we hebben gezien dat alle stappen in de Fischer-esterificatie omkeerbaar zijn en dat het evenwicht naar het esterproduct wordt verschoven door een overmaat aan alcohol te gebruiken.
deze aard van de reactie maakt het mogelijk om esters terug te hydrolyseren in een carbonzuur en alcohol wanneer het water nu in een grote overmaat wordt gebruikt:
de reactie werkt nog beter door basekatalyse (verzeping) omdat het proces onomkeerbaar wordt. We zullen zien waarom dit gebeurt bij het bespreken van het mechanisme van elke hydrolyse.
laten we beginnen met het mechanisme van zuur-gekatalyseerde hydrolyse van esters. Hoofdzakelijk, trekken wij de omgekeerde orde van Fischer-esterificatie zo, in de eerste stap wordt de ester geprotoneerd bevorderend de nucleofiele aanval van water:
merk op dat het proces, net als de Fischer-esterificatie, een evenwicht is dat de reactie een beetje uitdagend maakt omdat het hogere temperaturen en verwijdering van de alcohol nodig kan hebben om het evenwicht naar voren te duwen.
en dit is wanneer de base-gekatalyseerde esterhydrolyse gunstiger wordt. Het carboxylzuur dat tijdens de reactie wordt gevormd wordt gedeprotoneerd door het alkoxide of de hydroxideionen die de algemene reactie onomkeerbaar maken.
laat zien hoe dat gebeurt door het volledige mechanisme van de reactie te tekenen:
na toevoeging van de –OH en eliminatie van de –OR wordt een carbonzuur gevormd. En het reageert snel met de-OH of-of sterke basen die veranderen in een carboxylaation dat minder elektrofiel is dan carboxylzuren en niet meer kan worden aangevallen door het R ‘ O– alkoxide.
de base-gekatalyseerde esterhydrolyse wordt ook wel verzeping genoemd omdat het wordt gebruikt bij de productie van zepen uit vetten. Vergeet niet, zeep is een zout van een vetzuur en kan worden gevormd wanneer een vet (een ester afgeleid van een glycerol en drie moleculen van vetzuur) wordt gehydrolyseerd door basiskatalyse:
meer over het Esterhydrolysemechanisme
een interessante vraag hier;
hoe weten we dat dit het juiste mechanisme is van base-gekatalyseerde esterhydrolyse?
laten we eens kijken naar een specifiek voorbeeld van een ester met methyl-of Primair alkylderivaat:
kan deze SN2-reactie een geschikt alternatief zijn voor het hierboven besproken additie-eliminatiemechanisme?
we hebben een primaire koolstof en het acetaat is niet de slechtste verlaat Groep – zeker beter dan het ethooxide. Valt het ethoxy de carbonylkoolstof of de CH2 van de ethylgroep aan?
Dit kan worden getest door isotopenetikettering. We nemen een ester met 18O isotoop in het alkoxydeel en reageren het met een hydroxide. Als de reactie SN2 was, dan zou de 18o zuurstof nog steeds moeten verschijnen in het carboxylaation.:
uit experimenteel onderzoek is echter gebleken dat de reactie via een additie-eliminatiemechanisme verloopt, aangezien de zuurstof in het carboxylaat afkomstig is van het hydroxide-ion:
hydrolyse van een Ester met een tertiaire alkylgroep
De isotopenetikettering en andere studies bevestigen van de toevoeging-eliminatie pad zou niet compleet zijn als we niet een uitzondering vinden, toch?
en dat is de zuurgekatalyseerde hydrolyse van esters die een tertiaire alkylgroep bevatten:
de producten zijn een carbonzuur en alcohol zoals verwacht. Het mechanisme is echter een beetje anders. Na de protonatie van het carbonyl, in plaats van de nucleofiele toevoeging aan het carbonyl, hebben we een verlies van een verlaat groep door een SN1 mechanisme:
Deze C-O binding splitsing vindt plaats omdat het een relatief stabiele tertiaire alkyl groep produceert, net zoals we hebben gezien in het SN1 mechanisme.
om samen te vatten, ja, het nucleofiele additie-eliminatiemechanisme overheerst bij esterhydrolyse, maar u moet de mogelijkheid van SN2-en SN1-reacties, afhankelijk van de structuur van de ester, niet uitsluiten.
controle ook
- Praktijkproblemen
- bereiding van carbonzuren
- Fischer-Esterhydrolyse door zuur-en Base-gekatalyseerde hydrolyse
- Wat is Transesterificatie?
- Esters Reactie met Aminen – De Aminolysis Mechanisme
- Ester Reacties Samenvatting en Praktijk Problemen
- Opstellen van Acyl (Zuur) Chloriden (ROCl)
- Reacties van Zure Chloriden (ROCl) met Nucleophiles
- Reactie van Acyl Chloriden met Grignard en Gilman (Organocuprate) Reagentia
- Vermindering van Acyl Chloriden door LiAlH4, NaBH4, en LiAl(OtBu)3H
- Opstellen en Reactie Mechanisme van Carboxylic afgeleide Anhydriden
- Amiden – Structuur en Reactiviteit
- Amiden Hydrolyse: Zuur en Base-Gekatalyseerd Mechanisme
- Amide Uitdroging Mechanisme SOCl2, POCl3, en P2O5
- Amide-Mechanisme door LiAlH4
- Amiden Voorbereiding en Reacties Samenvatting
- Het Mechanisme van Nitril Hydrolyse Te Carboxylic Acid
- Nitril Mechanisme met LiAlH4 en DIBAL te Amine of Aldehyde
- Het Mechanisme van Grignard en Organolithium Reacties met Nitrillen