Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Продукты - это виды, образующиеся в результате химических реакций . [1] Во время химической реакции реагенты превращаются в продукты после прохождения через высокоэнергетическое переходное состояние . В результате этого процесса расходуются реагенты. Это может быть спонтанная реакция или опосредованная катализаторами, которые понижают энергию переходного состояния, и растворителями, которые обеспечивают химическую среду, необходимую для протекания реакции. При представлении в химических уравнениях продукты по соглашению рисуются в правой части, даже в случае обратимых реакций . [2]Свойства продуктов, такие как их энергия, помогают определить несколько характеристик химической реакции, например, является ли реакция экзергонической или эндергонической . Кроме того, свойства продукта могут облегчить извлечение и очистку после химической реакции, особенно если продукт имеет другое состояние вещества, чем реагенты. Реагенты - это молекулярные материалы, используемые для создания химических реакций. Атомы не создаются и не уничтожаются. Материалы реакционноспособны, а реагенты перегруппировываются во время химической реакции. Вот пример реагентов: CH 4 + O 2 . Не пример - CO 2 + H 2 O или «энергия».

Большая часть химических исследований сосредоточена на синтезе и описании полезных продуктов, а также на обнаружении и удалении нежелательных продуктов. Химиков-синтетиков можно разделить на химиков-исследователей, которые разрабатывают новые химические вещества и пионеры новых методов их синтеза, а также на химиков-технологов, которые расширяют химическое производство и делают его более безопасным, экологически устойчивым и эффективным. [3] Другие области включают химиков натуральных продуктов, которые выделяют продукты, созданные живыми организмами, а затем описывают и изучают эти продукты.

Определение реакции [ править ]

Продукты химической реакции влияют на несколько аспектов реакции. Если продукты имеют более низкую энергию, чем реагенты, тогда реакция будет выделять избыточную энергию, что делает ее экзергонической реакцией . Такие реакции термодинамически благоприятны и, как правило, происходят сами по себе. Однако, если кинетика реакции достаточно высока, реакция может протекать слишком медленно, чтобы ее можно было наблюдать, или даже не происходить вовсе. Это случай превращения алмаза в графит с более низкой энергией при атмосферном давлении, в такой реакции алмаз считается метастабильным и не будет наблюдаться превращения в графит. [4] [5]

Если продукты имеют более высокую химическую энергию, чем реагенты, тогда реакция потребует энергии для осуществления и, следовательно, является эндергонической реакцией. Кроме того, если продукт менее стабилен, чем реагент, то предположение Леффлера предполагает, что переходное состояние будет больше напоминать продукт, чем реагент. [6] Иногда продукт будет достаточно значительно отличаться от реагента, чтобы его легко очистить после реакции, например, когда продукт нерастворим и выпадает в осадок из раствора, в то время как реагенты остаются растворенными.

История [ править ]

С середины девятнадцатого века химики все больше занимались синтезом химических продуктов. [7] Дисциплины, сфокусированные на выделении и описании продуктов, например, химики по натуральным продуктам , остаются важными для этой области, и сочетание их вклада с химиками-синтетиками привело к большей части структуры, через которую сегодня понимается химия. [7]

Большая часть синтетической химии связана с синтезом новых химикатов, что происходит при разработке и создании новых лекарств, а также открытии новых синтетических методов. Однако, начиная с начала 2000-х годов (десятилетия), химия процессов начала формироваться как отдельная область синтетической химии, сосредоточенная на расширении масштабов химического синтеза до промышленных уровней, а также на поиске способов сделать эти процессы более эффективными, безопасными и экологически ответственными. [3]

Биохимия [ править ]

Превращение дисахаридной сахарной лактозы (субстрат) в моносахаридные сахара (продукты) с помощью лактазы (фермента)

В биохимии , ферменты действуют в качестве биологических катализаторов для преобразования субстрата в продукт. [8] Например, продуктами фермента лактазы являются галактоза и глюкоза , которые производятся из лактозы- субстрата .

  • Где S - субстрат, P - продукт, а E - фермент.

Распущенность продуктов [ править ]

Некоторые ферменты проявляют беспорядочную половую связь, когда они превращают один субстрат в несколько различных продуктов. Это происходит, когда реакция происходит через переходное состояние с высокой энергией, которое может быть разделено на множество различных химических продуктов. [9]

Подавление продукта [ править ]

Некоторые ферменты подавляются тем, что продукт их реакции связывается с ферментом и снижает его активность. [10] Это может быть важно для регуляции метаболизма как форма отрицательной обратной связи, контролирующей метаболические пути . [11] Ингибирование продукта также является важной темой в биотехнологии , поскольку преодоление этого эффекта может увеличить выход продукта. [12]

Ссылки [ править ]

  1. ^ McNaught, 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.
  2. ^ McNaught, AD; Уилкинсон, А. (2006). [уравнение химической реакции] Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») . Научные публикации Блэквелла, Оксфорд. DOI : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  3. ^ a b Генри, Селия М. "РАЗРАБОТКА НАРКОТИКОВ" . Новости химии и техники . Проверено 13 сентября 2014 года .
  4. ^ McNaught, AD; Уилкинсон, А. (2006). [алмаз] Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») . Научные публикации Блэквелла, Оксфорд. DOI : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  5. ^ McNaught, AD; Уилкинсон, А. (2006). [метастабильность] Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») . Научные публикации Блэквелла, Оксфорд. DOI : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  6. ^ McNaught, AD; Уилкинсон, А. (2006). [метастабильность] Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга») . Научные публикации Блэквелла, Оксфорд. DOI : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
  7. ^ а б Да, Брайан Дж; Лим, Венделл А (2007). «Синтетическая биология: уроки истории синтетической органической химии». Природа Химическая биология . 3 (9): 521–525. DOI : 10,1038 / nchembio0907-521 . PMID 17710092 . 
  8. ↑ Корниш-Боуден, A (2 сентября 2013 г.). «Истоки ферментативной кинетики». Письма FEBS . 587 (17): 2725–30. DOI : 10.1016 / j.febslet.2013.06.009 . PMID 23791665 . 
  9. ^ Йошикуни, Y; Ferrin, TE; Кислинг, JD (20 апреля 2006 г.). «Разработанная дивергентная эволюция функции фермента». Природа . 440 (7087): 1078–82. Bibcode : 2006Natur.440.1078Y . DOI : 10,1038 / природа04607 . PMID 16495946 . 
  10. Перейти ↑ Walter C, Frieden E (1963). Распространенность и значение продукта ингибирования ферментов . Adv. Энзимол. Relat. Районы Мол. Биол . Достижения в энзимологии и смежных областях молекулярной биологии. 25 . С. 167–274. DOI : 10.1002 / 9780470122709.ch4 . ISBN 978-0-470-12270-9. PMID  14149677 .
  11. ^ Хутсон NJ, Kerbey AL, Рэндл PJ, Сугден PH (1979). «Регулирование пируватдегидрогеназы действием инсулина». Прог. Clin. Биол. Res . 31 : 707–19. PMID 231784 . 
  12. ^ Schügerl К, Hubbuch J (2005). «Интегрированные биопроцессы». Curr. Opin. Microbiol . 8 (3): 294–300. DOI : 10.1016 / j.mib.2005.01.002 . PMID 15939352 . 

См. Также [ править ]

  • Химическая реакция
    • Субстрат
    • Реагент
      • Предшественник
    • Катализатор
    • Фермент
    • Товар
      • Производная
  • Химическое равновесие
  • Второй закон термодинамики