn giản nhất. Tan trong nước, axit loãng và kiềm. Không đông tụ khi đun nóng. a. Phân loại* Protein phức tạp: Được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần "phi protein".Thí dụ: nucleoprotein chứa axit nucleic, lipoprotein chứa chất béo,Thí dụ: - Photphoprotein: có chứa axit photphoric - Nucleoprotein: trong thành phần có axit nucleic. Có trong nhân tế bào động thực vật. - Chromoprotein: có trong thành phần của máu - Glucoprotein: trong thành phần có hiđratcacbon - Lipoprotein: trong thành phần có chất béob. Cấu trúc(n ≥ 50)Phân tử insulin bòChuỗi peptit trong protein có thể tồn tại ở dạng mạch không phân nhánh (1), phân nhánh (2) hoặc dạng mạch vòng (3)THUYẾT VỀ CẤU TRÚC CỦA PROTEINCấu trúc bậc 1Trật tự sắp xếp các gốc amino axit trong các chuỗi polipeptit Cấu trúc bậc 2Cấu trúc xoắn αHình thành do liên kết hiđro giữa các nhóm peptit khác nhau+ Gốc R hướng ra ngoài ống hình trụ+ Mỗi đoạn xoắn có từ 3 - 6 gốc amino axit+ Có thể xoắn theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ+ Có nhiều trong các mô tóc, lôngCấu trúc gấp βLà cấu trúc cơ bản trong các mô sừng, móng, xương, lá mía, sợi tơ tầmCấu trúc bậc 3Hình dạng mạch polipeptit cuộn lại trong không gian. Cấu trúc bậc 3 được duy trì nhờ liên kết hiđro giữa các gốc amino axit, lực hút Van De Van, lực tương tác tĩnh điện, liên kết đisunfua –S – S – và liên kết este Cấu trúc bậc 4Tổ hợp hai hay nhiều đại phân tử protein kết hợp với nhau nhờ lực hút Van De Van và liên kết hiđro giữa các nhóm nguyên tử phân bố trên bề mặt đại các phân tử2. TÍNH CHẤT CỦA PROTEINa. Tính chất vật líTính tan+ Tính tan phụ thuộc khối lượng phân tử, trật tự kết hợp giữa các phân tử, tương tác giữa chúng và còn phụ thuộc dung môi, môi trường, nhiệt độ+ Protein hình sợi như keratin (móng, tóc, sừng), fibroin (tơ tầm) không tan trong nước. + Protein hình cầu của anbumin, globulin của sữa và máu có thể tan trong nước tạo dung dịch keo. Vì trên phân tử có nhiều nhóm nguyên tử phân cực tích điện, hút phân tử lưỡng cực nước tạo thành lớp vỏ hiđrat hóa. Sự kết tủa và biến tính proteinRất nhiều hợp chất pứ với protein tạo thành kết tủa không màu:+ Các muối của kim loại nặng: HgCl2, CuSO4, (CH3COO)2Pb, (CH3COO)2Zn+ Các axit: HNO3, axit axetic, axit tricloaxetic+ Các dung môi hữu cơ: ancol etylic, axeton, ancol metylicCó hai loại kết tủa: + Kết tủa thuận nghịch: sau khi protein kết tủa, nếu loại bỏ tác nhân gây ra kết tủa, protein lại tan trong nước tạo thành dung dịch keo như trước và vẫn giữ nguyên các tính chất của chúng. VD: Cho (NH4)2SO4 vào lòng trắng trứng cho kết tủa bông của globulin. Khi loại bỏ (NH4)2SO4 kết tủa lại tan trở lại trong nước tạo thành dung dịch keo. + Kết tủa bất thuận nghịch: sau khi protein kết tủa, nếu loại bỏ tác nhân gây kết tủa, protein mất khả năng tạo lại dung dịch keo bền. Kết tủa bất thuận nghịch làm thay đổi tính chất của protein. Globulin (hình cầu)Globulin (dạng duỗi thẳng)b. Tính chất hóa họcTính chất lưỡng tính: giống amino axit và peptitPhản ứng thủy phânĐun nóng protein trong dung dịch axit hay kiềm hoặc nhờ xúc tác enzym phân tử protein bị phân cắt dần thành các chuỗi polipeptit, thủy phân tiếp tục tạo thành hỗn hợp các α-L-amino axitPhản ứng định tính và định lượng proteinPhản ứng định tính: + Phản ứng biure: protein + CuSO4 trong môi trường kiềm cho dung dịch màu xanh tím. Pứ biure giúp nhận ra liên kết peptit+ Phản ứng Xangtoproteic: protein + HNO3 đặc, tạo kết tủa vàng. Thực chất là pứ nitro hóa nhân thơm có trong protein (phenylalanin, tyrosin, tryptophan)+ Phản ứng ninhiđrin: protein + dd ninhiđrin trong nước cho dd xanh. Pứ này đặc trưng cho α-amino axit có trong phân tử proteinPhản ứng định lượng: Bước đầu cho pứ biure, sau đó cho thuốc thử Folin – Xiocanto (axit photphomolipđic + axit photphovonfamic) để tạo phức chất màu xanh da trời, có bước sóng hấp thụ cực đại tại 750 nm. Dựa cường độ màu của dd để tính hàm lượng protein.CHƯƠNG VII: HỢP CHẤT CAO PHÂN TỬ (POLIME)A. MỘT SỐ KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU+ Hợp chất cao phân tử (polime) bao gồm hợp chất tự nhiên và tổng hợp, khối lượng phân tử cao (5000 – hàng triệu đvC)+ Cấu tạo từ những đơn vị mắc xích cơ sở (monome) lặp đi lặp lại nhiều lần+ Oligome là những chất đồng đẳng của polime nhưng có khối lượng phân tử thấp hơn polime. + Hệ số polime hóa, độ polime hóa (n): xác định số lượng đơn vị mắc xích trong mỗi phân tử polimeB. CÁCH PHÂN LOẠI VÀ GỌI TÊN CÁC HỢP CHẤT POLIME1. Xuất phát từ nguồn gốc+ Polime thiên nhiên: lấy từ vật liệu có trong thiên nhiên (cao su thiên nhiên, xenlulozơ, tinh bột, protein)+ Polime tổng hợp: do con người tổng hợp từ các monome (polietylen, polistiren)+ Polime bán tổng hợp (polime nhân tạo): tổng hợp bằng cách biến tính hóa học polime thiên nhiên (tơ visco, tơ xenlulozơ axetat)2. Xuất phát từ sự điều chế các polimea. Loại polime được điều chế bằng phản ứng trùng hợpb. Loại polime được điều chế bằng phản ứng đồng trùng hợpVinyl cloruaVinyl axetatCopolimec. Polime được điều chế bằng phản ứng trùng ngưngnH2N-[CH2]6-NH2 + nHOOC-[CH2]4-COOH (-NH-[CH2]6-NH-CO-[CH2]4-CO-]n + 2nH2O Poli (hexametylen ađipamit) hay nilon-6,6 3. Xuất phát từ monome tạo nên polimea. Homopolime: được tổng hợp chỉ từ 1 loại monomeb. Copolime: được tổng hợp từ hai hay nhiều loại polime4. Dựa vào cấu trúc của mạch chínha. Polime đồng mạch+ Mạch chính chỉ gồm 1 loại nguyên tử. + Các nguyên tử C của mạch chính có thể liên kết với H hoặc các nguyên tử hay nhóm nguyên tử bất kì.+ Tên gọi: poli + mắc xích cơ sở (monome)VD: poli + etylen (monome) → polietylenb. Polime dị mạchMạch chính phân tử được cấu tạo bởi hai hay nhiều nguyên tử khác nhauc. Polime có hệ thống liên kết liên hợpPolime chứa một hệ thống liên tục các liên kết liên hợp dọc theo toàn mạch phân tử , hoặc trên những đoạn khá lớn của mạch polimeNgoài ra, còn dựa vào tính chất cơ lí và công dụng của polime cũng chia thành 3 loại: chất dẻo nhựa, tơ sợi và chất đàn hồi. C. CẤU TRÚC CỦA CÁC HỢP CHẤT POLIME1. Cấu tạo hóa học của mạch phân tử polimea. Dạng mạch không phân nhánhb. Dạng mạch phân nhánhc. Dạng mạng lưới không gianNhiều mạch polime liên kết với nhau theo nhiều hướng trong không gian bởi nguyên tử, nhóm nguyên tử hay mạch nối tạo thành polime mạng không gian. Nhựa bakelit2. Cấu tạo hóa học điều hòa và không điều hòa của phân tử polimePolime có cấu tạo điều hòaPolime có cấu tạo không điều hòa (kết hợp tùy tiện)D. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC HỢP CHẤT CAO PHÂN TỬ1. Tính chất lí học và cơ họca. Lí tính+ Tồn tại ở dạng nhựa dẻo hay rắn, ko bay hơi (khối lượng phân tử lớn), ko chưng cất được, ko có điểm chảy xác định. + Khó tan trong các dung môi. Một số tan được nhưng rất chậm và hạn chế. Một số ít tan trong bất kì dung môi nào. Dung dịch polime có độ nhớt cao. + Polime có tỉ khối lớn, có tính cách điện, cách nhiệt, cách âm. Một số có tính bán dẫn hoặc từ tính. Phổ đồ polime phức tạp và không có pic đặc thù. b. Cơ tính+ Đa số polime có độ bền cơ học cao, nhất là polime tổng hợp+ Có tính đàn hồi, quánh dẻo. Một số có tính mềm mại, óng ả, dai bền như một số loại tơ. Tính trong suốt như pha lê nhưng không giòn, không vỡ VD: thủy tinh hữu cơ poli (metyl metacrylat)2. Tính chất hóa họca. Phản ứng duy trì mạch cacbon+ Đối với polime mạch hiđrocacbon no+ Đối với polime mạch hiđrocacbon không no+ Đối với polime có mắc xích cơ sở là ancol+ Đối với polime có mắc xích cơ sở là nhóm cacbonylpoliacroleinPoli (α-metacrolein)+ Đối với polime có mắc xích cơ sở là axit cacboxylicPoli(ankyl acrylat)Poli(acryl hyđroxamic)+ Đối với polime có mắc xích cơ sở là aminPoli(vinylamin)b. Phản ứng làm tăng mạch polimeQuá trình thuộc da là pứ tăng mạch polime của protein dưới tác dụng của HCHO tạo thành copolime có cấu trúc không gian rất bền và không hòa tanc. Phản ứng làm giảm mạch polime (pứ phân hủy)E. TỔNG HỢP POLIME1. Phản ứng trùng hợp2. Phản ứng trùng ngưngTơ lapsan