Б. Каталитический гидролиз сложных эфиров в присутствии имидазола

В качестве простого примера рассмотрим гидролиз эфиров карбоновых кислот. В отсутствие катализатора (верхняя часть схемы Б) речь идёт о нуклеофильном замещении (см. Растительные полисахариды). В качестве нуклеофильного заместителя выступает атом кислорода молекул воды, местом атаки является C-атом карбонильной группы (1), который из-за сильной поляризации двойной связи имеет частичный положительный заряд (см. Кислоты и основания). На первой стадии образуется нестабильное тетраэдрическое переходное состояние (2); на второй стадии элиминируется молекула спирта и образуется анион карбоновой кислоты (3). Большинство реакций замещения, представляющих биохимический интерес, протекают по аналогичному механизму присоединения — элиминирования.

Несмотря на то, что ΔG в данном случае величина отрицательная, гидролиз сложных эфиров в воде идёт с низкой скоростью, поскольку вода обладает слабыми нуклеофильными свойствами. В щелочной области pH гидролиз идёт гораздо быстрее, поскольку в этом случае в реакции принимает участие сильный нуклеофил — OH-ионы. Однако реакцию при нейтральных значениях pH можно ускорить, если в среду добавить основание, например имидазол. Катализируемая имидазолом реакция (нижняя часть схемы Б), протекает в две стадии. На первой стадии в роли нуклеофильного реагента выступает молекула самого катализатора. В качестве относительно стабильного промежуточного продукта образуется N-ацилимидазол. На второй стадии идёт гидролиз промежуточного продукта. При этом, как и в первом случае, образуется анион карбоновой кислоты и высвобождается молекула катализатора. Энергетическая диаграмма показывает, что энергия активации промежуточных реакций существенно ниже по сравнению с реакцией в отсутствие катализатора. Поэтому гидролиз сложного эфира ускоряется в присутствии имидазола. Как и в случае ферментативного катализа (см. Кинетика ферментативных реакций), скорость катализируемой реакции пропорциональна концентрации катализатора.


Основы биохимии. Физическая химия / Катализ

Статьи раздела «Катализ»:

Следущая статья   |   — Вернуться в раздел


История биологической химии. Истоки науки / Книга посвящена первым шагам взаимодействия химии с биологией и медициной. В ней впервые дано систематическое изложение истории возникновения биологического эксперимента, использованного для изучения методами химии биологических объектов и процессов. Отдельная глава посвящена появлению биохимии в РоИстория биологической химии. Истоки науки
Книга посвящена первым шагам взаимодействия химии с биологией и медициной. В ней ...
Биохимическая эволюция / Автор ставил себе задачей в этой небольшой книге осветить биохимическую сторону эволюции и классификации животных, показав, что имеются биохимические систематические признаки. Возможность присовокупить к зоологической классификации, разработанной морфологами, классификацию биохимического порядка не Биохимическая эволюция
Автор ставил себе задачей в этой небольшой книге осветить биохимическую сторону ...
Koneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology / Long considered the definitive work in its field, this new edition presents all the principles and practices readers need for a solid grounding in all aspects of clinical microbiology—bacteriology, mycology, parasitology, and virology. Tests are presented according to the Clinical and Laboratory StaKoneman’s Color Atlas and Textbook of Diagnostic Microbiology
Long considered the definitive work in its field, this new edition presents all the principles and practices readers need for a solid grounding in all ...
Введение в молекулярную биологию / Книга представляет собой переработанный курс лекций, который авторы читают студентам Эдинбургского университета. В ней ясно и просто рассмотрены все основные проблемы молекулярной биологии: строение и функции живой клетки на микроскопическом и электронно-микроскопическом уровнях, структура и функцииВведение в молекулярную биологию
Книга представляет собой переработанный курс лекций, который авторы читают ...