羧酸及其衍生物

皂化

/ suh-pon-ih-fih-KAY-shun /

皂化字面意思就是"做肥皂"——这个词源自拉丁文的"肥皂"。把油脂和碱液之类的强碱一起煮,酯键就断开,释放出肥皂分子。人类这样做肥皂已有数千年;其底下的化学就是碱促进的酯水解。

在皂化中,强碱(通常是氢氧根,NaOH 或 KOH)把酯水解,生成一个醇和一个羧酸盐,而不是游离的羧酸。氢氧根是亲核试剂:它进攻羰基碳,形成四面体中间体,然后 -OR' 烷氧基离去,生成羧酸,而碱立刻把它去质子化成羧酸根。最后这一步去质子化是关键——羧酸根太稳定,反应无法逆转。所以与酸性水解不同,皂化不可逆地进行到底,每个酯要消耗整整一当量的碱(这里的碱是反应物,不是催化剂)。

当酯是油脂时,即甘油三酯——甘油的三个长链脂肪酸酯——皂化会释放出甘油加三个脂肪酸羧酸盐。那些长链羧酸盐本身就是肥皂:每个都有一条溶于油的油腻烃尾和一个溶于水的离子头,所以它能包住油污、把它带走。这一个反应既解释了实验室切开酯的方法,也解释了把动物脂肪和草木灰变成清洁之物的古老手艺。

一个甘油三酯 + 3 NaOH(加热)生成甘油 + 3 个钠的羧酸盐(肥皂)。每个肥皂分子都有一条长长的油性尾巴和一个带电的 -COO- Na+ 头,这种双重性使它能洗去油污。

脂肪的皂化生成甘油和肥皂(脂肪酸羧酸盐)。

与酸催化水解不同,皂化是不可逆的,并按化学计量消耗碱——氢氧根是反应物,最终中和后成为羧酸盐的一部分,而不是能拿回来的催化剂。

又称
base hydrolysis of esterssoap-making碱性水解皂化反应