15: Reacciones de Oxidación y Reducción
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- 15.1: Preludio a las reacciones de oxidación y reducción
- Este capítulo está dedicado a la química redox. Comenzaremos con un recordatorio de lo que aprendiste en Química General sobre los fundamentos de las reacciones redox en el contexto de elementos inorgánicos como el hierro, el cobre y el zinc: la reducción es una ganancia de electrones, y la oxidación es una pérdida de electrones.
- 15.2: Oxidación y Reducción de Compuestos Orgánicos - Una Visión General
- Indudablemente ya estás familiarizado con la idea general de oxidación y reducción: aprendiste en química general que cuando un compuesto o elemento se oxida pierde electrones, y cuando se reduce gana electrones. También sabes que las reacciones de oxidación y reducción ocurren en tándem: si una especie se oxida, otra debe reducirse al mismo tiempo, de ahí el término 'reacción redox”.
- 15.3: Oxidación y Reducción en el Contexto del Metabolismo
- Piensa de nuevo en la química redox que aprendiste en tu curso de química general. Un experimento común en un laboratorio de química general es instalar una celda galvánica que consiste en un electrodo de cobre sumergido en una solución acuosa de nitrato de cobre, conectado por un cable a un electrodo de zinc sumergido en una solución acuosa de nitrato de zinc.
- 15.4: Hidrogenación de grupos carbonilo e imina
- Muchas de las reacciones redox que encontrarás al estudiar las vías metabólicas centrales se clasifican como reacciones de hidrogenación o deshidrogenación. La hidrogenación es simplemente la adición neta de una molécula de hidrógeno (H2) a un compuesto, en forma de un ion hidruro (H-, un protón más un par de electrones) y un protón.
- 15.5: Hidrogenación de alquenos y Deshidrogenación de Alcanos
- Pasamos a continuación a reacciones en las que se agrega una molécula de hidrógeno al doble enlace de un alqueno, formando un alcano -y a la inversa, en la que\(H_2\) se elimina de un alcano para formar un alqueno. Muchas reacciones bioquímicas de este tipo involucran tioésteres insaturados.
- 15.6: Monitoreo de reacciones de hidrogenación y deshidrogenación mediante espectroscopía UV
- Para estudiar cualquier reacción catalizada por enzimas, un investigador debe tener disponible algún tipo de prueba, o ensayo, para observar y medir el progreso de la reacción y medir su velocidad. En muchos casos, un ensayo simplemente implica ejecutar la reacción durante un período de tiempo especificado, luego aislar y cuantificar el producto usando una técnica de separación como la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) o la cromatografía de gases (GC).
- 15.7: Reacciones redox de tioles y disulfuros
- La interconversión entre los grupos ditiol y disulfuro es una reacción redox: la forma de ditiol libre está en estado reducido y la forma disulfuro está en estado oxidado.
- 15.8: Reacciones de Monooxigenasa Dependientes de Flavina - Hidroxilación, Epoxidación y Oxidación de Baeyer-Villiger
- A continuación se presentan dos ejemplos de transformaciones bioquímicas catalizadas por enzimas monooxigenasas: una es una hidroxilación, la otra es una epoxidación (un grupo funcional epóxido está compuesto por un anillo carbono-carbono-oxígeno de tres miembros).
- 15.9: El peróxido de hidrógeno es una especie dañina y reactiva de oxígeno
- Obtenemos nuestra energía de la oxidación de moléculas orgánicas como grasas e hidratos de carbono, ya que los electrones de estos compuestos reducidos se transfieren al oxígeno molecular, reduciéndolo así a agua. La reducción del O2, sin embargo, resulta ser una actividad peligrosa: inevitablemente se forman en el proceso productos secundarios dañinos llamados especies reactivas de oxígeno (ROS).