Die Verstärkerschaltung sollte so schon gehen. Allerdings mit dem TLC272 nur bis etwa 3,8 V am Ausgang. Weil der AD auch mit 2,5 V Referenzspannung arbeiten kann, wäre ja auch eine Verstärkung um etwa den Faktor 2,5 Ausreichend.

Der TLC271 ist die einfach Version vom TLC272, also nur ein OP drin, sonst gleich, aber natürlich eine andere Pinbelegung. Der LM358 ist ähnlich dem TLC272, aber mit Bipolaren Transistoren statt MOSFETs aufgebaut und oft etwas schlechter. Der LM324 ist ein 4 fach OP, sonst wie der LM358.

http://www.rn-wissen.de/index.php/Operationsverstärker

Edit: die 3,8 V als maximale Spannung gelten bei VDD = 5 V, was für eine µC Schaltung eher sinnvoll wäre, weil dann nie maher als 5 V rauskommen können.