Protonierung - Protonation

In der Chemie ist Protonierung (oder Hydronation ) das Hinzufügen eines Protons (oder Hydrons oder Wasserstoffkations), (H + ) zu einem Atom , Molekül oder Ion , wodurch eine konjugierte Säure gebildet wird . (Der komplementäre Prozess, wenn ein Proton aus einer Brønsted-Lowry-Säure entfernt wird, ist die Deprotonierung .) Einige Beispiele umfassen

Die Protonierung ist eine grundlegende chemische Reaktion und ein Schritt in vielen stöchiometrischen und katalytischen Prozessen . Einige Ionen und Moleküle können mehr als eine Protonierung durchlaufen und werden als polybasisch bezeichnet, was für viele biologische Makromoleküle gilt . Protonierung und Deprotonierung (Entfernung eines Protons) treten bei den meisten Säure-Base-Reaktionen auf ; sie sind der Kern der meisten Säure-Base-Reaktionstheorien. Eine Brønsted-Lowry-Säure ist definiert als eine chemische Substanz , die eine andere Substanz protoniert. Bei der Protonierung eines Substrats erhöhen sich die Masse und die Ladung der Spezies jeweils um eine Einheit, was dies zu einem wesentlichen Schritt in bestimmten analytischen Verfahren wie der Elektrospray- Massenspektrometrie macht . Das Protonieren oder Deprotonieren eines Moleküls oder Ions kann viele andere chemische Eigenschaften ändern, nicht nur die Ladung und Masse, beispielsweise können sich Löslichkeit , Hydrophilie , Reduktionspotential und optische Eigenschaften ändern.

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Protonierungen erfolgen oft schnell, teilweise wegen der hohen Mobilität der Protonen in vielen Lösungsmitteln. Die Rate der Protonierung wird auf den im Zusammenhang Acidität der protonierenden Spezies: Protonierung durch schwache Säuren ist langsamer als Protonierung der gleichen Basis von starken Säuren . Die Protonierungs- und Deprotonierungsgeschwindigkeiten können besonders langsam sein, wenn die Protonierung signifikante Strukturänderungen induziert.

Reversibilität und Katalyse

Die Protonierung ist normalerweise reversibel, und die Struktur und Bindung der konjugierten Base bleiben normalerweise bei der Protonierung unverändert. In einigen Fällen jedoch Protonierung induziert Isomerisierung , beispielsweise cis - Alkene können umgewandelt werden in trans - Alkenen einer katalytischen Menge Protonierungsmittel verwenden. Viele Enzyme, wie die Serinhydrolasen , funktionieren nach Mechanismen, die eine reversible Protonierung von Substraten beinhalten.

Siehe auch

Verweise