酸堿催化反應英文解釋翻譯、酸堿催化反應的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 acid-base catalyzed reaction

分詞翻譯：

酸的英語翻譯：

acerbity; ache; acid; grieved; pedantic; sour; tartness
【化】 acid
【醫】 acidum

堿的英語翻譯：

alkali; soda
【化】 alkali; base

催化反應的英語翻譯：

【化】 catalytic reaction

專業解析

酸堿催化反應（Acid-Base Catalysis）是指通過酸或堿作為催化劑，提供或接受質子（H⁺），從而加速化學反應的過程。該概念在化學和生物化學中至關重要，尤其在酶催化反應中廣泛應用。

一、核心概念與漢英對照

酸堿催化（Acid-Base Catalysis）：催化劑通過質子供體（酸）或質子受體（堿）功能參與反應。
- 酸催化（Acid Catalysis）：催化劑提供質子（H⁺）給反應物，穩定過渡态或生成高活性中間體，降低反應活化能。例如酯的水解（RCOOR' + H₂O → RCOOH + R'OH）常被酸催化。
- 堿催化（Base Catalysis）：催化劑接受反應物的質子，生成親核性更強的物種（如醇鹽離子 RO⁻）進攻底物。例如酮的鹵仿反應（CH₃COR + X₂ → CHX₃ + RCOO⁻）常被堿催化。
- 廣義酸堿催化（General Acid-Base Catalysis）：催化作用由溶液中任何能提供/接受質子的布朗斯特酸/堿完成（不限于 H⁺ 或 OH⁻）。這是酶催化中最常見的形式。

二、反應機制與原理

酸堿催化通過改變反應路徑實現加速：

降低活化能：酸或堿催化劑通過穩定反應過渡态（如形成穩定的碳正離子、烯醇鹽中間體）或生成更具反應性的親電/親核物種，顯著降低反應所需的活化能。
質子轉移（Proton Transfer）：這是酸堿催化的核心步驟。酸催化涉及催化劑向底物供質子（AH + S → A⁻ + SH⁺）；堿催化涉及催化劑從底物奪質子（B + SH → BH⁺ + S⁻）。質子轉移改變了底物的電子分布和反應性。
協同催化：許多反應（如酰胺水解）需要酸和堿同時作用，分别活化底物的不同部分（如羰基氧質子化和親核試劑去質子化）。

三、實際應用與重要性

化學合成：廣泛用于有機合成，如酯化、水解、縮合、重排等反應。
生物化學（酶催化）：絕大多數酶利用其活性位點的氨基酸側鍊（如 Asp, Glu, His, Cys, Tyr, Lys）作為廣義酸堿催化劑，實現高效、專一的生物轉化。例如，溶菌酶水解細菌細胞壁肽聚糖的關鍵步驟涉及 Glu35（廣義酸）和 Asp52（穩定碳正離子中間體）的協同作用。
工業催化：固體酸堿催化劑（如沸石、金屬氧化物）在石油煉制（裂化、異構化）、化工生産（如異丙苯法生産苯酚丙酮）中不可或缺。

權威參考資料

IUPAC 金皮書（物理化學術語）：提供酸堿催化的标準定義與分類（https://goldbook.iupac.org/）。
《物理有機化學》（Anslyn & Dougherty）：詳細闡述酸堿催化機理與動力學（參考 Chapter 8: Acid and Base Catalysis）。
《生物化學》（Lehninger Principles of Biochemistry）：解析酶促反應中的酸堿催化機制（參考 Chapter 6: Enzymes）。
《美國化學會志》（JACS）相關研究論文：報道酸堿催化在合成與機理研究中的前沿進展（可通過 ACS Publications 數據庫檢索）。

網絡擴展解釋

酸堿催化反應是指通過酸或堿催化劑加速化學反應的過程，其核心機制涉及質子（H⁺）或電子對的轉移，以降低反應活化能、穩定過渡态。以下是詳細解釋：

1.定義與分類

基本概念：酸堿催化反應分為質子酸堿催化（Brønsted酸堿）和電子對酸堿催化（Lewis酸堿）。前者通過質子轉移實現，後者通過電子對的接受或給予完成。
特殊酸堿催化：僅由H⁺（酸）或OH⁻（堿）直接參與催化，如強酸強堿溶液中的反應。
一般酸堿催化：除H⁺/OH⁻外，還包括其他弱酸弱堿（如氨基酸殘基、金屬氧化物）的催化作用。

2.作用機制

質子轉移：酸催化劑提供質子給反應物，或堿催化劑接受質子，形成穩定中間體，降低過渡态能量。例如，酶催化中的His殘基可通過質子傳遞加速反應。
電子對轉移：Lewis酸（如AlCl₃）接受電子對，Lewis堿提供電子對，活化反應物。例如，AlCl₃催化烷基化反應時與Cl⁻結合形成活性中間體。

3.催化劑類型

固體酸催化劑：如分子篩、硫酸鹽型催化劑，廣泛應用于石油裂化、烯烴聚合等工業反應。
生物酶催化劑：酶活性中心的Glu、Asp（酸性）、Lys、His（堿性）等氨基酸殘基通過質子傳遞實現高效催化。

4.應用領域

工業領域：石油煉制中的催化裂化、芳烴烷基化等，酸催化劑占比超過70%。
生物化學：酶的酸堿催化是代謝反應的核心機制，如水解酶通過廣義酸堿催化分解底物。

5.特點與優勢

高效性：通過穩定過渡态顯著降低反應所需能量，常溫常壓下即可進行。
選擇性：特定酸堿位點可定向活化底物，減少副反應。例如，固體酸催化劑在烷基化反應中抑制碳正離子重排。

如需進一步了解具體催化反應實例或工業流程，可參考來源（石油工業應用）、（酶催化機制）等。