Производные карбоновых кислот, как и сами кислоты, способны вступать в реакции нуклеофильного замещения у sp2--гибридизован- ного атома углерода с образованием других функциональных производных. Механизм такого замещения отличается от рассмотренного выше механизма нуклеофильного замещения у sp3--гибридизованного атома углерода в галогеноалканах и спиртах (см. 4.3).
Тетраэдрический механизм нуклеофильного замещения. Сначала нуклеофил присоединяется к атому углерода группы С=О с образованием нестабильного промежуточного аниона (интермедиата). Механизм реакции называют тетраэдрическим, так как атом углерода при этом переходит из sp2- в sр3-гибридное состояние и принимает тетраэдрическую конфигурацию.
На второй стадии от интермедиата отщепляется частица Z и атом углерода вновь становится sp2-гибридизованным. Таким образом, эта реакция замещения включает стадии присоединения и отщепления.
По такому механизму реакция протекает при наличии достаточно сильного нуклеофила и хорошей уходящей группы Z, напри- мер, в случае щелочного гидролиза сложных эфиров и других функциональных производных карбоновых кислот. Легкость нуклеофильной атаки зависит от величины частичного положительного заряда δ+ на атоме углерода карбонильной группы. В функциональных производных карбоновых кислот он увеличивается с ростом -I-эффекта заместителя Z и уменьшается с увеличением его M-эффекта. В результате этих эффектов величина заряда и, следовательно, способность подвергаться нуклеофильной атаке в рассматриваемых соединениях уменьшаются в приведенной ниже последовательности. К этому же выводу приводит и анализ стабильности уходящих групп Z-, которые выделены цветом (см. 4.2.1).
