В химии протонирование (или гидронирование ) — это присоединение протона (или гидрона , или катиона водорода), обычно обозначаемого H + , к атому , молекуле или иону , образуя сопряженную кислоту . [1] (Дополнительным процессом, когда протон удаляется из кислоты Бренстеда-Лоури , является депротонирование .) Некоторые примеры включают
Протонирование является фундаментальной химической реакцией и является стадией многих стехиометрических и каталитических процессов . Некоторые ионы и молекулы могут подвергаться более чем одному протонированию и называются многоосновными, что справедливо для многих биологических макромолекул . Протонирование и депротонирование (удаление протона) происходят в большинстве кислотно-основных реакций ; они составляют основу большинства теорий кислотно-основных реакций. Кислота Бренстеда-Лоури определяется как химическое вещество , которое протонирует другое вещество. При протонировании субстрата масса и заряд частиц увеличиваются на одну единицу, что делает это важным шагом в некоторых аналитических процедурах, таких как масс-спектрометрия электрораспылением . Протонирование или депротонирование молекулы или иона может изменить многие другие химические свойства, а не только заряд и массу, например, могут измениться растворимость , гидрофильность , потенциал восстановления и оптические свойства .
Протонирование часто происходит быстро, отчасти из-за высокой подвижности протонов во многих растворителях. Скорость протонирования связана с кислотностью протонирующих частиц: протонирование слабыми кислотами происходит медленнее, чем протонирование того же основания сильными кислотами . Скорость протонирования и депротонирования может быть особенно низкой, когда протонирование вызывает значительные структурные изменения. [2]
Протонирование обычно обратимо, а структура и связь сопряженного основания обычно не изменяются при протонировании. Однако в некоторых случаях протонирование вызывает изомеризацию , например, цис - алкены можно превратить в транс -алкены с использованием каталитического количества протонирующего агента. Многие ферменты, такие как серингидролазы , действуют по механизмам, которые включают обратимое протонирование субстратов.