Általános jellemzők A reakciók a szerves vegyületek - studopediya
A pH-értékek néhány folyékony rendszerek.
A normális működését élőlények csak akkor lehetséges, olyan körülmények között, egy bizonyos állandóságát pH és egyéb paramétereket a belső környezet. Ez az állandóság támasztja alá a megfelelő puffer-rendszereket.
A legtöbb szerves reakciók több egymást követő, a (elemi) szakaszban. Részletes leírása a CO nevezett vokupnosti ezeket a szakaszokat mechanizmus. A reakció mechanizmusa - a hipotézis, hogy ismertesse a tapasztala-lelki adatokat. Ez lehet kifinomult és még változott az Advent az új tények és mélyreható ismerete.
A teljes sebességet úgy határozzuk meg egy komplex kémiai reakció (korlátozott) a legkisebb sebesség szakaszban, és a sebessége komponensek elemi reakciók - az energia ACTi-Adósságmegújítási Ea. Az utóbbi szükséges a hatékony ütközés-CIÓ molekulák, ami a kölcsönhatás. Azt is meg lehet meghatározni, mint a szükséges energia Dost zheniya átmeneti állapot rendszer, más néven acti-virovannym komplex transzformációt, amely zajlik a reakció termékek már spontán módon. Minél kisebb az aktiválási energia a reakció, annál nagyobb a sebesség.
Használata a katalizátor lényegében csökkenti a reakció sebességét rovására csökkenti az aktiválási energia a képződése az aktivált intermedier komplexet. Az élő szervezetekben a szerepe nagyon specifikus katalizátorok végre enzimeket.
Az enzim karboanhidráz katalizálja a biokémiai reakciók hidratálási aldehidek, észterek, és a szén-dioxid-fajta. A létfontosságú ezen enzim határozza meg, amit liruet szabályozói savasságának a vérben, és ezen keresztül (természetesen, valamint más tényezők) - az intenzitás a légúti folyamat. Specifikus reakció, amely katalizálja a karboanhidráz képviseli egyensúlyi konverziója a víz és a szén-dioxid a szénsav.
Ezt a reakciót a szervezet általi széndioxid eltávolítására a kialakult sejtek eredményeként tevékenységük. Katalizált hidratálása CO2 túl lassú, hogy biztosítsa annak hatékony közlekedési a szövetekből a tüdőbe. A tevékenység a karboanhidráz Feltűnő: egy molekula enzim kata-lizálja percenként hidratációs »3,6 × 10 július molekula szén-dioxid.
Sematikus diagramja karboanhidráz áll nyomon jelen. A karboanhidráz egy fehérje, amely 260 aminosav-fragmens. A vízmolekula veszít egy protont az aktív helyén fer-MENT, amely úgy működik, mint a bázis. Ez képezi konjugált bázis Noe - hidroxid ion, amely hozzákapcsolható egy molekulához, szén-diok Sida ugyanolyan módon, mint a reakció a hidroxidion más karbonilvegyületek. Lényegében ez a melléklet egy Lewis-sav-bázis reakció.
A savasság a vízben, de nem olyan nagy, hogy a proton tőle, hogy könnyű lenne, hogy szakadjon. Ezért karboanhidráz szükség. Ez az az erő biztosítja kofaktor - egyik nyomelemek jelen a szervezetben, vagyis ion Zn 2+. Mivel ez egy Lewis-sav koordinálnak az oxigénatom a vízmolekula, és ezáltal nagymértékben megkönnyíti az on-ryv proton aktív hely karboanhidráz. A modell reakciók lettek meghatározva a hatása cinkion, mint a kofaktor. Ez az ion-egy sebesség megnövelésére hidratációs reakció egy karbonil-vegyület több, mint 6 Mill. Times, összehasonlítva a nem katalizált reakció.
Reaktivitás mindig figyelembe kell venni csak az a reakció partner. Ahol az anyag maga az úgynevezett szubsztrát és hat rá vegyület (reaktív) - reagenst. A szubsztrátumot általában az úgynevezett az anyag, amelyben a szénatom a régi csepp történik, és a kialakulását az új kötések. A biokémiai folyamatok tekinthető reagensek enzimek, és olyan anyagok, kitéve hatásuk, szubsztrátok. A kémiai reakció során általában befolyásolja sem a teljes molekula, hanem csak annak egy részét - a reakció központja.
Típusai reakciók a szerves kémiában
A különféle szerves reakciók vezet a megfelelőségét besorolásuk a következő kritériumok alapján:
1. Elektronikus reagensek jellegétől (nukleofil, elektrofil, szabad gyökös reakció).
Nukleofil reagensek - egy- vagy többértékű anionok vagy molekulák központok nagy elektronsűrűség. Ezek közé tartozik az ilyen anionok és molekulák, például a HO -. RO -. Cl -. Br -. RCOO- -. CN -. R -. NH3. C2 H5 OH, stb
Elektrofil reagensek - ez kationok egyszerűek vagy összetettek Mall-Kula, amelyek önmagukban, vagy a katalizátor jelenlétében nagy affinitást mutatnak az elektronpár vagy negatív töltésű molekulák központok. Ezek közé tartoznak a kationok H +. Cl +. + NO2. + SO3 H, R + és molekulák szabad pályák AICI3. ZnCl2, stb
A szabad gyökök - elektromosan magszemcsék párosítatlan elektront, például: Cl ·. · NO2.
2. változtatásával a részecskék száma a reakció (szubsztitúció, addíció, elimináció, bővítése, stb IAD.).
Abban az esetben, helyettesítési reakciók, a molekulában egy atom (vagy csoport) tartalmaz helyettesítve más atom (vagy csoport) tartalmaz eredményező új vegyületek képződnek:
Amikor áramló addíciós reakciók a két (vagy több) molekula alkot egyetlen új anyag:
Ennek eredményeként a hasítási reakció olyan új szerves anyag, amely egy többszörös kötés:
Bomlási reakciók kialakulását eredményezheti egy egyetlen anyag két vagy több anyagból álló egyszerűbb szerkezetű:
3. saját attribútumokat (hidratáció és kiszáradás, hidrogénezést és dehidrogénezést, nitrálás, szulfonálás, halogénezéssel, acilezéssel, alkilezéssel, karboxilezéssel és dekarboxilezést enolizáció, a lezárás és a nyitó ciklusok, izomerizáció, oxidációs károsodás, pirolízis, polimerizáció, kondenzáció, stb).
4. Hatásmechanizmus elemi reakció lépések (nukleofil szubsztitúció SN. Elektrofil helyettesítésével SE. A szabad gyökös szubsztitúció SR. Párosított hasítással, eliminációs vagy E, nukleofil vagy elektrofil kívül ade ADN és t. D.).
Tekintsük néhány példát.
1. példa Az akció a test nagy dózisú hidrazin vagy származékai figyelhetők idegrendszeri rendellenességek. Mi a kémiai alapja hidrazin-lic akció, ha ismeretes, hogy reagál a koenzim piridoxál-foszfát?
Határozat. Piridoxál - heterociklusos csatlakoztatva-beállítva, amely egy ciklus, valamint az egyéb szubsztituensek Alde gidnuyu csoport. Hidrazin NH2 -NH2 egy nukleofil reagenssel reagáltatjuk karbonil-szénatom. P-polarizált kapcsolatot a karbonilcsoport könnyen törik, és a karbonil szénatom és a nitrogénatom van egy kovalens kötés donor-akceptor pár elektronok miatt a hidrazin nitrogénatom molekula.
Dipoláris ion eredményeként jött létre az átmenet egy protont a pozitív töltésű nitrogénatomon (savas helyek), hogy egy anion (bázikus centrumot) válik csatlakozik a semleges-készlet. Ebben a vegyületben az a szénatom két elektronszívó csoport ugyanabban az időben, azonban nem stabil, és n-megy át egy stabilabb állapotba a víz eltávolításával-ly Molek. A végterméket a reakció leírt adjunction-TION-hasítás piridoxál hidrazon.
Hidrazon képződése vezet blokkolja az aldehid csoport a piridoxál-foszfát, amely megbontja a kölcsönhatás aminocsoport koenzimként glutaminsav. Ez a rea-ció egyik lépés az átalakítás a test-glutamin új sav g-aminovajsav. Blokkolása a koenzim hidrazin hiányához vezet, g-amino-vajsav késleltetése vezetési idegi impulzusok.
2. példa A folyamat során a metabolizmus az élő szervezetek, fumársav alakítjuk almasav. Mit állítható elő almasavat fumársav in vitro körülmények között?
Határozat. A fumársav - telítetlen kétbázisú sav, amely lehet tekinteni szubsztituált álként. Az almasav tartozik nasy-schennym kétbázisú hidroxi-savak.
Átmenet a fumársav almasav vitt PU-összekötő a vizet a kettős kötést, azaz. E. keresztül hidratálási reakció. A hidratációs alkének végezzük híg vizes erős sav, mint például kénsav. Acid szolgál a forrása elektrofil részecskék - H + proton.
Az elektronsűrűség a szén-szén p-kötéseket a molekulában fumársav miatt csökken az elektron-akció a két karboxilcsoportot. Ezért, a hidratációs fumársav végezzük viszonylag durva körülmények között (fűtés híg vizes savval hőmérsékleten 150-200 ° C).
A hidratációs fumársavat mellett zajlik szokásos al-Kenova mechanizmus elektrofil AE csatlakozás. Proton kölcsönhatásba lép többszörös kötés a molekulában fumársav. A kapott szénkation megtámadja a nukleofil reagens-how - egy vízmolekula. Alkiloksonievy ion, hogy egy erős sav, hasítja proton (katalizátor visszatérő). Az eredmény egy olyan reakció terméke - almasav.
Hidratáció fumársav vitro vezet az oktatási-niju racemát - egyenlő arányú keveréke a két enantiomer BU-emlő-ecetsav. A szervezetben, ezt a reakciót katalizálja a Fermi-mennyiség fumarázenzim, amelyet az jellemez, szigorú térbeli specificitás, képződéséhez vezető csak az L-almasav Kitty tételek. Ez egy példa a szelektív (szelektív) reakciót.
Az irány a kémiai reakció a kombinációja határozza meg számos tényező.
Statikus tényezők. Reaktivitás vegyületek erősen függ az eloszlása a molekulák a elektronsűrűség, ami viszont határozza meg az elektronikus hatások a szubsztituensek és a jelenléte konjugált és aromás csoportok. Jellemző a legtöbb vegyületek egyenetlenségei az elektronsűrűség eloszlás az oka a reakció központok a molekulában, előre meghatározta a irányát támadás vagy más reagenst (e faktor).
A térbeli szerkezet a molekula határozza meg a térbeli faktor, amikor miatt viszonylag nagy térbeli térfogat szubsztituensek körülvevő reakció helyén, hogy nehéz lehet megközelíteni a támadó részecskék. Ebben az esetben a reakciót kell elvégezni, vagy egyáltalán nem, vagy megy egy másik irányba egy másik, még rendelkezésre álló reakció helyére, ha rendelkezésre áll egy molekulában.
Dinamikus tényezők. A többlépéses eljárásokat általában tartalmazzák a következő lépéseket a közbenső képződését instabil köztitermékeket, amelyek nagy reaktivitást. Gyakran lehetséges az a feltételezés a kialakulását nem egy, hanem több intermedierek. A reakciót előnyösen keresztül valósulhat kialakító lépés-felfekvési viszonylag chivogo köztes. A viszonylagos stabilitását az intermedierek, különösen gyakran jár, mint az erősen reaktív intermediert fajok karbokationok, karbanionok és a szabad gyökök által meghatározott képességét, hogy ezen szemcséket delokalizációja az elektronsűrűség.