Producto (química)

Los productos son las especies que se forman a partir de reacciones químicas . ^[1] Durante una reacción química, los reactivos se transforman en productos después de pasar por un estado de transición de alta energía . Este proceso da como resultado el consumo de los reactivos. Puede ser una reacción espontánea o mediada por catalizadores que reducen la energía del estado de transición y por disolventes que proporcionan el entorno químico necesario para que tenga lugar la reacción. Cuando se representan en ecuaciones químicas, los productos se dibujan por convención en el lado derecho, incluso en el caso de reacciones reversibles . ^[2]Las propiedades de los productos, como sus energías, ayudan a determinar varias características de una reacción química, como si la reacción es exergónica o endergónica . Además, las propiedades de un producto pueden facilitar su extracción y purificación después de una reacción química, especialmente si el producto tiene un estado de materia diferente al de los reactivos. Los reactivos son materiales moleculares que se utilizan para crear reacciones químicas. Los átomos no se crean ni se destruyen. Los materiales son reactivos y los reactivos se reorganizan durante una reacción química. A continuación se muestra un ejemplo de reactivos: CH ₄ + O ₂ . Un no ejemplo es CO ₂ + H ₂ O o "energía".

Reacción espontánea

{\ displaystyle R \ rightarrow P}

Donde R es reactivo y P es producto.

Reacción catalizada

{\ Displaystyle R + C \ rightarrow P + C}

Donde R es reactivo, P es producto y C es catalizador.

Gran parte de la investigación química se centra en la síntesis y caracterización de productos beneficiosos, así como en la detección y eliminación de productos indeseables. Los químicos sintéticos se pueden subdividir en químicos de investigación que diseñan nuevos químicos y son pioneros en nuevos métodos para sintetizar químicos, así como químicos de procesos que aumentan la producción de químicos y la hacen más segura, ambientalmente sustentable y más eficiente. ^[3] Otros campos incluyen los químicos de productos naturales que aíslan productos creados por organismos vivos y luego caracterizan y estudian estos productos.

Determinación de reacción

Los productos de una reacción química influyen en varios aspectos de la reacción. Si los productos son más bajos en energía que los reactivos, entonces la reacción emitirá un exceso de energía, convirtiéndola en una reacción exergónica . Tales reacciones son termodinámicamente favorables y tienden a ocurrir por sí solas. Sin embargo, si la cinética de la reacción es lo suficientemente alta, la reacción puede ocurrir con demasiada lentitud para ser observada, o incluso no ocurrir en absoluto. Este es el caso de la conversión de diamante a grafito de menor energía a presión atmosférica; en tal reacción, el diamante se considera metaestable y no se observará que se convierta en grafito. ^[4]^[5]

Si los productos tienen más energía química que los reactivos, entonces la reacción requerirá energía para realizarse y, por lo tanto, es una reacción endergónica. Además, si el producto es menos estable que un reactivo, entonces la suposición de Leffler sostiene que el estado de transición se parecerá más al producto que al reactivo. ^[6] A veces, el producto diferirá significativamente del reactivo como para que se purifique fácilmente después de la reacción, como cuando un producto es insoluble y precipita de la solución mientras los reactivos permanecen disueltos.

Historia

Desde mediados del siglo XIX, los químicos se han preocupado cada vez más por sintetizar productos químicos. ^{[7] Las} disciplinas centradas en el aislamiento y caracterización de productos, como los químicos de productos naturales , siguen siendo importantes para el campo, y la combinación de sus contribuciones junto con los químicos sintéticos ha dado como resultado gran parte del marco a través del cual se entiende la química hoy en día. ^[7]

Gran parte de la química sintética se ocupa de la síntesis de nuevos productos químicos, como ocurre en el diseño y la creación de nuevos fármacos, así como del descubrimiento de nuevas técnicas sintéticas. A principios de la década de 2000 (década), aunque la química de procesos comenzó a emerger como un campo distinto de la química sintética centrado en ampliar la síntesis química a niveles industriales, así como en encontrar formas de hacer que estos procesos sean más eficientes, más seguros y ambientalmente responsables. ^[3]

Bioquímica

Conversión del azúcar disacárido lactosa (sustrato) en dos azúcares monosacáridos (productos) por la lactasa (enzima)

En bioquímica , las enzimas actúan como catalizadores biológicos para convertir el sustrato en producto. ^[8] Por ejemplo, los productos de la enzima lactasa son la galactosa y la glucosa , que se producen a partir del sustrato lactosa .

S+E\rightarrow P+E

Donde S es sustrato, P es producto y E es enzima.

Promiscuidad del producto

Algunas enzimas muestran una forma de promiscuidad en la que convierten un solo sustrato en múltiples productos diferentes. Ocurre cuando la reacción ocurre a través de un estado de transición de alta energía que puede resolverse en una variedad de productos químicos diferentes. ^[9]

Inhibición del producto

Algunas enzimas son inhibidas por el producto de su reacción que se une a la enzima y reduce su actividad. ^[10] Esto puede ser importante en la regulación del metabolismo como una forma de retroalimentación negativa que controla las vías metabólicas . ^[11] La inhibición del producto también es un tema importante en biotecnología , ya que superar este efecto puede aumentar el rendimiento de un producto. ^[12]

Referencias

^ McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [producto] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro" . Blackwell Scientific Publications, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
^ McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [ecuación de reacción química] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro") . Publicaciones científicas de Blackwell, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
^ a b Henry, Celia M. "DESARROLLO DE DROGAS" . Noticias de Química e Ingeniería . Consultado el 13 de septiembre de 2014 .
^ McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [diamante] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro") . Publicaciones científicas de Blackwell, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
^ McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [metaestabilidad] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro") . Publicaciones científicas de Blackwell, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
^ McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [metaestabilidad] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro") . Publicaciones científicas de Blackwell, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.
^ a b Sí, Brian J; Lim, Wendell A (2007). "Biología sintética: lecciones de la historia de la química orgánica sintética". Biología química de la naturaleza . 3 (9): 521–525. doi : 10.1038 / nchembio0907-521 . PMID 17710092 .
^ Cornish-Bowden, A (2 de septiembre de 2013). "Los orígenes de la cinética enzimática". Cartas FEBS . 587 (17): 2725–30. doi : 10.1016 / j.febslet.2013.06.009 . PMID 23791665 .
^ Yoshikuni, Y; Ferrin, TE; Keasling, JD (20 de abril de 2006). "Diseñado evolución divergente de la función enzimática". Naturaleza . 440 (7087): 1078–82. Código bibliográfico : 2006Natur.440.1078Y . doi : 10.1038 / nature04607 . PMID 16495946 .
^ Walter C, Frieden E (1963). La prevalencia e importancia del producto inhibidor de enzimas . Adv. Enzymol. Relat. Áreas Mol. Biol . Avances en enzimología y áreas relacionadas de la biología molecular. 25 . págs. 167–274. doi : 10.1002 / 9780470122709.ch4 . ISBN 978-0-470-12270-9. PMID 14149677 .
^ Hutson NJ, Kerbey AL, Randle PJ, Sugden PH (1979). "Regulación de la piruvato deshidrogenasa por acción de la insulina". Prog. Clin. Biol. Res . 31 : 707-19. PMID 231784 .
^ Schügerl K, Hubbuch J (2005). "Bioprocesos integrados". Curr. Opin. Microbiol . 8 (3): 294–300. doi : 10.1016 / j.mib.2005.01.002 . PMID 15939352 .

Ver también

Reacción química
- Sustrato
- Reactivo
  - Precursor
- Catalizador
- Enzima
- Producto
  - Derivado
Equilibrio químico
Segunda ley de la termodinámica

[1] McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [producto] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro" . Blackwell Scientific Publications, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.

[2] McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [ecuación de reacción química] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro") . Publicaciones científicas de Blackwell, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.

[PC-3] Henry, Celia M. "DESARROLLO DE DROGAS" . Noticias de Química e Ingeniería . Consultado el 13 de septiembre de 2014 .

[4] McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [diamante] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro") . Publicaciones científicas de Blackwell, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.

[5] McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [metaestabilidad] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro") . Publicaciones científicas de Blackwell, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.

[6] McNaught, AD; Wilkinson, A. (2006). [metaestabilidad] Compendio de terminología química, 2ª ed. (el "Libro de oro") . Publicaciones científicas de Blackwell, Oxford. doi : 10.1351 / goldbook . ISBN 978-0-9678550-9-7.

[NCB-7] Sí, Brian J; Lim, Wendell A (2007). "Biología sintética: lecciones de la historia de la química orgánica sintética". Biología química de la naturaleza . 3 (9): 521–525. doi : 10.1038 / nchembio0907-521 . PMID 17710092 .

[8] Cornish-Bowden, A (2 de septiembre de 2013). "Los orígenes de la cinética enzimática". Cartas FEBS . 587 (17): 2725–30. doi : 10.1016 / j.febslet.2013.06.009 . PMID 23791665 .

[9] Yoshikuni, Y; Ferrin, TE; Keasling, JD (20 de abril de 2006). "Diseñado evolución divergente de la función enzimática". Naturaleza . 440 (7087): 1078–82. Código bibliográfico : 2006Natur.440.1078Y . doi : 10.1038 / nature04607 . PMID 16495946 .

[10] Walter C, Frieden E (1963). La prevalencia e importancia del producto inhibidor de enzimas . Adv. Enzymol. Relat. Áreas Mol. Biol . Avances en enzimología y áreas relacionadas de la biología molecular. 25 . págs. 167–274. doi : 10.1002 / 9780470122709.ch4 . ISBN 978-0-470-12270-9. PMID 14149677 .

[11] Hutson NJ, Kerbey AL, Randle PJ, Sugden PH (1979). "Regulación de la piruvato deshidrogenasa por acción de la insulina". Prog. Clin. Biol. Res . 31 : 707-19. PMID 231784 .

[12] Schügerl K, Hubbuch J (2005). "Bioprocesos integrados". Curr. Opin. Microbiol . 8 (3): 294–300. doi : 10.1016 / j.mib.2005.01.002 . PMID 15939352 .

[1]