Caratteristiche della catalisi covalente

La catalisi covalente accelera la velocità mediante la formazione temporanea di legami covalenti tra catalizzatore e substrato.
La decarbossilazione dell'acetoacetato, un processo  chimicamente catalizzato delle ammine primarie, ne è un esempio.
Nella prima tappa di questa reazione, l'ammina attacca nucleofilamente il gruppo carbonilico dell'acetoacetato per
formare una base di Schiff (legame imminico). L'atomo di azoto protonato dell'intermedio covalente agisce poi come una
trappola per gli elettroni riducendo il livello energetico dell'enolato presente nello stato di transizione. La formazione
e la decomposizione della base di Schiff avviene rapidamente  e quindi non è questa la tappa che limita la velocità dell'intera sequenza. In generale, la catalisi covalente può essere concettualmente suddivisa in due tappe distinte:
1.La reazione nucleofila tra catalizzatore e substrato per formare un legame covalente.
2.La perdita di elettroni dal centro di reazione ad opera del catalizzatore ora elettrofilo.
I meccanismi della reazione vengono classificati arbitrariamente mediate i termini di catalisi nucleofila oppure catalisi elettrofila a seconda di quale dei due effetti è quello che esprime la spinta maggiore per la reazione, cioè quale catalizza la tappa che limita la velocità complessiva della reazione. La decarbossilazione dell'acetoacetato catalizzata dalle ammine primarie è un chiaro esempio di reazione catalizzata elettrofilicamente, in quanto la fase nucleofila, la formazione della base di Schiff, non è quella che limita la velocità. Un buon catalizzatore covalente, quindi, deve combinare insieme due proprietà che possono sembrare contraddittorie: la capacità di formare un legame covalente mediante un'elevata nucleofilicità e, allo stesso tempo, la possibilità di generare un gruppo che possa abbandonare facilmente l'enzima.