A1. 一般的な酸および塩基触媒作用

触媒されていない溶液中の反応は、遷移状態で電荷の発生および分離が起こるため、遅い。 結合が形成されるかまたは破壊されると、反応物よりもエネルギーが高い荷電中間体が形成されることが多い。 中間体は反応物よりもエネルギーが高いので、遷移状態はエネルギーがさらに高くなり、したがって荷電した中間体により密接に似ている。 中間体上の電荷を安定化させることができ、したがって遷移状態における現像電荷は遷移状態のエネルギーを低下させ、反応を触媒する。 このセクションでは、化学反応の小分子による触媒作用の基礎となるメカニズムを調査します。 おそらく、生物学的高分子触媒(タンパク質酵素のような)は、それらの触媒効果において同様の機構を使用する(これは次のセクションで議論される)。

酵素を含む触媒は、遷移状態を安定化するために少なくとも5つの異なる方法を採用することができる。

TSにおける電荷発生は、一般的な酸(酢酸やプロトン化されたインドール環など)からカルボニルOなどの原子へのプロトンの供与によって減少させることができ、tsが求核剤によって結合されたときに部分的な負電荷を発生させるカルボニルOのような原子に還元することができる。 プロトン供与はT sにおける現像陰性を減少させる。 あるいは、カルボニル中の求電子性Cとの結合を形成し始めるときにTSに部分的な正電荷を発生する水のような求核剤は、一般的な塩基(酢酸または脱プロトン化されたインドール環など)の存在によって安定化させることができる。 プロトン抽象化は、発生する正電荷を減少させる

図:エステル加水分解の遷移状態における電荷の発生

図:一般的な酸触媒作用のメカニズム

図:一般的な塩基触媒作用のメカニズム

貢献者と帰属

  • Henry Jakubowski教授(セントベネディクト大学/セントジョンズ大学)



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