Karboksylan - Carboxylate

Jon karboksylanowy
Jon akrylowy

Karboksylowego jest sprzężona podstawy z kwasu karboksylowego , RCOO - (lub RCO
2
). Jest to jon o ładunku ujemnym .

Sole karboksylanowesolami, które mają wzór ogólny M(RCOO) n , gdzie M oznacza metal, a n oznacza 1, 2,...; karboksylanowe estry mają wzór ogólny RCOOR '(lub RCO 2 R "). R i R' są grupami organicznymi; R′ ≠ H.

Synteza

Jony karboksylanowe mogą powstawać przez deprotonowanie kwasów karboksylowych. Takie kwasy mają typowo P K A stanowi mniej niż 5, co oznacza, że mogą one być deprotonuje wielu zasad, takich jak wodorotlenek sodu lub wodorowęglan sodu .

RCOOH + NaOH → RCONa + H 2 O

Rezonansowa stabilizacja jonu karboksylanowego

Kwasy karboksylowe łatwo dysocjują na anion karboksylanowy i dodatnio naładowany jon wodorowy (proton), znacznie łatwiej niż alkohole (na jon alkoholanowy i proton), ponieważ jon karboksylanowy jest stabilizowany rezonansem . Ujemny ładunek, który pozostaje po deprotonacji grupy karboksylowej, jest zdelokalizowany pomiędzy dwoma elektroujemnymi atomami tlenu w strukturze rezonansowej. Jeśli grupa R jest grupą elektronoakceptorową (taką jak –CF 3 ), zasadowość karboksylanu będzie dalej osłabiona.

Równoważność rezonansu tworzy zdelokalizowaną postać ogólnego anionu karboksylanowego

Ta delokalizacja chmury elektronowej oznacza, że ​​oba atomy tlenu są słabiej naładowane ujemnie; dodatni proton jest zatem słabiej przyciągany z powrotem do grupy karboksylanowej po jej opuszczeniu; stąd jon karboksylanowy jest bardziej stabilny i mniej zasadowy w wyniku rezonansowej stabilizacji ładunku ujemnego. W przeciwieństwie do tego, jon alkoholanowy po utworzeniu miałby silny ładunek ujemny zlokalizowany na jego samotnym atomie tlenu, który silnie przyciągałby pobliskie protony (w rzeczywistości alkoholany są bardzo silnymi zasadami). Ze względu na stabilizację rezonansu, kwasy karboksylowe są znacznie niższe p K a wartości (a zatem są silniejsze niż kwasy) alkoholi . Na przykład, P K wartość kwasu octowego wynosi 4,8, podczas gdy etanol jest ap K A SI znacznie mocniejszym kwasem niż etanol 16. W związku z tym kwas octowy. To z kolei oznacza, że ​​dla równomolowych roztworów kwasu karboksylowego i alkoholu kwas karboksylowy miałby znacznie niższe pH .

Reakcje

Substytucja nukleofilowa

Jony karboksylanowe są dobrymi nukleofilami . Reagują z halogenkami alkilu tworząc ester . Poniższa reakcja pokazuje mechanizm reakcji.

S N 2 Reakcja pomiędzy octan sodu i bromoetanu . Produktami są octan etylu i bromek sodu .

Nukleofilowość jonów karboksylanowych jest znacznie słabsza niż jonów wodorotlenowych i alkoholanowych , ale silniejsza niż anionów halogenkowych (w polarnym rozpuszczalniku aprotonowym , chociaż istnieją inne efekty, takie jak rozpuszczalność jonu).

Zmniejszenie

W przeciwieństwie do redukcji estru, redukcja karboksylanu jest inna, ze względu na brak grupy opuszczającej i stosunkowo bogaty w elektrony atom węgla (ze względu na ujemny ładunek na atomach tlenu). Przy niewielkiej ilości kwasu reakcja zachodzi z wodorkiem litowo-glinowym poprzez zmianę LAH w kwas Lewisa AlH 3 w procesie, przekształcając oksyanion w 4 wiązania Al-O.

Przykłady

Ta lista dotyczy przypadków, w których istnieje osobny artykuł dotyczący anionu lub jego pochodnych. Wszystkie inne kwasy organiczne powinny znajdować się w ich macierzystym kwasie karboksylowym.

Zobacz też

Bibliografia