Esterifikácia
Esterifikácia je kyslo katalyzovaná reakcia alkoholu s kyselinou alebo s jej derivátom za vzniku esteru a vody. Ak reakcia prebieha bez prídavku minerálnych kyselín, esterifikácia prebieha pri vysokej teplote – cca 200 °C. Najpoužívanejším katalyzátorom býva H2SO4 a niektoré aromatické sulfónové kyseliny (kyselina p-toluénsulfónová).
Princíp
Pri esterifikácii nastáva adícia alkoholu na kyslík karboxylovej kyseliny, sledom prototropných dejov vzniká z kyseliny a alkoholu ester. Tento mechanizmus platí pre väčšinu esterifikačných kyselín primárnymi a sekundárnymi alkoholmi. Terciárne alkoholy reagujú v prítomnosti H+ odlišne. Reakčná schopnosť alkoholov pri nekatalyzovanej esterifikácii závisí od štruktúry, najmä od sterických faktorov reagujúcich zložiek. Čím silnejšie sú substituenty viazané na skupinu -COOH kyseliny, respektíve na skupinu -OH alkoholu, tým reakcia prebieha pomalšie. Významné sú aj elektrické vplyvy substituentov.
H2SO4 H3C-COOH + HO-CH2-CH3 → H3C-COO-CH2-CH3 + H2O
Zmenšením koncentrácie reakčnej vody pútaním na vhodné činidlo (H2SO4, ZnCl2 a podobne), alebo jej odstraňovaním jednoduchou, respektívne azeotropickou destiláciou zo sústavy zložiek sa porušuje chemická rovnováha, čo vyvoláva vždy novú esterifikáciu. Porušenie rovnováhy možno dosiahnuť okrem odstraňovania vody aj odvádzaním vzniknutého esteru z reakčného prostredia. Rýchlosť na katalyzovanej esterifikácii je daná charakterom použitého alkoholu a kyseliny.
Najrýchlejšie esterifikácia prebieha pri primárnych alkoholoch. Rýchlosť esterifikačných alkoholov závisí od štruktúry uhlíkového reťazca. Čím je rozvetvenejší a čím bližšie sú bočné alkyly k hydroxylu, tým je rýchlosť esterifikácie menšia. Ak je alkohol rovnaký, rozhodujúci vplyv na rýchlosť esterifikácie má použitá kyselina. Kyseliny s rozvetveným alkylom reagujú pomalšie ako s nerozvetveným. Pri katalyzovanej esterifikácii je rýchlosť reakcie priamo úmerná koncentrácii vodíkových iónov. Špeciálny spôsob prípravy esterov z organických kyselín stericky nevýhodným je založený na rozpustení organických kyselín v 100% kyseline sírovej (vznik karbéniového iónu); roztok sa vleje do alkoholu.
Esterifikácia sa mechanizmom podobá preesterifikácia.
Fytoenergetika
Vo fytoenergetike sa používa transesterifikácia pri výrobe metylesteru nenasýtených mastných kyselín. Tento metylester je známy ako bionafta. Transesterifikácia je založená na zmiešaní metanolu s hydroxidom sodným a potom s olejom vylisovaným zo semien repky olejnej alebo zo sójových bôbov. Vedľajším produktom je glycerín, ktorý je možný využiť pri výrobe zubných pást alebo sirupov proti kašľu.
Opakom esterifikácie je hydrolýza, tzv. zmydelňovanie.
 |
Chemický portál |