المحتوى
- آلية التحلل المائي
- صنع الصابون كمثال على التحلل المائي الأساسي
- آليات التحلل المائي الأخرى
- التحلل المائي للبروتينات
تحدث تفاعلات التحلل المائي عندما تتفاعل المركبات العضوية مع الماء. وتتميز بتقسيم جزيء الماء إلى مجموعة هيدروجين وأكسيد الهيدروكسيد مع ربط أحدهما أو كليهما بمنتج بدءي عضوي. يتطلب التحلل المائي عادة استخدام حمض أو محفز أساسي ويستخدم في تخليق العديد من المركبات المفيدة. يعني مصطلح "التحلل المائي" حرفيًا الانقسام بالماء ؛ العملية العكسية ، عندما يتم تشكيل الماء في رد فعل ، تسمى التكثيف.
آلية التحلل المائي
التحلل المائي المشتق بحمض الكربوكسيل هو نوع من التفاعل يسمى استبدال الأسيل. تحتوي مجموعة الأسيل على رابطة مزدوجة من الأكسجين والكربون ، حيث يوجد فرق شحنة صغير ولكن حاسم. تحدث التفاعلات في الأسيل لأن المواد المتفاعلة تنجذب إما إلى ذرة الكربون الإيجابية قليلاً أو إلى ذرة الأكسجين الكهربي قليلاً. آلية التفاعل العامة لاستبدال الأسيل هي: RC (= O) -X + EY -> RC (= O) -Y + EX ، حيث E عبارة عن مجموعة محبة للكهرباء ، مما يعني أنها تنجذب إلى ذرات سالبة الشحنة ، و Y هي مجموعة النيوكليوفيلية وهكذا تنجذب إلى ذرات موجبة الشحنة. يشير R إلى مجموعة وظيفية ، مثل الهيدروكربون الذي لا يشارك في التفاعل. تشتمل أمثلة X على الكلور أو البروم لكلوريد حامض أو بروميد ، أو -أو بالنسبة لإستر الكربوكسيل أو -N (R) _2 من الأميدات.
صنع الصابون كمثال على التحلل المائي الأساسي
يعد صنع الصابون ، الذي يُطلق عليه أيضًا التصبن ، أحد تفاعلات التحلل المائي الأكثر شيوعًا. تم إنتاج الصابون لأول مرة من قبل السومريين منذ 5000 عام على الأقل ، ومن المؤكد أنه حدث بالصدفة. اكتشف السومريون والأجناس اللاحقة أن خلط الرماد أو أي مادة قلوية أخرى بالزيت أو الدهون ينتج مادة ممتازة في إزالة الأوساخ من الجلد والملابس. حدث هذا لأن القلوي تفاعل مع الزيوت لإنتاج الصابون.تشتمل الطريقة الحديثة لإنتاج الصابون على تفاعل الأحماض الدهنية مع قاعدة ، مثل هيدروكسيد الصوديوم. هذا ينتج ملح حامض دهني ، يذوب بالمواد الأخرى غير القابلة للذوبان في الماء مثل الزيت والشحوم. التصبغ هو مثال على تفاعل محفز قائم ، حيث تعمل القاعدة كمواد بداية وحفاز.
آليات التحلل المائي الأخرى
يمكن أيضًا استخدام الأحماض كعوامل مساعدة لبدء التفاعلات في مجموعة الأسيل. ينتج الماء الحمضي أيون هيدرونيوم تفاعلي مشحون إيجابياً ، وبالتالي ينجذب بشدة إلى الأكسجين الموجود في مجموعة الأسيل. تنضم المجموعتان إلى شكل وسيط يصبح فيه كربون الأسيل كهربيًا وجذابًا للنيوكليوفيل ، مثل أزواج الإلكترون المنفردة على أكسجين جزيء الماء. يعيد ترتيب وسيط ثانٍ لربط رابطة أحادية من الكربون بالأكسجين لإنتاج حمض الكربوكسيل والماء.
التحلل المائي للبروتينات
بالنظر إلى وجود جميع النظم البيولوجية في الماء ، من المفهوم أن تفاعلات التحلل المائي شائعة في الكائنات الحية. تتشكل البروتينات بربط الأحماض الأمينية معًا في سلاسل طويلة. ترتبط هذه الأحماض الأمينية بتفاعل مجموعة كربوكسيلية على أحد الأحماض الأمينية مع مجموعة أمين على أخرى مع توليد الماء في عملية تسمى التكثيف. تؤدي العملية العكسية ، التحلل المائي ، إلى انقسام البروتينات إلى الأحماض الأمينية المكونة لها. هذا مفيد للغاية في تحديد بنية البروتينات في عملية استدعاء تحليل الأحماض الأمينية.