डिकार्बोक्सिलेशन

डीकार्बाक्सिलेशन एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जो कार्बोक्सिल समूह को हटा देती है और कार्बन डाईऑक्साइड  (सीओ) छोड़ती है2). आमतौर पर, डीकार्बाक्सिलेशन कार्बोक्जिलिक एसिड की प्रतिक्रिया को संदर्भित करता है, जो कार्बन श्रृंखला से कार्बन परमाणु को हटाता है। विपरीत प्रक्रिया, जो प्रकाश संश्लेषण में पहला रासायनिक चरण है, को कार्बोक्सिलेशन, CO का योग कहा जाता है2 एक यौगिक के लिए. जो एंजाइम डीकार्बोक्सिलेशन को उत्प्रेरित करते हैं उन्हें डीकार्बाक्सिलेज या, अधिक औपचारिक शब्द,  कार्बोक्सी-लाइसेस  (एंजाइम आयोग संख्या 4.1.1) कहा जाता है।

कार्बनिक रसायन विज्ञान में
डीकार्बोक्सिलेशन शब्द का अर्थ आमतौर पर कार्बोक्सिल समूह का प्रतिस्थापन होता है (\sC(O)OH) हाइड्रोजन परमाणु के साथ:



डीकार्बाक्सिलेशन सबसे पुरानी ज्ञात कार्बनिक प्रतिक्रियाओं में से एक है। यह पायरोलिसिस और विनाशकारी आसवन के साथ होने वाली प्रक्रियाओं में से एक है। धातु लवण, विशेषकर तांबे के यौगिक, धातु कार्बोक्सिलेट परिसरों की मध्यस्थता के माध्यम से प्रतिक्रिया को सुविधाजनक बनाना। एरिल कार्बोक्सिलेट्स का डीकार्बाक्सिलेशन संबंधित एरिल आयन के समतुल्य उत्पन्न कर सकता है, जो बदले में क्रॉस युग्मन प्रतिक्रियाओं से गुजर सकता है। एल्केनोइक एसिड का डीकार्बाक्सिलेशन अक्सर धीमा होता है। इस प्रकार, विशिष्ट फैटी एसिड आसानी से डीकार्बोक्सिलेट नहीं होते हैं। कुल मिलाकर, डीकार्बाक्सिलेशन की सुविधा कार्बोनियन मध्यवर्ती की स्थिरता पर निर्भर करती है. महत्वपूर्ण अपवाद बीटा-कीटो एसिड, β, γ-असंतृप्त एसिड, और α-फिनाइल, α-नाइट्रो, और α-साइनोएसिड का डीकार्बाक्सिलेशन हैं। ऐसी प्रतिक्रियाएं ज़्विटरियोनिक टॉटोमर के निर्माण के कारण तेज हो जाती हैं जिसमें कार्बोनिल प्रोटोनेटेड होता है और कार्बोक्सिल समूह डीप्रोटोनेटेड होता है।

नामित डीकार्बाक्सिलेशन प्रतिक्रियाएँ
डीकार्बाक्सिलेशन कई नामित प्रतिक्रियाओं का आधार हैं। इनमें बार्टन डीकार्बोक्सिलेशन, कोल्बे इलेक्ट्रोलिसिस, कोच्चि प्रतिक्रिया और हन्सडीकर प्रतिक्रिया शामिल हैं। सभी उग्र प्रतिक्रियाएँ हैं। क्रैपचो डीकार्बोक्सिलेशन एक एस्टर का संबंधित डीकार्बोक्सिलेशन है। त्सुजी-ट्रॉस्ट प्रतिक्रिया में एक एलिल कॉम्प्लेक्स की मध्यस्थता शामिल है।

केटोनिक डीकार्बाक्सिलेशन में कार्बोक्जिलिक एसिड को कीटोन में बदल दिया जाता है।

हाइड्रोडेकार्बोक्सिलेशन
हाइड्रोडेकार्बोक्सिलेशन में कार्बोज़ाइलिक तेजाब का संबंधित हाइड्रोकार्बन में रूपांतरण शामिल होता है। यह वैचारिक रूप से ऊपर परिभाषित अधिक सामान्य शब्द डीकार्बाक्सिलेशन के समान है, सिवाय इसके कि इसके लिए विशेष रूप से आवश्यक है कि कार्बोक्सिल समूह, जैसा कि अपेक्षित था, हाइड्रोजन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाए। प्रतिक्रिया विशेष रूप से मैलोनिक एस्टर संश्लेषण और नोएवेनगेल संघनन के संयोजन में आम है। प्रतिक्रिया में कार्बोक्सिल समूह का संयुग्म आधार, एक कार्बोक्सिलेट आयन, और इलेक्ट्रॉन घनत्व का एक असंतृप्त रिसेप्टर, जैसे कि एक प्रोटोनेटेड कार्बोनिल समूह शामिल होता है। जहां प्रतिक्रियाओं में कार्बोक्जिलिक एसिड को सांद्र हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ गर्म करना शामिल होता है, ऐसा सीधा मार्ग असंभव है क्योंकि यह प्रोटोनेटेड कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करेगा। इन मामलों में, प्रतिक्रिया पानी और एक प्रोटॉन के प्रारंभिक संयोजन से होने की संभावना है।

जैव रसायन में
जीव विज्ञान में डीकार्बोक्सिलेशन व्यापक हैं। उन्हें अक्सर परिवर्तनों को उत्प्रेरित करने वाले सहकारकों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। बायोटिन-युग्मित प्रक्रियाएं malonyl सीओए के एसिटाइल कोआ  में डीकार्बाक्सिलेशन को प्रभावित करती हैं। thiamine (टी:) पाइरूवेट सहित अल्फा-कीटोएसिड के डीकार्बाक्सिलेशन के लिए सक्रिय घटक है:

पाइरिडोक्सल फॉस्फेट अमीनो एसिड के डीकार्बाक्सिलेशन को बढ़ावा देता है। फ्लेविन समूह पर निर्भर डिकार्बोक्सिलेज सिस्टीन के परिवर्तनों में शामिल हैं। आयरन-आधारित हाइड्रॉक्सिलेज़ रिडक्टिव सक्रियण द्वारा संचालित होते हैं O2 एक इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में अल्फा ketoglutarate के डीकार्बाक्सिलेशन का उपयोग करना। डीकार्बाक्सिलेशन को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

एमिनो एसिड का डीकार्बाक्सिलेशन
अमीनों में अमीनो एसिड के सामान्य जैवसंश्लेषण ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन हैं:
 * tryptophan से ट्रिप्टामाइन
 * फेनिलएलनिन से phenylethylamine
 * टायरोसिन से tyr[[amine ]]
 * हिस्टडीन से हिस्टामिन
 * सेरीन से इथेनॉलमाइन
 * GABA को ग्लुटामिक एसिड
 * लाइसिन से कैडवराइन
 * arginine से agmatine
 * ओर्निथिन से प्यूटर्साइन
 * 5-HTP से सेरोटोनिन तक
 * एल रासायनिक पदार्थ से डोपामाइन

साइट्रिक एसिड चक्र से अन्य डीकार्बाक्सिलेशन प्रतिक्रियाओं में शामिल हैं:
 * पाइरूवेट से एसिटाइल कोएंजाइम ए|एसिटाइल-सीओए (पाइरूवेट डीकार्बाक्सिलेशन देखें)
 * ऑक्सालोसुकिनिक एसिड से α-अल्फा-केटोग्लुटेरिक एसिड
 * α-अल्फा-केटोग्लुटेरिक एसिड से स्यूसिनिल कोएंजाइम ए|स्यूसिनिल-सीओए।

केस अध्ययन
गर्म करने पर, Δ9-टेट्राहाइड्रोकैनाबिनोलिक एसिड साइकोएक्टिव यौगिक Δ9-टेट्राहाइड्रोकैनाबिनोल देने के लिए डीकार्बोक्सिलेट्स करता है। जब कैनबिस को वैक्यूम में गर्म किया जाता है, तो टेट्राहाइड्रोकैनाबिनोलिक एसिड (टीएचसीए) का डीकार्बोक्सिलेशन पहले क्रम की गतिशीलता का पालन करता प्रतीत होता है। मौजूद THCA का लॉग अंश समय के साथ लगातार घटता जाता है, और कमी की दर तापमान के अनुसार बदलती रहती है। 100 से 140 डिग्री सेल्सियस तक 10-डिग्री वृद्धि पर, टीएचसीए का आधा हिस्सा 30, 11, 6, 3 और 2 मिनट में खर्च हो जाता है; इसलिए दर स्थिरांक अरहेनियस के नियम का पालन करता है, जो 10 के बीच होता है−8और 10−5व्युत्क्रम तापमान के साथ एक रैखिक लॉग-लॉग संबंध में। हालाँकि, पानी के अणु के साथ चिरायता का तेजाब  के डीकार्बाक्सिलेशन के मॉडलिंग ने विलायक में एक अणु के लिए 150 kJ/mol के सक्रियण अवरोध का सुझाव दिया था, जो देखी गई दर के लिए बहुत अधिक है। इसलिए, यह निष्कर्ष निकाला गया कि कार्बोक्जिलिक एसिड के उच्च अंश के साथ पौधे सामग्री में ठोस चरण में आयोजित यह प्रतिक्रिया, एक छद्म प्रथम क्रम कैनेटीक्स का पालन करती है जिसमें पास के कार्बोक्जिलिक एसिड प्रेक्षित दर स्थिरांक को प्रभावित किए बिना अवक्षेपित होता है। 93 और 104 kJ/mol की ऊर्जा के साथ, अप्रत्यक्ष और प्रत्यक्ष कीटो-एनोल मार्गों के अनुरूप दो संक्रमण अवस्थाएँ संभव हैं। दोनों मध्यवर्ती में अल्फा कार्बन का प्रोटोनेशन शामिल होता है, जो सुगंधित रिंग के दोहरे बंधनों में से एक को बाधित करता है और बीटा-कीटो समूह (जो टीएचसीए और टीएचसी में एक एनोल का रूप लेता है) को डीकार्बाक्सिलेशन में भाग लेने की अनुमति देता है। लंबे समय तक संग्रहीत पेय पदार्थों में, एस्कॉर्बिक अम्ल  की उपस्थिति से उत्प्रेरित डीकार्बाक्सिलेशन द्वारा  बेंज़ोइक एसिड  से बहुत कम मात्रा में बेंजीन बन सकता है। यह बताया गया है कि cyclohexenone  की उत्प्रेरक मात्रा जोड़ने से अमीनो अम्ल के डीकार्बोक्सिलेशन को उत्प्रेरित किया जाता है। हालाँकि, ऐसे उत्प्रेरकों के उपयोग से बड़ी मात्रा में अवांछित उप-उत्पाद भी प्राप्त हो सकते हैं।