脱プロトン化：酸塩基化学におけるプロトンの除去

機構と平衡

典型的な脱プロトン化ではプロトンが離れ、水素をもともと結合していた電子対は、しばしば共役塩基上に孤立電子対として残るか、結合骨格内で再分配される。脱プロトン化が進行するかどうかは、酸の強さと受容体の塩基性に依存し、これらの傾向はpKa値および平衡定数によって定量化される。プロトン移動反応は、より弱い酸（より高いpKa）をもつ側に有利となる。プロトンの喪失と酸化は区別することが重要である。脱プロトン化はH+を除去するが、関連する原子の形式酸化数を必ずしも変化させない。プロトン自体についてはプロトン、電子の役割については電子を参照。

一般的な塩基と例

• 水中では、水酸化物イオン（OH−）が多くの酸を脱プロトン化する（例：酢酸 → 酢酸イオン）。
• リチウムジイソプロピルアミド（LDA）や水素化ナトリウム（NaH）などの、より強い非求核性塩基は、弱酸性のC–H結合またはO–H結合を脱プロトン化し、エノラートまたはアルコキシドを与えるために用いられる。
• 有機金属試薬（例：BuLi）は非常に弱い酸を脱プロトン化でき、合成有機化学で一般的に用いられる。

この過程で塩基はプロトン化される。その共役酸はしばしば平衡の位置を決定するため、試薬や溶媒を選ぶ際に考慮しなければならない。プロトン化状態の説明はこちらを参照。

応用と意義

脱プロトン化は多くの反応における基本的段階である。これには、C–C結合形成のためのエノラート生成、脱離反応（E2機構）、互変異性化、酸塩基滴定、生物学における酵素触媒プロトン移動が含まれる。どのプロトンを除去するか、すなわち位置選択性と立体選択性は、塩基の強さ、温度、溶媒および立体効果によって制御できる。

区別と実用上の注意

脱プロトン化を、H•またはH2を除去する脱水素化、あるいは電子移動を伴う形式的な酸化と混同してはならない。溶媒の極性と水素結合能は、脱プロトン化の平衡および速度に強く影響する。プロトン性溶媒はイオンを安定化してプロトン移動を促進することが多い一方、非プロトン性溶媒は塩基強度に異なる影響を与える。反応速度は大きく異なり、実質的に障壁のないプロトン移動もあれば、強い非求核性塩基または触媒的な補助を必要とするものもある。