Amino acid là gì? Đặc điểm cấu tạo và tính chất – Hoá học 12

Amino acid đóng vai trò quan trọng trong sinh học và hóa học. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu về lý thuyết amino acid, cùng với cấu trúc và tính chất của chúng. Đây là kiến thức cơ bản trong chương trình Hóa học 12.

Khái niệm và danh pháp của amino acid

Khái niệm về amino acid

Amino acid (axit amin) là các hợp chất hữu cơ đóng vai trò nền tảng trong cấu trúc và chức năng của protein trong cơ thể. Mỗi amino acid gồm ba thành phần chính: nhóm amino (\(\text{-NH}_2\)), nhóm carboxyl (-COOH), và chuỗi bên R (một chuỗi hóa học khác nhau giữa các amino acid).

Amino acid là thành phần chính để tổng hợp protein, giúp duy trì và phát triển các tế bào, mô, cơ bắp và hỗ trợ nhiều quá trình sinh học quan trọng khác như sản xuất enzyme, hormone, và điều hòa hệ miễn dịch. Có 20 loại amino acid khác nhau, trong đó có 9 loại là axit amin thiết yếu mà cơ thể không tự sản xuất được, phải bổ sung qua thực phẩm.

Danh pháp

– Tên gọi amino acid xuất phát từ tên carboxylic acid tương ứng.

– Tên thay thế: chọn mạch chính chứa nhóm carboxyl, nhóm amino là nhóm thế trên mạch chính này.

– Tên bán hệ thống: vị trí của nhóm amino được kí hiệu bằng chữ cái Hy Lạp (α, β,…) và tên gọi acid được gọi theo tên thông thường.

– Ngoài ra, các α-amino acid có trong thiên nhiên thường được gọi bằng tên thông thường.

Tên gọi của một số amino acid

Đặc điểm cấu tạo của amino acid

Các amino acid tồn tại chủ yếu ở dạng ion lưỡng cực do tương tác giữa nhóm -COOH và nhóm \(\text{-NH}_2\):

Đặc điểm cấu tạo của amino acid

Tính chất của amino acid

Amino acid có nhiều tính chất hóa học và vật lý đặc trưng, giúp chúng tham gia vào nhiều quá trình quan trọng trong cơ thể. Dưới đây là các tính chất chính của amino acid

Tính chất vật lí

Ở điều kiện thường, các amino acid là chất rắn, khi ở dạng tinh thể chúng không có màu, có nhiệt độ nóng chảy cao và thường tan tốt trong nước vì chúng tồn tại ở dạng ion lưỡng cực.

Tính chất hóa học

Tương tự các hợp chất hữu cơ tạp chức khác, amino acid có tính chất của các nhóm chức cấu thành (tính chất của nhóm amino và nhóm carboxyl) và có thêm tính chất gây ra bởi đồng thời cả hai nhóm chức này.

• Phản ứng ester hoá

Tương tự carboxylic acid, amino acid phản ứng được với alcohol tạo ester.

Ví dụ: Đun nóng hỗn hợp glycine và ethanol có mặt \(\text{H}_2\text{SO}_4\) đặc xúc tác, ở nhiệt độ 80 – 90 °C, trong khoảng 2-3 giờ, thu được ester.

• Tính chất lưỡng tính

Nhóm amino có tính base và nhóm carboxyl có tính acid nên các amino acid có tính lưỡng tính, có thể tác dụng với acid mạnh cũng như base mạnh.

Tính lưỡng tính của amino acid rất quan trọng trong nhiều quá trình sinh học như ổn định pH của dung dịch máu, dung dịch nội bào,…

• Tính chất điện di

Các amino acid có khả năng di chuyển khác nhau trong điện trường tuỳ thuộc vào pH của môi trường (tính chất điện di).

• Phản ứng trùng ngưng

Khi đun nóng, các ε-amino acid hoặc ω-amino acid có thể phản ứng với nhau để tạo thành polymer, đồng thời tách ra các phân tử nước (phản ứng trùng ngưng). Trong phản ứng trùng ngưng của amino acid, nhóm -COOH của phân tử này phản ứng với nhóm -NH2 của phân tử khác để tạo thành polyamide.

Ví dụ: Phản ứng trùng ngưng tổng hợp polycaproamide (capron) từ 6-aminohexanoic acid (ε-aminocaproic acid):

Phản ứng trùng ngưng tổng hợp polycaproamide (capron) từ 6-aminohexanoic acid (ε-aminocaproic acid)

Hy vọng rằng bài viết đã giúp bạn hiểu rõ hơn về amino acid, một thành phần quan trọng trong đời sống. Hãy áp dụng những kiến thức này để phát triển khả năng học tập trong Hóa học 12.

<<Xem thêm>> Composite là gì? Một số điều cần biết về vật liệu Composite