Bài tập thủy phân peptide lớp 12 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Bài tập thủy phân peptide lớp 12 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Bài tập thủy phân peptide.

A. Lý thuyết và phương pháp giải

- Peptide bị thuỷ phân bởi acid, base hoặc enzyme. Quá trình thuỷ phân không hoàn toàn có thể tạo thành các peptide nhỏ hơn.

Ví dụ: Tetrapeptide Gly-Tyr-Val-Ala khi bị thuỷ phân không hoàn toàn có thể tạo thành các tripeptide Gly-Tyr-Val, Tyr-Val-Ala và các dipeptide là Gly-Tyr, Tyr-Val, Val-Ala.

- Quá trình thuỷ phân hoàn toàn peptide tạo ra các amino acid cấu thành nên peptide đó. Tuy nhiên, trong môi trường acid hoặc môi trường base, các amino acid sẽ tác dụng với acid hoặc base để tạo thành muối tương ứng.

+ Trường hợp 1: Thủy phân peptide trong môi trường trung tính

Tổng quát:

${\overline{X}}_n{\text{ + (n -1)H}}_2\text{O }\stackrel{enzymer}{\to }$$n\alpha \text{-amino\hspace{0.17em}acid}$

Ví dụ:

H₂N-CH₂-CO-NH-CH₂-COOH + H₂O $\stackrel{enzyme}{\to }$ 2H₂N-CH₂-COOH

+ Trường hợp 2: Thủy phân peptide trong môi trường acid

Tổng quát:

${\overline{X}}_n{\text{+ (n -1)H}}_{2}O+aHCl\to$n muối của α – amino acid (a là số N trong peptide)

Ví dụ:

${\text{Gly-Ala-Lys + 2H}}_{2}O+4HCl\to$$\left\{\begin{array}{l}Cl{H}_{3}N-C{H}_2-COOH\\ Cl{H}_{3}N-CH\left(C{H}_3\right)-COOH\\ Cl{H}_{3}N-{\left[C{H}_2\right]}_4-CH\left(N{H}_{3}Cl\right)-COOH\end{array}\right.$

+ Trường hợp 3: Thủy phân peptide trong môi trường kiềm

Tổng quát:

${\overline{X}}_n\text{\hspace{0.33em}+ (n - 1 + b)NaOH }\stackrel{t^o}{\to }$ n muối của α – amino acid + b H₂O

Với b là tổng số nhóm – COOH.

Ví dụ:

${\text{ Gly-Ala-Glu\hspace{0.33em}: H}}_{2}NC{H}_{2}CONHCH\left(C{H}_3\right)CONHCH\left(COOH\right){\left[C{H}_2\right]}_{2}COOH$

$\text{Gly-Ala-Glu + 4NaOH\hspace{0.33em}}\stackrel{t^o}{\to }$ $\left\{\begin{array}{l}{H}_{2}NC{H}_{2}COONa\left(hayGlyNa\right)\\ H_{2}NCH\left(C{H}_3\right)COONa\text{\hspace{0.33em}(hay\hspace{0.17em}AlaNa)}\\ NaOOC{\left[C{H}_2\right]}_{2}CH\left(N{H}_2\right)COONa{\text{\hspace{0.33em}(hay GluNa}}_2)\end{array}\right.$ ${\text{+\hspace{0.33em}4H}}_2\text{O }$

Phương pháp giải bài tập chủ yếu là áp dụng định luật bảo toàn khối lượng.

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Thủy phân không hoàn toàn heptapeptide (F) thu được Ser-Asp-Phe (G), Ala-His-Ser (H) và Phe-Ala (I). Biết Ala là amino acid đầu C trong F, cho biết trật tự liên kết giữa các amino acid trong F.

Lời giải:

Có thể sắp xếp các phân mảnh như sau (đảm bảo Ala là amino acid đầu C):

$Ala-His-Ser\mathrm{...}\sout{Ser}-Asp-Phe\mathrm{...}\sout{Phe}-Ala.$

Từ đó, ta có đoạn mạch của F là: Ala – His – Ser – Asp – Phe – Ala.

Cấu tử cuối cùng của F phải là Phe trước Ala. Vậy, cấu tạo của F là:

Phe - Ala – His – Ser – Asp – Phe – Ala.

Ví dụ 2: Cho m gam Gly-Ala tác dụng hết với dung dịch NaOH dư, đun nóng. Số mol NaOH đã phản ứng là 0,2 mol. Giá trị của m là

A. 14,6.                           

B. 29,2                            

C. 26,4.

D. 32,8.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Gly-Ala + 2NaOH → GlyNa + AlaNa + H₂O

0,1       ←   0,2                                                        mol

Khối lượng của Gly – Ala là: m = 0,1. (75 + 89 – 18) = 14,6 gam.

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

A. 23,7.

B. 20,8.

C. 21,9.

D. 18,6.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

$n_{Gly-Ala}=\frac{14,6}{75+89-18}=0,1mol$

Gly-Ala + 2HCl + H₂O → ClH₃N-CH₂-COOH + ClH₃N-CH(CH₃)COOH

0,1              0,2      0,1                                   mol

Bảo toàn khối lượng có:

m_muối = m_peptide + m_HCl + m_nước = 14,6 + 0,2.36,5 + 0,1.18 = 23,7 gam.

Ví dụ 4: 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. 73,4.

B. 77,6.

C. 83,2.

D. 87,4.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

$hh\left\{\begin{array}{l}X:{\left(Gly\right)}_2{\left(Ala\right)}_2{\left(Val\right)}_2:xmol\\ Y:{\left(Gly\right)}_{2}AlaGlu:ymol\end{array}\right.$$\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}Gly:0,4mol\\ Ala:0,32mol\\ Val,Glu\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}{n}_{Gly}=2\text{x}+2y=0,4\\ n_{Ala}=2\text{x}+y=0,32\end{array}\right.$ $\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}x=0,12mol\\ y=0,08mol\end{array}\right.$

$\Rightarrow m=0,12(2.75+2.89+2.117-5.18)$ $+0,08(2.75+89+147-3.18)=83,2gam$

C. Bài tập vận dụng

Câu 1: Thủy phân hoàn toàn 14,6 gam Gly-Ala trong dung dịch NaOH dư, thu được m gam muối. Giá trị của m là

A. 22,6.

B. 20,8.

C. 16,8.

D. 18,6.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

$n_{Gly-Ala}=\frac{14,6}{75+89-18}$ = 0,1 mol

Gly-Ala + 2NaOH → GlyNa + AlaNa + H₂O

0,1               0,2                                        0,1           mol

Bảo toàn khối lượng: m_muối = 14,6 + 0,2.40 – 0,1.18 = 20,8 gam.

Câu 2: Thủy phân hoàn toàn m gam tripeptide Gly-Ala-Ala bằng dung dịch NaOH vừa đủ, thu được dung dịch X. Cô cạn toàn bộ dung dịch X thu được 3,19 gam muối khan. Giá trị của m là

A. 2,17.

B. 1,64.

C. 1,83.

D. 2,83.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Phản ứng của Gly-Ala-Ala với NaOH:

Gly-Ala-Ala + 3NaOH → muối + H₂O

x                          3x                        x             mol

Bảo toàn khối lượng: (75 + 89.2 -18.2)x + 3x.40 = 3,19 + 18x ⇒ x = 0,01 mol.

Giá trị của m là: m = (75 + 89.2 -18.2)x = (75 + 89.2 -18.2).0,01 = 2,17 gam.

Câu 3: Thủy phân hoàn toàn Ala–Glu–Val bằng 400 mL dung dịch NaOH 1M vừa đủ, sau phản ứng thu được m gam muối. Giá trị của m là

A. 33,075. 

B. 38,4. 

C. 44,1.

D. 42,3.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

n_NaOH = 1.0,4 = 0,4 mol.

Ala–Glu–Val + 4NaOH → muối + 2H₂O

0,1                       0,4                        0,2        mol

Bảo toàn khối lượng:

m_muối = 0,1.(89 + 147 + 117 – 2.18) + 0,4.40 – 0,2.18 = 44,1 gam.

Câu 4: Thủy phân hoàn toàn Ala–Glu–Val bằng 300 mL dung dịch HCl 2M vừa đủ, sau phản ứng thu được m gam muối. Giá trị của m là

A. 92,5. 

B. 101,2. 

C. 88,6.

D. 69,375.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

n_HCl = 0,3.2 = 0,6 mol

Ala–Glu–Val + 3HCl + 2H₂O → Muối

0,2                     0,6         0,4                mol

Bảo toàn khối lượng:

m_muối = (89 + 147 + 117 – 2.18).0,2 + 0,6.36,5 + 0,4.18 = 92,5 gam.

Câu 5: 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 và 27,72 gam Ala-Ala-Ala. Giá trị của m là

A. 81,54.

B. 66,44.

C. 111,74.

D. 90,6.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

$\stackrel{}{{\left(Ala\right)}_4\to }\left\{\begin{array}{l}Ala:0,32mol\\ {\left(Ala\right)}_2:0,2mol\\ {\left(Ala\right)}_3:0,12mol\end{array}\right.$ $\stackrel{BT\left(Ala\right)}{\to }4n_{{\left(Ala\right)}_4}=0,32+2.0,2+3.0,12$

$\Rightarrow n_{{\left(Ala\right)}_4}=0,27mol\Rightarrow m=0,27.(89.4-18.3)=81,54g.$

Câu 6: Thủy phân hoàn toàn 60 gam hỗn hợp hai dipeptide thu được 63,6 gam hỗn hợp X gồm các amino acid (các amino acid chỉ có một nhóm amino và một nhóm carboxyl trong phân tử). Nếu cho $\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$10$}\right.$ hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl (dư), cô cạn cẩn thận dung dịch, thì lượng muối khan thu được là

A. 8,15 gam.

B. 7,09 gam.

C. 7,82 gam.

D. 16,30 gam.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

PTHH: Dipeptide + H₂O → 2α –a.a

BTKL ⇒ $n_{H_{2}O}=0,2mol$ $\Rightarrow n_{\alpha -a.a}=0,4mol$

$\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$10$}\right.X\left\{\begin{array}{l}{n}_X=0,04mol=n_{HCl}\\ m_X=6,36gam\end{array}\right.$ $\stackrel{BTKL}{\to }{m}_{muoikhan}=6,36+0,04.36,5=7,82gam.$

Câu 7: Thủy phân hoàn toàn m gam dipeptide Gly-Ala (mạch hở) bằng dung dịch KOH vừa đủ, thu được dung dịch X. Cô cạn toàn bộ dung dịch X thu được 2,4 gam muối khan. Giá trị của m là

A. 1,22.

B. 1,46.

C. 1,36.

D. 1,64.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Gly-Ala + 2KOH → GlyK + AlaK + H₂O

x                   x                                        x

Bảo toàn khối lượng: (75 + 89 – 18)x + 56.2x = 2,4 + 18x ⇒ x = 0,01 mol.

Giá trị của m là: m = (75 + 89 – 18)x = (75 + 89 – 18).0,01 = 1,46 gam.         

Câu 8: Thủy phân hết một lượng tripeptide Ala–Gly–Ala (mạch hở), thu được hỗn hợp gồm 97,9 gam Ala; 22,5 gam Gly; 29,2 gam Ala–Gly và m gam Gly–Ala. Giá trị của m là

A. 49,2.

B. 43,8.

C. 39,6.

D. 48,0.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là : B

$Ala-Gly-Ala:xmol$ $\stackrel{}{\to }\left\{\begin{array}{l}Ala:1,1mol\\ Gly:0,3mol\\ Ala-Gly:0,2mol\\ Gly-Ala:ymol\end{array}\right.$

$\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}\stackrel{BT\left(Gly\right)}{\to }x=0,3+0,2+y\\ \stackrel{BT\left(Ala\right)}{\to }2\text{x}=1,1+0,2+y\end{array}\right.$ $\Rightarrow \left\{\begin{array}{l}x=0,8\\ y=0,3\end{array}\right.$

$\Rightarrow m=0,3.(75+89-18)=43,8g.$

Câu 9: Khi thủy phân hoàn toàn một tetrapeptide X mạch hở chỉ thu được amino acid chứa 1 nhóm –NH₂ và 1 nhóm –COOH. Cho m gam X tác dụng vừa đủ với 0,3 mol NaOH thu được 34,95 gam muối. Giá trị của m là

A. 21,15.

B. 24,30.

C. 22,95.

D. 21,60.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

PTHH: Tetrapeptide + 4NaOH → Muối + H₂O

                                   0,3 →                   0,075     mol

BTKL: m + 40.0,3 = 34,95 + 18.0,075 ⇒ m = 24,3 gam.

Câu 10: Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptide mạch hở X và 2a mol tripeptide mạch hở Y với 600 mL dung dịch 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Sơ đồ phản ứng:

(1) X + 4NaOH → Muối + H₂O

    a            4a                        a             mol

(2) Y + 3NaOH → Muối + H₂O

    2a          6a                       2a           mol

n_NaOH = 4a + 6a = 0,6 ⇒ a = 0,06 mol 

$\sum n_{H_{2}O}=3a=0,18mol$ $\stackrel{BTKL}{\to }m+0,6.40=72,48+18.0,18$ $\Rightarrow m=51,72gam.$

Xem thêm Phương pháp giải các dạng bài tập Hóa học 12 hay, chi tiết khác:

• Bài tập tính điện di của amino acid
• Bài toán tính số mắt xích polymer
• Bài toán điều chế polymer
• Bài tập pin điện
• Bài tập điện phân
• Bài toán CO, H₂ khử oxide kim loại

---