Có bao nhiêu amino axit có cùng công thức phân tử C3H7O2N?

Đáp án C – có 2 amino axit. Đó là CH3–CH(NH2)–COOH (alanin, α-amino axit) và H2N–CH2–CH2–COOH (β-alanin). Amino axit có dạng H2N–R–COOH, phần R ứng với C2H4 chỉ có hai cách sắp xếp, nên chỉ có hai đồng phân.

Số amino axit có CTPT C3H7O2N – đáp án và giải thích

Trả lời nhanh

Đáp án C – có 2 amino axit. Đó là CH₃–CH(NH₂)–COOH (alanin, α-amino axit) và H₂N–CH₂–CH₂–COOH (β-alanin). Amino axit có dạng H₂N–R–COOH, phần R ứng với C₂H₄ chỉ có hai cách sắp xếp, nên chỉ có hai đồng phân.

Đề bài

Có bao nhiêu amino axit có cùng công thức phân tử C₃H₇O₂N?

A. 3
B. 4
C. 2
D. 1

Cách giải từng bước

Bước 1: Nhớ định nghĩa. Amino axit là hợp chất hữu cơ tạp chức, trong phân tử có đồng thời nhóm amino (–NH₂) và nhóm cacboxyl (–COOH). Công thức chung ở dạng đơn giản: H₂N–R–COOH.

Bước 2: Tách phần gốc R. Từ C₃H₇O₂N, bớt NH₂ và COOH (gồm 1 C, 1 H, 2 O, 1 N và thêm 2 H ở nhóm amino), phần còn lại là:

C: 3 – 1 = 2 nguyên tử C;
H: 7 – 2 (trong NH₂) – 1 (trong COOH) = 4 nguyên tử H.

Vậy R là gốc hoá trị II có công thức C₂H₄.

Bước 3: Viết các gốc C₂H₄ hoá trị II. Hai nhóm –NH₂ và –COOH gắn vào mạch 2 cacbon theo hai cách:

Cả hai gắn vào cùng một nguyên tử C: –CH(CH₃)– → CH₃–CH(NH₂)–COOH (axit 2-aminopropanoic, alanin hay α-alanin).
Gắn vào hai nguyên tử C khác nhau: –CH₂–CH₂– → H₂N–CH₂–CH₂–COOH (axit 3-aminopropanoic, β-alanin).

Mạch chỉ có 3 C, mà nhóm COOH đã chiếm 1 C, nên mạch còn lại chỉ có 2 C và không thể phân nhánh thêm theo kiểu khác. Kết luận: 2 đồng phân.

Bảng tóm tắt hai đồng phân

Công thức cấu tạo	Tên thay thế	Tên thường
CH₃–CH(NH₂)–COOH	axit 2-aminopropanoic	alanin (α-alanin)
H₂N–CH₂–CH₂–COOH	axit 3-aminopropanoic	β-alanin

Loại trừ các phương án sai

A (3) và B (4): thường do học sinh đếm cả những chất có cùng công thức C₃H₇O₂N nhưng không phải amino axit (xem phần dưới), hoặc đếm cả đồng phân quang học. Đề chỉ hỏi số amino axit theo cấu tạo nên các cách đếm này sai.
D (1): chỉ nghĩ đến alanin quen thuộc mà quên β-alanin, nhóm NH₂ có thể ở C số 3.

Lỗi sai thường gặp

Nhầm với hợp chất khác cùng công thức phân tử. C₃H₇O₂N còn là công thức của nhiều chất không phải amino axit:
- H₂N–CH₂–COOCH₃ (este của glyxin, metyl aminoaxetat);
- CH₂=CH–COONH₄ (muối amoni acrylat);
- CH₃CH₂CH₂NO₂ (hợp chất nitro).
Các chất này không có đủ nhóm –NH₂ và –COOH nên không tính.
Tính độ bất bão hoà sai. Với C₃H₇O₂N: k = (2·3 + 2 + 1 – 7)/2 = 1, tức phân tử chỉ có một liên kết π (trong C=O của nhóm COOH). Đó là lý do mạch cacbon của amino axit này no.
Đếm trùng một chất. Alanin có một cacbon bất đối nên có hai đối quang (D và L), nhưng khi đếm “số đồng phân amino axit” ở mức cấu tạo thì chỉ tính một.

Mẹo nhớ nhanh

Với amino axit no, mạch hở, một nhóm NH₂ và một nhóm COOH, công thức tổng quát là C_nH_2n+1O₂N. Số đồng phân amino axit của dãy này: n = 2 (glyxin) có 1 chất; n = 3 có 2 chất; n = 4 có 5 chất. Em chỉ cần nhớ cách “dời nhóm NH₂ dọc theo mạch” là đếm được.

Bài luyện tập

Bài 1. Amino axit X có công thức phân tử C₃H₇O₂N và nhóm NH₂ gắn ở cacbon α. Viết công thức cấu tạo và gọi tên X.

Đáp án: CH₃–CH(NH₂)–COOH, axit 2-aminopropanoic (alanin).

Bài 2. Viết công thức cấu tạo một este và một muối amoni có cùng công thức phân tử C₃H₇O₂N.

Đáp án: este: H₂N–CH₂–COOCH₃; muối amoni: CH₂=CH–COONH₄.

Bài 3. Có bao nhiêu amino axit no, mạch hở, chứa một nhóm NH₂ và một nhóm COOH, có phân tử khối bằng 89?

Đáp án: M = 89 ứng với C₃H₇O₂N (12·3 + 7 + 32 + 14 = 89), nên có 2 chất.

Câu hỏi thường gặp

Amino axit C3H7O2N có tên gọi là gì?

Có hai chất: alanin (axit 2-aminopropanoic, α-alanin) và β-alanin (axit 3-aminopropanoic). Trong chương trình phổ thông, alanin là chất được học kỹ hơn.

Vì sao đáp án không phải 3 hoặc 4?

Vì gốc hoá trị II C2H4 nối giữa NH2 và COOH chỉ có hai dạng là –CH(CH3)– và –CH2–CH2–. Những chất khác cùng công thức như este, muối amoni, hợp chất nitro không phải amino axit.

Có tính đồng phân quang học của alanin không?

Khi đề hỏi số amino axit theo cấu tạo thì không tính. Alanin có một cacbon bất đối nên có dạng D và L, nhưng chỉ tính là một chất cấu tạo.

Công thức tổng quát của amino axit no, mạch hở có một NH2 và một COOH?

CnH2n+1O2N (n ≥ 2). Với n = 3 ta có C3H7O2N, ứng với 2 đồng phân amino axit.