กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 7 นาที

ไฮโดรไลซิส

ไฮโดรไลซิส ( / h aɪ ˈ d r ɒ l ɪ s ɪ s / ; มาจากภาษากรีกโบราณhydro- ' น้ำ'และlysis ' แยกออก' ) คือปฏิกิริยาเคมี ใดๆ ที่โมเลกุลของน้ำทำลายพันธะเคมีหนึ่งพันธะหรือมากกว่านั้น...

ไฮโดรไลซิส

ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสทั่วไป (สัญลักษณ์ผลผลิตแบบ 2 ทางบ่งชี้ถึงสมดุลทางเคมีที่ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสและปฏิกิริยาควบแน่นสามารถย้อนกลับได้)

ไฮโดรไลซิส ( / h ˈ d r ɒ l ɪ s ɪ s / ; มาจากภาษากรีกโบราณhydro- ' น้ำ'และlysis ' แยกออก' ) คือปฏิกิริยาเคมี ใดๆ ที่โมเลกุลของน้ำทำลายพันธะเคมีหนึ่งพันธะหรือมากกว่านั้น คำนี้ใช้ในวงกว้างสำหรับ ปฏิกิริยา การแทนที่และการกำจัดซึ่งน้ำเป็นนิวคลีโอไฟล์[ 1 ]

การไฮโดรไลซิสทางชีวภาพคือการแตกตัวของโมเลกุลชีวภาพโดยที่โมเลกุลของน้ำถูกใช้ไปเพื่อแยกโมเลกุลขนาดใหญ่ออกเป็นส่วนประกอบ เมื่อคาร์โบไฮเดรตถูกย่อยสลายเป็นโมเลกุลน้ำตาลโดยไฮโดรไลซิส (เช่นซูโครสถูกย่อยสลายเป็นกลูโคสและฟรุกโตส ) กระบวนการนี้เรียกว่าการย่อยสลายเป็นน้ำตาล[ 2 ]

ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสอาจเป็นปฏิกิริยาย้อนกลับของการสังเคราะห์แบบดีไฮเดรชั่น ( ปฏิกิริยาควบแน่นชนิดหนึ่งโดยเฉพาะ) ซึ่งน้ำจะรวมโมเลกุลสองโมเลกุลเข้าด้วยกันเป็นโมเลกุลที่ใหญ่ขึ้นและขับโมเลกุลน้ำออกไป ดังนั้นไฮโดรไลซิสจึงเติมน้ำเพื่อสลายโมเลกุล ในขณะที่การควบแน่นจะรวมโมเลกุลเข้าด้วยกันโดยการกำจัดน้ำ[ 3 ]

ประเภท

ไฮโดรไลซิสเป็นกระบวนการทางเคมีที่โมเลกุลของน้ำเข้าไปทำปฏิกิริยากับสาร ทำให้ทั้งสารและโมเลกุลของน้ำแยกออกเป็นสองส่วน ในปฏิกิริยาดังกล่าว พันธะเคมีจะถูกทำลาย โดยส่วนหนึ่งของโมเลกุลเป้าหมาย (หรือโมเลกุลเดิม) จะได้รับไอออนไฮโดรเจนและอีกส่วนหนึ่งจะได้รับไฮดรอกไซด์ในสิ่งมีชีวิต ปฏิกิริยาทางชีวเคมีส่วนใหญ่ (รวมถึงไฮโดรไลซิสของ ATP) เกิดขึ้นภายใต้การเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์การเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ช่วยให้เกิดไฮโดรไลซิสของโปรตีน ไขมันน้ำมัน และคาร์โบไฮเดรต

เอสเทอร์และเอไมด์

การไฮโดรไลซิสของ เอสเทอร์และอะไมด์เกิดขึ้นผ่านการแทนที่อะซิลแบบนิวคลีโอ ฟิลิก โดยน้ำทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอฟิล (ตัวแทนที่แสวงหานิวเคลียส เช่น น้ำหรือไอออนไฮดรอกซิล) โจมตีคาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลของเอสเทอร์ หรือ อะไมด์ภายใต้ สภาวะที่ เป็นกรดหมู่คาร์บอนิลจะถูกกระตุ้นผ่านการโปรตอนทำให้สามารถโจมตีแบบนิวคลีโอฟิลิกโดยตรงด้วยน้ำได้[ 4 ]ในเบสที่เป็นน้ำ ไอออนไฮดรอกซิลเป็นนิวคลีโอฟิลที่ดีกว่าโมเลกุลที่มีขั้ว เช่น น้ำ เนื่องจากมีประจุลบอยู่ที่ออกซิเจน[ 5 ]และจึงโจมตีหมู่คาร์บอนิลโดยตรง[ 4 ]

เมื่อเกิดการไฮโดรไลซิส เอสเตอร์จะถูกแปลงเป็นกรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์[ 4 ] ในขณะที่อะไมด์จะถูกแปลงเป็นกรดคาร์บอกซิลิกและอะมีนหรือแอมโมเนีย (ซึ่งเมื่อมีกรดจะถูกแปลงเป็นเกลือ แอมโมเนียมทันที ) หมู่ออกซิเจนหนึ่งในสองหมู่บนกรดคาร์บอกซิลิกได้มาจากโมเลกุลของน้ำ และอะมีน/แอมโมเนียหรือแอลกอฮอล์จะได้รับไอออนไฮโดรเจน[ 4 ] [ 6 ]

ตัวอย่างที่เก่าแก่ที่สุดของการไฮโดรไลซิสเอสเทอร์ที่ใช้ในเชิงพาณิชย์คือการเกิดสบู่ (การสร้างสบู่ ) ซึ่งเป็นการไฮโดรไลซิสของไตรกลีเซอไรด์ (ไขมัน) ด้วยเบสในน้ำ เช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ในระหว่างกระบวนการกลีเซอรอลจะเกิดขึ้น และกรดไขมันจะทำปฏิกิริยากับเบส เปลี่ยนเป็นเกลือ เกลือเหล่านี้เรียกว่าสบู่ ซึ่งนิยมใช้ในครัวเรือน[ 7 ]ภายใต้สภาวะทางชีวภาพ ปฏิกิริยานี้จะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยไลเปสเพื่อย่อยไขมัน[ 4 ]โดยทำงานเมื่อถูกดูดซับที่ส่วนต่อประสานระหว่างน้ำมันกับน้ำ[ 8 ]เอสเตอเรสอื่นๆทำงานในน้ำ ทำหน้าที่ทางชีวภาพหลากหลาย

การประยุกต์ใช้ทางชีวภาพที่สำคัญของการไฮโดรไลซิสของอะไมด์คือการย่อยโปรตีนให้เป็นกรดอะมิโน โปรตีเอสซึ่งเป็นเอนไซม์ที่ช่วยในการย่อยอาหารโดยการทำให้เกิดการไฮโดรไลซิสของพันธะเปปไทด์ในโปรตีนจะเร่งปฏิกิริยาการไฮโดรไลซิสของพันธะเปปไทด์ในสายเปปไทด์[ 6 ]ปล่อยชิ้นส่วนโพลีเปปไทด์ที่มีความยาวสองถึงหกกรดอะมิโน จากนั้นชิ้นส่วนเหล่านั้นจะถูกย่อยสลายเป็นกรดอะมิโนเดี่ยวโดย คา ร์บอกซีเปปติเดสที่หลั่งออกมาจากตับอ่อน[ 9 ]

อย่างไรก็ตาม โปรตีเอสไม่ได้เร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของโปรตีนทุกชนิด การทำงานของมันมีความจำเพาะต่อโครงสร้างสามมิติ กล่าวคือ เฉพาะโปรตีนที่มีโครงสร้างสามมิติที่แน่นอนเท่านั้นที่จะถูกกำหนดเป้าหมาย เนื่องจากต้องมีแรงจัดเรียงบางอย่างเพื่อวางหมู่เอไมด์ในตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับการเร่งปฏิกิริยา การสัมผัสที่จำเป็นระหว่างเอนไซม์และสารตั้งต้น (โปรตีน) เกิดขึ้นเนื่องจากเอนไซม์พับตัวในลักษณะที่สร้างร่องซึ่งสารตั้งต้นจะพอดีเข้าไปได้ ร่องนั้นยังประกอบด้วยหมู่เร่งปฏิกิริยาด้วย ดังนั้น โปรตีนที่ไม่พอดีกับร่องจะไม่เกิดไฮโดรไลซิส ความจำเพาะนี้ช่วยรักษาความสมบูรณ์ของโปรตีนอื่นๆ เช่นฮอร์โมนและทำให้ระบบชีวภาพยังคงทำงานได้ตามปกติ

กลไกการไฮโดรไลซิสของเอไมด์โดยใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

พอลิเมอร์โพลีอะ ไมด์ หลายชนิดเช่นไนลอน 6,6จะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสเมื่อสัมผัสกับกรดแก่ กระบวนการนี้จะนำไปสู่การสลายตัวของพอลิเมอร์ด้วยเหตุนี้ ผลิตภัณฑ์ ไนลอนจึงแตกหักง่ายเมื่อสัมผัสกับน้ำที่เป็นกรดเพียงเล็กน้อยโพลีเอสเตอร์ก็มีความเสี่ยงต่อ ปฏิกิริยา การเสื่อมสภาพของพอลิเมอร์ ในลักษณะเดียวกัน ปัญหานี้เรียกว่าการ แตกร้าวจากความเครียดทางสิ่งแวดล้อม

เอทีพี

กระบวนการไฮโดรไลซิสเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญและการเก็บสะสมพลังงานเซลล์สิ่งมีชีวิตทุกเซลล์ต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อวัตถุประสงค์หลักสองประการ ได้แก่การสังเคราะห์โมเลกุลขนาดเล็กและขนาดใหญ่ และการขนส่งไอออนและโมเลกุลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ พลังงานที่ได้จากการออกซิเดชันของสารอาหารไม่ได้ถูกนำไปใช้โดยตรง แต่ผ่านลำดับปฏิกิริยาที่ซับซ้อนและยาวนาน จะถูกส่งไปยังโมเลกุลเก็บสะสมพลังงานพิเศษที่เรียกว่าอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) โมเลกุล ATP ประกอบด้วย พันธะ ไพโรฟอสเฟต (พันธะที่เกิดขึ้นเมื่อหน่วยฟอสเฟตสองหน่วยรวมกัน) ซึ่งจะปล่อยพลังงานเมื่อจำเป็น ATP สามารถเกิดไฮโดรไลซิสได้สองวิธี วิธีแรกคือ การกำจัดฟอสเฟตปลายสุดเพื่อสร้างอะดีโนซีนไดฟอสเฟต (ADP) และฟอสเฟต อนินทรีย์ โดยมีปฏิกิริยา:

ATP + H₂O ADP + Pi

ประการที่สอง คือการกำจัดไดฟอสเฟตที่ปลายสุดเพื่อให้ได้อะดีโนซีนโมโนฟอสเฟต (AMP) และไพโรฟอสเฟต ซึ่งโดยปกติแล้วไพโรฟอสเฟตจะถูกแยกออกเป็นฟอสเฟตสองโมเลกุลต่อไป ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาชีวสังเคราะห์ ซึ่งมักเกิดขึ้นเป็นลูกโซ่ และสามารถขับเคลื่อนไปในทิศทางของการสังเคราะห์ได้เมื่อพันธะฟอสเฟตเกิดการไฮโดรไลซิส

โพลีแซ็กคาไรด์

ซูโครสพันธะไกลโคไซด์แสดงด้วยอะตอมออกซิเจนตรงกลาง ซึ่งยึดหน่วยโมโนแซ็กคาไรด์สองหน่วยเข้าด้วยกัน

โมโนแซ็กคาไรด์สามารถเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคไซด์ซึ่งสามารถถูกแยกออกได้ด้วยกระบวนการไฮโดรไลซิส โมโนแซ็กคาไรด์สอง สาม หลาย หรือจำนวนมากที่เชื่อมต่อกันด้วยวิธีนี้จะ ก่อให้เกิดไดแซ็กคาไรด์ ไตรแซ็ กคาไรด์โอลิโกแซ็กคาไรด์หรือพอลิแซ็กคาไรด์ตามลำดับ เอนไซม์ที่ไฮโดรไลซ์พันธะไกลโคไซด์เรียกว่า " ไกลโคไซด์ไฮโดรเลส " หรือ "ไกลโคซิเดส"

ไดแซ็กคาไรด์ที่รู้จักกันดีที่สุดคือซูโครส (น้ำตาลทราย) การไฮโดรไลซิสของซูโครสจะให้กลูโคสและฟรุกโตสอินเวอร์เทสเป็นซูเครสที่ใช้ในอุตสาหกรรมสำหรับการไฮโดรไลซิสของซูโครสเป็นน้ำตาลอินเวอร์ต แลเทสมีความสำคัญต่อการย่อยแลคโตสในนม ผู้ใหญ่หลายคนไม่ผลิตแลคเทสและไม่สามารถย่อยแลคโตสในนม ได้ [ 10 ]

การไฮโดรไลซิสของพอลิแซ็กคาไรด์เป็นน้ำตาลที่ละลายได้สามารถเรียกว่าการแซ็กคาริฟิ เคชัน ได้[ 2 ]มอลต์ที่ทำจากข้าวบาร์เลย์ใช้เป็นแหล่งของ β-อะไมเลสเพื่อย่อยสลายแป้งให้เป็นมอลโทสซึ่งเป็นไดแซ็กคาไรด์ซึ่งยีสต์สามารถนำไปใช้ในการผลิตเบียร์ ได้ เอนไซม์ อะไมเลสอื่นๆอาจเปลี่ยนแป้งให้เป็นกลูโคสหรือโอลิโกแซ็กคาไรด์ เซลลูโลสจะถูกไฮโดรไลซิสเป็นเซลโลไบโอสโดยเซลลูเลสก่อนจากนั้นเซลโลไบโอสจะถูกไฮโดรไลซิสต่อไปเป็นกลูโคสโดยเบต้า-กลูโคซิเดส สัตว์เคี้ยวเอื้องเช่นวัวสามารถไฮโดรไลซิสเซลลูโลสเป็นเซลโลไบโอสและจากนั้นเป็นกลูโคสได้เนื่องจาก แบคทีเรีย ที่อยู่ร่วมกันซึ่งผลิตเซลลูเลส[ 11 ]

ดีเอ็นเอ

การไฮโดรไลซิสของDNAเกิดขึ้นในอัตราที่สำคัญในร่างกาย[ 12 ]ตัวอย่างเช่น มีการประมาณการว่าในแต่ละเซลล์ของมนุษย์ เบสพิ รีนของ DNA จำนวน 2,000 ถึง 10,000 ตัวจะหมุนเวียนทุกวันเนื่องจากการกำจัดพิวรีนด้วยไฮโดรไลซิส และสิ่งนี้ส่วนใหญ่จะถูกต่อต้านโดยกระบวนการซ่อมแซม DNA ที่รวดเร็วเฉพาะ [ 12 ]ความเสียหายของ DNA จากไฮโดรไลซิสที่ไม่ได้รับการซ่อมแซมอย่างถูกต้องอาจมีส่วนทำให้เกิดมะเร็งและการแก่ชรา[ 12 ]

ไอออนโลหะในน้ำ

ไอออนโลหะเป็นกรดลูอิสและในสารละลายในน้ำ ไอออนโลหะจะก่อตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนอะควาของโลหะที่มีสูตรทั่วไปM(H 2 O) n m + [ 13 ] [ 14 ]ไอออนอะควาจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสในระดับมากหรือน้อย ขั้นตอนการไฮโดรไลซิสขั้นแรกโดยทั่วไปจะแสดง ดังนี้

M(H 2 O) n m+ + H 2 O ⇌ M(H 2 O) n−1 (OH) (m−1)+ + H 3 O +

ดังนั้นไอออนบวก ในน้ำ จึงมีพฤติกรรมเหมือนกรดตามทฤษฎีกรด-เบสของบรอนสเตด-โลว์รีผลกระทบนี้สามารถอธิบายได้ง่ายๆ โดยพิจารณาจากผลเหนี่ยวนำของไอออนโลหะที่มีประจุบวก ซึ่งจะทำให้ พันธะ O−Hของโมเลกุลน้ำที่เกาะอยู่มีความอ่อนลง ทำให้การปลดปล่อยโปรตอนเกิดขึ้นได้ค่อนข้างง่าย

ค่าคงที่การแตกตัว pK aสำหรับปฏิกิริยานี้มีความสัมพันธ์เชิงเส้นกับอัตราส่วนประจุต่อขนาดของไอออนโลหะโดยประมาณ[ 15 ]ไอออนที่มีประจุต่ำ เช่นNa +เป็นกรดอ่อนมากที่มีการไฮโดรไลซิสแทบจะไม่สามารถสังเกตได้ ไอออนสองวาเลนต์ขนาดใหญ่ เช่นCa 2+ , Zn 2+ , Sn 2+และPb 2+มีค่า pK aตั้งแต่ 6 ขึ้นไปและโดยปกติจะไม่จัดเป็นกรด แต่ไอออนสองวาเลนต์ขนาดเล็ก เช่นBe 2+จะเกิดการไฮโดรไลซิสอย่างกว้างขวาง ไอออนสามวาเลนต์ เช่นAl 3+และFe 3+เป็นกรดอ่อนที่มีค่า pK aใกล้เคียงกับกรดอะซิติกสารละลายของเกลือ เช่นBeCl 2หรือAl(NO 3 ) 3ในน้ำมีฤทธิ์เป็นกรด อย่างเห็นได้ชัด การไฮโดรไลซิสสามารถยับยั้งได้โดยการเติมกรด เช่นกรดไนตริกทำให้สารละลายมีฤทธิ์เป็นกรดมากขึ้น

การไฮโดรไลซิสอาจดำเนินต่อไปเกินกว่าขั้นตอนแรก โดยมักจะมีการก่อตัวของสปีชีส์โพลีนิวเคลียร์ผ่านกระบวนการโอเลชัน [ 15 ] ปีชี ส์ "แปลกใหม่" บางชนิด เช่นSn 3 (OH)2+4[ 16 ]มีลักษณะเฉพาะที่ดี การไฮโดรไลซิสมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นเมื่อค่า pHสูงขึ้น ซึ่งในหลายกรณีจะนำไปสู่การตกตะกอนของไฮดรอกไซด์ เช่นAl(OH) 3หรือAlO(OH)สารเหล่านี้ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของบอกไซต์เรียกว่าลาเทอไรต์และเกิดขึ้นจากการชะล้างไอออนส่วนใหญ่ที่ไม่ใช่อะลูมิเนียมและเหล็กออกจากหิน และตามด้วยการไฮโดรไลซิสของอะลูมิเนียมและเหล็กที่เหลืออยู่

กลยุทธ์เชิงกลไก

อะซีทัลอิมินและอีนามินสามารถเปลี่ยนกลับเป็นคีโตน ได้ โดยการบำบัดด้วยน้ำส่วนเกินภายใต้สภาวะเร่งปฏิกิริยาด้วยกรด: RO·OR−H 3 O−O ; NR·H 3 O−O ; RNR−H 3 O−O . [ 17 ]

การเร่งปฏิกิริยา

การไฮโดรไลซิสด้วยกรด

การเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดสามารถนำไปใช้กับการไฮโดรไลซิสได้[ 18 ] ตัวอย่างเช่น ในการเปลี่ยนเซลลูโลสหรือแป้งเป็นกลูโคส[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]กรดคาร์บอกซิลิกสามารถผลิตได้จากการไฮโดรไลซิสด้วยกรดของเอสเทอร์[ 22 ]

กรดจะเร่งปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของไนไตรล์เป็นอะไมด์ โดยทั่วไปแล้ว ไฮโดรไลซิส ด้วยกรด ไม่ได้หมายถึงการเติมน้ำที่เร่งปฏิกิริยาด้วยกรดไปยังพันธะคู่หรือพันธะสามโดยการเติมอิเล็กโทรฟิลิกซึ่งอาจเกิดจากปฏิกิริยาไฮเดร ชั่น ไฮ โดรไลซิสด้วยกรดใช้ในการเตรียมโมโนแซ็กคาไรด์โดยใช้กรดแร่แต่มีการใช้ กรดฟอร์มิกและ กรดไตรฟลูออโรอะซิติก ด้วย [ 23 ]

การไฮโดรไลซิสด้วยกรดสามารถนำมาใช้ในการเตรียมวัสดุเซลลูโลส เพื่อตัดพันธะระหว่างสายโซ่ในเฮมิเซลลูโลสและเซลลูโลส[ 24 ]

การไฮโดรไลซิสแบบด่าง

การไฮโดรไลซิสแบบด่างมักหมายถึงปฏิกิริยา การแทนที่แบบนิวคลีโอ ฟิลิก ประเภทหนึ่งซึ่งนิวคลีโอไฟล์ ที่เข้าโจมตี คือ ไอออนไฮดรอกไซด์ ประเภทที่รู้จักกันดีที่สุดคือการเกิดสบู่ : การแยกเอสเทอร์ออกเป็น เกลือคาร์ บอกซิเลตและแอลกอฮอล์ในการ ไฮโดรไลซิสของ เอสเทอร์ นิวคลีโอไฟล์ไอออนไฮดรอกไซด์จะเข้าโจมตี คาร์ บอนิลคาร์บอนกลไกนี้ได้รับการสนับสนุนจาก การทดลอง ติดฉลากไอโซโทปตัวอย่างเช่น เมื่อเอทิลโพรพิโอเนต ที่มีกลุ่มเอทอกซีที่ติดฉลาก ด้วยออกซิเจน-18ถูกบำบัดด้วยโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ออกซิเจน-18 จะหายไปอย่างสมบูรณ์จาก ผลิตภัณฑ์ โซเดียมโพรพิโอเนตและพบเฉพาะในเอทานอลที่เกิดขึ้น เท่านั้น [ 25 ]

การทำปฏิกิริยาระหว่างเอทิลโพรพิโอเนตที่ติดฉลากไอโซโทปกับโซเดียมไฮดรอกไซด์พิสูจน์กลไกที่เสนอไว้สำหรับการแทนที่อะซิลแบบนิวคลีโอฟิลิก

ปฏิกิริยานี้มักใช้ในการละลายสารอินทรีย์ที่เป็นของแข็งน้ำยาทำความสะอาดท่อระบายน้ำใช้ประโยชน์จากวิธีการนี้ในการละลายเส้นผมและไขมันในท่อ นอกจากนี้ยังใช้ปฏิกิริยานี้ในการกำจัดซากศพมนุษย์และสัตว์อื่นๆเป็นทางเลือกแทนการฝังหรือเผาแบบดั้งเดิม

การไฮโดรไลซิสวิกฤตยิ่งยวด

การไฮโดรไลซิสแบบวิกฤตยิ่งยวดเป็น กระบวนการ ทางวิศวกรรมเคมีที่สามารถใช้ น้ำใน สถานะวิกฤตยิ่งยวด เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาต่างๆ ได้ภายในไม่กี่วินาที เพื่อให้สามารถรับมือกับเวลาปฏิกิริยาที่สั้นมากในระดับอุตสาหกรรม กระบวนการนี้ควรเป็น แบบต่อเนื่องความต่อเนื่องนี้ช่วยให้อัตราส่วนของปริมาณน้ำต่อสารตั้งต้นอื่นๆ น้อยกว่าหนึ่ง ซึ่งช่วยลดพลังงานที่จำเป็นในการให้ความร้อนแก่น้ำให้สูงกว่า 374 °C (705 °F) ซึ่งเป็นอุณหภูมิวิกฤตการประยุกต์ใช้กระบวนการนี้กับชีวมวลทำให้ได้น้ำตาลโมโนแซ็กคาไรด์ในปริมาณเกือบสมบูรณ์โดยการไฮโดรไลซิสแบบวิกฤตยิ่งยวดของพอลิแซ็กคาไรด์ที่เป็นส่วนประกอบ ส่วนประกอบ พอลิเมอร์ฟี นอล ของชีวมวล ซึ่งโดยทั่วไปแล้วมีลิกนิน เป็นตัวอย่าง จะถูกแปลงเป็นของเหลวผสมที่ไม่ละลายน้ำของฟีนอล โมเลกุลต่ำ ( โมโนเมอไรเซชัน ) [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

บริษัทเอกชน Renmatix ซึ่งตั้งอยู่ในเมืองคิงออฟพรัสเซีย รัฐเพนซิลเวเนียได้พัฒนาเทคโนโลยีไฮโดรไลซิสแบบซูเปอร์คริติคอลเพื่อเปลี่ยนวัตถุดิบชีวมวลที่ไม่ใช่พืชอาหารหลากหลายชนิดให้เป็นน้ำตาลเซลลูโลสสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมชีวเคมีและเชื้อเพลิงชีวภาพ บริษัทมีโรงงานสาธิตในรัฐจอร์เจีย ซึ่งปัจจุบันสามารถแปรรูปชีวมวลไม้เนื้อแข็งแห้งได้วันละ 3 ตันให้เป็นน้ำตาลเซลลูโลส ในออสเตรเลีย หน่วยงานที่ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาลชื่อ Licella ก็กำลังแปรรูปขี้เลื่อยในลักษณะเดียวกัน กระบวนการทั้งสองต้องใช้น้ำในอัตราส่วนสูงเมื่อเทียบกับปริมาณวัตถุดิบ การสิ้นเปลืองพลังงานนี้สามารถหลีกเลี่ยงได้โดยการใช้เครื่องอัดรีดแบบพลาสติก ซึ่งชีวมวลที่เป็นของแข็งแต่เปียกจะถูกลำเลียงไปยังโซนปฏิกิริยาขนาดเล็กที่ให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำ ดังที่แสดงโดย Xtrudx Technologies Inc จากเมืองซีแอตเติล

การไฮโดรไลซิสในสภาวะวิกฤตยิ่งยวดสามารถพิจารณาได้ว่าเป็น กระบวนการ ทางเคมีสีเขียวที่ ประยุกต์ใช้ได้อย่างกว้างขวาง ซึ่งใช้ประโยชน์จากน้ำในหลายบทบาทพร้อมกัน ทั้งเป็นตัวกลางในการถ่ายเทความร้อน ตัวทำละลายสารตั้งต้นแหล่งกำเนิดไฮโดรเจน และส่วนประกอบในการลดถ่าน

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

สิทธิบัตรสำหรับการไฮโดรไลซิสในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด ได้แก่:

  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 7,955,508 ลงวันที่ 11 มิถุนายน 2554
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาเลขที่ 8,057,666 ลงวันที่ 15 พฤศจิกายน 2011
  • สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาเลขที่ 8.890,143 ลงวันที่ 17 มีนาคม 2015
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hydrolysis&oldid=1360026825 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไฮโดรไลซิส

ไฮโดรไลซิส ( / h aɪ ˈ d r ɒ l ɪ s ɪ s / ; มาจากภาษากรีกโบราณhydro- ' น้ำ'และlysis ' แยกออก' ) คือปฏิกิริยาเคมี ใดๆ ที่โมเลกุลของน้ำทำลายพันธะเคมีหนึ่งพันธะหรือมากกว่านั้น...

ประเภท

ไฮโดรไลซิสเป็นกระบวนการทางเคมีที่โมเลกุลของน้ำเข้าไปทำปฏิกิริยากับสาร ทำให้ทั้งสารและโมเลกุลของน้ำแยกออกเป็นสองส่วน ในปฏิกิริยาดังกล่าว พันธะเคมีจะถูกทำลาย โดยส่วนหนึ่งของโมเลกุลเป้าหมาย (หรือโมเลกุลเดิม) จะได้รับ ไอออนไฮโดรเจน และอีกส่วนหนึ่งจะได้รับ...

เอสเทอร์และเอไมด์

การไฮโดรไลซิสของ เอสเทอร์ และ อะไมด์ เกิดขึ้นผ่าน การแทนที่อะซิลแบบนิวคลี โอ ฟิลิก โดยน้ำทำหน้าที่เป็น นิวคลีโอฟิล (ตัวแทนที่แสวงหานิวเคลียส เช่น น้ำหรือไอออนไฮดรอกซิล) โจมตีคาร์บอนของ หมู่คาร์บอนิล ของ เอสเทอร์ หรือ อะไมด์ ภายใต้ สภาวะที่ เป็นกรด...

เอทีพี

กระบวนการไฮโดรไลซิสเกี่ยวข้องกับ การเผาผลาญและการเก็บสะสมพลังงาน เซลล์สิ่งมีชีวิตทุกเซลล์ต้องการพลังงานอย่างต่อเนื่องเพื่อวัตถุประสงค์หลักสองประการ ได้แก่ การสังเคราะห์ โมเลกุลขนาดเล็กและขนาดใหญ่ และการขนส่งไอออนและโมเลกุลผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ พลังงานที่ได้จาก...