基本的水解酯的皂化

基本的水解酯类(皂化)

• 当酯类氢氧化钠处理,转换成吗羧酸盐在中和产生羧酸盐。这个过程称为基本的水解酯类或皂化。
• 通过两步水解发生addition-elimination机制(亲核酰替换)
• 的羧酸然后deprotonated给吗羧酸盐。
• 最后一个羧基的产品,酸添加在检查步骤。

表的内容

1. 基本的酯水解(皂化)
2. 的机制基本的水解
3. 在基本条件下皂化是不可逆转的
4. 基本的内酯水解
5. 皂化的脂肪
6. 笔记
7. 测试你自己!
8. (高级)引用和进一步阅读

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1。基本的酯水解(皂化)

当酯类氢氧根离子处理,其次是中和酸,它们转化成吗羧酸。

这个过程称为基本的水解酯类。另一个名字是皂化,因为羧酸盐通过水解盐最初形成通常用作肥皂(sapon = soap用拉丁文)。

可以使用许多不同的氢氧化盐。在实验室里,氢氧化锂的混合物四氢呋喃和水是常用的。对soap,碱液(通常是氢氧化钠但有时KOH)从传统上使用木材灰烬。

李图将用(+)但碱抗衡离子的准确身份不是至关重要的。

2。的机制基本的水解

皂化的第一步是氢氧根离子的亲核加成羰基碳的酯形成四面体中间。(看到帖子:亲核加成)这是紧随其后消除的醇盐(罗^{- - - - - -}从四面体中间给)羧酸。

这两个步骤addition-elimination过程是亲核酰取代的一个例子(看到帖子:亲核酰取代)

由于基地存在,然而,由于羧酸(pK_一个大约4 - 5)更酸性比醇(pK_一个15 - 16岁左右),羧酸然后迅速deprotonated给吗共轭碱的羧酸,称为羧酸盐盐。

获取中性羧酸,一个一般强酸溶液的补充道羧酸盐直到羧酸沉淀出来,然后执行一个用有机溶剂萃取。

3所示。在基本条件下皂化是不可逆转的

如果我们能得到羧酸酯类在基本条件下,值得问我们可以去相反的方向和获得酯类从羧酸通过使用一个醇盐(RO (-) ?

答案是否定的。皂化的酯与何鸿燊(-)不可逆转的。

得到了酯在基本条件下回来是非常不利的。(注1- - - - - -然而,它可以在酸性条件下使用费歇尔酯化)。

为什么这是散步。非常有意义

在基本情况下,首先要将发生酸碱反应之间的醇盐和羧酸给羧酸盐盐。醇至少10 pK_一个单位没有羧酸酸性,所以这是一个非常有利的(基本上不可逆)酸碱反应。

下一步是必须发生的除了的醇盐RO (-)羧酸盐给四面体中间RC(或)(O₂)^{2 -}。这不是一个印刷错误——这个物种将熊两个负电荷,使它di-anion。

一般来说,物种变得更加不稳定点费用的增加,所以我们已经期待这相对于mono -非常不利阴离子羧酸盐和醇盐。(见文章:5个关键因素影响酸度)

为了讨论,我们允许,这可能发生在很小的程度上。

得到了接下来会发生什么酯从这里吗?嗯,极强的di-anion O (^{2 -})必须消除四面体中间。

这是不好的。

还记得酸碱原理平庸吗?(见文章:如何用pK吗_一个表)。强酸和强碱给弱酸和基地?

这个反应是不好的因为它会导致的转换适度强碱成一个极强碱。

这就像问一条河跑上坡!

更可能是消除RO(-)的四面体中间重新生成羧酸盐和醇盐。这是发生了什么。没有净反应是观察到,除了去质子化的羧酸。

4所示。基本的内酯水解

任何时候你学习一种新的反应是值得的时间探索分子内的版本。它不涉及新概念,但这看起来奇怪,因此分子内反应使好考试的问题。

在这种情况下一个循环酯,称为内酯,可以被转化为一个无环羟基酸(注2通过添加氢氧根离子。

的反应是这样的:

机制是完全相同的分子间的版本。形式和打破的债券是完全相同的。唯一要记住的是,或一组相连羧酸通过碳链,我们最终得到一个分子,而不是两个。

5。皂化的脂肪

皂化一词的起源来自于拉丁语sapo的肥皂。

脂肪包含一个分子的甘油三长链羧酸通过酯联系。

在人类历史上,一些精明的人发现,碱液(实质上是氢氧化钠)与脂肪给分子发生反应,可以作为洗涤剂和肥皂。

当这些长链脂肪酸羧化物被添加到水,他们自发形成球状实体称为胶束,组织自己的亲水羧酸盐“正面”面临水,和疏水性烷基尾巴内排列。

这些胶束是善于隔绝油和其他非极性污染物从皮肤和餐具,纯净水不是。

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笔记

注1。费歇尔酯化的转换羧酸到一个酯在酸性条件下(看到帖子:费舍尔的酯化)

注2。有时被称为一个“seco-acid”的拉丁语瑞士,secaris, secare“切,切断”。

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测试你自己!

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(高级)引用和进一步阅读

1. 在水解的机理。醋酸戊酯的碱性皂化
   波兰尼和a . l .萨博
   反式。法拉第Soc。1934年30岁的508 - 512
   DOI:10.1039 / TF9343000508
   第一个机械研究皂化或酯水解。这些作者首先发现碱性水解醋酸戊酯acyl-oxygen债券发生裂变。还指出,戊酒精没有了啊¹⁸交换与溶剂水2天后在70°C。
2. 亲核的反应的催化机制羧酸衍生品。
   Myron l·本德
   化学评论1960年,60(1),53 - 113
   DOI:10.1021 / cr60203a005
   本文描述了证据支持动力学研究表明依赖pH值和同位素标记研究,证明它是acyl-oxygen,不是烷基债券。氧气,在水解过程中被裂解。
3. 病原去质子化在四面体中间崩溃
   罗伯特·麦克勒兰德
   美国化学学会杂志》上1984年,106年(24),7579 - 7583
   DOI:10.1021 / ja00336a044
   本文描述了机械的研究表明烷基安息香酸盐酯类给只有少量的交流基本的水解条件下,表明逆转哦,除了必须相对缓慢前进的四面体中间。
4. 烷基在羧基。氧气异裂酯类和相关的化合物
   g·戴维斯和j·凯尼恩
   问:启化学。Soc。1955年,9,203 - 228
   DOI:10.1039 / QR9550900203
   本文描述了皂化机理研究表明可以改变根据形成的叔碳正离子的稳定性烷基。氧气乳沟,当使用一个酯由一个叔酒精。
5. 总碱催化酯水解¹
   威廉·p·Jencks和琼Carriuolo
   美国化学学会杂志》上1961年,83年(7),1743 - 1750
   DOI:10.1021 / ja01468a044
6. 总碱催化酯水解
   Dimitrios Stefanidis和威廉·p·Jencks
   美国化学学会杂志》上1993年,115年(14),6045 - 6050
   DOI:10.1021 / ja00067a020
   这两份报告教授威廉·p·Jencks图在物理有机化学,一个有影响力的表明,一般基地催化已经被观察到的情况酯类酰基取代基组携带electron-attracting。
7. 一般的基本催化酯水解酶水解及其关系¹
   Myron l·本德和拜伦w . Turnquest
   美国化学学会杂志》上1957年,79年(7),1656 - 1662
   DOI:10.1021 / ja01564a035
8. 催化的酯乳沟。二世。同位素交换和溶剂分解的基本的芳基甲醇分解酯类。分子的解释自由能、焓变和熵的激活
   卡尔·g·在理查德·l·Schowen迈克尔•Gresser和约翰•沙普利
   美国化学学会杂志》上1969年,91年(8),2036 - 2044
   DOI:10.1021 / ja01036a029
   已经有大量的研究取代基的影响,溶剂效应,同位素交换动力学,催化的酯水解,如这两份报告说明。