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dimanche 9 mars 2014

Quelle est la fonction de l'acide sulfurique dans l'estérification?

L’estérification, ou la combinaison d'un alcool avec un acide pour produire un ester, est une forme de réaction de condensation, étant donné que l'eau est éliminée dans le processus. La réaction inverse peut également se produire: l'ester peut se recombiner avec de l'eau pour produire de l'alcool et de l'acide. Dans certains cas, cette "dé-estérification» peut être empêchée par l'introduction dans le récipient de réaction d'une petite quantité d'acide sulfurique. On assiste en se combinant avec l'eau produite, et en l'attachant en place effet. Principalement, le bénéfice de l'acide sulfurique dans l'estérification est qu'il agit comme un donneur de protons, l'augmentation de la vitesse de réaction entre l'acide et l'alcool; lorsque l'acide utilisé est un acide carboxylique, la réaction est parfois appelé une estérification de Fischer-Speier.

Les acides carboxyliques (R-COOH, où R est un attachement organique) peut-être trop faible pour utiliser, sans aide, pour une réaction d'estérification. Un donneur de protons fort est nécessaire pour rendre l'acte d'acide carboxylique comme si elle était, en soi, une bonne source de protons. Estérification de l'acide sulfurique dans accomplit la tâche par l'injection d'un proton dans la structure de l'acide carboxylique par la réaction H 2 SO 4 + R-COOH → HSO 4 - + + RC (OH) 2. La molécule d'alcool R'-OH, avec son atome d'oxygène riche en électrons, est attirée sur cette structure carboxylique protoné, et forme un conglomérat complexe, RC + (OH) OR '+ HSO 4 - → RC (O)-R’.

Cette disposition des atomes et de la charge n'est pas très stable, de sorte qu'il subit un décalage de protons (H +), à savoir, RC (OH) (O (H 2) +)-OR '. Dans cet état, il est facile pour la molécule d'eau clairement identifiable à partir, donnant une stabilisation accrue et laissant derrière eux les espèces énergétiquement plus favorables, RC + (OH) OR '. Enfin, la régénération de l'acide sulfurique termine le processus. RC + (OH) OR '+ HSO 4 - → RC (O)-R' Etant donné que l'acide sulfurique est régénéré, mais pas consommé par la réaction, il est considéré comme un catalyseur, et non un réactif.

Fait intéressant, l'estérification de l'alcool ne nécessite pas séparé et des molécules d'acide, mais la réaction peut se produire dans certains cas, au sein d'une seule molécule contenant à la fois des fragments, ou des groupes moléculaires fonctionnels. Certaines conditions doivent être remplies: à la fois le groupe hydroxyle et les groupes carboxyliques doivent être sans encombre dans l'espace, et capable de subir chaque étape du procédé intacts. Un exemple d'une molécule qui peut subir ce type d'estérification est l'acide 5-hydroxypentanoïque, HO-CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH. L'ester produit par cette forme d'estérification, ce qui conduit à la fermeture du cycle, est appelé une lactone - dans ce cas, δ-valérolactone. Positionnement de l'oxygène du cycle (-COC-) par rapport au groupe carbonyle (C = O) est ce qui est indiqué par la lettre grecque delta.

L'acide sulfurique dans une estérification n'est généralement pas utilisé dans le cadre de ces alcools tertiaires - qui ont leur hydroxyle portant atome de carbone lié à trois autres atomes de carbone. La déshydratation sans formation d'ester se produit lorsque dans les alcools tertiaires, en présence d'acide sulfurique. A titre d'exemple, tertiaire butyl alcool, (CH 3) 3 C-OH, lorsqu'il est combiné avec de l'acide sulfurique, l'isobutylène produit, (CH 3) 2 = CH 2 + H 2 O. Dans ce cas, l'alcool est ce qui est protoné, suivi par le départ d'une molécule d'eau. L'utilisation d'acide sulfurique en une estérification n'est pas une méthode viable pour la préparation d'esters tertiaires.