VO Organische Chemie in der molekularen Biologie I

VO Organische Chemie I 8. Alkane
abläuft (z.B. ist ein Gemisch von Methan und Luft bei Zimmertemperatur unveränderlich).
Das liegt daran, dass in jeder chemischen
Reaktion die Edukte miteinander in
Wechselwirkung treten müssen, wofür eine
gewisse Mindestenergie erforderlich ist:
A + B müssen einen aktivierten Komplex
(AB) * (= energiereicherer Zustand) erreichen
d.h. ein Energieberg muss überwunden
werden, die Aktivierungsenergie Ea oder G * (s. Abb. rechts).
Die Reaktionsgeschwindigkeit ergibt sich aus der Gleichung
v = K[A][B] ([A], [B]: Konzentration von A bzw. B; K : Geschwindigkeitskonstante).
v ist proportional den Konzentrationen, weil bei höherer Konzentration mehr Zusammenstöße
zwischen den Molekülen stattfinden.
*
ΔG
In der Geschwindigkeitskonstante K steckt die Aktivierungsenergie: K = K'
exp( − ) .
RT
Je größer G * und je niedriger die Temperatur, umso kleiner K d.h. die Aktivierungsenergie
ist für den Ablauf einer chemischen Reaktion eine ganz entscheidende Größe. Wenn G *
riesig groß ist, wird eine solche Reaktion bei Zimmertemperatur nicht oder mit unmessbar
kleiner Geschwindigkeit ablaufen.
Es gibt also zwei Arten eines stabilen Gleichgewichts:
1. Die freie Enthalpie der Edukte ist kleiner als diejenige der
Produkte => thermodynamisch stabil
2. G Der Edukte ist zwar größer als G der Produkte, allerdings
muss zuerst eine Aktivierungsenergie überwunden werden
=> kinetisch stabil oder metastabil
Sämtliche biologischen Systeme sind metastabil, weil sie bei
genügend hoher Energie verbrennen würden!
Halogenierung
allg. R–H + X2 => R–X + HX (R: Alkylgruppe; X: Halogen = Fluor, Chlor, Brom, Iod).
Die Halogenierung ist ein Bespiel für eine Substitutionsreaktion (lat. substituere = ersetzen),
bei der ein oder mehrere H-Atome des Alkans durch ein Halogenatom ersetzt wird.
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G
A + B
(AB) *
Ea = G *
C + D
G
Reaktionskoordinate
G
G
A + B
A + B
C + D
C + D