エステルの酸触媒加水分解

フィッシャーエステル化のすべてのステップは可逆的であり、平衡は過剰のアルコールを使用することによってエステル生成物に向かってシフトすることを見てきました。

この反応の性質は、水が大量に使用されているときにエステルをカルボン酸とアルコールに加水分解することを可能にする:

反応は、塩基触媒(ケン化)によってさらに良好に機能する。 各加水分解のメカニズムを議論するときになぜこれが起こるのかを見ていきます。

酸触媒によるエステルの加水分解のメカニズムから始めましょう。 基本的に、私達はFischerのエステル化の逆の順序をそう引いています、最初のステップでエステルは水の求核攻撃を促進するプロトン化されます:

フィッシャーエステル化と同様に、このプロセスは平衡であり、平衡を前進させるために形成されるときにアルコールの高い温度これは、塩基触媒エステル加水分解がより有益になるときである。

反応中に形成されたカルボン酸は、アルコキシドまたは水酸化物イオンによって脱プロトン化され、反応全体が不可逆的になる。 p>

反応の完全なメカニズムを描くことによって、それがどのように起こるかを見てみましょう:

–OHの添加と–ORの除去の後、カルボン酸が形成される。 そしてそれはカルボン酸よりより少なく求電子性で、R’Oアルコキシドによってもう攻撃されることができないcarboxylateイオンに変形する–OHか–または強塩基触媒エステル加水分解は、脂肪からの石鹸の製造に使用されるため、ケン化としても知られている。

覚えておいてください、石鹸は脂肪酸の塩であり、脂肪(グリセロールに由来するエステルと脂肪酸の三つの分子)が塩基触媒によって加水分解されると形成することができます。

エステル加水分解メカニズムについての詳細

ここで興味深い質問があります。

これが塩基触媒エステル加水分解の正しいメカニズムであることをどのように知っていますか?

メチルまたは一次アルキル誘導体を有するエステルの具体例を考えてみましょう:

このSN2反応は、上記で議論した付加除去機構の適切な代私たちは一次炭素を持っており、酢酸は最悪の脱離基ではありません–確かにエトキシドよりも優れています。

私たちは一次炭素 それで、エトキシドはカルボニル炭素またはエチル基のCH2を攻撃するのですか?これは同位体標識によって試験することができる。

アルコキシ部分に18O同位体を含むエステルを取り、水酸化物と反応させます。 さて、反応がSN2であれば、18Oの酸素は依然としてカルボキシレートイオンに現れるはずです:

しかし、実験的研究は、カルボキシレート中の酸素が水酸化物イオンから来るように反応が付加除去機構によって行くことを示例外が1つ見つからなかった場合、排除パスは完全ではありませんよね?

それは三級アルキル基を含むエステルの酸触媒加水分解である:p>

製品は期待どおりにカルボン酸とアルコールです。 しかし、メカニズムは少し異なります。 カルボニルのプロトン化後、カルボニルへの求核付加の代わりに、SN1機構による脱離基の喪失がある。

このC-O結合開裂は、SN1機構で見たように比較的安定な三級アルキル基を生成するために起こる。要約すると、はい、求核付加-脱離機構はエステル加水分解において優勢であるが、エステルの構造に応じてSN2およびSN1反応の可能性を排除すべき

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