Transesterifikace - Transesterification

V organické chemii je transesterifikace procesem výměny organické skupiny R " esteru s organickou skupinou R" alkoholu . Tyto reakce jsou často katalyzovány přidáním kyselého nebo zásaditého katalyzátoru. Reakce může být také provedena pomocí jiných enzymů, zejména lipáz (jedním příkladem je lipáza EC3.1.1.3).

Transesterifikace : alkohol + ester → jiný alkohol + jiný ester

Silné kyseliny katalyzují reakci darovat proton ke karbonylové skupině, a proto je silnější elektrofil , zatímco báze katalýzu reakce odstraněním protonu z alkoholu, čímž se více nukleofilní . Estery s většími alkoxyskupinami lze připravit z methylesterů nebo ethylesterů vysoké čistoty zahřátím směsi esteru, kyseliny / báze a velkého alkoholu a odpařením malého alkoholu za účelem dosažení rovnováhy.

Mechanismus

V transesterifikačním mechanismu reaguje karbonylový uhlík výchozího esteru za vzniku tetrahedrálního meziproduktu, který se buď vrací k výchozí látce, nebo postupuje k transesterifikovanému produktu (RCOOR 2 ). Různé druhy existují v rovnováze a distribuce produktu závisí na relativních energiích reaktantu a produktu.

Obecný transesterifikační mechanismus.png

Aplikace

Výroba polyesteru

Největší aplikace transesterifikace je v syntéze polyesterů . V této aplikaci procházejí diestery transesterifikací dioly za vzniku makromolekul. Například dimethyltereftalát a ethylenglykol reagují za vzniku polyethylentereftalátu a methanolu , který se odpaří, aby se reakce urychlila.

Methanolýza a výroba bionafty

Reverzní reakce, methanolýza, je také příkladem transesterifikace. Tento proces se používá k recyklaci polyesterů na jednotlivé monomery (viz recyklace plastů ). Používá se také k přeměně tuků ( triglyceridů ) na bionaftu . Tato konverze byla jedním z prvních použití. Transesterifikovaný rostlinný olej ( bionafta ) byl před druhou světovou válkou používán k pohonu těžkých vozidel v Jižní Africe .

To bylo patentováno v USA v padesátých letech minulého století Colgate , ačkoli biolipidová transesterifikace mohla být objevena mnohem dříve. Ve 40. letech 20. století vědci hledali metodu pro snadnější výrobu glycerolu , který se používal k výrobě výbušnin pro druhou světovou válku. Mnoho metod, které dnes výrobci používají, má původ v původním výzkumu ze 40. let.

Japonští vědci nedávno prokázali, že je možné provést transesterifikaci biolipidů pomocí superkritické methanolové metodiky, při níž se k fyzikální katalýze reakce biolipid / methanol na methylestery mastných kyselin používají vysokoteplotní vysokotlaké nádoby.

Zpracování tuku

Tuk interesterifikace se používá v potravinářském průmyslu pro změnu uspořádání mastných kyselin z triglyceridů v jedlých tuků a rostlinných olejů . Například může být pevný tuk s většinou nasycenými mastnými kyselinami transesterifikován rostlinným olejem s vysokým obsahem nenasycených kyselin za vzniku roztíratelného polotuhého tuku, jehož molekuly obsahují směs obou druhů kyselin.

Syntéza

Transesterifikace se používá k syntéze enolových derivátů, které je obtížné připravit jinými způsoby. Vinylacetát, který je levně dostupný, prochází transesterifikací, což umožňuje přístup k vinyletherům :

ROH + AcOCH = CH
2⟶ ROCH = CH
2+ AcOH

Viz také

Reference

  1. ^ Otera, Junzo. (Červen 1993). "Transesterifikace". Chemické recenze . 93 (4): 1449–1470. doi : 10,1021 / cr00020a004 .
  2. ^ „ENZYM - 3.1.1.3 lipáza triacylglycerolu“ . enzym.expasy.org . SIB Švýcarský institut pro bioinformatiku . Vyvolány 17 February 2021 .
  3. ^ Wilhelm Riemenschneider1 a Hermann M. Bolt „Esters, Organic“ Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.a09_565.pub2
  4. ^ Tomotaka Hirabayashi, Satoshi Sakaguchi, Yasutaka Ishii (2005). „Iridiem katalyzovaná syntéza vinyletherů z alkoholů a vinylacetátu“ . Org. Synth . 82 : 55. doi : 10,15227 / orgsyn.082.0055 .CS1 maint: používá parametr autorů ( odkaz )
  5. ^ Yasushi Obora, Yasutaka Ishii (2012). „Diskusní dodatek: Iridiem katalyzovaná syntéza vinylových etherů z alkoholů a vinylacetátu“. Org. Synth . 89 : 307. doi : 10,15227 / orgsyn.089.0307 .CS1 maint: používá parametr autorů ( odkaz )