Esterificación de Fischer-Speier
La esterificación de Fischer o esterificación de Fischer-Speier es un tipo especial de esterificación mediante el reflujo de un ácido carboxílico y un alcohol en presencia de un catalizador ácido . La reacción fue descrita por primera vez por Emil Fischer y Arthur Speier en 1895. [1] La mayoría de los ácidos carboxílicos son adecuados para la reacción, pero el alcohol generalmente debe ser primario o secundario. Los alcoholes terciarios son propensos a la eliminación . Contrariamente a la idea errónea común que se encuentra en los libros de texto de química orgánica, los fenoles también se pueden esterificar para dar un rendimiento de productos bueno o casi cuantitativo.[2] [3] Los catalizadores comúnmente usados para una esterificación de Fischer incluyen ácido sulfúrico , ácido p-toluenosulfónico y ácidos de Lewis como el triflato de escandio (III) . Para sustratos más valiosos o sensibles (por ejemplo, biomateriales ) se utilizan otros procedimientos más suaves como la esterificación de Steglich . La reacción se lleva a cabo a menudo sin un disolvente (particularmente cuando se usa un gran exceso de reactivo de alcohol [ se necesita desambiguación ] ) o en un disolvente no polar (por ejemplo , tolueno , hexano ) para facilitar laMétodo Dean-Stark . [4] Los tiempos de reacción típicos varían de 1 a 10 horas a temperaturas de 60 a 110 ° C.
Se prefieren las acilaciones directas de alcoholes con ácidos carboxílicos a las acilaciones con anhídridos ( economía de átomo pobre ) o cloruros de ácido (sensibles a la humedad). La principal desventaja de la acilación directa es el equilibrio químico desfavorable que debe remediarse (p. Ej., Mediante un gran exceso de uno de los reactivos), o mediante la eliminación de agua (p. Ej., Mediante destilación Dean-Stark, sales anhidras , [5 ] tamices , o utilizando una cantidad estequiométrica de catalizador ácido).
La esterificación de Fischer es un ejemplo de sustitución de acilo nucleofílica basada en la electrofilia del carbono carbonilo y la nucleofilia de un alcohol. Sin embargo, los ácidos carboxílicos tienden a ser menos reactivos que los ésteres como electrófilos. Además, en soluciones neutras diluidas tienden a ser aniones desprotonados (y por lo tanto no reactivos como electrófilos). Aunque cinéticamente muy lento sin catalizadores (la mayoría de los ésteres son metaestables ), los ésteres puros tenderán a hidrolizarse espontáneamente en presencia de agua, por lo que cuando se lleva a cabo "sin ayuda", los altos rendimientos para esta reacción son bastante desfavorables.
Las principales ventajas de la esterificación Fischer en comparación con otros procesos de esterificación se basan en su relativa simplicidad. Se pueden utilizar condiciones ácidas sencillas si los grupos funcionales sensibles a los ácidos no son un problema; se puede utilizar ácido sulfúrico; Se pueden usar ácidos más débiles con la compensación de tiempos de reacción más largos. Debido a que los reactivos utilizados son "directos", existe un menor impacto ambiental en términos de productos de desecho y nocividad de los reactivos. Los haluros de alquilo son gases de efecto invernadero potenciales o agotadores de la capa de ozono , carcinógenos y posibles venenos ecológicos. Los cloruros de ácido desprenden cloruro de hidrógenogas al entrar en contacto con la humedad atmosférica, son corrosivos, reaccionan vigorosamente con el agua y otros nucleófilos (a veces peligrosamente); otros nucleófilos los apagan fácilmente además del alcohol deseado; sus rutas de síntesis más comunes implican la evolución de gases tóxicos de monóxido de carbono o dióxido de azufre (dependiendo del proceso de síntesis utilizado).
