Bài tập dẫn xuất của amin và amino axit

M_Z = 15,5.2 = 31 => Z là CH₃NH₂

=> X là H₂N-CH₂-COONH₃CH₃ => Muối có chứa 2 nguyên tử C

=> Y là CH₃NH₃OOC-COONH₃CH₃

Giả sử số mol của X, Y lần lượt là x và y (mol)

Giải hệ: n _hh = x + y = 0,2 và n_NaOH = x + 2y = 0,3 được x = y = 0,1 mol

Muối gồm: H₂N-CH₂-COONa (0,1 mol) và (COONa)₂ (0,1 mol)

=> %m_(COONa)2 = 0,1.134/(0,1.97 + 0,1.134) = 0,58 = 58%

%m_O > 29% =>  => 12n + 10 + 16.5 < 275,86 => n < 15,5

Do 1 mol X phản ứng với NaOH thu được 2 mol Y => Y có chứa 1 vòng benzen => X có chứa 2 vòng benzen

Mặt khác số C của X nhỏ hơn 15,5 nên suy ra CTCT của X và Y là:

X: HO-C₆H₄-COO-C₆H₄-COOH

Y: NaO-C₆H₄-COONa

Xét các phát biểu:

(a) đúng vì X có các nhóm chức của phenol, este, axit

(b) đúng vì X có chứa nhóm chức COOH nên làm quỳ tím ẩm chuyển đỏ

(c) đúng vì 1 mol X phản ứng được với tối đa 4 mol NaOH

HO-C₆H₄-COO-C₆H₄-COOH (X) + 4NaOH → 2NaO-C₆H₄-COONa + 3H₂O

(d) đúng vì: HO-C₆H₄-COO-C₆H₄-COOH (X) + NaHCO₃ → HO-C₆H₄-COO-C₆H₄-COONa + H₂O + CO₂

(e) đúng, vì: NaO-C₆H₄-COONa (Y) + 2HCl → HO-C₆H₄-COOH + 2NaCl

(g) đúng, m_Y = 2.182 = 364 gam

Vậy có 6 phát biểu đúng

X tác dụng NaOH đun nóng thu được chất khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm nên ta suy ra cấu tạo phù hợp của X là:

(CH₃NH₃)₂SO₄

PTHH: (CH₃NH₃)₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2CH₃NH₂ + 2H₂O

ĐB:              0,1 mol            0,35 mol

PƯ:              0,1 mol →        0,2 mol → 0,1 mol

Sau:                 0                   0,15 mol     0,1 mol

Vậy chất rắn thu được gồm NaOH dư (0,15 mol) và Na₂SO₄ (0,1 mol)

=> m = 0,15.40 + 0,1.142 = 20,2 gam

Các công thức cấu tạo có thể có của A là: C₂H₅NH₃⁺NO₃^-; (CH₃)₂NH⁺NO₃^-

PTHH: 

C₂H₅NH₃⁺NO₃^- + KOH → C₂H₅NH₂ + KNO₃ + H₂O

(CH₃)₂NH⁺NO₃^- + KOH → CH₃-NH-CH₃ + KNO₃ + H₂O

Trong số các chất đã được học, chất hữu cơ có cùng công thức phân tử C₃H₇O₂N vừa có khả năng tác dụng với dung dịch NaOH, vừa có khả năng tác dụng với dung dịch HCl là:

(1) CH₃-CH(NH₂)-COOH (axit α-aminopropionic)            

(2) CH₂(NH₂)-CH₂-COOH (axit ε-aminopropionic)  

(3) CH₂(NH₂)-COO-CH₃ (metyl aminoaxetat)

(4) CH₂=CH-COO-NH₄ (amoni acrylat)

n_Z = 0,25 mol

CTCT của A là: CH₃NH₃HCO₃ => Khí Z là CH₃NH₂

Do sau phản ứng chỉ thu được CH₃NH₂ => B có CTCT là: HOCH₂COONH₃CH₃

Đặt số mol của A và B lần lượt là a, b (mol)

PTHH:

CH₃NH₃HCO₃ + 2NaOH → Na₂CO₃ + CH₃NH₂ + 2H₂O

         a                                          a                 a

HOCH₂COONH₃CH₃ + NaOH → HOCH₂COONa + CH₃NH₂ + H₂O

         b                     b                   b                 b

Theo đề bài ta có hệ phương trình:

+ n_Z = n_CH3NH2 => a + b = 0,25 (1)

+ m _{chất rắn} = m_Na2CO3 + m_HOCH2COONa => 106a + 98b = 25,3 (2)

Giải hệ (1) và (2) được x = 0,1 và y = 0,15

=> m = 0,1.93 + 0,15.107 = 25,35 gam gần nhất với 25,6 gam

X + NaOH thu được muối Natri và 3 khí làm xanh quì tím ẩm

=> T gồm 3 khí chứa Nito (NH₃, amin)

=> X chỉ có thể chứa 2 muối là Y: NH₄OCOONH₃CH₃ và Z: HCOONH₃C₂H₅

Vậy T gồm NH₃ , CH₃NH₂ và C₂H₅NH₂

n_T = 5,6: 22,4 = 0,25 mol

Gọi số mol Y và Z lần lượt là a và b

            NH₄OCOONH₃CH₃ + 2NaOH → NH₃ + CH₃NH₂ + Na₂CO₃ + 2H₂O

Mol                  a                      →        a  →         a    →    a

            HCOONH₃C₂H₅  +  NaOH → C₂H₅NH₂ + HCOONa + H₂O

Mol                  b                      →           b   →      b

=> m_X = 110a + 91b = 15,55

Và n_khí = 2a + b = 0,25

=> a = 0,1 ; b = 0,05 mol

M gồm muối: HCOONa (0,05 mol) và Na₂CO₃ (0,1 mol)

=> m_M = 0,05.68 + 106.0,1 = 14g

Dựa vào dữ kiện đề bài suy ra X là este hai chức của α-amino axit.

Các CTCT phù hợp của X là:

C₂H₅OOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOCH₃

CH3OOC-CH₂-CH₂-CH(NH₂)-COOC₂H₅

Vậy có 2 CTCT của X phù hợp với đề bài.

Từ dữ kiện bài toán →            X: H₂NCH₂CH₂COOCH₃ hoặc CH₃CH(NH₂)COOCH₃.

Vậy CTCT của Z tương ứng:   Z: H₃NClCH₂CH₂COOH hoặc CH₃CH(NH₃Cl)COOH

Các công thức cấu tạo thỏa mãn của X là:

X là este 2 chức của aminoaxit và 2 ancol

Đặt công thức của X có dạng R₁OOCR(NH₂)COOR₂ ( giả sử R₁ < R₂)

R₁OOCR(NH₂)COOR₂ + 2NaOH → NaOOCR(NH₂)COONa + R₁OH + R₂OH

Vì khối lượng muối thu được sau phản ứng lớn hơn khối lượng của X nên tổng trung bình gốc ancol R₁ và R₂ phải nhỏ hơn phân tử khối của Na

→ chắc chắn phải chứa 1 gốc R₁ là CH₃

Ta có: phân tử khối của 2 gốc ancol: \({{15 + {R_2}} \over 2} < 23 \to {R_2} < 31\) vậy R₂ chỉ có thể là C₂H₅- (29) là thỏa mãn

→ este có dạng: CH₃OOCR(NH₂)COOC₂H₅: a (mol)

CH₃OOCR(NH₂)COOC₂H₅ + 2NaOH → NaOOCR(NH₂)COONa + CH₃OH + C₂H₅OH

a                                                             → a (mol)

áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ta có:

m_muối - m_X = m­_Na - m_CH3 - m_C2H5

→ (m+1) - m = (23.2 - 15 - 29)a

→ 1 = 2a

→ a =0,5 (mol)

→ m = m_C8H15O4N = 0,5. 189 = 94,5 (g)

Y là ancol bậc 1, Z là anđehit

X (C₅H₁₁O₂N)  + NaOH → C₂H₄O₂NNa + Y (ancol bậc 1)

=> X là este của aminoaxit với ancol

=> CTCT của X là: NH₂CH₂COOCH₂-CH₂-CH₃

NH₂CH₂COOCH₂-CH₂-CH₃ + NaOH → NH₂CH₂COONa + CH₃CH₂CH₂OH(Y)

CH₃CH₂CH₂OH + 2CuO  CH₃CH₂CH=O(Z) + Cu₂O + H₂O

CH₃CH₂CH=O + 2AgNO₃ + 3NH₃ + H₂O  CH₃CH₂COONH₄ + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃

Do thu được 2 amin no kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng nên suy ra Y là C₂H₅NH₃OOC-COONH₃CH₃

=> Muối có 2C => ancol có 1C

=> X là CH₃COONH₃-CH₂-COOCH₃

Vậy muối G gồm:

KOOC-COOK (0,15 mol)

H₂N-CH₂-COOK (0,1 mol)

CH₃-COOK (0,1 mol)

%m KOOC-COOK = \(\frac{{0,15.166}}{{0,15.166 + 0,1.113 + 0,1.98}}.100\% \) = 54,13%

C₃H₇NO₂ có CTTQ là C_nH_2n+1NO₂ → là amino axit no, mạch hở, có 1 nhóm NH₂ và 1 nhóm COOH là

NH₂ – CH₂ – CH₂ – COOH

CH₃ – CH(NH₂) - COOH

C₃H₇NO₂ có CTTQ là C_nH_2n+1NO₂ → có thể là các chất sau

+ Amino axit no, đơn, mạch hở có 1 nhóm COOH và 1 nhóm NH₂

NH₂ – CH₂ – CH₂ – COOH

CH₃ – CH(NH₂) - COOH

+ Este của amino axit no, đơn, mạch hở có 1 nhóm COOH và 1 nhóm NH₂

NH₂ – CH₂ COOCH₃

+ Muối amoni hoặc muối amin của axit không no có 1 nối đôi

C₂H₃COONH₄ (CH₂ = CH – COOH )

HCOONH₃CH = CH₂

+ Hợp chất nitro R-NO₂

CH₃ – CH₂ – CH₂ – NO₂

(CH₃)₂CH – NO₂

→ có tất cả 7 đồng phân

Chất vừa phản ứng với NaOH và HCl ; lại có số H = 2C + 3 (loại amino axit và este của amino axit)

=> chất này là muối của amoni hoặc amin

=> CTCT thỏa mãn là : CH₃COONH₄ ; HCOONH₃CH₃

=> Có 2 CTCT thỏa mãn

CTPT có dạng C_nH_2n+1O₂N

X + NaOH tạo khí => X là muối hữu cơ của amin khí hoặc amoni

=>X là CH₂=CH-COONH₄.

Y phản ứng trùng ngưng => Y phải có 2 nhóm chức phản ứng => Y là amino axit

=> Chỉ có cặp amoni acrylat và axit 2-aminopropionic thỏa mãn

Giả sử là muối amoni của NH₃

2NH₂RCOONH₄  +  2H₂SO₄    (NH₃RCOOH)₂SO₄  + (NH₄)₂SO₄

Tỉ lệ mol 1:1

X (C₂H₈O₃N₂) tác dụng vói dung dịch NaOH thu được Y và chất vô cơ

→ X là muối của amin với axit vô cơ → CTCT của X là: CH₃CH₂NH₃NO₃

CH₃CH₂NH₃NO₃  + NaOH →  CH₃CH₂NH₂ + NaNO₃  + H₂O

 (X)                                                  (Y)

Vậy M_Y = 45 g/mol

A tác dụng với kiềm tạo khí mùi khai nhẹ hơn không khí → khí đó là NH₃

→ A là muối của amoniac → loại A và D

A tác dụng với axit tạo muối amin bậc I → trong A có nhóm NH₂