カルボキシレート

有機化学において、カルボキシレートはカルボン酸の共役塩基であり、RCOO ⁻（またはRCO−2）は陰イオン、つまり負の電荷を帯びたイオンです。

カルボン酸塩は、一般式M(RCOO) _nで示される塩です。ここで、M は金属、nは 1、2、... です。カルボン酸エステルは、一般式RCOOR′ ( RCO ₂ R′とも表記) で示されます。ここで、R と R′ は有機基です。

カルボン酸イオンはカルボン酸の脱プロトン化によって形成される。このような酸のp Ka は典型的には5未満_であり、これは水酸化ナトリウムや重炭酸ナトリウムなどの多くの塩基によって脱プロトン化されることを意味する。^{[1] : 271–2}

${\displaystyle {\ce {RCOOH + NaOH -> RCOONa + H2O}}}$

カルボン酸は、アルコール（アルコキシドイオンと陽子）よりもはるかに容易にカルボキシレートアニオンと正に帯電した水素イオン（陽子）に解離する。これは、カルボキシレートイオンが共鳴によって安定化されるためである。カルボキシル基の脱プロトン化後に残る負電荷は、共鳴構造内の2つの電気陰性酸素原子間に非局在化する。R基が電子吸引基（ –CF ₃など）である場合、カルボキシレートの塩基性はさらに弱まる。^{[1] : 264–5}

この電子の非局在化は、両方の酸素原子がそれほど強く負に帯電していないことを意味します。したがって、正の陽子はカルボキシレート基から離れた後にそれほど強く引き付けられません。したがって、負電荷の共鳴安定化の結果として、カルボキシレートイオンはより安定し、塩基性が低くなります。対照的に、アルコキシドイオンは、一度形成されると、孤立した酸素原子に局在した強い負電荷を持ち、近くの陽子を強く引き付けます（実際、アルコキシドは非常に強い塩基です）。共鳴安定化のため、カルボン酸はアルコールよりもはるかに低いp Ka_値（したがって、より強い酸）を持ちます。たとえば、酢酸のp Ka_値は 4.8 ですが、エタノールのp Ka 値は 16_{です。したがって、酢酸はエタノールよりもはるかに強い酸です。これは、カルボン酸またはアルコールの等モル水溶液では、カルボン酸の}pHがはるかに低いことを意味します。^{[1] : 263–7}

カルボキシレート基の隣のα位に水素原子を持つカルボン酸塩は、リチウムジイソプロピルアミドなどの強塩基でジアニオンに変換できます。これらはアルキルハライドと反応して誘導体を生成します: ^{[1] : 474}

RCH ₂ COO ⁻ + Li ⁺ [ ⁻ N(CH(CH ₃ ) ₂ ) ₂ ] → RCH ⁻ COO ⁻

RCH ⁻ COO ⁻ + R'X → RR'CHCOO ⁻ + X ⁻

カルボキシレートイオンは優れた求核剤です。アルキルハロゲン化物と反応してエステルを形成します。次の反応は反応機構を示しています。^{[1] : 398–9}

カルボン酸イオンの求核性は、水酸化物イオンやアルコキシドイオンの求核性よりもはるかに弱いですが、ハロゲン化物アニオンの求核性よりも強いです（極性非プロトン性溶媒中、ただしイオンの溶解度など他の影響もあります）。

エステルの還元とは異なり、カルボキシレートの還元は、脱離基が欠如していることと、酸素原子の負電荷により炭素原子が比較的電子に富んでいることから異なります。少量の酸で、アルミニウム水素化リチウムとの反応が起こり、その過程でLAHがルイス酸 AlH ₃に変化し、オキシアニオンが4つのAl–O結合に変換されます。^{[1] : 1212}

このリストは、陰イオンまたはその誘導体について別の項目がある場合に使用します。その他のすべての有機酸は、その親カルボン酸に記載されています。

• ギ酸イオン、HCOO ⁻
• 酢酸イオン、CH ₃ COO ⁻
• メタンテトラカルボン酸イオン、C(COO ⁻ ) ₄
• シュウ酸イオン（COO）²⁻²
  _...

• カルボン酸