Bài tập phản ứng thủy phân peptit

\({M_A} = \frac{{14}}{{15,73\% }} = 89 \to A:Ala\)

\({n_{{{(ala)}_3}}} = 0,18\,\,mol\)

\({n_{{{(ala)}_2}}} = 0,16\,mol\)

\({n_{ala}} = 1,04\,\,mol\)

Bảo toàn Ala: \( \to {n_{{{(ala)}_4}}} = 0,475\,\,mol\)

\( \to {m_{{{(ala)}_4}}} = 143,45\,\,gam\)

Sản phẩm muối có dạng C_xH_2xNO₂Na

M_muối =$\frac{{23}}{{0,2072}}$= 111 → muối là Ala-Na

n_Ala-Na = 11,1 / 111 = 0,1 mol

TH1: X tạo bởi 2 Ala → n_X = nAla / 2 = 0,1 / 2 = 0,05 mol

→ M_X = 14,6 / 0,05 = 292 (loại vì  M_Ala-Ala = 160)

TH2: X tạo bởi Ala và 1 amino axit khác → n_peptit = n_Ala = 0,1 mol

→ M_X = 14,6 / 0,1 = 146  →  M_{aa còn lại}  = 146 – 89 + 18 = 75 (Gly)

Vậy X là Gly-Ala hoặc Ala-Gly

Phương trình phản ứng :

Gly-Ala + 2NaOH → CH₃-CH(NH₂)-COONa + CH₃-CH(NH₂)-COONa + 2H₂O

Tripeptit X + H₂O → Ala + 2Gly

→ X tạo bởi 1 Gly; 1 Val và 1 Ala

Các đồng phân của X là

Gly-Val-Ala

Ala- Val -Gly

Gly-Ala-Val

Ala- Gly-Val

Val- Ala -Gly

Val- Gly - Ala

M_Ala-Gly-Glu= 89 + 75 + 147  – 2.18 = 275

Ala-Gly-Glu + 4NaOH → hh muối + 2H₂O

Bảo toàn khối lượng : m_muối = m_X + m_NaOH – m_H2O = 0,02.275 + 4.0,02.40 – 2.0,02.18 = 7,98 gam

n_Gly = 45 / 75 = 0,6 mol

X: (Ala)_n → nAla

\(\begin{array}{l} \to \,\,{n_X} = \frac{{{n_{Gly}}}}{n} = \frac{{0,6}}{n} \to \,\,{M_X} = \frac{{36,9}}{{\frac{{0,6}}{n}}} = 61,5n\\ \to 61,5n = 75n - (n - 1).18\,\, \to \,\,n\, = 4\end{array}\)

Vậy X là tetrapeptit

n_Ala = 17,8 / 89 = 0,2 mol;  n_Gly = 22,5 / 75 = 0,3 mol

→ trong X có tỉ lệ Ala : Gly là 2 : 3

X có dạng (Ala) _2a(Gly)_3a → M_X = 89a + 75.3a – (5a -1).18 = 313a +18

Bảo toàn mắt xích Ala : n_X = n_Ala / a = 0,2 / 2a= 0,1/a

\(\eqalign{
& \to \,\,{M_X} = {{33,1} \over {{{0,1} \over a}}} = 331a = 313a + 18 \cr
& \to a = 1 \cr} \)

→ X thuộc loại pentapeptit

X là Gly-Gly-Ala có M_X = 75.2 + 89 – 2.18 = 203

Gly-Ala-Ala + 3NaOH → hh muối + H₂O

     0,015                        →              0,015 mol

Bảo toàn khối lượng : m_crắn  = m_x + m_{NaOH ban đầu} – m_H2O = 0,015.203 + 0,05.40 – 0,015.18 = 4,775 gam

Giả sử peptit X có số mắt xích là n

X + nKOH → hh rắn + H₂O

Vì X tạo thành từ các các α-aminoaxit có 1 nhóm –NH₂ và 1 nhóm –COOH và dung dịch KOH lấy dư 15%

→ n_KOH = 1,1.n.n_X = 1,1.n.0,1 = 0,11n

Bảo toàn khối lượng : m_X  + m_KOH = m_{chất rắn} + m_H2O

\( \to m + 0,11.56 = m + 29 + 18.0,1 \to n = 5\)

→ số liên kết peptit trong X là  : 5 – 1 = 4

Sản phẩm muối có dạng C_xH_2xNO₂Na

M_muối = \(\dfrac{{23}}{{0,2072}}\)= 111 →muối là Ala-Na

n_Ala-Na = 33,3 / 111 = 0,3 mol

TH1: X tạo bởi 2 Ala → n_X = nAla / 2 = 0,3 / 2 = 0,15 mol

→ M_X = 24 / 0,15 = 160 => X là Ala -Ala

TH2: X tạo bởi Ala và 1 amino axit khác → n_peptit = n_Ala = 0,3 mol

→ M_X = 24 / 0,3 = 80  →  M_{aa còn lại}  = 80 – 89 + 18 = 9 (Loại)

n_NaOH = 0,9 mol = 3a + 3a.2 → a = 0,1 mol

ta có n_H2O = n_X + n_Y = a + 3a = 4a = 0,4 mol

Bảo toàn khối lượng : m + m_NaOH = m_muối + m_H2O

→ m = 64,1 gam

Do peptit được tạo bởi Gly, Ala, Val nên ta quy đổi hỗn hợp X thành CONH, CH₂, H₂O (với số mol H₂O bằng số mol peptit)

*Khi cho m (g) X phản ứng với NaOH vừa đủ: n_Na2CO3 = 15,9 : 106 = 0,15 mol

BTNT "Na": n_NaOH = 2n_Na2CO3 = 0,3 mol => n_CONH = n_NaOH = 0,3 mol

Sơ đồ bài toán:

\(m(g)\,X\left\{ \matrix{
CONH:0,3 \hfill \cr
C{H_2}:x \hfill \cr
{H_2}O:y \hfill \cr} \right. + NaOH:0,3 \to (m + 11,1)\,(g)\,Muoi\left\{ \matrix{
COONa:0,3 \hfill \cr
N{H_2}:0,3 \hfill \cr
C{H_2}:x \hfill \cr} \right.\)

Ta có: m = 43.0,3 + 14x + 18y (g) (1)

           m + 11,1 = 67.0,3 + 16.0,3 + 14x (2)

Lấy (2) - (1) thu được z = 0,05 => n _peptit = n_H2O = z = 0,05 mol

Số mắt xích của X là: n_CONH : n_X = 0,3 : 0,05 = 6

*Khi cho m (g) X phản ứng với HCl vừa đủ:

X     +  5H₂O + 6HCl → Muối

0,05 → 0,25 →  0,3

BTKL: m_X + m_H2O + m_HCl = m _muối => m + 0,25.18 + 0,3.36,5 = 36,25 => m = 20,8 (g)

=> M_X = 20,8 : 0,05 = 416 đvC

Giả sử X có công thức là: Gly_nAla_mVal_(6-n-m) với n + m < 6

=> M_X = 75n + 89m + 117(6-n-m) - 18.5 = 416 hay 42n + 28m = 196 có cặp nghiệm thỏa mãn là n = 4; m = 1

Vậy X là Gly₄AlaVal

Xét các phát biểu:

(1) X là hexapeptit => đúng

(2) Giá trị của m = 20,8 gam => đúng

(3) Phân tử khối của X là 416 => đúng

(4) Trong X chỉ có 1 gốc Ala => đúng

(5) % khối lượng muối clorua của Gly trong T là 46,14% => sai

n_Gly-HCl = 4n_X = 4.0,05 = 0,2 mol => m_Gly-HCl = 0,2.(75 + 36,5) = 22,3 gam

=> %m_Gly-HCl = (22,3/36,25).100% = 61,5%

Vậy có tất cả 4 phát biểu đúng

X₅ + 5NaOH → muối + H₂O

a  →   5a                →       a

Bảo toàn khối lượng : m_peptit + m_NaOH = m_muối + m_H2O

→ 30,3 + 5a.40 = 48,5 + 18a → a = 0,1

X₅ + 4H₂O + 5HCl → muối

Bảo toàn khối lượng : m_peptit + m_H2O + m_HCl = m_muối

→ m_muối = 30,3 + 4.0,1.18 + 5.0,1.36,5 = 55,75

\(\eqalign{
& m?\left\{ \matrix{
Ala - Vla - Ala - Gly - Ala:\,a\,mol \hfill \cr
Val - Gly - Gly:\,b\,mol \hfill \cr} \right. \to \left\{ \matrix{
Gly:a + 2b \hfill \cr
Ala:3a\,(x = ?\,gam) \hfill \cr
Val:a + b \hfill \cr} \right. \to \left\{ \matrix{
a + 2b = 22,5/75 \hfill \cr
a + b = 23,4/117 \hfill \cr} \right. \cr
& \left\{ \matrix{
a = 0,1 \hfill \cr
b = 0,1 \hfill \cr} \right. \Rightarrow \left\{ \matrix{
x = 3.0,1.89 = 26,7\,gam \hfill \cr
m = 22,5 + 23,4 + 26,7 - 18(0,1.4 + 0,1.2) = 61,8\,gam \hfill \cr} \right. \cr} \)

Ngoài cách dùng bảo toàn khối lượng như trên để tính m, ta có thể tính ra M của từng peptit rồi nhân với số mol tương ứng.

n_H2SO4 = 0,3 mol;  n_NaOH = 0,5 mol;  n_KOH = 0,5 mol

Coi hỗn hợp Y gồm valin (x mol), Gly-Ala (y mol) và H₂SO₄ (0,3 mol) chưa phản ứng với nhau

Vì Y pahrn ứng vừa đủ với dung dịch Z nên :

n_Val + 2n_Gly-Ala + 2n_H2SO4 = n_NaOH  + n_KOH → x + 2y + 0,3.2 = 1   (1)

Trong dung dịch Z chứa các ion:

H₂N-C₄H₈-COO^- (Val) : x mol

H₂N-CH₂-COO^- (Gly) : y mol

H₂N-C₂H₄COO^- (Ala) : y mol

 : 0,3 mol; Na⁺ : 0, 5mol; K⁺ : 0,5 mol

→ m_muối = 116x + (74 + 88)y + 0,3.96 + 0,5.23 + 0,5.39 = 95,7  (2)

Từ (1) và (2) → x = 0,1 mol;  y = 0,05

→ a = x + y = 0,25 mol

\(\eqalign{
& \% {m_O} = {{16.5.100\% } \over {\underbrace {4.{M_Z} - 18.3}_{{M_X}}}} = 26,49\% \,\,\, \to \,\,\,{M_Z} = 89\,(Ala) \cr
& T:RN{H_2} \Rightarrow {M_T} = R + 16 < 30 \Rightarrow R < 14\,(R = H) \cr
& E\left\{ \matrix{
Ala - Ala - Ala - Ala:\,x\,mol \hfill \cr
C{H_3}CH(N{H_2})COON{H_4}:0,12 \hfill \cr
C{H_3}CH(N{H_2})COOH:y\,mol \hfill \cr} \right.\buildrel { + NaOH} \over
\longrightarrow \left\{ \matrix{
4x + y + 0,12 = 0,2 \hfill \cr
302x + 106.0,12 + 89.y = 19,3 \hfill \cr} \right. \cr
& \Rightarrow x = 0,01;\,y = 0,04 \cr
& E + HCl \to BT\,\,Ala:C{H_3}CH(N{H_3}Cl)COOH:(0,01.4 + 0,12 + 0,04) = 0,2\,mol \cr
& \Rightarrow m = {m_{C{H_3}CH(N{H_3}Cl)COOH}} + {m_{N{H_4}Cl}} = 0,2.(89 + 36,5) + 0,12.53,5 = 31,52\,gam \cr} \)

Ta thấy X → Ala-Gly-Glu + Glu-Gly

Mà X chỉ chứa 1 Glu → X chứa Ala-Gly-Glu -Gly

Mặt khác, X tạo Ala-Ala mà X là pentapeptit → X là Ala- Ala-Gly-Glu-Gly.

X → Gly-Ala+ Phe-Gly + Val-Phe

→ Cấu tạo của X là Val-Phe-Gly-Ala

Trong X có 2 Ala, 1 Gly và 1 Glu

X → Ala-Glu + Ala-Ala + Glu-Gly

→ cấu tạo của X là Ala-Ala-Glu-Gly

X → Gly-Ala + Lys-Ala

→ X là Lys-Ala-Gly

→ Lysin là amino aixt đầu N và Glyxin là amino aixt đầu C