Carbonsäuren zu Estern: Säurekatalysierter (Fischer) Veresterungsmechanismus

Die Fischer-Veresterung einer Carbonsäure ist eine nukleophile Acylsubstitutionsreaktion, die die nukleophile Zugabe von Alkohol und die Eliminierung eines Wassermoleküls als Abgangsgruppe beinhaltet.

Der erste Schritt ist die säurekatalysierte Protonierung des Carbonylsauerstoffatoms. Dies führt zu einer resonanzstabilisierten protonierten Säure mit erhöhter Elektrophilie des Carbonylkohlenstoffatoms.

Folglich ergibt ein nukleophiler Angriff durch den Alkohol mit anschließender Deprotonierung ein tetraedrisches Zwischenprodukt.

Das tetraedrische Zwischenprodukt ist instabil und wird sofort protoniert, um die -OH-Gruppe in eine besser verlassende Gruppe umzuwandeln. Dabei geht ein Wassermolekül verloren, um einen protonierten Ester zu bilden. Schließlich erhält die Deprotonierung den Ester als gewünschtes Produkt.

Der Mechanismus wurde durch Isotopenmarkierungsexperimente mit einem ¹⁸O markierten Alkohol untersucht. Die Ausbeute an radioisotopenangereicherten Estern beweist, dass die Acyl-C-O-Bindung der Säure und nicht die O-H-Bindung gespalten wird.