Cách giải bài tập về phản ứng thủy phân peptit, protein (hay, chi tiết)

Bài viết Cách giải bài tập về phản ứng thủy phân peptit, protein với phương pháp giải chi tiết giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập
Cách giải bài tập về phản ứng thủy phân peptit, protein.

Cách giải bài tập về phản ứng thủy phân peptit, protein (hay, chi tiết)

Bài giảng: Bài tập về phản ứng thủy phân peptit, protein – Cô Nguyễn Thị Thu (Giáo viên VietJack)

Phản ứng thủy phân:

– Điều kiện thủy phân: xúc tác axit hoặc kiềm và đun nóng hoặc xúc tác enzim

– Sản phẩm: các α-amino acid

1. Thủy phân trong môi trường trung tính (xt: enzym)

Khi thủy phân hoàn toàn peptit (hoặc protein đơn giản) bằng xúc tác enzym, ta thu được hỗn hợp các ∝-amino acid ban đầu

Ví dụ: Gly-Gly-Gly + 2H₂O → 3H₂N-CH₂-COOH

Phương pháp giải:

1/ n_peptit + n_H2O = n _{α-amino acid}

2/ m_peptit + m_H2O = m _{α-amino acid}

2. Thủy phân trong môi trường axit

Peptit (n mắt xích) + (n – 1)H_2O + aHCl → n muối của ∝-amino acid

(với a là số nguyên tử N trong X)

Ví dụ: Gly-Gly-Lys + 2H₂O + 4HCl → 2ClH₃N-CH₂-COOH + ClH₃N-[CH₂]₄-CH(NH₃Cl)-COOH

Phương pháp giải:

+ Tính số mol các chất theo hệ số cân bằng sau đó sử dụng bảo toàn khối lượng:

m_peptit + m_H2O + m_HCl = m_muối

+ Bảo toàn gốc ∝-amino acid:

Ví dụ với phương trình trên:

n_{ClH3N-CH2-COOH} = 2.n_gly-gly-lys và n_{ClH3N-(CH2)4-CH(NH3Cl)-COOH} = n_gly-gly-lys

3. Thủy phân trong môi trường kiềm

Peptit (n mắt xích) + (n – 1 + b)NaOH → n muối của ∝-amino acid + bH₂O

Trong đó: b là tổng số nhóm COOH còn tự do trong peptit (các nhóm COOH không tạo liên kết peptit)

Ví dụ : Gly-Glu-Gly có CTCT:

→ số nhóm COOH còn tự do trong peptit là b = 2

PTHH: Gly-Glu-Gly + 4NaOH → 2H₂N-CH₂-COONa + NaOOC-[CH₂]₂-CH(NH₂)-COONa + 2H₂O

Phương pháp giải:

+ Tính số mol các chất theo hệ số cân bằng sau đó sử dụng bảo toàn khối lượng : m_peptit + m_NaOH = m_muối + m_H2O

+ Bảo toàn gốc ∝-amino acid

II. THỦY PHÂN KHÔNG HOÀN TOÀN

Khi thủy phân không hoàn toàn peptit thì chúng ta thu được hỗn hợp các amino acid và các oligopeptit.

Ví dụ: Thủy phân không hoàn toàn Ala-Gly-Gly-Ala-Glu ta có thể thu được hỗn hợp các chất gồm Ala, Glu, Gly, Gly-Ala- Glu, Ala-Gly-Gly, …

Phương pháp giải:

+ Bảo toàn mắt xích của mỗi loại amino acid.

Ví dụ: n_Ala-Ala-Gly = n_Gly = ½.nAla

+ Bảo toàn khối lượng.

Ví dụ minh họa

Câu 1:Thủy phân hoàn toàn 143,45 gam hỗn hợp A gồm hai tetrapeptide thu được 159,74 gam hỗn hợp X gồm các amino acid (Các Aminoacid chỉ chứa 1nhóm -COOH và 1 nhóm -NH2 ). Cho tòan bộ X tác dụng với dung dịch HCl dư, sau đó cô cạn dung dịch thì nhận được m(gam) muối khan. Tính khối lượng nước phản ứng và giá trị của m lần lượt bằng?

A. 8,145(g) và 203,78(g).

B. 32,58(g) và 10,15(g).

C. 16,2(g) và 203,78(g)

D. 16,29(g) và 203,78(g).

Lời giải:

Đặt Công thức chung cho hỗn hợp A là H[NHRCO]₄OH

Ta có phản ứng : H[NHRCO]₄OH + 3H₂O → 4 H₂NRCOOH

→ Đáp án D

Câu 2:Thủy phân hoàn toàn 14,6g Gly-Ala trong dung dịch HCl dư, thu được m gam muối. Giá trị của m là:

A. 11,15g

B. 12,55g

C. 18,6gam

D. 23,7 gam.

Lời giải:

Công thức Gly- Ala: H₂NCH₂CONHCH(CH₃)COOH.

M _Gly-Ala= M _Gly + M_ala – 18.(2-1) = 75 + 89 -18 = 146

Ta có m muối = mpeptit + m H₂O + m HCl= 14,6 + 0,1.18 + 0,2. 36,5 = 23,7 g

→ Đáp án D

Câu 3:Thủy phân hoàn toàn 14,6 g Gly-Ala trong dung dịch NaOH dư, thu được m gam muối. Giá trị của m là:

A. 16,8g

B. 22,6g

C.18,6g

D. 20,8g

Lời giải:

Gly-Ala + 2NaOH → muối + H2O

0,1            0,2                    0,1 mol

Ta có: m muối = m peptit + m NaOH – m H₂O= 14,6 + 0,2.40 – 0,1.18 = 20,8 g.

→ Đáp án D

Bài tập

Câu 1:X là một tetrapeptide cấu tạo từ Aminoacid A, trong phân tử A có 1 nhóm(-NH2), 1 nhóm (-COOH) ,no, mạch hở. Trong A Oxi chiếm 42,67% khối lượng. Thủy phân m gam X trong môi trường acid thì thu được 28,35(g) tripeptide; 79,2(g) dipeptide và 101,25(g) A. Giá trị của m là?

A. 184,5.

B. 258,3.

C. 405,9.

D. 202,95.

Lời giải:

Từ % khối lượng Oxi trong A ta xác định được A là Gli ( H₂NCH₂COOH) với M=75

⇒ Công thức của tetrapeptide là H[NHCH₂CO]₄OH với

M= 75.4 – 3.18 = 246g/mol

Đặt mắt xích NHCH₂CO = X

Có sơ đồ phản ứng :

⇒ Số mol X phản ứng là: 0,15 + 0,3 + 0,3 = 0,75mol

⇒ m = 0,75. 246 =184,5(g)

→ Đáp án A

Câu 2:Thủy phân hết m gam tetrapeptide Ala-Ala-Ala-Ala mạch hở thu được hỗn hợp gồm: 28,48 gam Ala; 32 gam Ala-Ala; 27,72 gam Ala-Ala-Ala. Giá trị của m là:

A. 90,6.

B. 111,74.

C. 81,54.

D. 66,44

Lời giải:

Áp dụng định luật bảo toàn gốc Ala ta có:

⇒ n _tetrapeptide = 0,27 → m= 0,27.302 = 81,54

→ Đáp án

Câu 3:: Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptide mạch hở X và 2a mol tripeptide mạch hở Y với 600 ml dung dich NaOH 1M vừa đủ. Sau khi các phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu được 72,48 gam muối khan của các amino acid đều có một nhóm -COOH và một nhóm -NH₂ trong phân tử. Giá trị của m là:

A. 51,72.

B. 54,30.

C. 66,00.

D. 44,48.

Lời giải:

X + 4NaOH → 4Muối + H₂O

a         4a                           a

Y + 3NaOH → 3Muối + H2O

2a         6a                           2a

Ta có: n_NaOH= 10a = 0,6 → a = 0,06 mol

BTKL: m + 0,6.40 = 72,48 + 0,18.18 ⇒ m= 51,72 gam

→ Đáp án A

Câu 4:Thủy phân hoàn toàn 1 mol peptit mạch hở X, thu được 2 mol Gly, 2 mol Ala và 1 mol Val. Mặt khác, thủy phân không hoàn toàn X, thu được hỗn hợp các amino acid và các peptit (trong đó có Gly-Ala-Val). Số công thức cấu tạo phù hợp với tính chất của X là

A. 5.

B. 4.

C. 3.

D. 6

Lời giải:

X là (Gly)₂(Ala)₂(Val), trong X có đoạn mạch Gly-Ala-Val nên X có các cấu tạo:

Gly-Ala-Val-Gly-Ala

Gly-Ala-Val-Ala-Gly

Gly-Gly-Ala-Val-Ala

Ala-Gly-Ala-Val-Gly

Gly-Ala-Gly-Ala-Val

Ala-Gly-Gly-Ala-Val

→ Đáp án D

Câu 5:Cho X là hexapeptide, Ala-Gly-Ala-Val-Gly-Val và Y là tetrapeptide Gly-Ala-Gly-Glu. Thủy phân hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm X và Y thu được 4 amino acid, trong đó có 30 gam glycine và 28,48 gam alanine. Giá trị của m là

A. 77,6

B. 83,2

C. 87,4

D. 73,4

Lời giải:

Đặt x, y là số mol X, Y

Bảo toàn Gly → nGly = 2x + 2y = 0,4 mol

Bảo toàn Ala → nAla = 2x + y = 0,32 mol

→ x = 0,12 và y = 0,08

→ m = 472x + 332y = 83,2g

→ Đáp án B

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học lớp 12 có trong đề thi Tốt nghiệp THPT khác: