Transesterifikace - Transesterification

v organická chemie, transesterifikace je proces výměny organické skupiny R "an ester s organickou skupinou R 'an alkohol. Tyto reakce jsou často katalyzovaný přidáním kyselina nebo základna katalyzátor.[1] Reakce může být také provedena pomocí enzymů (biokatalyzátorů), zejména lipáz (E.C.3.1.1.3).

Transesterifikace: alkohol + ester → jiný alkohol + jiný ester

Silné kyseliny katalyzují reakci darováním a proton do karbonyl skupiny, což z něj dělá silnějšího elektrofil, zatímco báze katalyzují reakci odstraněním protonu z alkoholu, čímž se zvyšuje jeho obsah nukleofilní. Estery s většími alkoxyskupiny může být vyroben 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 tetraedrického meziproduktu, který se buď vrací k výchozí látce, nebo postupuje k transesterifikovanému produktu (RCOOR2). 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 polyestery.[2] V této aplikaci procházejí diestery transesterifikací dioly za vzniku makromolekul. Například, dimethyltereftalát a ethylenglykol reagovat na formu polyethylentereftalát a methanolu, který se odpaří, aby se reakce urychlila.

Methanolýza a výroba bionafty

Reverzní reakce, methanolýza, je také příkladem transesterifikace. Tento proces byl použit k recyklaci polyesterů na jednotlivé monomery (viz recyklace plastů ). Používá se také k přeměně tuků (triglyceridy ) do bionafta. Tato konverze byla jedním z prvních použití. Transesterifikováno rostlinný olej (bionafta ) byl dříve používán k pohonu těžkých vozidel v Jižní Africe druhá světová válka.

to bylo patentováno v USA v padesátých letech do Colgate, ačkoli biolipid transesterifikace mohla být objevena mnohem dříve. Ve čtyřicátých letech minulého století vědci hledali způsob, jak snadněji vyrobit glycerol, který byl použit k výrobě výbušniny za druhou světovou válku. Mnoho metod, které dnes používají výrobci, pochází z původního výzkumu 40. let.

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

Zpracování tuku

Tlustá interesterifikace se používá v potravinářský průmysl přeskupit mastné kyseliny z triglyceridy jedlé tuky a rostlinné oleje. 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

K syntéze se používá transesterifikace enol deriváty, které je obtížné připravit jinými prostředky. Vinylacetát, který je levně dostupný, prochází transesterifikací, což umožňuje přístup vinylethery:[3][4]

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. ^ 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
  3. ^ Tomotaka Hirabayashi, Satoshi Sakaguchi, Yasutaka Ishii (2005). „Iridiem katalyzovaná syntéza vinylových etherů z alkoholů a vinylacetátu“. Org. Synth. 82: 55. doi:10.15227 / orgsyn.082.0055.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  4. ^ 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 autoři (odkaz)