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加水分解反応は、物質が水と反応することによって 2 つの単純な物質に分解される化学反応です。実際、加水分解という言葉は、水を意味するヒドロ-と破裂を意味する-リシスで構成されているため、加水分解は文字通り「水の作用による破裂」を意味します.
加水分解反応は、一般的に次の化学式で表すことができます。
この方程式では、AB は、イオン性と分子性の両方の任意の化合物を表すことができます。図からわかるように、水との反応後、化合物 AB が壊れ、2 つの部分 (A と B) のそれぞれが水分子の 2 つの部分の 1 つに結合します。この場合、A は OH 基と結合し、B は他の水素と結合します。
上記のように表すことができる反応は、加水分解反応と見なされます。ただし、水が他の分子を分解し、2 つの半分のうちの 1 つだけを結合する他の加水分解反応もあります。
加水分解反応は、有機化学、生化学、および無機化学でも一般的です。これらの化学分野における代表的な加水分解反応を、それぞれの具体例とともに以下に示します。
無機化学における加水分解反応
多くの無機化合物は、前の反応と同様の方法で水と反応します。無機加水分解反応のいくつかの例は次のとおりです。
酸加水分解
酸を水に溶かすと、水が酸と反応して、以下に示すように、酸とヒドロニウム イオンの共役塩基が形成されます。強酸か弱酸かに応じて、この反応は可逆的である場合と可逆的でない場合があります。
この特定の例では、一般的な加水分解反応のように、酸の半分が水の半分に結合していません。ただし、水が酸分子を 2 つに分解していることは疑いの余地がないため、加水分解と見なすことができます。
例
- 塩酸の加水分解または酸解離
- 酢酸の加水分解または酸解離
酸性塩の加水分解
強酸と弱塩基との反応によって形成される無機塩は、酸性塩の例です。これらは水に溶けると加水分解反応により解離する。
例
- 塩化アンモニウムの加水分解は酸塩の加水分解の一例です。
塩基性塩の加水分解
弱酸と強塩基の間の反応によって形成される塩は、塩基性塩の例です。これらも水中で加水分解してアルカリ溶液を生成します。
例
- 酢酸ナトリウムの加水分解。
- 硫化カリウムの加水分解
有機化学における加水分解反応
加水分解反応と見なされる有機化学の反応にはいくつかの種類があります。実際には、加水分解反応は、以下に示すように、さまざまなタイプの縮合反応の逆または逆の反応です。
カルボン酸誘導体の加水分解反応
エステル、アミド、酸ハロゲン化物、無水物などのカルボン酸の多くの誘導体は、加水分解反応を受ける可能性があります。これらすべての場合において、反応生成物の 1 つは水の -OH 基を含む酸であり、分子の残りの半分は常に水素に結合します。
これらの場合に加えて、エーテルは加水分解反応を経て 2 つのアルコール分子を生成することもあります。ニトリルの加水分解もカルボン酸の生成につながり、加水分解反応として分類される他の多くの有機反応があります。
このクラスの反応のいくつかの典型的な例を以下に示します。
有機加水分解反応の例
- 酢酸エチルを加水分解すると、 酢酸とエタノールが生成物として得られます。
- N-エチルアセトアミドを加水分解すると、酢酸とエタンアミンが生成物として得られます。
- プロピオン酸無水物は加水分解され、生成物としてプロピオン酸 2 分子が得られます。
- 塩化ベンゾイルを加水分解すると、安息香酸と塩酸が生成物として得られます。
生化学的加水分解反応（酵素加水分解）
生化学反応はもちろん有機反応ですので、加水分解という生化学反応は、まさに今申し上げたのと同じ反応です。しかし、生物学的に重要な分子の場合、これらすべての反応がサイトゾルや血漿などの水性媒体で起こるという単純な事実から、加水分解は特に重要です。生物学的に重要な加水分解反応の例は、実に数え切れないほどあります。
生化学的加水分解反応と一般的な有機加水分解反応の主な違いの 1 つは、生化学的加水分解反応は主に異なるクラスの酵素によって触媒されることです。これは、有機加水分解反応には当てはまりません。
生化学的加水分解の例
- まず第一に、他の生化学反応の大部分にエネルギーを提供する反応は、分子アデノシン三リン酸 (ATP) の加水分解です。
- 一方、遊離アミノ酸へのタンパク質の分解は、アミドの加水分解反応にすぎないペプチド結合の切断から成ります。
- 他の例としては、短いオリゴ糖または遊離単糖を生成するための多糖の加水分解、DNA 分子の切断、RNA のスプライシング、トリグリセリドの分解などがあります。
参考文献
Carey, F. & Giuliano, R. (2014). 有機化学（第9版）。マドリッド、スペイン: マグロウヒル インターアメリカーナ デ エスパーニャ SL
フェルナンデス。G.（nd）。エステルの酸加水分解。https://www.quimicaorganica.org/esteres/448-hidrolisis-acida-de-esteres.htmlから取得
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Smith、MB、およびMarch、J.（2001a）。3 月の Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure、第 5 版(第 5 版)。ニュージャージー州ホーボーケン: Wiley-Interscience。
