Cho dãy chuyển hoá: Glyxin → X1 → X2. Vậy X2 là chất nào?

X2 là muối natri của glyxin: H2N-CH2-COONa. Glyxin phản ứng với HCl tạo X1 là ClH3N-CH2-COOH (muối của nhóm –NH2). Khi cho NaOH dư, cả nhóm –NH3Cl và nhóm –COOH đều bị trung hoà, nhóm amino được giải phóng trở lại. Sản phẩm hữu cơ cuối cùng là H2N-CH2-COONa.

Glyxin NaOH: dãy glyxin → X1 → X2, X2 là chất nào?

Trả lời nhanh

X2 là muối natri của glyxin: H₂N-CH₂-COONa. Glyxin phản ứng với HCl tạo X1 là ClH₃N-CH₂-COOH (muối của nhóm –NH₂). Khi cho NaOH dư, cả nhóm –NH₃Cl và nhóm –COOH đều bị trung hoà, nhóm amino được giải phóng trở lại. Sản phẩm hữu cơ cuối cùng là H₂N-CH₂-COONa.

Đề bài

Cho dãy chuyển hoá: Glyxin → (+HCl) X₁ → (+NaOH dư) X₂. Vậy X₂ là chất nào?

Giải thích từng bước

Bước 1: Glyxin + HCl → X₁

Glyxin H₂N-CH₂-COOH có nhóm –NH₂ mang tính bazơ nên nhận H⁺ của axit HCl. Nhóm –COOH không tham gia.

H₂N-CH₂-COOH + HCl → ClH₃N-CH₂-COOH (X₁)

X₁ là muối clorua của glyxin, còn gọi là glyxin hiđroclorua, có thể viết [H₃N⁺-CH₂-COOH]Cl^–.

Bước 2: X₁ + NaOH dư → X₂

Trong X₁ có hai trung tâm phản ứng với bazơ:

Nhóm –COOH (axit): COOH + NaOH → COONa + H₂O.
Nhóm –NH₃Cl (muối của amin): –NH₃Cl + NaOH → –NH₂ + NaCl + H₂O.

Cộng hai quá trình, ta có phương trình:

ClH₃N-CH₂-COOH + 2NaOH → H₂N-CH₂-COONa + NaCl + 2H₂O

Vậy X₂ = H₂N-CH₂-COONa (natri glyxinat). Dung dịch thu được còn có NaCl và NaOH dư.

Vì sao các chất khác không phải X₂?

Chất dễ nhầm	Lý do loại
ClH₃N-CH₂-COONa	Không thể tồn tại bền trong NaOH dư: nhóm –NH₃Cl bị NaOH trung hoà, tạo –NH₂. Chất này là “trạng thái nửa chừng” nếu chỉ dùng 1 mol NaOH cho 1 mol X₁ thì cũng không đúng vì –COOH và –NH₃Cl cùng phản ứng.
ClH₃N-CH₂-COOH	Đây chính là X₁, chưa phản ứng với NaOH.
H₂N-CH₂-COOH	Là glyxin ban đầu. Trong môi trường NaOH dư, nhóm –COOH không thể còn nguyên.

Lưu ý: tuỳ đề, các phương án có thể được xếp thứ tự khác nhau. Em hãy tìm phương án có công thức H₂N-CH₂-COONa, đó là đáp án đúng.

Mẹo nhớ

Aminoaxit + axit mạnh → muối của nhóm –NH₂ (giữ nguyên –COOH).
Aminoaxit + bazơ mạnh → muối của nhóm –COOH (giữ nguyên –NH₂).
Muối ClH₃N-R-COOH tác dụng với NaOH dư: luôn cần 2 mol NaOH cho 1 mol muối (trừ khi đề nói khác).

Lỗi sai thường gặp

Chỉ tính 1 mol NaOH cho X₁, quên rằng nhóm –NH₃Cl cũng phản ứng.
Quên sản phẩm NaCl khi tính khối lượng chất rắn sau phản ứng.
Viết X₂ còn gốc Cl trong phân tử hữu cơ, trong khi Cl^– đã chuyển sang NaCl.

Bài luyện tập

Bài 1. Cho 7,5 gam glyxin (M = 75) phản ứng vừa đủ với HCl được X₁, sau đó cho X₁ tác dụng với NaOH dư. Tính số mol NaOH phản ứng tối thiểu và khối lượng muối hữu cơ X₂.

Đáp án: n(glyxin) = 0,1 mol → n(X₁) = 0,1 mol (khối lượng X₁ = 0,1 × 111,5 = 11,15 g). Cần 0,2 mol NaOH. X₂ = H₂NCH₂COONa (M = 97) → 9,7 gam; kèm 0,1 mol NaCl (5,85 g).

Bài 2. Với alanin (CH₃CH(NH₂)COOH) thực hiện dãy tương tự, X₂ là gì?

Đáp án: X₁ là CH₃CH(NH₃Cl)COOH; X₂ là CH₃CH(NH₂)COONa.

Bài 3. Hoà tan 0,1 mol X₁ (ClH₃NCH₂COOH) vào dung dịch chứa 0,3 mol NaOH. Dung dịch sau phản ứng chứa những chất tan nào?

Đáp án: Cần 0,2 mol NaOH, dư 0,1 mol. Dung dịch chứa H₂NCH₂COONa (0,1 mol), NaCl (0,1 mol) và NaOH dư (0,1 mol).

Câu hỏi thường gặp

Glyxin có phản ứng với NaOH không?

Có. Nhóm –COOH của glyxin phản ứng với NaOH: H2N-CH2-COOH + NaOH → H2N-CH2-COONa + H2O.

Glyxin tác dụng với HCl tạo sản phẩm gì?

Tạo muối ClH3N-CH2-COOH (glyxin hiđroclorua) vì nhóm –NH2 nhận H+ từ HCl.

1 mol ClH3NCH2COOH phản ứng được với bao nhiêu mol NaOH?

2 mol: 1 mol cho nhóm –COOH và 1 mol cho nhóm –NH3Cl, thu được H2NCH2COONa, NaCl và H2O.

Tại sao X2 không còn chứa clo trong phân tử hữu cơ?

Vì NaOH dư lấy H+ của nhóm –NH3+, giải phóng –NH2, còn ion Cl– kết hợp Na+ thành NaCl.