エステルのけん化

原理

けん化は求核アシル置換カルボニルに求核剤が付いてから脱離基が抜け、正味で置換になる二段の型。（付加–脱離、四面体中間体カルボニルに求核剤が付き、炭素がsp3の四面体形になった中間体。経由）の代表例。求核剤電子が余っていて、電子の足りない相手（求電子剤）へ電子対を差し出して結合をつくる化学種。OH⁻がカルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。炭素C1（酸素に電子を引かれてδ⁺）を攻撃してsp³の四面体中間体反応の途中で一時的にできる、ある程度の寿命を持つ化学種。遷移状態とは別物である。をつくり、次にその中間体からより脱離しやすい基（エトキシド）が抜けてsp²のカルボニルが再生する。二段階（付加してから脱離）を踏むのがSN2的な一段置換との違いで、C1に一時的に4本の単結合が付いた四面体中間体を必ず経由する。

選択性

Q.四面体中間体が壊れるとき、なぜOH⁻（もとの求核剤）が戻らずエトキシドが抜けるのか
A.四面体中間体のC1には–O⁻（O3）・–OH（O7）・–OEt（O4）の3つの酸素が付いており、崩れるときは『より安定なアニオンとして抜けられる基』が脱離する。ここではO7がプロトンを持って中性の水酸基に戻る経路（＝出発物へ逆戻り）と、O4がエトキシドとして抜ける経路（＝前進）が競合する。エトキシドが抜ければ生成した酢酸がすぐ次段で脱プロトン分子が水素イオン（H⁺）を塩基に引き抜かれて手放す操作。プロトン化の逆である。されて安定な酢酸イオンに落ちるため、系全体としては前進側に引かれる。

駆動力

各素反応（付加・脱離）はそれ自体は可逆だが、最後の酸塩基段が反応を不可逆にする。生じた酢酸（pKa≈4.76）は、脱離してきたエトキシドの共役二重結合と単結合が交互に並び、π電子がひと続きに広がった状態。酸であるエタノール（pKa≈16）よりはるかに強い酸なので、エトキシドは酢酸をほぼ完全に脱プロトンする（平衡定数が10¹¹以上生成側）。生成した酢酸イオンは負電荷が2つの酸素に共鳴1つの構造式では描き切れない電子の広がりを、複数の極限構造で表す考え方。で非局在化して非常に安定で、もはや求核剤として四面体中間体を作り直せない。だからけん化は酸触媒酸が反応を助け、最後には再生される仕組み。基質をプロトン化して反応しやすくする。エステル化（Fischer）と違って逆に戻らない＝『けん化』の名のとおり石鹸づくりで後戻りしない。

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