Vista general sobre la química de los ésteres: propiedades, nomenclatura, fuentes naturales, síntesis de ésteres, reacciones en las que participan y aplicaciones

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

17. 6.1 ESTERIFICACIÓN
DE FISCHER

18. 6.2 A PARTIR DE
CLORUROS DE ÁCIDO

19. 6.3 A PARTIR DE
ANHÍDRIDOS DE ÁCIDO

20. 6.4 TRANSESTERIFICACIÓN

21. 6.4 TRANSESTERIFICACIÓN

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

24. 7.1.1 SAPONIFICACIÓN
ácido ion
alcóxido
ion
carboxilato
alcohol

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