ไฮโดรไลซิส

ในสาขาเคมีเรามีปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลและอะตอม วันนี้เราจะมาพูดถึง ไฮโดรไลซิส. ไฮโดรไลซิสเป็นปฏิกิริยาทางเคมีประเภทหนึ่งที่สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างโมเลกุลหรือไอออนของอนินทรีย์และอินทรีย์ ลักษณะสำคัญของการไฮโดรไลซิสคือการมีส่วนร่วมของน้ำเพื่อให้พันธะหักได้

ในบทความนี้เราจะบอกคุณเกี่ยวกับลักษณะและความสำคัญทั้งหมดของการไฮโดรไลซิสในสาขาเคมี

ไฮโดรไลซิสคืออะไร

เรากำลังพูดถึงปฏิกิริยาเคมีประเภทหนึ่งที่สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างโมเลกุลอินทรีย์และอนินทรีย์ เงื่อนไขสำคัญคือต้องมีน้ำเข้ามาเกี่ยวข้องจึงจะสามารถทำได้ ทำลายพันธะของโมเลกุลเหล่านี้ คำว่าไฮโดรไลซิสมาจากภาษากรีกไฮโดรซึ่งหมายถึงน้ำและจากการสลายซึ่งหมายถึงการแตก แปลในรูปแบบการไฮโดรไลซิสอาจเรียกได้ว่าเป็นการสลายตัวของน้ำ ในกรณีนี้เรากำลังพูดถึงการทำลายพันธะของสารตั้งต้นบางชนิดโดยการมีส่วนร่วมของน้ำ

โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอม ด้วยการรวมกันของอะตอมนี้สมดุลจึงเกิดขึ้นระหว่างไอออนของเกลือของกรดอ่อนและเบส กรดและเบสเป็นแนวคิดที่ปรากฏในการศึกษาเคมีทั่วไปและเคมีวิเคราะห์ การไฮโดรไลซิสอาจกล่าวได้ว่าเป็นปฏิกิริยาทางเคมีที่ง่ายที่สุดอย่างหนึ่ง สมการทั่วไปสำหรับไฮโดรไลซิสมีดังนี้:

AB + H2O = AH + B-OH

มีหลายตัวอย่างของการไฮโดรไลซิสที่น้ำหรือด้วยตัวมันเองไม่สามารถทำลายพันธะโคเวเลนต์ได้ เราจำได้ว่าพันธะโคเวเลนต์เป็นพันธะหนึ่งในนั้น โมเลกุลหลายโมเลกุลที่มีลักษณะที่ไม่ใช่โลหะรวมตัวกันเพื่อสร้างโมเลกุลใหม่ขึ้นมาใหม่. พันธะที่เชื่อมเข้าด้วยกันเรียกว่าพันธะโคเวเลนต์ เมื่อน้ำเพียงอย่างเดียวไม่สามารถทำลายพันธะนี้ได้กระบวนการจะถูกเร่งหรือเร่งปฏิกิริยาโดยการทำให้เป็นกรดหรือด่างของตัวกลาง นั่นคือในกรณีที่มีไอออนสามารถเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสได้ และก็คือมีเอนไซม์ที่สามารถเร่งปฏิกิริยาเคมีของไฮโดรไลซิสได้

คุณสมบัติหลัก

มาดูกันว่ามีลักษณะอย่างไรและไฮโดรไลซิสประกอบด้วยอะไรบ้าง ปฏิกิริยาประเภทนี้อยู่ในสถานที่พิเศษเมื่อพูดถึงสารชีวโมเลกุล และพันธะที่ยึดโมโนเมอร์ของโมเลกุลไว้ด้วยกันจะไวต่อการไฮโดรไลซิงภายใต้เงื่อนไขบางประการ นั่นคือพันธะโควาเลนต์ที่โมเลกุลยึดติดอยู่สามารถแตกหักได้เมื่อมีน้ำ ตัวอย่างนี้คือน้ำตาล น้ำตาลสามารถไฮโดรไลซิงเพื่อสลายพอลิแซ็กคาไรด์เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ สิ่งนี้เกิดขึ้นจากการทำงานของเอนไซม์ที่เรียกว่ากลูโคซิเดส

ต้องคำนึงว่าไม่เพียง แต่เป็นโมเลกุลที่เป็นสารตั้งต้นเท่านั้นที่ทำลายพันธะ นอกจากนี้น้ำยังแตกและแยกไอออนออกจากกันในที่สุด น้ำแตกออกเป็น H + และ OH– โดยที่ H + ลงท้ายด้วย A และ OH– ด้วย B AB จึงทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำทำให้เกิดผลิตภัณฑ์สองชนิดคือ AH และ B-OH

ดังนั้นเราสามารถพูดได้ว่าไฮโดรไลซิสเป็นปฏิกิริยาทางเคมีที่ตรงกันข้ามกับการควบแน่น จากการควบแน่น ผลิตภัณฑ์สองชนิดเข้าด้วยกันโดยปล่อยโมเลกุลขนาดเล็ก. โมเลกุลขนาดเล็กนี้คือน้ำ ในทางตรงกันข้ามในการไฮโดรไลซิสจะมีการใช้โมเลกุลในขณะที่อยู่ในการควบแน่นโมเลกุลอิเล็กโทรลิซิสนี้จะถูกใช้ปล่อยหรือผลิต

เพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้นเราจะอธิบายตัวอย่างของน้ำตาลอีกครั้ง สมมติว่า AB เป็นไดเมอร์ของซูโครส ในกรณีนี้ A หมายถึงน้ำตาลกลูโคสและ B หมายถึงฟรุกโตส พันธะนี้ซึ่งรู้จักกันในชื่อไกลโคซิดิกสามารถไฮโดรไลซ์เพื่อให้เกิดโมโนแซ็กคาไรด์และสารละลาย สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับโอลิโกแซ็กคาไรด์และโพลีแซ็กคาไรด์หากเอนไซม์เป็นตัวที่ทำปฏิกิริยา

เรารู้ว่าปฏิกิริยาเคมีนี้มีเพียงทิศทางเดียว นั่นหมายความว่าเป็นไฮโดรไลซิสชนิดหนึ่งที่ผันกลับไม่ได้ ในทางกลับกันมีปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสที่สามารถย้อนกลับได้เมื่อถึงจุดสมดุล

ตัวอย่างปฏิกิริยาไฮโดรไลซิส

มาดูกันว่าตัวอย่างหลักของการย่อยสลายที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติมีอะไรบ้าง ก่อนอื่นต้องดูปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของ ATP เรารู้ว่าโมเลกุลนี้มีค่า pH คงที่ระหว่าง 6.8 ถึง 7.4 อย่างไรก็ตามหากค่า pH เพิ่มขึ้นจนเป็นด่างมากขึ้นก็สามารถไฮโดรไลซ์ได้เอง ในสิ่งมีชีวิตไฮโดรไลซิสถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ที่รู้จักกันในชื่อของ ATPases เป็นปฏิกิริยาทางเคมีชนิดหนึ่ง ซึ่งหมายความว่าเอนโทรปีของ ADP มีค่ามากกว่า ATP ดังนั้นการแปรผันของพลังงานอิสระจึงเกิดขึ้นโดยการไฮโดรไลซิสของ ATP ไฮโดรไลซิสประเภทนี้ใช้ปฏิกิริยาเอนเดอร์โกนิกจำนวนมาก

ปฏิกิริยาคู่เป็นปฏิกิริยาอีกประเภทหนึ่งที่เกิดการไฮโดรไลซิส ในบางกรณีจะใช้สำหรับการเปลี่ยนสารประกอบ A เป็นสารประกอบ B ตัวอย่างที่รู้จักกันดีของไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นตามธรรมชาติในน้ำ เหมือนกับว่าโมเลกุลของน้ำตัวใดตัวหนึ่งสามารถแตกออกเป็นไอออนได้และโปรตอนของไฮโดรเจนจะสร้างพันธะกับอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลของน้ำอื่น สิ่งนี้ก่อให้เกิดไฮโดรเนียมไอออน อาจเรียกได้ว่าเป็นมากกว่าการไฮโดรไลซิสในรูปแบบ autoionization หรือ autoprotolysis ของน้ำ

สุดท้ายอีกชิ้นส่วนที่ ปฏิกิริยาเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นโดยทั่วไปในโปรตีน เราทราบดีว่าโปรตีนเป็นโมเลกุลที่เสถียรและเพื่อให้เกิดการไฮโดรไลซิสอย่างสมบูรณ์จำเป็นต้องมีสภาวะที่รุนแรง เราจำได้ว่าโปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโน อย่างไรก็ตามสิ่งมีชีวิตได้รับการเสริมสร้างด้วยคลังแสงของเอนไซม์ที่อนุญาตให้ไฮโดรไลซิสของโปรตีนเป็นกรดอะมิโนในลำไส้เล็กส่วนต้น

ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะทำให้คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการย่อยสลายและลักษณะของมันได้