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酯化反应是有机化学中的重要反应。在这个反应中，羧酸与醇结合形成酯和水。关键问题是：为什么羧酸失去的是羟基，而不是羧基？这涉及到反应的具体机理。
反应的第一步是酸催化剂的作用。酸催化剂提供质子，质子化羧酸的羰基氧原子。这使得羰基碳原子带有更多的正电荷，变得更具亲电性，为下一步醇分子的亲核进攻创造了条件。
第二步是醇分子的亲核进攻。醇分子中的氧原子具有孤对电子，作为亲核试剂进攻被质子化的羧酸的羰基碳原子。这个进攻导致羰基双键断裂，形成一个四面体中间体。在这个中间体中，碳原子与四个基团相连。
第三步是关键的消除步骤。在四面体中间体中发生质子转移，羧酸原来的羟基与醇原来的氢原子结合形成水分子。这个水分子作为良好的离去基团离开反应体系，同时形成最终的酯产物。这就解释了为什么是羧酸失去羟基，醇失去氢原子。
同位素标记实验为酯化反应机理提供了决定性证据。当使用氧-18标记羧酸的羟基时，发现标记的氧原子出现在生成的水分子中，而不是在酯产物中。这直接证明了羧酸失去羟基，醇失去氢原子的机理。因此，酯化反应确实是羟基脱氢，而不是羧基脱氢。