Transesterifikace

Transesterifikace (též reesterifikace) jsou reakce, při kterých se vyměňují organické funkční skupiny R″ esterů se skupinami R′ alkoholů. Katalyzátory bývají kyseliny nebo zásady;^[1] reakci však mohou zprostředkovávat také některé enzymy, jako jsou lipázy (například E.C.3.1.1.3^[2]).

Transesterifikace: alkohol + ester → jiný alkohol a jiný ester

Silné kyseliny tuto reakci katalyzují dodáváním protonů na karbonylové skupiny, které se tím stávají silnějšími elektrofily, zatímco zásady odštěpují protony z alkoholů a zvyšují jejich nukleofilitu. Pokud se alkohol vzniklý při reakci odděluje destilací, tak se rovnováha posouvá směrem k produktům; estery obsahující větší alkoxyskupiny tak lze vyrobit z methyl- či ethylesterů zahříváním směsi esteru, kyseliny nebo zásady, a alkoholu s delším řetězcem.

Mechanismus

Při transesterifikaci vytvoří karbonylový uhlík výchozího esteru tetraedrický meziprodukt, který se může buď přeměnit zpět na výchozí materiál, nebo vytvořit transesterifikovaný produkt (RCOOR²). Tyto možné produkty vytváří rovnováhu, přičemž jejich poměr závisí na relativních energiích reaktantu a produktu. V závislosti na podmínkách reakce se může objevit také hydrolýza esteru a/nebo esterifikace, které poté vytvářejí příměsi volných karboxylových kyselin.

Využití

Výroba polyesterů

Nejvýznamnějším využitím transesterifikace je výroba polyesterů.^[3] Diestery jsou přitom transesterifikovány reakcemi s dioly za vzniku makromolekul; dimethyltereftalát a ethylenglykol vytvářejí polyethylentereftalát a methanol, který se odpaří.

Methanolýzy a výroba bionafty

Zpětná reakce, methanolýza, je také transesterifikací. Tímto způsobem se rozkládají polyestery na příslušné monomery a také se takto rozkládají tuky za vzniku bionafty.

Ve 40. letech 20. století se hledal způsob, jak lépe vyrábět glycerol, používaný na výrobu výbušnin. Řada dosud používaných postupů má původ v této době.^[zdroj?]

Zpracování tuků

Interesterifikace tuků se používají v potravinářství na úpravy mastných kyselin v tucích a rostlinných olejích. Pevný tuk, obsahující především nasycené mastné kyseliny, tak lze transesterifikovat s olejem obsahujícím hlavně nenasycené mastné kyseliny, za vzniku polotuhého tuku obsahujícího oba struhy kyselin v podobných množstvích.

Ostatní

Transesterifikace se používají na výrobu enolů, jež se jinými postupy získávají obtížně; například snadno dostupný vinylacetát lze takto přeměnit na vinylethery:^[4][5]

ROH + AcOCH=CH₂ ⟶ ROCH=CH₂ + AcOH