Ésteres
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El documento detalla sobre los ésteres, compuestos orgánicos derivados de ácidos carboxílicos, incluyendo su estructura, nomenclatura, propiedades físicas y aplicaciones. Se discuten métodos de síntesis y reacciones de ésteres, así como su uso en la producción de productos como aromas artificiales y productos farmacéuticos. Se incluye información sobre la saponificación y la producción industrial de acetato de vinilo.
Ésteres
- 1. ÉSTERES PRESENTADO POR: DAVID CAMILO MON MUÑOZ
- 2. ÍNDICE 1. Estructura general 2. Nomenclatura 3. Propiedades físicas 4. Fuentes naturales 5. Equivalente de saponificación 6. Síntesis de ésteres 7. Reacciones de ésteres 8. Aplicaciones
- 3. 1. ESTRUCTURA Los ésteres son compuestos orgánicos derivados de ácidos carboxílicos en los cuales se sustituye el grupo hidroxilo (- OH) por un grupo alcoxilo (-OR). El carbono del grupo funcional presenta una hibridación sp2; el átomo de carbono está unido por enlaces σ a un oxígeno, a un grupo alcoxilo y a una cadena carbonada o, en vez de a este último, a otro grupo alcoxilo. También presenta un enlace π con el átomo de oxígeno.
- 4. 1. ESTRUCTURA Los ángulos para el C del grupo carbonilo son de 120° aproximadamente. Los enlaces sencillos presentan una longitud de 1.50 Å en promedio y el doble enlace en el grupo carbonilo mide 1.25 Å 119.999 ° 120.003 ° 119.954 ° 1.581 Å 1.247 Å 1.424 Å 1.487 Å
- 5. 1. ESTRUCTURA Longitudes de enlace (Å) Etanoato de metilo Benzoato de fenilo Butanoato de metilo Etanoato de propilo enlace C - C 1,581 1,543 1,56 1,56 enlace (π) C - O 1,247 1,247 1,247 1,247 enlace (σ) C - O 1,424 1,43 1,406 1,405 enlace C - O en el grupo alcoxi 1,487 1,428 1,465 1,465 Ángulos de enlace (grados sexagesimales °) Etanoato de metilo Benzoato de fenilo Butanoato de metilo Etanoato de propilo C - O - C 119,954 123,254 122,418 122,389 O - C = O 119,999 119,407 119,531 119,548 O - C - C 119,998 121,05 120,929 120,935 O = C - C 120,003 119,542 119,535 119,517 Datos obtenidos con software:
- 6. 2. NOMENCLATURA Etanoato de metilo Metanoato de 1-metiletilo 3-Hidroxi-4-metil-6-oxo-hexanoato de etilo Metanoato de ciclohexilo Benzoato de fenilo
- 7. 2. NOMENCLATURA Ácido 5-bromo-4-etoxicarbonilheptanoico 4-Bromo-2-etilciclopentanocarboxilato de metilo Lactona del ácido 4-hidroxibutanoico
- 8. 3. PROPIEDADES FÍSICAS • Poco efecto de las atracciones dipolo- dipolo • Pueden participar en la formación de puentes de hidrógeno como aceptores, pero no como donadores
- 9. 3. PROPIEDADES FÍSICAS • Son solubles en disolventes orgánicos • Son usados frecuentemente como disolventes para reacciones orgánicas • Son más hidrosolubles que los hidrocarburos de los que derivan • Son más hidrofóbicos que los alcoholes o los ácidos de los que derivan
- 10. 3. PROPIEDADES FÍSICAS El hidrógeno en la posición α de un compuesto carbonílico es débilmente ácido y puede ser eliminado por una base fuerte. El ion enolato producido se estabiliza por resonancia.
- 11. 4. FUENTES NATURALES 4.1 Frutas y flores: hexanoato de alilo octanoato de heptilo acetato de isoamilo etanoato de pentilo nonanoato de etilo
- 12. 4. FUENTES NATURALES 4.2 Aceites y grasas 3 3 4.3 Ceras Cetil palmitato
- 13. 5. EQUIVALENTE E ÍNDICE DE SAPONIFICACIÓN La saponificación de un éster necesita un equivalente de álcali por cada grupo –COOR: RCOOR’ + NaOH → RCOO– Na+ + R’OH El procedimiento analítico consiste en saponificar una muestra pesada del éster con un exceso medido de un álcali normalizado, y valorar el álcali no consumido en la reacción con un ácido normalizado.
- 14. 5. EQUIVALENTE E ÍNDICE DE SAPONIFICACIÓN Ejemplo: 0.300 g de un éster se saponifican con 5.0 ml de NaOH 1.00 N. Terminada la saponificación, la mezcla se valora con HCL 1.00 N utilizando fenolftaleína como indicador; se necesitan 30 ml de HCL: Equiv. de NaOH utilizados inicialmente: 5 meq. Equiv. de HCl consumidos: 3 meq. Equiv. de NaOH consumidos por el éster: 5 – 3 = 2 meq. 𝑬𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒔𝒂𝒑𝒐𝒏𝒊𝒇𝒊𝒄𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = 𝟑𝟎𝟎 𝒎𝒈 𝟐 𝒎𝒆𝒒. = 𝟏𝟓𝟎 𝒈 𝒆𝒒𝒖𝒊𝒗. Í𝒏𝒅𝒊𝒄𝒆 𝒅𝒆 𝒔𝒂𝒑𝒐𝒏𝒊𝒇𝒊𝒄𝒂𝒄𝒊ó𝒏 = 𝒎𝒈 𝒅𝒆 𝒃𝒂𝒔𝒆 𝒈 𝒅𝒆 𝒈𝒓𝒂𝒔𝒂
- 15. 5. EQUIVALENTE E ÍNDICE DE SAPONIFICACIÓN GRASA SAP para KOH SAP para NaOH Aceite de aguacate 187.50 133.69 Aceite de maíz 192.00 136.90 Aceite de girasol 188.70 134.55 Aceite de soja 191.00 136.19 Aceite de palmiste 219.90 156.79 Estearina 209.00 149.00 Cera de abeja 94.00 67.00 Sebo de vaca 197.00 140.46 Grasa de cachalote 143.05 102.00 Manteca de cacao 193.80 138.18
- 16. 6. SÍNTESIS DE ÉSTERES 6.1 A partir de ácidos (Esterificación de Fischer) 6.2 A partir de cloruros de ácido 6.3 A partir de anhídridos de ácido 6.4 A partir de ésteres. Transesterificación 6.5 Esterificación mediante diazometano
- 18. 6.2 A PARTIR DE CLORUROS DE ÁCIDO
- 19. 6.3 A PARTIR DE ANHÍDRIDOS DE ÁCIDO
- 22. 6.5 ESTERIFICACIÓN MEDIANTE DIAZOMETANO ion carboxilato ion metildiazonio
- 23. 7. REACCIONES DE ÉSTERES 7.1 Conversión a ácidos carboxílicos: hidrólisis 7.1.1 Catalizada por base: saponificación 7.1.2 Catalizada por ácido 7.2 Conversión a amidas: amonólisis 7.3 Reducción por medio de hidruro a alcoholes 7.4 Reacción con reactivos de Grignard 7.5 Reacción con carbaniones. Condensación de Claisen
- 25. 7.1.2 HIDRÓLISIS DE ÉSTERES CATALIZADA POR ÁCIDO
- 26. 7.2 AMONÓLISIS amina primaria (o NH3) amida alcohol
- 27. 7.3 REDUCCIÓN POR MEDIO DE HIDRURO A ALCOHOLES LiAlH4 aldehído sal alcohol primario éter
- 28. 7.4 REACCIÓN CON REACTIVOS DE GRIGNARD XX X cetona alcóxido XX X éter éter δ- δ+
- 29. 7.5 CONDENSACIÓN DE CLAISEN α α β un β-cetoéster ion enolato del éster
- 30. 8. APLICACIONES Aromas artificiales Productos farmacéuticos Repelentes de insectos Aditivos para pinturas Disolventes Para la fabricación de polímeros acrílicos y celulósicos Procaína Acetato de octilo Etanoato de etilo Acetato de vinilo Butilacetilaminopropionato de etilo
- 31. 8.1 PRODUCCIÓN DE ACETATO DE VINILO El proceso más usado se basa en el etileno y es llevado a cabo en fase gaseosa. Emplea como catalizador Pd metálico o una sal de Pd. La reacción altamente exotérmica se realiza en un reactor tubular con un catalizador estático ordenado a 175-200 °C y 5-10 bares. El contenido en O2 de la mezcla es restringido por el límite de explosión, de modo que la conversión de etileno es baja (10 %). ½ O2 Cat. de Pd Acetato de Vinilo
- 32. 8.1 PRODUCCIÓN DE ACETATO DE VINILO La conversión de ácido acético es de 20-35 %, con una selectividad hacia el acetato de vinilo por encima del 94 % (basado en C2H4) y cerca del 98-99 % (basado en AcOH). El principal subproducto, CO2 proveniente de la oxidación total del etileno, es removido a partir de un lavado con carbonato. Mundo EE.UU. Japón Europa occidental 1984 1991 1984 1994 1984 1991 1984 1992 Acetato de polivinilo (homo- y copolímeros) 47 % 48 % 55 % 61 % 15 % 15 % 57 % 75 % Poli (alcohol vinílico) 29 % 32 % 21 % 23 % 73 % 69 % 16 % 75 % Copolímeros de cloruro de vinilo / acetato de vinilo 5 % 3 % 7 % 1 % 1 % 1 % 3 % 4 % Resinas de etileno / acetato de vinilo 6 % 7 % 6 % 7 % 4 % 13 % 5 % 7 % Usos misceláneos 13 % 10 % 11 % 8 % 7 % 2 % 19 % 14 % Consumo total (en 106 tons.) 2.11 2.94 0.71 1.04 0.46 0.55 0.50 0.74
- 33. 8.1 PRODUCCIÓN DE ACETATO DE VINILO