हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया कब होती है?

हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं तब होती हैं जब कार्बनिक यौगिक पानी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। उन्हें पानी के अणु के हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड समूह में विभाजित करने की विशेषता होती है, जिसमें से एक या दोनों कार्बनिक प्रारंभिक उत्पाद से जुड़ जाते हैं। हाइड्रोलिसिस में आमतौर पर एक एसिड या बेस उत्प्रेरक के उपयोग की आवश्यकता होती है और इसका उपयोग कई उपयोगी यौगिकों के संश्लेषण में किया जाता है। शब्द "हाइड्रोलिसिस" का शाब्दिक अर्थ है पानी से विभाजित होना; प्रतिलोम प्रक्रिया, जब किसी अभिक्रिया में जल का निर्माण होता है, संघनन कहलाता है।

कार्बोक्जिलिक एसिड व्युत्पन्न हाइड्रोलिसिस एक प्रकार की प्रतिक्रिया है जिसे एसाइल प्रतिस्थापन कहा जाता है। एक एसाइल समूह में कार्बन-ऑक्सीजन डबल बॉन्ड होता है, जिस पर छोटा लेकिन महत्वपूर्ण चार्ज अंतर होता है। एसाइल पर प्रतिक्रियाएँ होती हैं क्योंकि अभिकारक या तो थोड़े विद्युत धनात्मक कार्बन परमाणु या थोड़े विद्युतीय ऑक्सीजन परमाणु की ओर आकर्षित होते हैं। एसाइल प्रतिस्थापन के लिए सामान्य प्रतिक्रिया तंत्र है: R-C(=O)-X + E-Y -> R-C(=O)-Y + E-X, जहां E एक इलेक्ट्रोफिलिक समूह है, अर्थात यह ऋणात्मक आवेशित परमाणुओं की ओर आकर्षित होता है, और Y एक न्यूक्लियोफिलिक समूह है और इसलिए यह धनात्मक आवेश की ओर आकर्षित होता है परमाणु। आर एक कार्यात्मक समूह को दर्शाता है, जैसे हाइड्रोकार्बन जो प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेता है। X के उदाहरणों में एसिड क्लोराइड या ब्रोमाइड के लिए क्लोरीन या ब्रोमीन, कार्बोक्जिलिक एस्टर के लिए -OR या एमाइड्स से -N(R)_2 शामिल हैं।

साबुन बनाना, जिसे सैपोनिफिकेशन भी कहा जाता है, सबसे आम हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं में से एक है। साबुन का उत्पादन पहली बार सुमेरियों द्वारा कम से कम 5,000 साल पहले किया गया था, लगभग निश्चित रूप से दुर्घटना से। सुमेरियन और बाद की जातियों ने पाया कि राख या अन्य क्षारीय पदार्थ को तेल या वसा के साथ मिलाने से ऐसा पदार्थ उत्पन्न होता है जो त्वचा और कपड़ों से गंदगी हटाने में उत्कृष्ट होता है। ऐसा इसलिए हुआ क्योंकि क्षार ने साबुन बनाने के लिए तेलों के साथ प्रतिक्रिया की। साबुन बनाने की आधुनिक विधि में एक फैटी एसिड को आधार के साथ प्रतिक्रिया करना शामिल है, जैसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड। यह एक फैटी एसिड नमक पैदा करता है, जो तेल और ग्रीस जैसे गैर-पानी में घुलनशील पदार्थों को घोल देता है। Saponification एक आधारित उत्प्रेरित प्रतिक्रिया का एक उदाहरण है, जिसमें आधार एक प्रारंभिक सामग्री और उत्प्रेरक दोनों के रूप में कार्य करता है।

एसाइल समूह में प्रतिक्रियाओं को आरंभ करने के लिए एसिड को उत्प्रेरक के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है। अम्लीय जल एक प्रतिक्रियाशील हाइड्रोनियम आयन उत्पन्न करता है जो सकारात्मक रूप से चार्ज होता है और इसलिए, एसाइल समूह पर ऑक्सीजन के लिए दृढ़ता से आकर्षित होता है। दो समूह एक मध्यवर्ती बनाने के लिए जुड़ते हैं जिसमें एसाइल कार्बन एक न्यूक्लियोफाइल के लिए इलेक्ट्रोनगेटिव और आकर्षक हो जाता है, जैसे कि पानी के अणु के ऑक्सीजन पर अकेला इलेक्ट्रॉन जोड़े। एक दूसरा मध्यवर्ती एक कार्बोक्जिलिक एसिड और पानी का उत्पादन करने के लिए कार्बन-ऑक्सीजन एकल बंधन को तोड़ने के लिए पुनर्व्यवस्थित करता है।

यह देखते हुए कि सभी जैविक प्रणालियाँ पानी में मौजूद हैं, यह समझ में आता है कि जीवित जीवों में हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं आम हैं। प्रोटीन अमीनो एसिड को लंबी श्रृंखलाओं में आपस में जोड़ने से बनते हैं। ये अमीनो एसिड एक अमीनो एसिड पर एक कार्बोक्जिलिक समूह को दूसरे पर एक अमाइन समूह के साथ संघनन नामक प्रक्रिया में पानी की पीढ़ी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। रिवर्स प्रक्रिया, हाइड्रोलिसिस, प्रोटीन को उनके घटक अमीनो एसिड में विभाजित करने का कारण बनती है। यह एक प्रक्रिया कॉल अमीनो एसिड विश्लेषण में प्रोटीन की संरचना का निर्धारण करने में बहुत उपयोगी है।