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Esterificazione di Fischer

Preparazione degli esteri tramite esterificazione di Fischer

Gli acidi cabossilici reagiscono con gli alcoli in presenza di catalizzatori acidi (di solito HCl o H2SO4) per dare esteri.

Questa reazione acido-catalizzata è nota come "esterificazione di Fischer".

Essa può essere rappresenata nel seguente modo:

esterificazione di fischer

Marcando l'ossigeno dell'alcol con un suo isotopo radioattivo, è possibile dimostrare che nell'estere l'ossigeno alcossidico è radioattivo e che quindi proviene dall'acol:

esterificazione di fischer

Nell'acqua prodotta dalla reazione di condesazione non compare traccia dell'isotopo radioattivo.

E' chiaro dunque che l'acqua si forma dalla condensazione del gruppo OH dell'acido con l'H dell'alcol:

condensazione di fischer

Il meccanismo della reazione di Fisher può essere rappresentato nel seguente modo:

meccanismo della esterificazione di fisher

La reazione è catalizzata dagli acidi, e la funzione dell'acido forte è quella di convertire il composto carbossilico nel suo acido coniugato.

Il gruppo carbonilico di quest'ultimo sottostà ad attacco nucleofilo da parte dell'alcol che porta a un addotto protonato.

Lo scambio di protoni fra due ossigeni è un processo molto veloce e dal primo addotto protonato si forma il secondo, rimuovendo un protone dall'ossigeno vicino al gruppo R' e aggiungendo un protone a uno degli altri due ossigeni.

Allora gli elettroni si assestano come è mostrato sopra e viene espulsa una molecola di acqua portando all'acido coniugato dell'estere, che perde il protone portando all'esetere stesso.

Vie alternative per preparare gli esteri

Esistono altre vie alternative per preparare gli esteri che vengono utilizzate a seconda dei casi.

Gli esteri si possono formare anche facendo reagire:

1) alcoli con cloruri acilici:

R-OH + R'-CO-Cl → R'-CO-OR + HCl

2) alcoli con anidridi degli acidi carbossilici :

R-OH + R'-CO-O-CO-R' → R'-CO-OR + R'-COOH

3) alcoli con esteri (transestrificazione):

R''-OH + R-CO-OR' → R-CO-OR'' + R'-OH

4) diazometano con acidi carbossilici:

CH2N2 + R-COOH → R-CO-OCH3 + N2

Gli alcoli primari e secondari possono essere sottoposti a esterificazione con qualunque metodo. Gli alcoli terziari invece non possono essere utilizzati in condizioni acide perchè vengono facilmente convertiti nei carbocationi corrispondenti che danno eliminazione o altre reazioni.

Transesterificazione

La transesterificazione è il termine che viene applicato alla reazione fra un estere e un alcol che porta a un estere differente.

transesterificazione

La transesterificazione è catalizzata bene sia dagli acidi che dalle basi. Il meccanismo della transesterificazione acido-catalizzata è del tutto analogo a quello della esterificazione di Fisher.

Si tratta di una reazione all'equilibrio. Per spostare l'equilibrio veso destra è necessario lavorare in presenza di un eccesso di alcol (R''OH) oppure allontanare (per esempio tramite distillazione) uno dei prodotti della reazione.

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