protonoituja

Protonoituja (protonoituneita) aineita ovat kemiallisia yhdisteitä tai ioneja, joihin on kiinnittynyt protoni H+. Protonaatio on reaktio, jossa yhdiste vastaanottaa protonin, ja resulting muoto saa usein positiivisen varauksen. Protonoituneet muodot voivat muuttua kemialliselta käyttäytymiseltään sekä reaktiivisuudeltaan, ja ilmiö on keskeinen happo–emäskipin, biokemiassa ja analyyttisessä kemiassa.

Liuoksissa protonaatio tapahtuu, kun yhdiste toimii emäksen tavoin ja vastaanottaa protonin happamasta ympäristöstä. Tämä riippuu pH:stä ja yhdisteen konjugoidun happona (pKa) -arvosta: matalammassa pH:ssa suurempi osa molekyyleistä on protonoituneessa muodossa. Protonoituneet muodot vaikuttavat muun muassa molekyylin varaustilaan, liukoisuuteen ja reaktiivisuuteen, ja eri protonointipaikat voivat olla merkittäviä esimerkiksi biologisissa molekyyleissä, kuten aminohapoissa ja proteiineissa.

Massaspektrometriassa protonoituja molekyylejä kuvataan yleisesti muodossa [M+H]+, mikä kuvaa molekyylin plus-yhteen protonin lisäystä. Tämä on erityisen yleistä elektro-spray-ionisaatiossa (ESI) ja MALDI-tekniikoissa. Protonaatio vaikuttaa myös fragmentaatioreaktioihin ja spektrien rakenteeseen, ja sitä hyödynnetään laajalti proteomiikassa, metabolomiikassa sekä pienimolekyylien analytiikassa.

Esimerkkejä protonoiduista muodoista ovat protonoitu vesimolekyyli H3O+, protonoitu amiini RNH3+, sekä protonoidut aminohapot ja peptidit happamissa olosuhteissa. Protonaatio on siten merkittävä ilmiö sekä perus- että soveltavassa kemiassa.