Phương pháp giải nhanh bài tập thủy phân Peptit và protein

Trong các loại aminoaxit thì chỉ có loại α-amino axit mới là đơn phân cấu tạo nên peptit và protein. Trong phân tử peptit hay protein thì liên kết peptit là mối liên kết yếu nhất, dễ bị đứt dẫn đến tính chất cơ bản nhất của peptit và protein là phản ứng thủy phân trong môi trường axit và bazơ. Để giải nhanh được các bài tập thủy phân peptit và protein cần thực hiện các bước sau:

          Bước 1: Đặt công thức tổng quát cho peptit:

     Giả sử đơn phân cấu tạo nên peptit chức một nhóm NH₂ và một nhóm COOH có công thức là: NH₂-R-COOH thì công thức tổng quát của peptit là [NH₂-R-COOH]_n(1-n)H₂O. Nếu α-amino axit là no, mạch hở chứa một nhóm NH₂ và một nhóm COOH thì có công thức tổng quát là: [C_aH_2a+1O₂N]_n(1-n)H₂O (Với n là số gốc α-amino axit cấu tạo nên peptit).

          Bước 2: Viết phương trình phản ứng thủy phân

 * Phương trình phản ứng thủy phân hoàn toàn:

– Trong môi trường axit và bazơ nhưng không đưa môi trường vào phương trình phản ứng:

    [NH₂-R-COOH]_n(1-n)H₂O + (n-1)H₂O                       nNH₂-R-COOH

– Khi đun nóng trong môi trường axit như HCl:

    [NH₂-R-COOH]_n(1-n)H₂O + (n-1)H₂O  + nHCl                     nNH₃Cl-R-COOH

– Khi đun nóng trong môi trường bazơ như NaOH:

    [NH₂-R-COOH]_n(1-n)H₂O +  nNaOH                       nNH₂-R-COONa  + H₂O

* Phương trình thủy phân không hoàn toàn:  Đặt X=NH₂-R-COOH

    [X]_n(1-n)H₂O                 [X]_a(1-a)H₂O + [X]_b(1-b)H₂O + ………..+[X]

                                                        (a,b,…< n)

           Bước 3: Dựa vào phương trình thủy phân, dữ kiện bài cho và các định luật xác định dữ kiện bài yêu cầu.

– Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng:

                    m_peptit + m                   = m_aminoaxit

                    m_peptit + m       + m_HCl = m

                    m_peptit + m_NaOH            = m             + m

– Dựa vào định luật bảo toàn mol gốc α-amino axit:

     số mol [X]_n(1-n)H₂O× n= số mol [X]_a(1-a)H₂O×a +[X]_b(1-b)H₂O×b+……..+ số mol X

     Chú ý :

– Dựa vào phương trình thủy phân để tìm mối quan hệ số mol của các chất trong một phương trình phản ứng để xác định số mol hoặc loại peptit.

– Khối lượng mol của n-peptit = α-amino axit×n – 18(n-1).

– Đốt cháy peptit tạo ra từ α-amino axit no, mạch hở chứa một nhóm NH₂ và một nhóm COOH theo phương trình tổng quát sau:

 [C_aH_2a+1O₂N]_n(1-n)H₂O + (3a.n-1,5n)/2 O₂ → a.n CO₂ +(2a.n-n+2)/2 H₂O + n/2 N₂

BÀI TẬP MINH HỌA PHƯƠNG PHÁP    

Câu 1: Cho 13,32 gam peptit X do n gốc alalin tạo thành, thủy phân hoàn toàn trong môi trường axit thu được 16,02 gam alalin duy nhất. X thuộc loại nào?

A. Tripeptit           B. Tetrapeptit        C. Hexapeptit               D. Đipeptit

HD: Phương trình phản ứng:   [Ala]_n(n-1)H₂O  + (n-1)H₂O → nAla

                                                      (71n+18)                                 89n

                                                       13,32                                    16,02

Ta có (71n+18).16,02 = 13,32.89n → n=6 → đáp án C

Câu 2: Khi thủy phân hoàn toàn 65 gam một oligopeptit X thu được 22,25 gam alalin và 56,25 gam glyxin. X thuộc loại nào?

A. Tripeptit           B. Tetrapeptit      C. Hexapeptit                 D. Đipeptit

HD: Phương trình phản ứng: [Ala]_a[Gly]_b(a+b-1) + (a+b-1)H₂O → aAla  + bGly

Theo bảo toàn khối lượng: m_H2O = 22,25 + 56,25 – 65  → n_H2O =0,75

Vậy (a+b-1)0,25= 0,75 và 0,75a=0,25b → a=1, b=3 → X là tetrapeptit → đáp án B

Câu 3: (Đề thi tuyển sinh đại học Khối A- 2011) Thủy phân hết m gam tetrapeptit 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

HD: Áp dụng định luật bảo toàn gốc Ala ta có:

      4x= 1. 28,48/89 +2. 32/160 + 3. 27,72/231→ x=0,27 → m=81,54→ đáp án C

Câu 4:(Đề thi tuyển sinh đại học Khối B- 2012): Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X và 2a mol tripeptit 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 axit 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.

HD:   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 → m + 0,6.40 = 72,48 + 0,18.18→ m= 51,72 gam→ đáp án A.

Câu 5:(Đề thi tuyển sinh đại học Khối B- 2010):Đipeptit mạch hở X và mạch hở Y đều được tạo ra từ một loại amino axit no, mạch hở có một nhóm NH₂ và một nhóm COOH. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y thu được sản phẩm gồm CO₂, H₂O, và N₂ trong đó tổng khối lượng CO₂ và H₂O bằng 54,9 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, sản phẩm thu được cho lội qua dung dịch nước vôi trong dư thì thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là:

A. 45.                                   B. 120.                 C. 30.                           D. 60.

HD:  Công thức của X:  [C_aH_2a+1O₂N]₂(-1)H₂O và Y: [C_aH_2a+1O₂N]₃(-2)H₂O

PT cháy Y: [C_aH_2a+1O₂N]₃(-2)H₂O + O₂→ 3aCO₂ + (6a-1)/2H₂O + 3/2N₂

                          0,1                                     0,3a       0,05(6a-1)

Ta có:  0,3a.44 + 0,05(6a-1)18 = 54,9→ a= 3

PT cháy X:  :  [C₃H₇O₂N]₂(-1)H₂O + O₂ → 6CO₂ → CaCO₃ →m=120→đáp án B

                                0,2                                   1,2            1,2

Câu 6: Tripeptit mạch hở X và Tetrapeptit mạch hở Y đều được tạo ra từ một amino axit no,mạch hở có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH₂ .Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X thu được sản phẩm gồm H₂O,CO₂ và N₂ trong đó tổng khối lượng CO₂ và H₂O bằng 36,3 gam .Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol Y thì số mol O₂ cần phản ứng là:

         A. 2,8 mol.           B 1,8 mol.            C. 1,875 mol.       D. 3,375 mol

HD:   X,Y đều sinh ra do Amino axit có CT C_nH_2n+1O₂N.

Do vậy ta có CT gộp lại của  X,Y tương ứng là: C_3nH_{6n – 1}O₄N₃(X) , C_4nH_{8n – 2}O₅N₄(Y).

Phản ứng cháy X:  C_3nH_{6n – 1}O₄N₃   +    pO₂ 3nCO₂ + (3n-0,5)H₂O    +    N₂

                                         0,1mol                0,3n(mol)   0,3(3n-0,5)mol  

Ta có phương trình tổng khối lượng H₂O và CO₂ :  0,3[44.n  + 18. (3n-0,5)] = 36.3  n = 2

Phản ứng cháy Y:   C_4nH_{8n – 2} O₅N₄   +    pO₂ 4nCO₂ + (4n-1)H₂O + N₂ .

                                    0,2mol          0,2.p                  0,8n        (0,8n -0,2)

Áp dụng BT nguyên tố Oxi : 

0,2.5+ 0,2.2p = 0,8.2.2 +(0,8.2 -0,2)  p = 9 nO₂ = 9×0,2 = 1,8molđáp án B

Câu 7: X là một Tetrapeptit cấu tạo từ Amino axit 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 gam tripeptit; 79,2 gam đipeptit và 101,25 gam A. Giá trị của m là:

         A. 184,5.              B. 258,3.              C. 405,9.              D. 202,95.

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

         Tính số mol:  Tripeptit là : 28,35: 189 = 0,15 mol

                              Đipeptit là :  79,2 :  132 = 0,6 mol

                           Glyxin(A) : 101,25 : 75 = 1,35 mol.

Áp dụng ĐLBT gốc Gly ta có: 4x= 0,15.3 + 0,6.2 +1,35→x=0,75→ m =184,5 gam→đáp án A

Câu 8:  Tripeptit M và Tetrapeptit Q được tạo ra từ một aminoacid X mạch hở ( phân tử chỉ chứa 1 nhóm NH₂ ). Phần trăm khối lượng Nito trong X bằng 18,667%. Thủy phân không hoàn toàn m gam hỗn hợp M,Q (có tỉ lệ số mol 1:1)  trong môi trường Axit thu được 0,945 gam M; 4,62 gam đipeptit và 3,75 gam X. Giá trị của m là:

A. 4,1945.                 B. 8,389.                            C. 12,58.             D. 25,167.

HD:     Ta có %N =   X là Glyxin

Do hai peptit có tỉ lệ số mol phản ứng 1:1 nên xem hỗn hợp M,Q là một Heptapeptit có M = 435g/mol.

Đặt n_M= n_Q= x mol theo bảo toàn gốc Gly ta có:

     3x + 4x = 0,005.3 + 0,035.2 + 0,05 → x= 27/1400→ m= 8,389 gam→ đáp án B

Câu 9: Thủy phân hoàn toàn 143,45 gam hỗn hợp A gồm hai tetrapeptit thu được 159,74 gam hỗn hợp X gồm các Aminoaxit (Các Aminoaxit 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 là:

A. 8,145 gam và 203,78 gam.             B. 32,58 gam và 10,15 gam.

C. 16,2 gam và 203,78 gam                        D. 16,29 gam và 203,78 gam.

HD:   Đặt Công thức chung cho hỗn hợp A là [NH₂-R-COOH]₄(-3)H₂O

    [NH₂-R-COOH]₄(-3)H₂O + 3H₂O  + 4HCl                         4NH₃Cl-R-COOH

Áp dụng ĐLBTKL  nH₂O =  mH₂O = 16,29 gam.

Từ phản ứng  nHCl=H₂O =

Áp dụng BTK mMuối = mX  + mHCl = 159,74 + .36,5 = 203,78 gamđáp án D

BÀI TẬP TỰ VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP

Câu 1: Thủy phân hoàn toàn 60(g) hỗn hợp hai Đipeptit thu được 63,6(g) hỗn hợp X gồm các Aminoacid no mạch hở (H₂NRCOOOH). Nếu lấy 1/10 hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu được m(g) muối. Giá trị của m là?

     A. 7,82.                   B. 8,72.                C. 7,09.                D.16,3.

Câu 2: X là một Hexapeptit cấu tạo từ một Aminoacid H₂N-C_nH_2n-COOH(Y). Y có tổng % khối lượng Oxi và Nito là 61,33%. Thủy phân hết m(g) X trong môi trường acid thu được 30,3(g) pentapeptit, 19,8(g) đieptit và 37,5(g) Y. Giá trị của m là?

    A. 69 gam.                         B. 84 gam.            C. 100 gam.                 D.78 gam.

Câu 3: X  là một  tetrapeptit cấu  tạo từ một amino axit (A) no, mạch hở có 1 nhóm –COOH  ; 1 nhóm –NH2. Trong A %N = 15,73% (về khối  lượng). Thủy phân m gam X trong môi  trường axit thu được 41,58 gam tripeptit ; 25,6 gam đipeptit và 92,56 gam A. Giá trị của m là :

    A. 149 gam.                        B. 161 gam.             C. 143,45 gam.              D. 159 gam.

Câu 4:  X là tetrapeptit Ala-Gly-Val-Ala, Y là tripeptit Val-Gly-Val. Đun nóng m gam hỗn hợp X và Y có tỉ lệ số mol nX : nY = 1 : 3 với 780 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ), sau khi phản ứng kết thúc thu được dung dịch Z. Cô cạn dung dịch thu được 94,98 gam muối. m có giá trị là

    A.  68,1 gam.            B. 64,86 gam.           C. 77,04 gam.                  D. 65,13 gam.

Câu 5:  X và Y  lần  lượt  là các  tripeptit và tetrapeptit được tạo thành  từ cùng một amino axit no mạch hở, có một nhóm –COOH và một nhóm –NH2. Đốt cháy hoàn  toàn 0,1 mol Y thu được sản phẩm gồm CO2, H2O, N2,  trong đó  tổng khối  lượng của CO2 và H2O  là 47,8 gam. Nếu đốt  cháy hoàn toàn 0,3 mol X cần bao nhiêu mol O2 ?

   A. 2,8 mol.                          B. 2,025 mol.                    C. 3,375 mol.                     D. 1,875 mol.    

Câu 6: Thủy phân 14(g) một Polipeptit(X) với hiệu suất đạt 80%,thi thu được 14,04(g) một – aminoacid (Y). Xác định Công thức cấu tạo của Y?

A. H₂N(CH₂)₂COOH.               B. H₂NCH(CH₃)COOH.

C. H₂NCH₂COOH                    D. H₂NCH(C₂H₅)COOH

Câu 7: Đun nóng alanin  thu được một số peptit  trong đó có peptit A có phần  trăm khối  lượng nitơ là 18,54%. Khối lượng phân tử của A là :

    A. 231.                                  B. 160.                                  C. 373.                     D. 302.

Câu 8: Khi thủy phân hoàn toàn 55,95 gam một peptit X thu được 66,75 gam alanin (amino axit duy nhất). X là :

    A. tripeptit.              B. tetrapeptit.            C. pentapeptit.               D. đipeptit.

Câu 9:  Khi thủy phân hoàn toàn 65 gam một peptit X thu được 22,25 gam alanin và 56,25 gam glyxin. X là :

     A. tripeptthu được.      B. tetrapeptit.        C. pentapeptit.              D. đipeptit.

Câu 10:  Thuỷ phân hoàn toàn 500 gam một oligopeptit X (chứa từ 2 đến 10 gốc α-amino axit) thu  được 178 gam amino axit Y và 412 gam amino axit Z. Biết phân tử khối của Y là 89. Phân tử khối  của Z là :

     A. 103.                     B. 75.                       C. 117.                               D. 147.

Câu 11:  Tripeptit X có công thức sau : 

                          H2N–CH2–CO–NH–CH(CH3)–CO–NH–CH(CH3)–COOH 

     Thủy phân hoàn toàn 0,1 mol X trong 400 ml dung dịch NaOH 1M. Khối  lượng chất rắn thu được khi cô cạn dung dịch sau phản ứng là :

    A. 28,6 gam.              B. 22,2 gam.                 C. 35,9 gam.                   D. 31,9 gam.

Câu 12: Protein A có khối  lượng phân  tử  là 50000 đvC. Thuỷ phân 100 gam A  thu được 33,998 gam alanin. Số mắt xích alanin trong phân tử A là :

    A. 191.                B.  212.                           C. 123                                D. 224.

Câu 13: Thủy phân 1250 gam protein X thu được 425 gam alanin. Nếu phân tử khối của X bằng 100000 đvC thì số mắt xích alanin có trong X là :

     A. 453.                     B. 382.                            C. 328.                        D. 479.

Câu 14: Thuỷ phân hoàn toàn 1 mol pentapeptit A    thì  thu được 3 mol glyxin  ; 1 mol alanin và 1mol valin. Khi thuỷ phân không hoàn toàn A thì trong hỗn hợp sản phẩm thấy có các đipeptit Ala-Gly  ; Gly-Ala và  tripeptit Gly-Gly-Val. Amino axit đầu N, amino axit đầu C ở pentapeptit A  lần lượt là :

     A. Gly, Val.                      B. Ala, Val.           C. Gly, Gly.              D. Ala, Gly.

Câu 15: Thuỷ  phân  không  hoàn  toàn  tetrapeptit  (X),  ngoài  các a-amino  axit  còn  thu  được  các đipetit: Gly-Ala ; Phe-Val ; Ala-Phe. Cấu tạo nào sau đây là đúng của X ?

            A. Val-Phe-Gly-Ala.                    B. Ala-Val-Phe-Gly. 

            C. Gly-Ala-Val-Phe.                    D. Gly-Ala-Phe-Val.

Câu 16: Thủy phân  hoàn  toàn 1 mol pentapeptit X,  thu được 2 mol glyxin  (Gly), 1 mol alanin (Ala),  1 mol  valin  (Val)  và  1 mol  phenylalanin  (Phe). Thủy  phân  không  hoàn  toàn X  thu  được đipeptit Val-Phe và tripeptit Gly-Ala-Val nhưng không thu được đipeptit Gly-Gly. hất X có công thức là        

A. Gly-Phe-Gly-Ala-Val.               B. Gly-Ala-Val-Val-Phe.

C. Gly-Ala-Val-Phe-Gly.            D. Val-Phe-Gly-Ala-Gly.

Câu 17: Công thức nào sau đây của pentapeptit (A) thỏa điều kiện sau: Thủy phân hoàn toàn 1 mol A thì thu được các α – amino axit là : 3 mol glyxin, 1 mol alanin, 1 mol valin. Thủy phân không hoàn  toàn A, ngoài  thu được các amino axit  thì còn  thu được 2 đipeptit  : Ala-Gly ; Gly-Ala và 1 tripeptit Gly-Gly-Val.

A. Ala-Gly-Gly-Gly-Val.                B. Gly- Gly-Ala-Gly-Val.

C. Gly-Ala-Gly-Gly-Val.             D. Gly-Ala-Gly-Val-Gly.