Хидролиза срещу дехидратиращ синтез
Хидролизата и дехидратационният синтез са две основни реакции, използвани в процедурите за органичен синтез. Освен техните индустриални и експериментални приложения, тези две реакции са особено важни в биологичните системи. Те играят доста голяма роля в нашите метаболитни дейности и винаги се медиират от ензими, за да извършват селективна хидролиза или дехидратиращ синтез.
Хидролиза
Хидролиза е термин, който идва от гръцки произход. Хидро означава вода, а лизис означава разделяне; което ни дава значението „отделяне с помощта на вода“. Ако една молекула получи водна молекула и се разпадне на части, този процес се нарича хидролиза. Разрушаването на връзките, както всички знаем, е унизителен процес и следователно тази реакция е подложена на катаболизъм, когато се прилага към биологични системи. Не всички връзки могат да бъдат хидролизирани. Някои чести примери са хидролиза на соли на слаби киселини и слаби основи, хидролиза на естери и амиди и хидролиза на биомолекули като полизахариди и протеини. Когато към вода се добави сол на слаба киселина или основа, водата спонтанно се разгражда до Н+ и ОН- и образува спрегнатата основа или киселина, което прави средата кисела или основна в зависимост от веществото. Естерните и амидните връзки се хидролизират в синтетични органични реакции, както и в биологични системи.
Хидролизата е процес на разрушаване на връзката, следователно начин за освобождаване на енергия. Това е основната реакция, участваща в освобождаването на енергия в тялото ни. Сложните молекули, които ядем като храна, се разграждат до прости молекули от различни ензими и освободената енергия се съхранява в АТФ; енергийната валута на тялото. Когато е необходима енергия за биосинтеза или активен транспорт на вещества през клетъчните мембрани, АТФ се хидролизира и съхранената енергия се освобождава.
Синтез на дехидратация
Дехидратационният синтез, както подсказва името, е процес, при който се синтезират молекули чрез отстраняване на водните молекули. Има два основни начина за това. Единият е да се премахне водна молекула от едно вещество, което води до ненаситена връзка. Това става чрез протониране на OH- до OH2+ и по този начин го прави добра напускаща група. Дехидратиращи средства като Conc. Сярна, Конц. Фосфорният и алуминиевият оксид са много популярни за тази реакция. Другият метод е да се доведат две отделни молекули и чрез премахване на OH- от едната и H+ от другата, кондензирането им в една голяма молекула. Това се използва в органични реакции като алдолна кондензация, естерен синтез и амиден синтез. Вторият тип се използва в биологични системи за биосинтеза на молекули.
Синтез на полизахариди чрез използване на моно и дизахариди, синтез на протеини чрез използване на аминокиселини са два основни примера. Тъй като реакцията тук участва в създаването на връзка, това е анаболна реакция. За разлика от хидролизата, тези реакции на кондензация изискват енергия. В синтетичната органична химия се осигурява като топлинна енергия, налягане и т.н., а в биологичните системи чрез хидролиза на АТФ.
Каква е разликата между хидролизата и дехидратационния синтез?
• Хидролизата е процес, при който водна молекула се добавя към система, но дехидратационният синтез е процес, при който водна молекула се отстранява от системата.
• Хидролизата разделя молекулите на части (най-вече), а дехидратационният синтез кондензира молекулите в по-голяма молекула.
