14.18 : אסטרים לחומצות קרבוקסיליות: ספוניפיקציה

ניתן לבצע הידרוליזה של אסטרים לחומצות קרבוקסיליות בתנאים חומציים או בסיסיים. הידרוליזה מעודדת בסיס של אסטרים היא תגובת התמרת אציל נוקלאופילית שבה אסטרים מגיבים עם בסיס מימי, ואחריו חומצה כדי ליצור חומצות קרבוקסיליות. תגובה זו ידועה גם כספוניפיקציה (סיבון) מכיוון שהיא מהווה את הבסיס להכנת סבונים משומנים.

התגובה דורשת בסיס בכמויות סטוכיומטריות, המשתתף בתגובה ולא מתחדש מאוחר יותר. אז, הבסיס פועל כמגיב ולא כזרז.

בשלב הראשון של מנגנון ההידרוליזה המעודד על ידי בסיס, יון ההידרוקסיד תוקף את הפחמן הקרבונילי של האסטר ויוצר תוצר ביניים טטרהדרלי. בשלב השני, קבוצת הקרבוניל נוצרת מחדש עם סילוק יון אלקוקסיד. התנאים הבסיסיים ביותר מביאים לדה-פרוטונציה כדי לתת יון קרבוקסילאט וכוהל. לאחר השלמת הספוניפיקציה, חומצה מייצרת את יון הקרבוקסילט כדי לתת את החומצה הקרבוקסילית.

מחקרי תיוג איזוטופים באמצעות אסטר המסומן באיזוטופ ¹⁸ O תומכים במנגנון. לאחר הספוניפיקציה, כל החמצן של הכוהל מותמר באיזוטופ החמצן ( ¹⁸ O). אף אחד מאיזוטופי החמצן ( ¹⁸ O) לא הופיע בחומצה. זה מצביע על כך שהתגובה מתרחשת על ידי ביקוע הקשר האציל-חמצן ולא הקשר האלקיל-חמצן. כתוצאה מכך, אחד החמצנים ביון הקרבוקסילט מגיע מיון הנוקלאופילי הידרוקסיד.

תגובת הספוניפיקציה היא בלתי הפיכה, מכיוון שיון הקרבוקסילאט אינו תגובתי לקראת התמרה נוקלאופילית.