Tổng hợp thủy phân và khử nước
Tổng hợp thủy phân và khử nước là hai phản ứng chính được sử dụng trong quy trình tổng hợp hữu cơ. Ngoài việc sử dụng trong công nghiệp và thí nghiệm, hai phản ứng này đặc biệt quan trọng trong các hệ thống sinh học. Chúng đóng một vai trò khá lớn trong các hoạt động trao đổi chất của chúng ta và luôn được trung gian bởi các enzym, để thực hiện quá trình tổng hợp thủy phân hoặc khử nước có chọn lọc.
Thủy phân
Thủy phân là một thuật ngữ có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp. Hydro có nghĩa là nước và ly giải có nghĩa là tách; điều này mang lại cho chúng ta ý nghĩa "tách biệt với việc sử dụng nước". Nếu một phân tử thu được một phân tử nước và chia thành nhiều phần, quá trình này được gọi là quá trình thủy phân. Việc phá vỡ các liên kết như chúng ta đều biết là một quá trình thoái hóa, và phản ứng này, do đó, xảy ra hiện tượng dị hóa khi áp dụng cho các hệ thống sinh học. Không phải tất cả các liên kết đều có thể bị thủy phân. Một số ví dụ thường gặp là thủy phân muối của axit yếu và bazơ yếu, thủy phân este và amit, và thủy phân các phân tử sinh học như polysaccharid và protein. Khi một muối của axit hoặc bazơ yếu được thêm vào nước, nước sẽ tự phát thành H + và OH- và tạo thành bazơ hoặc axit liên hợp làm cho môi trường có tính axit hoặc bazơ tùy thuộc vào chất. Liên kết este và amit bị thủy phân trong các phản ứng hữu cơ tổng hợp cũng như trong các hệ thống sinh học.
Thủy phân là quá trình phá vỡ liên kết do đó là một cách để giải phóng năng lượng. Nó là phản ứng chính liên quan đến việc giải phóng năng lượng bên trong cơ thể chúng ta. Các phân tử phức tạp mà chúng ta ăn như thực phẩm được chia thành các phân tử đơn giản bởi các enzym khác nhau và năng lượng giải phóng được lưu trữ trong ATP; tiền tệ năng lượng của cơ thể. Khi cần năng lượng cho quá trình sinh tổng hợp hoặc vận chuyển tích cực các chất qua màng tế bào, ATP sẽ bị thủy phân và năng lượng dự trữ được giải phóng.
Tổng hợp khử nước
Tổng hợp khử nước, như tên của nó, là một quá trình tổng hợp các phân tử bằng cách loại bỏ các phân tử nước. Có hai cách chính để làm điều này. Một là loại bỏ một phân tử nước khỏi một chất tạo ra một liên kết không bão hòa. Điều này được thực hiện bằng cách nhường OH- thành OH2 + và do đó làm cho nó trở thành một nhóm rời tốt. Các chất khử nước như Conc. Sulfuric, Conc. Phốt pho và oxit nhôm rất phổ biến cho phản ứng này. Phương pháp khác là mang hai phân tử riêng biệt và, bằng cách loại bỏ OH- từ một và một H + từ kia, ngưng tụ chúng thành một phân tử lớn. Điều này được sử dụng trong các phản ứng hữu cơ như ngưng tụ aldol, tổng hợp este và tổng hợp amit. Loại hai được sử dụng trong các hệ thống sinh học để sinh tổng hợp các phân tử.
Tổng hợp polysaccharide bằng cách sử dụng mono và disaccharide, tổng hợp protein bằng cách sử dụng axit amin là hai ví dụ chính. Vì phản ứng ở đây tham gia vào quá trình tạo liên kết nên nó là phản ứng đồng hóa. Không giống như thủy phân, các phản ứng ngưng tụ này cần năng lượng. Trong hóa học hữu cơ tổng hợp, nó được cung cấp dưới dạng nhiệt năng, áp suất, v.v. và trong các hệ thống sinh học bằng cách thủy phân ATP.
Sự khác biệt giữa Tổng hợp quá trình thủy phân và khử nước là gì?
• Thủy phân là một quá trình mà một phân tử nước được thêm vào một hệ thống, nhưng tổng hợp khử nước là một quá trình mà một phân tử nước bị loại bỏ khỏi một hệ thống.
• Quá trình thủy phân tách các phân tử thành các phần (chủ yếu) và quá trình tổng hợp khử nước làm ngưng tụ các phân tử thành một phân tử lớn hơn.
