Продукт (химия)
Продукты являются видами, образованными из химических реакций . [ 1 ] Во время химической реакции реагенты превращаются в продукты после прохождения через высокое энергетическое переходное состояние . Этот процесс приводит к потреблению реагентов. Это может быть спонтанная реакция или опосредованная катализаторами , которые снижают энергию переходного состояния и растворителями , которые обеспечивают химическую среду, необходимую для реализации реакции. При представленных в химических уравнениях продукты проводятся по соглашению, нарисованным с правой стороны, даже в случае обратимых реакций . [ 2 ] Свойства продуктов, таких как их энергии, помогают определить несколько характеристик химической реакции, например, является ли реакция экспертонической или эндортонической . Кроме того, свойства продукта могут облегчить извлечение и очистку после химической реакции, особенно если продукт имеет другое состояние материи, чем реагенты.
|
Спонтанная реакция
|
Катализированная реакция
|
Большая часть химических исследований сосредоточена на синтезе и характеристике полезных продуктов, а также на обнаружении и удалении нежелательных продуктов. Синтетические химики могут быть разделены на химиков -исследователей, которые проектируют новые химические вещества и пионерские новые методы синтеза химических веществ, а также химиков процессов, которые масштабируют химическое производство и делают его более безопасным, более экологически устойчивым и более эффективным. [ 3 ] Другие поля включают химиков натуральных продуктов , которые изолируют продукты, созданные живыми организмами, а затем характеризуют и изучают эти продукты.
Определение реакции
[ редактировать ]Продукты химической реакции влияют на несколько аспектов реакции. Если продукты имеют ниже энергию, чем реагенты, то реакция вы исчезнет, что делает его экспертонической реакцией . Такие реакции являются термодинамически благоприятными и имеют тенденцию происходить самостоятельно. Однако, если кинетика реакции достаточно высока, то реакция может возникать слишком медленно, чтобы наблюдать, чтобы наблюдаться или даже не возникать вообще. Это относится к преобразованию алмаза в более низкий энергетический графит при атмосферном давлении, в таком реакционном бриллианте считается метастабильным и не будет наблюдаться конвертирование в графит. [ 4 ] [ 5 ]
Если продукты выше в химической энергии, чем реагенты, то реакция потребует выполнения энергии и, следовательно, является эндергонической реакцией. Кроме того, если продукт менее стабилен, чем реагент, то предположение Леффлера утверждает, что переходное состояние будет более близко напоминать продукт, чем реагент. [ 6 ] Иногда продукт будет достаточно отличаться от реагента, чтобы его легко очистить после реакции, например, когда продукт нерастворим, и выпадает из раствора, в то время как реагенты оставались растворенными.
История
[ редактировать ]С середины девятнадцатого века химики все больше озабочены синтезирующими химическими продуктами. [ 7 ] Дисциплины, сфокусированные на изоляции и характеристике продуктов, таких как химики натуральных продуктов , остаются важными для этой области, и сочетание их вклада наряду с синтетическими химиками привело к большей части структуры, посредством которых химия понимается сегодня. [ 7 ]
Большая часть синтетической химии связана с синтезом новых химических веществ, что происходит при проектировании и создании новых лекарств, а также с обнаружением новых синтетических методов. Начиная с начала 2000 -х годов, химия процесса стала стать отдельной областью синтетической химии, ориентированной на масштабирование химического синтеза до промышленных уровней, а также поиска способов сделать эти процессы более эффективными, безопасными и экологически ответственными. [ 3 ]
Биохимия
[ редактировать ]
В биохимии ферменты в действуют как биологические катализаторы для конвертации субстрата продукт. [ 8 ] Например, продукты ферментной лактазы представляют собой галактозу и глюкозу , которые производятся из субстратной лактозы .
- Где S является субстратом, P - продукт, а E - фермент.
Продукция продукта
[ редактировать ]Некоторые ферменты отображают форму распущенности , где они преобразуют один субстрат в несколько различных продуктов. Это происходит, когда реакция возникает с помощью высокоэнергетического переходного состояния , которое может быть разрешено в различные химические продукты. [ 9 ]
Ингибирование продукта
[ редактировать ]Некоторые ферменты ингибируются продуктом их реакции связываются с ферментом и снижают его активность. [ 10 ] Это может быть важно в регуляции метаболизма как формы негативной обратной связи, контролирующей метаболические пути . [ 11 ] Ингибирование продукта также является важной темой в биотехнологии , так как преодоление этого эффекта может увеличить урожайность продукта. [ 12 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Макнот, ad; Уилкинсон А. (2006). [Продукт] Сборник химической терминологии, 2 -е изд. («Золотая книга» . Blackwell Scientific Publications, Oxford. DOI : 10.1351/Goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7 .
- ^ Макнот, ad; Уилкинсон А. (2006). [Уравнение химической реакции] сборник химической терминологии, 2 -е изд. («Золотая книга») . Blackwell Scientific Publications, Оксфорд. doi : 10.1351/goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7 .
- ^ Jump up to: а беременный Генри, Селия М. "Разработка наркотиков" . Химические и инженерные новости . Получено 13 сентября 2014 года .
- ^ Макнот, ad; Уилкинсон А. (2006). [Diamond] Сборник химической терминологии, 2 -е изд. («Золотая книга») . Blackwell Scientific Publications, Оксфорд. doi : 10.1351/goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7 .
- ^ Макнот, ad; Уилкинсон А. (2006). [Метастабильность] Сборник химической терминологии, 2 -е изд. («Золотая книга») . Blackwell Scientific Publications, Оксфорд. doi : 10.1351/goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7 .
- ^ Макнот, ad; Уилкинсон А. (2006). [Метастабильность] Сборник химической терминологии, 2 -е изд. («Золотая книга») . Blackwell Scientific Publications, Оксфорд. doi : 10.1351/goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7 .
- ^ Jump up to: а беременный Да, Брайан Дж; Лим, Венделл А (2007). «Синтетическая биология: уроки истории синтетической органической химии». Природная химическая биология . 3 (9): 521–525. doi : 10.1038/nchembio0907-521 . PMID 17710092 . S2CID 17719341 .
- ^ Корниш-Боуден, А (2 сентября 2013 г.). «Происхождение кинетики фермента» . Письма Febs . 587 (17): 2725–30. doi : 10.1016/j.febslet.2013.06.009 . PMID 23791665 . S2CID 12573784 .
- ^ Йошикуни, y; Феррин, те; Кислинг, JD (20 апреля 2006 г.). «Разработанная дивергентная эволюция ферментной функции». Природа . 440 (7087): 1078–82. Bibcode : 2006natur.440.1078y . doi : 10.1038/nature04607 . PMID 16495946 . S2CID 4394693 .
- ^ Уолтер С., Фриден Е. (1963). «Распространенность и значение ингибирования продукта ферментов». Адвла Фермол. Относительно Области мол. Биол . Достижения в области фермеров - и связанных с ними областей молекулярной биологии. 25 : 167–274. doi : 10.1002/9780470122709.ch4 . ISBN 978-0-470-12270-9 Полем PMID 14149677 .
- ^ Хатсон Н.Дж., Керби А.Л., Рэндл П.Дж., Сугден П.Х. (1979). «Регуляция пируватдегидрогеназы с помощью инсулинового действия». Прогик Клин Биол. Резерв 31 : 707–19. PMID 231784 .
- ^ Schügerl K, Hubbuch J (2005). «Интегрированные биопроцессы». Карт Мнение Микробиол . 8 (3): 294–300. doi : 10.1016/j.mib.2005.01.002 . PMID 15939352 .