가수 분해 반응은 유기 화합물이 물과 반응 할 때 발생합니다. 그것들은 물 분자가 수소와 수산화기로 분리되는 특징이 있으며, 이들 중 하나 또는 둘 모두가 유기 출발 생성물에 부착되어 있습니다. 가수 분해는 일반적으로 산 또는 염기 촉매의 사용을 필요로하며 많은 유용한 화합물의 합성에 사용됩니다. "가수 분해"라는 용어는 문자 그대로 물로 쪼개지는 것을 의미합니다. 반응에서 물이 형성 될 때의 역 과정을 응축이라고합니다.
가수 분해 메커니즘
카복실산 유도체 가수 분해는 아실 치환이라고하는 반응의 한 유형입니다. 아실 그룹은 작지만 중요한 전하 차이가있는 탄소-산소 이중 결합을 특징으로합니다. 반응물은 약간 전기적으로 양성인 탄소 원자 또는 약간 전기 음성 인 산소 원자에 끌리기 때문에 아실에서 발생합니다. 아실 치환에 대한 일반적인 반응 메커니즘은 다음과 같습니다. R-C (= O) -X + E-Y-> R-C (= O) -Y + E-X, 여기서 E는 친 전자 성 그룹입니다. 이것은 음전하를 띤 원자에 끌리고 Y는 친 핵성 그룹이므로 양전하에 끌립니다 원자. R은 반응에 참여하지 않는 탄화수소와 같은 작용기를 나타냅니다. X의 예는 산 염화물 또는 브롬화물의 경우 염소 또는 브롬, 카르 복실 산 에스테르의 경우 -OR 또는 아미드의 -N (R) _2를 포함합니다.
염기 촉매 가수 분해의 예로서 비누 만들기
비누화라고도하는 비누 만들기는 가장 일반적인 가수 분해 반응 중 하나입니다. 비누는 적어도 5,000 년 전에 수메르 인에 의해 처음 생산되었으며, 거의 틀림없이 우연입니다. 수메르 인과 그 이후의 종족들은 재나 다른 알칼리성 물질을 기름이나 지방과 혼합하면 피부와 옷의 먼지를 제거하는 데 탁월한 물질이 생성된다는 사실을 발견했습니다. 이것은 알칼리가 기름과 반응하여 비누를 생성했기 때문입니다. 비누를 생산하는 현대적인 방법은 지방산을 수산화 나트륨과 같은 염기와 반응시키는 것을 포함합니다. 이것은 기름과 그리스와 같은 비 수용성 물질을 용해시키는 지방산 염을 생성합니다. 비누화는 염기가 출발 물질과 촉매로 작용하는 기반 촉매 반응의 예입니다.
기타 가수 분해 메커니즘
산은 또한 아실 그룹에서 반응을 시작하기위한 촉매로 사용될 수 있습니다. 산성화 물은 양전하를 띤 반응성 하이드로 늄 이온을 생성하므로 아실 그룹의 산소에 강하게 끌어 당깁니다. 두 그룹은 결합하여 아실 탄소가 물 분자의 산소에있는 고독한 전자 쌍과 같은 친핵체에 전기 음성이되고 매력적으로되는 중간체를 형성합니다. 두 번째 중간체가 재 배열되어 탄소-산소 단일 결합을 절단하여 카르 복실 산과 물을 생성합니다.
단백질 가수 분해
생물학적 시스템이 모두 물에 존재한다는 점을 감안할 때 가수 분해 반응은 살아있는 유기체에서 일반적이라는 것을 이해할 수 있습니다. 단백질은 아미노산을 긴 사슬로 연결하여 형성됩니다. 이 아미노산은 축합이라고하는 과정에서 한 아미노산의 카르복실기와 다른 아미노산의 아민 기와 반응하여 물을 생성함으로써 연결됩니다. 역 과정 인 가수 분해는 단백질을 구성 아미노산으로 분할합니다. 이것은 아미노산 분석을 호출하는 과정에서 단백질의 구조를 결정하는 데 매우 유용합니다.