Ποιο καρβοξυλικό οξύ θα αποκαρβοξυλικό με θέρμανση;

Πολλά καρβοξυλικά οξέα θα αποκαρβοξυλικά μετά τη θέρμανση, αλλά μερικά είναι πιο επιρρεπείς σε αυτή την αντίδραση από άλλες. Ακολουθεί μια κατανομή παραγόντων που επηρεάζουν την αποκαρβοξυλίωση και τα παραδείγματα οξέων που υποβάλλονται εύκολα σε αυτή τη διαδικασία:

Παράγοντες που ευνοούν την αποκαρβοξυλίωση:

* Παρουσία ομάδας βήτα-κετο: Τα καρβοξυλικά οξέα με μια ομάδα βήτα-κετο (μια ομάδα καρβονυλίου δύο άνθρακες μακριά από την καρβοξυλική ομάδα) είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στην αποκαρβοξυλίωση. Το ανιόν με ενόλη που σχηματίζεται από την απομάκρυνση ενός πρωτονίου άλφα προς την ομάδα καρβονυλίου σταθεροποιείται από τον συντονισμό, καθιστώντας την αντίδραση αποκαρβοξυλίωσης πιο ευνοϊκή.

* Ομάδες ηλεκτρονίων-μελαγχολικά: Τα καρβοξυλικά οξέα με ομάδες με ηλεκτρονική διάταξη που συνδέονται με τον άλφα άνθρακα (ο άνθρακας δίπλα στην καρβοξυλική ομάδα) θα αποκαρβοξυλικά πιο εύκολα. Αυτές οι ομάδες σταθεροποιούν το αρνητικό φορτίο που σχηματίζεται στον άλφα άνθρακα κατά τη διάρκεια της αποκαρβοξυλίωσης.

* Υψηλά υποκατεστημένα καρβοξυλικά οξέα: Τα τριτογενή καρβοξυλικά οξέα (όπου η καρβοξυλική ομάδα συνδέεται με άνθρακα με τρεις άλλες ομάδες άνθρακα) είναι συχνά πιο επιρρεπείς σε αποκαρβοξυλίωση από τα πρωτογενή ή δευτερογενή καρβοξυλικά οξέα.

Παραδείγματα καρβοξυλικών οξέων που αποκαρβοξυλικό:

* Βήτα-κετοξέα:

* Ακετοξικό οξύ (CH₃COCH₂COOH) Διακουβουλικά σε ακετόνη (ch₃coch₃) κατά τη θέρμανση.

* Μαλονικό οξύ (Hoocch₂cooh) Διακουβοξυλικά σε οξικό οξύ (CH₃COOH).

* Άλλα παραδείγματα:

* Οξαλικό οξύ (Hoocooh) αποκαρβοξυλικά σε διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) κατά τη θέρμανση.

* 2,4,6-τρινιτροβενζοϊκό οξύ εύκολα αποκαρβοξυλικά λόγω της ισχυρής επίδρασης των ομάδων νιτρο.

Μηχανισμός αποκαρβοξυλίωσης:

Η αποκαρβοξυλίωση των καρβοξυλικών οξέων συνήθως περιλαμβάνει μηχανισμό δύο βημάτων:

1. Αφαίρεση πρωτονίων: Μια βάση (συχνά ένα ιόν υδροξειδίου ή ένα άλλο καρβοξυλικό ανιόν) αφαιρεί ένα πρωτόνιο από το άνθρακα άλφα προς την καρβοξυλική ομάδα, σχηματίζοντας ένα ανιόν ενολικού.

2. εξάλειψη του διοξειδίου του άνθρακα: Το ανιόν Enolate υφίσταται μια συντονισμένη αντίδραση όπου ο δεσμός άνθρακα-άνθρακα μεταξύ του άλφα άνθρακα και των καρβοξυλομάδων διαλύει και απελευθερώνεται διοξείδιο του άνθρακα.

Σημαντική σημείωση: Η αποκαρβοξυλίωση των καρβοξυλικών οξέων μπορεί να καταλυθεί από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένων θερμότητας, όξινων ή βασικών συνθηκών, καθώς και την παρουσία ορισμένων μεταλλικών ιόντων.