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生成物は化学反応によって生成される化学種です。[ 1 ]化学反応中、反応物は高エネルギーの遷移状態を経て生成物に変化します。この過程で反応物は消費されます。これは自発的な反応である場合もあれば、遷移状態のエネルギーを低下させる触媒や、反応に必要な化学環境を提供する溶媒によって媒介される場合もあります。化学式で表す場合、可逆反応の場合でも、慣例として生成物は右側に描かれます。[ 2 ]生成物のエネルギーなどの特性は、反応が発エルゴン反応か吸エルゴン反応かなど、化学反応のいくつかの特性を決定するのに役立ちます。さらに、生成物の特性は、特に生成物が反応物とは異なる物質の状態である場合、化学反応後に抽出および精製を容易にすることができます。
化学研究の多くは、有益な生成物の合成と特性評価、および望ましくない生成物の検出と除去に焦点を当てています。合成化学者は、新しい化学物質を設計し、化学物質を合成するための新しい方法を開拓する研究化学者と、化学物質の生産をスケールアップし、より安全で、より環境に優しく、より効率的なものにするプロセス化学者に細分化できます。 [ 3 ]その他の分野には、生物によって生成された生成物を分離し、それらの生成物を特性評価および研究する天然物化学者が含まれます。
化学反応の生成物は、反応のいくつかの側面に影響を与えます。生成物のエネルギーが反応物よりも低い場合、反応は余剰エネルギーを放出し、発エルゴン反応となります。このような反応は熱力学的に有利であり、自然に起こる傾向があります。しかし、反応の速度が十分に速い場合、反応は観察できないほど遅く起こるか、まったく起こらない可能性があります。これは、大気圧下でのダイヤモンドから低エネルギーのグラファイトへの変換の場合に当てはまります。このような反応では、ダイヤモンドは準安定状態にあると考えられ、グラファイトへの変換は観察されません。[ 4 ] [ 5 ]
生成物の化学エネルギーが反応物よりも高い場合、反応を行うにはエネルギーが必要となり、吸エルゴン反応となります。さらに、生成物が反応物よりも不安定な場合、レフラーの仮定によれば、遷移状態は反応物よりも生成物に近くなります。[ 6 ]生成物が反応物と大きく異なる場合、例えば生成物が不溶性で溶液から沈殿し、反応物は溶解したままの場合など、反応後に容易に精製できることがあります。
19世紀半ば以降、化学者たちは化学製品の合成にますます力を注いできた。[ 7 ]天然物化学者など、製品の単離と特性評価に焦点を当てた分野は、この分野にとって依然として重要であり、合成化学者とこれらの分野の貢献が組み合わさることで、今日の化学の理解の枠組みの多くが形成された。[ 7 ]
合成化学の多くは、新薬の設計や開発、新しい合成技術の発見など、新しい化学物質の合成に関係しています。2000年代初頭から、プロセス化学は合成化学の独立した分野として出現し始め、化学合成を工業レベルにスケールアップすること、そしてこれらのプロセスをより効率的、安全、かつ環境に配慮したものにする方法を見つけることに焦点を当てています。[ 3 ]
生化学では、酵素は生物学的触媒として働き、基質を生成物に変換します。[ 8 ]例えば、ラクターゼという酵素の生成物はガラクトースとグルコースであり、これらは基質であるラクトースから生成されます。
一部の酵素は、単一の基質を複数の異なる生成物に変換するという、ある種の多機能性を示します。これは、反応がさまざまな異なる化学生成物に分解できる高エネルギー遷移状態を介して起こる場合に発生します。 [ 9 ]
一部の酵素は、反応生成物が酵素に結合して活性を低下させることで阻害されます。 [ 10 ]これは、代謝経路を制御する負のフィードバックの一形態として、代謝の調節において重要となる可能性があります。[ 11 ]生成物阻害は、この影響を克服することで製品の収量を増加させることができるため、バイオテクノロジーにおいても重要なトピックです。 [ 12 ]
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