活性化錯体と遷移状態|遷移錯体と活性化錯体

1つまたは複数の反応物が生成物に変換されるとき、異なる修飾やエネルギー的な変化を受けることがあります。反応物中の化学結合が切断され、新しい結合が形成され、結果として生成物は反応物とは全く異なるものになるのである。この化学修飾を化学反応という。反応を制御する変数がたくさんあるのです。反応が起こるためには、エネルギーが必要です。反応物分子は、反応中にさまざまな原子配置をとりながら変化していく。活性化複合体と遷移状態は、この中間的な複合体を識別するための用語であり、ほとんどの場合、この2つの用語は互換的に使用されている。

アクティベーション・コンプレックスとは何ですか？

反応が起こる前に、分子は活性化されなければならない。分子は通常、あまりエネルギーを持っておらず、ごくたまに、反応を行うためのエネルギー状態にある分子があるのみである。反応物が2つある場合、反応物同士は適切な方向で衝突しなければならない。反応物同士が出会うだけで、ほとんどの場合、反応には至らない。これらの観察から、反応にはエネルギー障壁があるという考えが浮かびました。反応混合物中でより高いエネルギーを持つ反応物質は、活性化された錯体と考えることができる。活性化した錯体のすべてが生成物に入るわけではなく、エネルギーが足りなければ反応物に戻って退却する。

遷移状態とは？

反応に不利な電子状態、または分子が歪んでいる状態。反応が起こる前に、分子はこの高エネルギーの遷移状態を通過する必要がある。このエネルギーギャップは活性化エネルギーと呼ばれる。これは、反応が起こるための最も高いエネルギーの障壁である。反応の活性化レベルが高すぎると、ごく一部の分子だけがそれに打ち勝つだけのエネルギーを持つため、所望の濃度の生成物を得ることができない。反応中のすべての分子は活性化エネルギーを持つ原子の配列を持ち、遷移錯体と呼ばれる。遷移複合体は、部分的に結合を切断し、部分的に新しい結合を作る構成要素を持っている。そのため、部分的にプラスとマイナスの電荷を持っています。遷移状態は二重**記号(‡)で示される。もし、反応の遷移状態のエネルギーを小さくすることができれば、反応はずっと速くなり、進行に必要なエネルギーも非常に小さくなるはずだ。発熱反応の場合、エネルギー曲線は以下のようになります。

特に、酵素阻害剤を設計する際には、遷移状態の構造を知ることが不可欠である。