В органической химии карбоксилат — это сопряженное основание карбоновой кислоты RCOO — ( или RCO−2). Это ион с отрицательным зарядом .
Карбоксилатные соли – это соли , которые имеют общую формулу M(RCOO) n , где M представляет собой металл, а n равно 1, 2,.... Эфиры карбоксилатов имеют общую формулу RCOOR' (также записываемую как RCO 2 R' ), где R и R' представляют собой органические группы.
Карбоксилат-ионы могут образовываться депротонированием карбоновых кислот. Такие кислоты обычно имеют pKa менее 5, что означает, что они могут депротонироваться многими основаниями, такими как гидроксид натрия или бикарбонат натрия . [1] : 271–2
Карбоновые кислоты легко диссоциируют на карбоксилат-анион и положительно заряженный ион водорода (протон), гораздо легче, чем спирты (на алкоксид- ион и протон), поскольку карбоксилат-ион стабилизируется за счет резонанса . Отрицательный заряд, остающийся после депротонирования карбоксильной группы, делокализован между двумя электроотрицательными атомами кислорода в резонансной структуре. Если группа R представляет собой электроноакцепторную группу (например, –CF 3 ), основность карбоксилата будет еще больше ослаблена. [1] : 264–5
Эта делокализация электрона означает, что оба атома кислорода менее сильно отрицательно заряжены: поэтому положительный протон менее сильно притягивается обратно к карбоксилатной группе после того, как он ушел; следовательно, карбоксилат-ион более стабилен и менее основен в результате резонансной стабилизации отрицательного заряда. Напротив, однажды образовавшийся алкоксид- ион будет иметь сильный отрицательный заряд, локализованный на его одиночном атоме кислорода, который будет сильно притягивать любые близлежащие протоны (действительно, алкоксиды являются очень сильными основаниями). Из-за резонансной стабилизации карбоновые кислоты имеют гораздо более низкие значения p K a (и, следовательно, являются более сильными кислотами), чем спирты . Например, значение p K a уксусной кислоты составляет 4,8, а у этанола значение p K a равно 16. Следовательно, уксусная кислота является гораздо более сильной кислотой, чем этанол. Это, в свою очередь, означает, что для эквимолярных растворов карбоновой кислоты или спирта в воде карбоновая кислота будет иметь гораздо более низкий pH . [1] : 263–7
Соли карбоновых кислот с атомом водорода в альфа- положении рядом с карбоксилатной группой можно превратить в дианионы с сильными основаниями, такими как диизопропиламид лития . Они реагируют с алкилгалогенидами с образованием производных: [1] : 474.
Карбоксилат-ионы являются хорошими нуклеофилами . Они реагируют с алкилгалогенидами с образованием сложных эфиров . Следующая реакция показывает механизм реакции. [1] : 398–9
Нуклеофильность карбоксилат-ионов намного слабее, чем у гидроксид- и алкоксид- ионов, но сильнее, чем у галогенид- анионов (в полярном апротонном растворителе , хотя есть и другие эффекты, такие как растворимость иона).
В отличие от восстановления сложного эфира, восстановление карбоксилата отличается отсутствием уходящей группы и относительно богатым электронами атомом углерода (из-за отрицательного заряда на атомах кислорода). При небольшом количестве кислоты реакция протекает с алюмогидридом лития путем замены LAH на кислоту Льюиса AlH 3 , превращая оксианион в 4 связи Al–O. [1] : 1212
Этот список предназначен для случаев, когда для аниона или его производных есть отдельная статья. Все остальные органические кислоты должны находиться в исходной карбоновой кислоте.
