Tabla de Contenidos
Phản ứng thủy phân là bất kỳ phản ứng hóa học nào trong đó một chất bị phân hủy thành hai chất đơn giản hơn bằng cách phản ứng với nước . Trên thực tế, từ thủy phân được tạo thành từ hydro-, có nghĩa là nước và -lysis, có nghĩa là vỡ, vì vậy thủy phân có nghĩa đen là “vỡ do tác động của nước”.
Một phản ứng thủy phân có thể được biểu diễn một cách tổng quát bằng phương trình hóa học sau:
Trong phương trình này, AB có thể đại diện cho bất kỳ hợp chất nào, cả ion và phân tử. Có thể thấy, sau phản ứng với nước, hợp chất AB bị đứt ra và mỗi phần trong hai phần (A và B) lại gắn với một trong hai phần của phân tử nước. Trong trường hợp này, A kết thúc liên kết với nhóm OH, trong khi B kết thúc liên kết với hydro khác.
Phản ứng nào có thể biểu diễn như đã trình bày ở trên được coi là phản ứng thủy phân. Tuy nhiên, cũng có những phản ứng thủy phân khác trong đó nước phá vỡ phân tử kia, chỉ nối một trong hai nửa.
Phản ứng thủy phân là phổ biến trong hóa học hữu cơ, trong hóa sinh và cả trong hóa học vô cơ . Các phản ứng thủy phân tiêu biểu trong các ngành hóa học này được trình bày dưới đây, cùng với các ví dụ cụ thể của từng loại.
Phản ứng thủy phân trong hóa học vô cơ
Nhiều hợp chất vô cơ phản ứng với nước theo cách tương tự như phản ứng trước đó. Một số ví dụ về các phản ứng thủy phân vô cơ là:
thủy phân axit
Khi bạn hòa tan một axit trong nước, nước sẽ phản ứng với nó để tạo thành bazơ liên hợp của axit và ion hydronium, như hình bên dưới. Tùy theo đó là axit mạnh hay yếu mà phản ứng này có thể thuận nghịch hoặc không.
Trong ví dụ cụ thể này, một nửa axit không gắn với một nửa nước như trong phản ứng thủy phân chung; tuy nhiên, không nghi ngờ gì nữa, nước đang bẻ đôi phân tử axit, vì vậy nó có thể được coi là quá trình thủy phân.
ví dụ
- Sự thủy phân hoặc phân ly axit của axit clohydric
- Sự thủy phân hoặc phân ly axit của axit axetic
Thủy phân muối axit
Muối vô cơ được hình thành do phản ứng của axit mạnh với bazơ yếu là ví dụ về muối axit. Những chất này khi hòa tan trong nước sẽ phản ứng bằng cách phân ly thông qua phản ứng thủy phân.
Ví dụ
- Quá trình thủy phân amoni clorua là một ví dụ về quá trình thủy phân muối axit.
Thủy phân muối bazơ
Những muối được hình thành bởi phản ứng giữa axit yếu và bazơ mạnh là những ví dụ về muối cơ bản. Chúng cũng thủy phân trong nước để tạo ra dung dịch kiềm.
ví dụ
- Thủy phân natri axetat.
- Thủy phân kali sunfua
Phản ứng thủy phân trong hóa học hữu cơ
Có một số loại phản ứng trong hóa học hữu cơ được coi là phản ứng thủy phân. Trên thực tế, các phản ứng thủy phân là phản ứng ngược lại hoặc ngược lại với các loại phản ứng ngưng tụ khác nhau, như hình dưới đây.
Phản ứng thủy phân dẫn xuất axit cacboxylic
Nhiều dẫn xuất của axit cacboxylic như este, amit, halogenua axit và anhydrit có thể trải qua các phản ứng thủy phân. Trong tất cả các trường hợp này, một trong những sản phẩm của phản ứng là một axit có chứa nhóm -OH của nước, trong khi nửa còn lại của phân tử luôn liên kết với hydro.
Ngoài những trường hợp này, ete còn có thể tham gia phản ứng thủy phân để tạo ra hai phân tử ancol. Quá trình thủy phân nitriles cũng dẫn đến việc sản xuất axit cacboxylic và có nhiều phản ứng hữu cơ khác được phân loại là phản ứng thủy phân.
Một số ví dụ điển hình của loại phản ứng này được trình bày dưới đây.
Ví dụ về các phản ứng thủy phân hữu cơ
- Thủy phân etyl axetat thu được sản phẩm là axit axetic và etanol.
- Thủy phân N-etylaxetamit cho sản phẩm là axit axetic và etanamin.
- Anhydrit propionic bị thủy phân để tạo ra hai phân tử axit propionic là sản phẩm.
- Thủy phân benzoyl clorua cho sản phẩm là axit benzoic và axit clohydric.
Phản ứng thủy phân sinh hóa (thủy phân bằng enzyme)
Các phản ứng sinh hóa tất nhiên là các phản ứng hữu cơ nên các phản ứng sinh hóa thủy phân thực chất cũng chính là các phản ứng mà chúng ta vừa đề cập. Tuy nhiên, quá trình thủy phân đặc biệt quan trọng trong trường hợp các phân tử quan trọng về mặt sinh học vì thực tế đơn giản là tất cả các phản ứng này xảy ra trong môi trường nước như dịch tế bào chất hoặc trong huyết tương. Các ví dụ về phản ứng thủy phân có tầm quan trọng sinh học thực sự là vô số.
Một trong những điểm khác biệt chính giữa các phản ứng thủy phân sinh hóa và các phản ứng thủy phân hữu cơ thông thường là các phản ứng sinh hóa chủ yếu được xúc tác bởi các loại enzyme khác nhau; đây không phải là trường hợp với các phản ứng thủy phân hữu cơ.
Ví dụ về thủy phân sinh hóa
- Để bắt đầu, phản ứng cung cấp năng lượng cho phần lớn các phản ứng sinh hóa khác là quá trình thủy phân phân tử adenosine triphosphate, hay ATP.
- Mặt khác, sự phân hủy protein thành axit amin tự do bao gồm sự phá vỡ các liên kết peptit, không gì khác hơn là phản ứng thủy phân của amit.
- Các ví dụ khác là quá trình thủy phân polysacarit để tạo ra oligosacarit ngắn hoặc monosacarit tự do, phá vỡ các phân tử DNA, nối RNA , phân hủy chất béo trung tính và nhiều hơn nữa.
Người giới thiệu
Carey, F., & Giuliano, R. (2014). Hóa học hữu cơ ( tái bản lần thứ 9 .). Madrid, Tây Ban Nha: McGraw-Hill Interamericana de España SL
Fernández. G. (nd). Thủy phân este bằng axit. Lấy từ https://www.quimicaorganica.org/esteres/448-hidrolisis-acida-de-esteres.html
Thủy phân (29/05/2017). Phục hồi từ https://todoenpolimeros.com/2017/05/29/hidrolisis/
Smith, MB, & March, J. (2001a). March’s Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure, 5th Edition (5th ed.). Hoboken, NJ: Wiley-Interscience.
