химический каталог




Биоорганическая химия ферментативного катализа

Автор М.Бендер, Р.Бергерон, М.Комияма

ходуется в реакции и потому может вступать в нее снова и снова. С точки зрения механизма реакции важно то, что катализатор выполняет свою функцию, вступая в химическое взаимодействие с одним или несколькими реагентами. Это свойство катализатора также вытекает из уравнения (1.3).

Если катализатор участвует в реакции и оказывает влияние на ее скорость, то реакция должна протекать по другому механизму. Таким образом, с точки зрения механизма каталитического процесса роль катализатора, функционирующего в соответствии со схемой (1.3), сводится к тому, что он обеспечивает возможность протекания реакции по альтернативному пути. Новый путь реакции характеризуется следующими основными особенностями:

* Как станет ясно из последующего подробного рассмотрения кинетики катализируемых реакций, этот кинетический анализ носит поверхностный характер.

1. В реакции, протекающей по новому пути, отсутствует лимитирующая стадия некаталитического превращения.

2. Такая реакция приводит к образованию продуктов, которые отличаются от продуктов некаталитической реакции только наличием в них катализатора.

3. Катализатор может быть легко удален из комплекса с молекулой продукта реакции" путем вытеснения реагентами.

Первое из этих условий (согласно которому скорость катализируемой реакции больше скорости некатализируемой) соответствует определению катализатора как вещества, ускоряющего протекание химических реакций. Второе условие указывает на то, что катализатор влияет только на кинетику реакции, но не изменяет ее термодинамических характеристик.

И наконец, третье условие означает, что катализатор регенерируется в ходе реакции и, следовательно, его концентрация может быть намного меньше концентрации реагентов. Отсюда

вытекает также принципиальная возможность извлечения катализатора из реакционной смеси после завершения реакции.

Мерой эффективности катализатора служит отношение скоростей катализируемой и некатализируемой реакций. Как каталитический, так и некаталитический путь обычно включает стадию, скорость которой лимитирует скорость всего процесса. Скорость лимитирующей стадии определяется соответствующей свободной энергией активации, причем высота этого энергетического барьера является наибольшей на всем пути реакции от исходных веществ до продуктов. Важнейшим фактором, определяющим эффективность катализатора, является разность свободных энергий активации между каталитическим и некаталитическим путями.

Катализатор часто определяют как вещество, в присутствии которого энергия активации реакции понижается (рис. 1.1). Такое определение нельзя назвать правильным {9]. На самом деле роль катализатора сводится к тому, что он направляет реакцию по новому пути с более низкой энергией активации (рис. 1.2). Хиншельвуд кратко и точно сформулировал эту мысль, определив катализ как «процесс, в результате которого реакция направляется по другому, более быстрому пути» [10]. Из этого определения вытекает, что катализ есть последовательность «обычных» химических реакций с участием катализатора и субстрата (ср. рис. 1.1 и 1.2).

Каталитические реакции обычно протекают через образование промежуточных соединений, из которых в ходе дальнейших превращений образуются продукты реакции и регенерируется катализатор. Таким образом, каталитическую реакцию можно определить как цепную реакцию, в ходе которой катализатор расходуется на одной из стадий, но регенерируется в последующей. В некоторых случаях этот цепной процесс можно разделить на отдельные элементарные реакции. Цепной характер катализа иллюстрируется реакциями с участием кофер-ментов, в которых коферменты сначала расходуются, а затем регенерируются вновь.

Определенные затруднения возникают при решении вопроса, как определить вещества, которые ускоряют химические

Рис. 1.1. Гипотетический случай катализа без изменения механизма реакции.

реакции, но не обладают способностью регенерироваться. Можно ли называть такие вещества катализаторами? Являются ли реакции с их участием каталитическими? Ответ на эти вопросы обычно состоит в том, что вещества такого рода называют ускорителями, или промоторами, а реакции с их участием — ускоренными. По нашему мнению, если механизм реакции, протекающей в присутствии ускорителя, сходен с механизмом катализируемой реакции, то такой ускоритель следует рассматривать как стоящий в одном ряду с истинными катализаторами.

Следует, однако, ограничить обсуждение реакций с участием веществ, не являющихся катализаторами в полном смысле слова, поскольку в противном случае мы бы ушли слишком далеко от главного предмета изложения — явления истинного катализа. Многие реакции ускоряются кислотами или основаниями, которые затем расходуются во вторичных прототропных процессах и не регенерируются. Например, при «катализируемом» основанием гидролизе сложного эфира основание расходуется в побочной реакции нейтрализации образующейся при гидролизе карбоновой кислоты. Переход основания в сопряженную кислоту наблюдается и в других реакциях, например при «катализи

страница 4
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127

Скачать книгу "Биоорганическая химия ферментативного катализа" (2.87Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
NLC.48.04.B10g
медицинские товары в екатеринбурге
гироскутер бу оликс алматы
круглые замки для межкомнатных дверей

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)