Dealkylaatio on kemiallinen prosessi, jonka avulla alkyyliryhmät poistetaan tietystä yhdisteestä. Voi olla hieman haastavaa määritellä alkyylit tarkasti vetoamatta monimutkaisiin kemian termeihin, mutta yleensä nämä ovat vedystä ja hiilestä koostuvia molekyylirakenteita, jotka on yleensä järjestetty pyöreään muotoon. Joskus alkyylinpoisto tapahtuu luonnollisesti, yleensä lämpötilan muutosten ja hajoamisprosessien seurauksena, mutta useimmiten tutkijat tai tutkijat manipuloivat sitä laboratoriossa. Alkyylinpoisto on yleinen osa orgaanisen kemian opintoja yliopistotasolla, ja tällaisten laboratorioiden uskotaan auttavan opiskelijoita ymmärtämään hiilivetyryhmien erilaiset roolit. On kuitenkin pari syytä, miksi prosessi on edullinen myös akateemisten olosuhteiden ulkopuolella, mutta ehkä tärkeintä öljyn ja öljyn jalostamisessa ja tehokkaiden lääkkeiden luomisessa.
Alkyylien ymmärtäminen yleensä
Alkys on hyvin yleinen molekyylikomponenttien luokka, joka sisältää useita erilaisia vety-hiiliyhdistelmiä. Alkeellisimmalla tasolla alkyyliryhmä on funktionaalinen ryhmä orgaanisessa molekyylissä, joka on johdettu alkaanista, joka on menettänyt vetyatomin, ja niitä edustavat usein laajalti kaava CnH2n+1. Vertailun vuoksi alkaani on orgaaninen molekyyli, joka koostuu suorista tai haarautuneista hiili- ja vetyatomeista, joissa hiili-hiiliatomit on liitetty yksinomaan yksittäisillä sidoksilla.
Miksi ja milloin se tapahtuu
Aina on useita syitä, miksi kemialliset reaktiot tapahtuvat, ja alkyyliryhmät putoavat tai poistuvat yhdisteistä. Lämpötilan muutos, hajoaminen ja erilaisten ulkopuolisten kemikaalien lisääminen tahallisella manipuloinnilla tai luonnollisilla seurauksilla ovat joitakin yleisimmistä muutosmenetelmistä. Yleensä on kaksi pääprosessia: oksidien ja happipohjaisten yhdisteiden lisääminen ja vastaavanlainen typpipitoisten kemikaalien lisääminen. Sekä happi että typpi voivat sitoutua tiettyjen molekyylien hiilivetyrakenteisiin siten, että ne järjestävät sisällön uudelleen tai aiheuttavat muutoksia olemassa olevissa sidoksissa, mutta yleensä vain silloin, kun olosuhteet ovat oikeat.
Hapettavat reaktiot
Suurin osa tällaisista reaktioista orgaanisessa kemiassa nähdään oksidatiivisen (O-) dealkylaation seurauksena. Tämä prosessi käyttää oksidia, yhdistettä, joka sisältää happiatomin ja ainakin yhden muun alkuaineen, vetämään pois orgaanisen molekyylin alkyyliryhmän jonkinlaisella pelkistys-hapetus- tai “redoksireaktiolla”. Hiilen hapettumistilan muutoksen myötä alkyyliryhmä hajoaa.
O-dealkylaatiosta on tullut tärkeä osa nisäkkäiden aineenvaihdunnan tutkimusta. Tämä tutkimus koskee erityisesti lääkkeiden ja muiden vieraiden ja kemiallisten aineiden aineenvaihduntaa ihmisessä ja alkyylien menetyksen roolia tässä prosessissa. Sillä on myös merkittävä rooli kliinisessä laboratoriossa, jossa sen avulla voidaan muuttaa tietyn ratkaisun kykyä luovuttaa elektroneja muille lähellä oleville hiukkasille.
Typpipohjaiset prosessit
Typpipohjaiset alkyylisiirtymät, joita kirjallisuudessa usein kutsutaan N-dealkylaatioreaktioiksi, ovat harvinaisempia, mutta yleensä yhtä tehokkaita. Typen lisääminen voi samoin aiheuttaa hiilivetysidoksen uudelleenorganisoinnin, mutta se kestää usein paljon kauemmin; typpiyhdisteiden lisääminen voi muuttaa ja usein muuttaa myös yhdisteen yleistä luonnetta syvemmällä tavalla kuin happi.
Rooli öljynjalostuksessa ja lääketeollisuudessa
Dealkylointi on tärkeä osa prosessia, joka tekee raakaöljystä käyttökelpoisempia tuotteita. Esimerkiksi bentseeni ja metyylibentseeni ovat molemmat hiilivetyjä, joita löytyy raakaöljystä, mutta bentseeni on kaupallisesti arvokkaampaa. Kun metyylibentseeni sekoitetaan vedyn ja katalyytin kanssa ja kuumennetaan tiettyyn lämpötilaan ja tietyssä paineessa, metyyliryhmä poistetaan, jolloin muodostuu bentseeniä.
Prosessi on myös erittäin tärkeä lääkkeiden valmistuksessa sekä ihmisille että eläimille. Alkyyliryhmien poistaminen voi aktivoida tiettyjä yhdisteitä lääkkeiden luomisessa ja voi myös edistää asioita, kuten parempaa imeytymistä ja tehokkuutta. Samalla tavalla reaktiota käyttävät usein myös lannoitteiden ja torjunta -aineiden valmistajat.