Penyahkarboksilan

Penyahkarboksilan atau dekarboksilasi ialah tindak balas kimia yang mengeluarkan kumpulan karboksil lalu membebaskan karbon dioksida (CO2). Biasanya, penyahkarboksilan merujuk kepada tindak balas asid karboksilik dalam mengeluarkan atom karbon daripada rantai karbon. Proses sebaliknya, yang merupakan langkah kimia pertama dalam fotosintesis, dipanggil pengkarboksilan, yakni penambahan CO2 kepada sebatian. Enzim yang memangkinkan tindak balas ini dipanggil dekarboksilase atau "karboksiliase" secara lebih formal (nombor EC 4.1.1).

 Kimia organik 
Istilah "penyahkarboksilan" biasanya bermaksud penggantian kumpulan karboksil () dengan atom hidrogen:

RCO2H  ->  RH  +  CO2

Penyahkarboksilan adalah salah satu tindak balas organik terawal yang diketahui. Ia adalah salah satu proses yang diandaikan mengiringi pirolisis dan penyulingan perosakan. Garam logam, terutamanya sebatian kuprum, memudahkan tindak balas melalui perantaraan kompleks karboksilat logam. Penyahkarboksilan aril karboksilat boleh menjana bahan setara dengan anion aril yang sepadan, yang seterusnya boleh mengalami tindak balas gandingan silang.

Penyahkarboksilan asid alkanoik selalunya perlahan. Oleh itu, asid lemak biasa tidak mudah ternyahkarboksil. Secara keseluruhannya, kemudahan penyahkarboksilan bergantung kepada kestabilan karbanion perantara, . Pengecualian penting ialah penyahkarboksilan asid beta-keto, asid tak β,γ-tepu, dan asid α-fenil, α-nitro dan α-siano. Tindak balas sedemikian dipercepatkan oleh kerana pembentukan tautomer zwiterion di mana karbonil terprotonasi dan kumpulan karboksil dinyahproton.

 Tindak balas bernama 
Penyahkarboksilan ialah asas kepada banyak tindak balas bernama. Ini termasuk penyahkarboksilan Barton, elektrolisis Kolbe, tindak balas Kochi dan tindak balas Hunsdiecker. Semuanya ialah tindak balas radikal. Penyahkarboksilan Krapcho pula ialah penyahkarboksilan berkaitan ester.

 Penyahkarboksilan hidro 
Penyahkarboksilan hidro melibatkan penukaran asid karboksilik kepada hidrokarbon setara. Secara konsep, ini adalah sama dengan istilah "penyahkarboksilan" seperti yang ditakrifkan di atas kecuali ia secara khusus memerlukan kumpulan karboksil yang digantikan oleh hidrogen. Tindak balas adalah lazim bersama dengan sintesis ester malonik dan pemeluwapan Knoevenagel. Tindak balas melibatkan asas konjugat kumpulan karboksil, ion karboksilat dan reseptor tak tepu elektron seperti kumpulan karbonil terprotonasi. Ketika tindak balas melibatkan pemanasan asid karboksilik dengan asid hidroklorik pekat, laluan langsung sedemikian adalah mustahil kerana ia akan menghasilkan karbon dioksida terproton. Dalam kes ini, tindak balas mungkin berlaku dengan penambahan air dan proton pada awal tindakan.

 Dalam biokimia 
Penyahkarboksilan adalah lazim dalam biologi. Ia sering dikelaskan mengikut kofaktor yang memangkinkan transformasi. Proses bergandingan biotin mempengaruhi penyahkarboksilan malonil-KoA kepada asetil-KoA. Tiamina (T:) ialah komponen aktif penyahkarboksilan asid alfa-keto, termasuk piruvat:

T\! :  +\ RC(O)CO2H  ->  T=C(OH)R{} +  CO2
T=C(OH)R{} +  R'COOH -> T\! :  +\ RC(O)CH(OH)R'

Piridoksal fosfat menggalakkan penyahkarboksilan asid amino. Dekarboksilase bergantungan flavin terlibat dalam transformasi sisteina. Hidroksilase berasaskan besi beroperasi dengan pengaktifan berpenurunan dengan penyahkarboksilan alfa-ketoglutarat sebagai penderma elektron. Penyahkarboksilan boleh digambarkan seperti berikut:

RC(O)CO2Fe^{II}{} +  O2 ->  RCO2Fe^{IV}\! =O  +  CO2
RCO2Fe^{IV}\! =O  +  R'-H  -> RCO2Fe^{II}{} +  R'OH
 Penyahkarboksilan asid amino 
Penyahkarboksilan oksidaan biosintetik kebiasaan bagi penukaran asid amino kepada amina ialah:

 triptofan kepada triptamina
 fenilalanina kepada feniletilamina
 tirosina kepada tiramina
 histidina kepada histamin
 serina kepada etanolamina
 asid glutamik kepada GABA
 lisina kepada kadaverina
 arginina kepada agmatina
 ornitina kepada putresina
 5-HTP kepada serotonin
 L-DOPA kepada dopamina

Tindak balas penyahkarboksilan lain dalam kitaran asid sitrik termasuk:

 piruvat kepada asetil-KoA (lihat penyahkarboksilan piruvat)
 oksalosuksinat kepada α-ketoglutarat
 α-ketoglutarat kepada suksinil-KoA

 Rujukan 

Kategori:Tindak balas penggantian