Síntese de benzoato de metila por esterificação de Fischer

A esterificação Fischer ou esterificação Fischer-Speier é uma reação de esterificação carboxílica utilizando um ácido inorgânico como catalisador , principalmente ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ).

A seguir, revisaremos a estrutura dos ésteres carboxílicos e as características gerais das reações de esterificação e, em seguida, explicaremos os detalhes da esterificação Fischer-Speier.

Ésteres carboxílicos

Os ésteres são compostos derivados da reação entre um álcool e um oxiácido . As reações em que os ésteres são formados são conhecidas como reações de esterificação .

Os ésteres mais comuns são os ésteres do ácido carboxílico , embora existam ésteres de praticamente qualquer oxiácido inorgânico, como os ésteres carbônicos e fosfóricos.

Tipos de ésteres

Os ésteres carboxílicos são formados pela reação entre um ácido carboxílico e um álcool orgânico. Por exemplo, a esterificação entre ácidos graxos e glicerol forma triglicerídeos.

A estrutura geral dos ésteres carboxílicos é R-COOR ‘ , onde R e R’ são resíduos de moléculas orgânicas.

A reação de esterificação é uma forma de reação de condensação na qual a água é produzida . O ácido carboxílico contribui com um grupo -COOH (grupo carboxila). O outro fornece um grupo -OH (grupo hidroxila).

Os dois grupos funcionais se combinam, uma molécula de água (H 2 0) é liberada e o grupo -COO- ( grupo éster ) é formado, unindo as duas moléculas.

Esquema geral de uma reação de esterificação

Esterificação Fischer-Speier

A esterificação Fischer-Speier é uma reação de esterificação carboxílica usando um catalisador ácido . Esta reação foi descrita em 1895 por Emil Fischer e Arthur Speier .

O catalisador ácido mais amplamente usado na esterificação de Fischer é o ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ).

Esquema de esterificação Fischer-Speier

Mecanismo de Esterificação Fischer

Os ácidos carboxílicos são geralmente ácidos muito fracos , então eles têm pouca tendência a produzir o próton (H + ) que se perdeu na esterificação.

Um ácido mais forte, como o ácido sulfúrico, se comporta como um doador de prótons e facilita a reação de esterificação .

Primeiro, o ácido sulfúrico injeta um próton no grupo carboxila:

	R-COOH + H 2 SO 4 → RC + (OH) 2 + HSO 4
	

A molécula de álcool, R’-OH, tem um átomo de oxigênio rico em elétrons, é atraída pela estrutura carboxílica protonada e o seguinte complexo é formado:

	RC + (OH) 2 + R'-OH → R-COH (O + H) -OR '

Este complexo não é muito estável e se estabiliza na molécula mais favorável do ponto de vista energético, que é o éster, liberando uma molécula de água e um próton (H + ). O próton é então usado para regenerar o ácido sulfúrico :

	R-COH (O + H 2 ) -OR '+ HSO 4 - → H 2 SO 4 + HO + R-COO-R'

Esquema do mecanismo de ação da esterificação Fischer-Speier

Ácido sulfúrico como catalisador

Conforme descrito no mecanismo de esterificação de Fischer, o ácido sulfúrico é regenerado e não é consumido na reação. Isso faz com que o ácido sulfúrico atue como um catalisador e não como um reagente.

Reações de esterificação catalisadas por ácido sulfúrico são inúteis quando álcoois terciários (grupo hidroxila ligado a uma cadeia de três carbonos) estão envolvidos.

Esses álcoois na presença de ácido sulfúrico podem facilmente sofrer desidratação sem a formação de ésteres .

Por exemplo, o isobutanol, com a fórmula (CH 3 ) 2 CHCH 2 OH, sofre desidratação na presença de ácido sulfúrico e isobutileno, com a fórmula (CH 3 ) 2 C = CH 2 .

	(CH 3 ) 2 CHCH 2 OH + H 2 SO 4 → (CH 3 ) 2 C = CH 2 + H 2 O + HSO 4 -

Portanto, a esterificação de Fischer com ácido sulfúrico ou outro ácido forte não é um método viável para sintetizar ésteres terciários.