В химии алкоксид является сопряженным основанием спирта и , следовательно, состоит из органической группы, связанной с отрицательно заряженным атомом кислорода . Они записываются как RO − , где R является органильным заместителем . Алкоксиды являются сильными основаниями [ требуется ссылка ] и, когда R не является объемным , хорошими нуклеофилами и хорошими лигандами . Алкоксиды, хотя обычно нестабильны в протонных растворителях, таких как вода, широко встречаются в качестве промежуточных продуктов в различных реакциях, включая синтез эфира Уильямсона . [1] [2] Алкоксиды переходных металлов широко используются для покрытий и в качестве катализаторов . [3] [4]
Еноляты — это ненасыщенные алкоксиды, полученные путем депротонирования связи C−H, смежной с кетоном или альдегидом . Нуклеофильный центр для простых алкоксидов расположен на кислороде, тогда как нуклеофильный участок на енолятах делокализован как на углеродных, так и на кислородных участках. Иноляты также являются ненасыщенными алкоксидами, полученными из ацетиленовых спиртов.
Феноксиды являются близкими родственниками алкоксидов, в которых алкильная группа заменена фенильной группой. Фенол более кислотный, чем типичный спирт; таким образом, феноксиды соответственно менее основные и менее нуклеофильные, чем алкоксиды. Однако с ними часто легче обращаться, и они дают производные, которые более кристалличны, чем производные алкоксидов.
Алкоксиды щелочных металлов часто являются олигомерными или полимерными соединениями, особенно когда группа R мала (Me, Et). [3] [ нужна страница ] Анион алкоксида является хорошим мостиковым лигандом , поэтому многие алкоксиды имеют связи M 2 O или M 3 O. В растворе производные щелочных металлов демонстрируют сильное ионное спаривание, как и ожидалось для производного щелочного металла сильноосновного аниона.
Алкоксиды могут быть получены несколькими способами, начиная с спирта . Высоковосстанавливающие металлы реагируют непосредственно со спиртами, давая соответствующий алкоксид металла. Спирт служит кислотой , а водород получается как побочный продукт. Классическим случаем является метоксид натрия , полученный путем добавления металлического натрия к метанолу : [ требуется цитата ]
Вместо натрия можно использовать другие щелочные металлы , а вместо метанола можно использовать большинство спиртов. Обычно спирт используют в избытке и оставляют для использования в качестве растворителя в реакции. Таким образом, используют спиртовой раствор алкоксида щелочного металла. Другая похожая реакция происходит, когда спирт реагирует с гидридом металла, таким как NaH. Гидрид металла удаляет атом водорода из гидроксильной группы и образует отрицательно заряженный ион алкоксида.
Ион алкоксида и его соли реагируют с первичными алкилгалогенидами в реакции S N 2 с образованием эфира посредством синтеза эфира Уильямсона . [1] [2]
Алифатические алкоголяты металлов разлагаются в воде , как описано в следующем идеализированном уравнении:
В процессе переэтерификации алкоксиды металлов реагируют с эфирами , вызывая обмен алкильными группами между алкоксидом металла и эфиром. При фокусировке на комплексе алкоксида металла результат тот же, что и при алкоголизе, а именно замена лигандов алкоксида, но в то же время алкильные группы эфира изменяются, что также может быть основной целью реакции. Например, для этой цели обычно используется метоксид натрия в растворе, реакция, которая используется в производстве биодизеля .
Многие соединения алкоксидов металлов также содержат оксолиганды . Оксолиганды обычно возникают в результате гидролиза, часто случайного, и элиминирования эфира: [ необходима ссылка ]
Многие алкоксиды металлов термически разлагаются в диапазоне ≈100–300 °C. [ необходима цитата ] В зависимости от условий процесса этот термолиз может дать [ необходима уточнение ] наноразмерные порошки оксидных или металлических фаз. Этот подход является основой процессов изготовления функциональных материалов, предназначенных для авиационной, космической, электронной и химической промышленности: индивидуальных оксидов, их твердых растворов, сложных оксидов, порошков металлов и сплавов, активных к спеканию. Также было рассмотрено разложение смесей производных моно- и гетерометаллических алкоксидов. Этот метод представляет собой перспективный подход, преимуществом которого является возможность получения функциональных материалов с повышенной фазовой и химической однородностью и контролируемым размером зерна (включая получение наноразмерных материалов) при относительно низкой температуре (менее 500–900 °C) по сравнению с традиционными технологиями. [ необходима цитата ]
Метоксид натрия, также называемый метилатом натрия и метанолятом натрия, в чистом виде представляет собой белый порошок. [6] Он используется в качестве инициатора анионной аддитивной полимеризации с оксидом этилена , образуя полиэфир с высокой молекулярной массой. [ требуется ссылка ] Как метоксид натрия, так и его аналог, приготовленный с калием , часто используются в качестве катализаторов для промышленного производства биодизеля . В этом процессе растительные масла или животные жиры, которые химически являются триглицеридами жирных кислот, переэтерифицируются метанолом с образованием метиловых эфиров жирных кислот (МЭЖК).
Метилоксид натрия производится в промышленных масштабах и поставляется рядом химических компаний.
Метоксид калия в спиртовом растворе обычно используется в качестве катализатора переэтерификации при производстве биодизеля . [7]