Giáo án Hóa học 12 - Bài 12: Amino axit

GIÁO ÁN
CHƯƠNG 3: AMIN - AMINO AXIT - PROTEIN
Bài 12: AMINO AXIT
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Dung
Lớp : QH – 2012 – Hóa học
CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
CTCT: Công thức cấu tạo
TTTN: Trạng thái tự nhiên
TCVL: Tính chất vật lý
TCHH: Tính chất hóa học
BT: Bài tập
Y/c: Yêu cầu
QS: Quan sát
CN: Công nghiệp
PTPƯ: Phương trình phản ứng
TN: Thí nghiệm
GV: Giáo viên
HS: Học sinh
NX: Nhận xét
CHƯƠNG 3: AMIN – AMINO AXIT – PROTEIN
BÀI 12: AMINO AXIT
I. Mục tiêu
1. Kiến thức
- Nêu được định nghĩa amino axit, cấu tạo phân tử, danh pháp của amino axit.
- Trình bày được tính chất vật lý của amino axit.
- Nêu được tính chất hóa học của amino axit (tính lưỡng tính, phản ứng este hóa, phản ứng với HNO2, phản ứng trùng ngưng của ε và ω-amionaxit).
2. Kỹ năng
- Viết được CTCT và gọi tên được một số amino axit theo danh pháp.
- Quan sát thí nghiệm và giải thích hiện tượng.
- Viết các PTPƯ chứng minh tính chất của amino axit.
- Giải được bài tập xác định công thức phân tử và các bài tập khác có nội dung liên quan.
3. Thái độ
- Dự đoán được tính chất hóa học, kiểm tra dự đoán và kết luận.
- Lý giải được các tính chất của amino axit có gì giống và khác nhau so với các hợp chất hiđrocacbon có nhóm chức đã học (axit cacboxylic, amin).
- Nhận thức được tầm quan trọng của amino axit trong cuộc sống.
4. Hình thành năng lực
- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học (đọc tên).
- Năng lực phán đoán, dự đoán.
- Năng lực nhận diện, ghi nhớ thông tin.
II. Trọng tâm
- Đặc điểm cấu tạo phân tử của amino axit.
- Tính chất hóa học của amino axit (tính lưỡng tính, phản ứng este hóa, phản ứng với HNO2, phản ứng trùng ngưng của ε và ω-amionaxit).
III. Chuẩn bị
- GV: Giáo án, máy tính, máy chiếu, bài giảng PPT.
- HS: Ôn lại tính chất hóa học của axit cacboxylic, amin
IV. Phương pháp dạy học
- Phương pháp thuyết trình, đàm thoại.
V. Tổ chức các hoạt động dạy học
1. Ổn định lớp.
2. Vào bài.
HĐ
HOẠT ĐỘNG CỦA GV
HOẠT ĐỘNG CỦA HS
NỘI DUNG
HĐ 1: Vào bài mới.
GV: Cho HS quan sát một số hình ảnh và đặt câu hỏi vào bài.
- hình ảnh protein
HS: quan sát và trả lời câu hỏi của GV.
BÀI 12: AMINO AXIT
HĐ 2: Phát biểu định nghĩa
GV: Cho HS quan sát một số công thức cấu tạo của các amino axit rồi rút ra nhận xét về đặc điểm cấu tạo.
+ Các em chú ý, hãy theo dõi trên slide cho cô biết: Đặc điểm cấu tạo chung của các hợp chất này là gì?
GV: ghi tóm tắt câu trả lời của HS và nói thêm về tên gọi của nhóm NH2 (amino), nhóm COOH (cacboxyl).
GV: yêu cầu HS rút ra định nghĩa của amino axit từ những nhận xét trên. Sau đó GV chốt lại định nghĩa amino axit. GV nhấn mạnh về “hợp chất hữu cơ tạp chức”.
HS: quan sát trên máy chiếu và trả lời câu hỏi.
HS: Chúng đều có nhóm NH2 và nhóm COOH
I. Định nghĩa, cấu tạo phân tử, danh pháp.
1. Định nghĩa
- Amino axit là loại hợp chất hữu cơ tạp chức mà phân tử chứa đồng thời nhóm amino (NH2) và nhóm cacboxyl (COOH).
- Hợp chất hữu cơ tạp chức là những hợp chất hữu cơ phân tử có hai hay nhiều nhóm chức khác loại. Hợp chất hữu cơ tạp chức có tính chất hóa học của những chức tạo nên chất và có tính chất riêng.
- Công thức chung của amino axit: (NH2)x R (COOH)y.
HĐ 3: Tìm hiểu về cấu tạo phân tử của amino axit.
GV: (câu dẫn) Amino axit gồm nhóm amino NH2 có tính bazơ (ta mới học từ bài Amin), nhóm caboxyl COOH có tính axit. Vậy câu tạo phân tử của amino axit là gì?
GV: Nhóm COOH tự phản ứng với nhóm NH2 hình thành dạng ion lưỡng cực.
HS: theo dõi bài giảng.
2. Cấu tạo phân tử
Ở trạng thái kết tinh amino axit tồn tại ở dạng ion lưỡng cực. 
*Trong dung dịch dạng ion chuyển một phần nhỏ thành dạng phân tử.
H2NRCOOH ↔ H3N+ RCOO-
HĐ 4: Tìm hiểu về danh pháp, cách đọc tên amino axit
GV: (câu dẫn) Cũng giống như các hợp chất hữu cơ, cô và các em đã học trước đây, chúng ta sẽ đi tìm hiểu về cách đọc tên hợp chất đó: tên theo IUPAC hay tên thông thường, amino axit cũng như vậy.
GV: đưa ra cách đọc tên thay thế, tên bán hệ thống.
GV: lấy ví dụ
H2N – CH2 – COOH 
Axit – 2 – amino etanoic.
Axit – α – amino axetic
GV: lấy ví dụ 
CH3 – CH(NH2) – COOH
Yêu cầu HS đọc tên hệ thống và bán hệ thống.
GV: hướng dẫn về bảng 3.2 SGK – 64.
HS: đọc tên, ghi chép vào vở.
HS: đọc tên theo danh pháp.
3. Danh pháp
- Có thể coi amino axit là axit cacboxylic có nhóm thế amino.
- Tên thay thế: axit + số chỉ vị trí nhóm NH2 + amino+ tên mạch chính + oic
- Tên bán hệ thống: axit + kí hiệu chỉ vị trí nhóm NH2 + amino+ tên thông thường của axit tương ứng.
- Chú ý: kí hiệu chỉ vị trí:
 C – C – C – C – C – C – COOH
 ω ε δ γ β α
- Axit – 2 – amino propanoic
 Axit – α – amino propionic
HĐ 5: Tìm hiểu về tính chất vật lý
GV: (câu dẫn) Amino axit có tồn tại ở dạng ion lưỡng cực, vậy có ảnh hưởng đến tính chất vật lý của nó không? 
GV: Các em hãy tham khảo SGK và cho cô biết tính chất vật lý của amino axit?
GV: nguyên nhân vì sao amino axit lại có tính chất như vậy? Đó là do amino axit tồn tại dưới dạng ion lưỡng cực.
HS: trả lời câu hỏi
- Amino axit là các chất rắn, không màu, vị ngọt. Nhiệt độ nóng chảy cao (khi nóng chảy phân hủy)
Dễ tan trong nước
II. Tính chất vật lý.
- Amino axit là những chất rắn ở dạng tinh thể không màu, vị hơi ngọt. Dễ tan trong nước
- Liên kết trong hợp chất hữu cơ chủ yếu là kiên kết cộng hóa trị. Amino axit có liên kết ion. Vì vậy mà Tnc của amino axit > axit > ancol > anđehit, xeton.
HĐ 6: Tìm hiểu tính axit – bazơ của dung dịch amino axit
GV: (câu dẫn) Từ đặc điểm cấu tạo phân tử amino axit, em hãy dự đoán tính chất hóa học của amino axit?
GV: Để kiểm chứng nhận định của các em, chúng ta cùng xem video thí nghiệm: dung dịch Glyxin với chất chỉ thị.
GV: Gọi học sinh lên trả lời về hiện tượng của phản ứng và giải thích.
GV: đưa ra câu trả lời chính xác nhất.
GV: các em hãy dự đoán hiện tượng khi làm thí nghiệm tương tự với dung dịch axit glutamic và dung dịch lysin. Hãy giải thích vì sao?
GV: Amino axit phản ứng với axit vô cơ mạnh cho muối. Cũng tương tự như amin tác dụng với axit. 
Amino axit phản ứng với bazơ mạnh cho muối và nước.
GV: Yêu cầu HS viết PTPƯ của phản ứng giữa glyxin với 
Dung dịch HCl, NaOH ở dạng phân tử và ion lưỡng cực. Từ đó rút tính chất chung của amino axit?
HS: trả lời câu hỏi của GV
- Anino axit có tính chất bazơ, tính chất axit.
HS: quan sát hiện tượng và giải thích.
HS: trả lời câu hỏi
- dung dịch axit glutamic làm quì tím chuyển thành màu đỏ
- dung dịch lysin làm quì tím chuyển thành màu xanh.
- do axit glutamic có 2 nhóm COOH, 1 nhóm NH2. Vì vậy dung dịch có môi trường axit.
- do lysin có 2 nhóm NH2 và 1 nhóm COOH. Vì vậy dung dịch có môi trường bazơ.
III. Tính chất hóa học.
1. Tính chất axit – bazơ của dung dịch amino axit.
- Hiện tượng: dung dịch glyxin không làm quì tím đổi màu.
- Giải thích: glyxin có 1 nhóm COOH và 1 nhóm NH2 nên môi trường gần như trung tính. (pH ≈ 7)
Amino axit (NH2)x R (COOH)y
- Khi x = y, pHdd ≈ 7
- Khi x > y, pHdd > 7
- Khi x < y, pHdd < 7
- Amino axit tác dụng với dd axit vô 
cơ mạnh và dd bazơ mạnh.
H2NCH2COOH + HCl→ClH3NCH2COOH
H3N+CH2COO- + HCl → ClH3NCH2COOH
H2NCH2COOH + NaOH → H2NCH2COONa + H2O
H3N+CH2COO- + NaOH → H2NCH2COONa + H2O
→ amino axit có tính chất lưỡng tính.
HĐ 7: Tìm hiểu phản ứng este hóa.
GV: (câu dẫn) chúng ta sẽ đi tìm hiểu phản ứng đặc trưng của nhóm cacboxyl – đó là phản ứng este hóa.
GV: Yêu cầu HS viết phản ứng hóa học giữa glyxin với etanol và cho biết vai trò của khí HCl. 
HS: viết phương trình phản ứng.
2. Phản ứng este hóa nhóm COOH.
H2NCH2COOH + C2H5OH khí HCl H2NCH2COOC2H5 + H2O.
- Khí HCl có vai trò xúc tác.
HĐ 8: Tìm hiểu phản ứng của nhóm NH2 với HNO2
GV: (câu dẫn) Tiếp theo chúng ta sẽ đi tòm hiểu phả ứng đặc trưng của nhóm amino.
GV: cho HS xem video thí nghiệm glyxin phản ứng với HNO2 (sinh ra từ NaNO2 tác dụng với CH3COOH). Yêu cầu HS quan sát hiện tượng và giải thích.
3. Phản ứng của nhóm NH2 với HNO2.
- Hiện tượng: có bọt khí bay lên (khí N2)
H2NCH2COOH + HNO2 → HOCH2COOH + N2 + H2O
- Giải thích: HNO2 phản ứng với nhóm NH2 của glyxin (tương tự amin) cho axit hiđroxi axetic và giải phóng N2.
HĐ 9: Tìm hiểu về phản ứng trùng ngưng
GV: (câu dẫn) Hôm nay chúng ta sẽ học phản ứng hóa học tạo thành polime ngoài phản ứng trùng hợp đã học trước đây. Đó là phản ứng trùng ngưng.
GV: Ta xét ví dụ là khi đun nóng axit – 6 – amino hexanoic với xúc tác tạo thành polime.
GV: hướng dẫn HS viết phương trình phản ứng.
GV: đưa ra định nghĩa về phản ứng trùng ngưng và điều kiện xảy ra phản ứng này.
- HS: viết phương trình dưới sự hướng dẫn của GV
4. Phản ứng trùng ngưng.
- Các amino axit có nhóm NH2 từ C6 trở lên tham gia phản ứng trùng ngưng khi có xúc tác, nhiệt độ tạo polime thuộc loại 
poliamit.
H2N[CH2]5COOH xt, to – NH[CH2]5COO – n + H2O tơ nilon – 6
- OH của nhóm COOH ở phân tử amino axit này kết hợp với H của nhóm NH2 kia tạo thành phân tử nước H2O.
- Phản ứng trùng ngưng là phản ứng tạo thành phân tử polime từ các monome đồng thời tạo ra nhiều phân tử nhỏ đơn giản như H2O, NH3, HCl
- Điều kiện để các monome tham gia phản ứng trùng ngưng là phân tử phải có ít nhất hai nhóm chức hoặc hai nguyên tử linh động có thể tách khỏi phân tử.
HĐ 10: Tìm hiểu ứng dụng của amino axit.
GV: quay lại slide 1 của bài giảng PPT.
GV: Giới thiệu thêm về ứng dụng của amino axit.
HS: theo dõi bài giảng.
IV. Ứng dụng
- Amino axit thiên nhiên (hầu hết α – amino axit) là cơ sở để kiến tạo nên các loại protein của cơ thể sống. Protein có vai trò là nền tảng về cấu trúc và chức năng của mọi cơ thể sống.
- Bột ngọt là muối mononatri của axit glutamic. Axit glutamic là thuốc hỗ trợ thần kinh.
- Axit – 6 – amino hexanoix và axit – 7 – amino heptanoic là nguyên liệu để sản xuất tơ nilon – 6, nilon – 7.
HĐ 11: Củng cố kiến thức.
GV: Viết phương trình hóa học phản ứng trùng ngưng tạo tơ nilon-7.
GV: tổng kết lại kiến thức đã học hôm nay bằng phương pháp đàm thoại và thuyết trình.
GV: yêu cầu HS hoàn thành bài tập trong SGK và SBT.