Большая Советская Энциклопедия (ГИ)

Лит.: Химия и технология крахмала, под ред. Р. В. Керра, пер. с англ., 2 изд., М., 1956; Производство кристаллической глюкозы из крахмала, М., 1967.

Гидролазы

Гидрола'зы, класс ферментов, катализирующих реакции гидролитического (с участием воды) расщепления внутримолекулярных связей (гидролиза). Г. широко распространены в клетках растений и животных. Участвуют в процессах обмена белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов и др. биологически важных соединений. По типу гидролизуемой связи класс Г. делят на ряд подклассов: действующие на сложноэфирные связи (например, липаза); на гликозильные связи (например, амилаза); на пептидные связи (например, пепсин); на кислотноангидридные связи (например, аденозинтрифосфатаза) и т.д.

По химической природе большинство Г. — простые белки; для проявления их каталитической активности необходимо наличие неизмененных сульфгидрильных (SH—) групп, занимающих определенное положение в полипептидной цепи. Ряд Г. получен в кристаллическом виде (уреаза, пепсин, трипсин, химотрипсин и др.). Механизм каталитического действия некоторых исследованных Г. включает соединение фермента с расщепляемым веществом с последующим отщеплением продуктов реакции и освобождением фермента. Показано, что в механизмах ферментативного гидролиза много общего с механизмом действия трансфераз и что некоторые Г. могут переносить отщепляемые группы не только на воду, но и на др. молекулы.

Е. И. Королев.

Гидролакколит

Гидролакколи'т (от гидро... и греч. l'akkos — яма и l'ithos — камень), многолетний бугор пучения с ледяным ядром, образующийся в результате увеличения объёма подземной воды при замерзании в условиях гидростатического напора в областях развития многолетнемёрзлых горных пород. Г. достигают 25—40 м высоты и 200 м ширины и имеют форму купола с крутыми склонами, пологого кургана или валообразного поднятия; сверху ядро покрыто приподнятыми деформированными отложениями, которые разбиты трещинами. В СССР распространены главным образом в Якутии.

Гидролиз

Гидро'лиз (от гидро... и греч. l'ysis — разложение, распад), реакция ионного обмена между различными веществами и водой. В общем виде Г. можно представить уравнением:

где А—В — гидролизующееся вещество, А—Н и В—ОН — продукты Г.

Равновесие в процессе Г. солей подчиняется действующих масс закону. Если в результате Г. образуется нерастворимое или легколетучее вещество, Г. идёт практически до полного разложения исходной соли. В остальных случаях Г. солей проходит тем полнее, чем слабее соответствующая соли кислота или основание.

Если Г. подвергается соль, образованная слабой кислотой и сильным основанием, например KCN, раствор имеет щелочную реакцию; это объясняется тем, что анион слабой кислоты частично связывает образовавшиеся при диссоциации воды ионы Н⁺ и в растворе остаётся избыток ионов OH^– :

Раствор соли сильной кислоты и слабого основания, например NH₄Cl, — кислый

Если заряд катиона (или аниона) соли больше единицы, то Г. часто приводит к образованию кислых (или основных) солей в качестве продуктов первой ступени процесса, например:

CuCl₂ ® Cu (OH) Cl ® Cu (OH)₂.

Количественной характеристикой Г. солей может служить степень гидролиза (a), определяемая отношением концентрации гидролизованной части молекул к общей концентрации данной соли в растворе; в большинстве случаев она невелика. Так, в 0,1 молярных растворах ацетата натрия CH₃COONa или хлорида аммония NH₄CI при 25 °С a = 0,01%, а для ацетата аммония CH₃COONH₄a = 0,5%. С повышением температуры и разбавлением раствора степень Г. увеличивается.

Г. солей лежит в основе многих важных процессов в химической промышленности и лабораторной практике. Частичный Г. трёхкальциевого силиката является причиной выделения свободной извести при взаимодействии портландцемента с водой (см. Цемент). Благодаря Г. возможно существование буферных систем, способных поддерживать постоянную кислотность среды. Такие растворы имеют и очень важное физиологическое значение — постоянная концентрация ионов Н⁺ необходима для нормальной жизнедеятельности организма. С Г. солей связан ряд геологических изменений земной коры и образование минералов, формирование природных вод и почв.

Гидролиз органических соединений — расщепление органического соединения водой с образованием двух или более веществ. Обычно Г. осуществляется в присутствии кислот (кислотный Г.) или щелочей (щелочной Г.). Гидролитическому расщеплению чаще всего подвергаются связи атома углерода с другими атомами (галогенами, кислородом, азотом и др.). Так, щелочной Г. галогенидов служит методом получения (в том числе и промышленного) спиртов и фенолов, например:

В зависимости от строения углеводородного радикала (R) и от условий реакции Г. галогенпроизводных может осуществляться как мономолекулярный (S_N1) или бимолекулярный (S_N2) процесс. В случае мономолекулярной реакции вначале происходит ионизация связи углерод — галоген, а затем образующийся ион карбония реагирует с водой; щёлочь, если она добавлена, не влияет на скорость Г. и служит только для нейтрализации выделяющейся галогеноводородной кислоты и смещения равновесия:

В случае бимолекулярной реакции скорость Г. прямо пропорциональна концентрации щёлочи:

R—Hal⁺ + HO^– ® R—OH + Hal^– S_N2.

Исключительно важен Г. сложных эфиров (реакция, обратная этерификации):

Кислотный Г. сложных эфиров является обратимым процессом:

Щелочной Г. сложных эфиров необратим, поскольку он приводит к образованию спирта и соли кислоты:

Этот процесс широко применяется в промышленности для получения спиртов и кислот, например при омылении жиров с целью получения глицерина и солей высших алифатических кислот (мыла).

Аналогично сложным эфирам гидролизуются амиды кислот: