13.11: Da acidi carbossilici a esteri: panoramica sull'esterificazione catalizzata da acido (Fischer).

La reazione di esterificazione Fischer fu sviluppata dal chimico tedesco Emil Fischer nel 1895. Si tratta di una reazione di condensazione tra acidi carbossilici e alcoli in un mezzo acido per dare esteri e acqua.

Gli acidi carbossilici idrossi-funzionalizzati subiscono esterificazione intramolecolare di Fischer per formare lattoni. I lattoni ciclici a cinque e sei membri si formano spontaneamente.

La velocità di reazione dell'esterificazione Fischer dipende fortemente da fattori sterici. Gli alcoli primari reagiscono più velocemente con gli acidi carbossilici per formare esteri, mentre gli alcoli terziari subiscono l'esterificazione di Fischer ad una velocità più lenta, formando sottoprodotti alchenici.

L'esterificazione di Fischer è una reazione intrinsecamente lenta con un valore basso della costante di equilibrio e non raggiunge mai il completamento. Durante la reazione si stabilisce sempre un equilibrio tra il reagente e il prodotto. Di conseguenza, insieme all'estere prodotto, sono sempre presenti tracce di acido non reagito. Utilizzando l'alcol in eccesso come solvente si dirige l'equilibrio verso il prodotto, secondo il principio di Le Chatelier. In alternativa, anche la rimozione dell'acqua dalla miscela di reazione, utilizzando una trappola Dean-Stark, può portare la reazione al completamento.

Il trattamento degli acidi carbossilici con alcol in condizioni acidificate produce esteri come prodotto. Tale reazione di condensazione catalizzata da acido è chiamata esterificazione di Fischer, dal nome del chimico tedesco Emil Fischer.

Catalizzatori come HCl e H₂SO₄ pronano il gruppo carbonilico dell'acido carbossilico per incoraggiare l'attacco nucleofilo da parte dell'alcol.

Gli idrossiacidi, cioè gli acidi che portano il gruppo –OH in posizione γ o δ, subiscono esterificazione intramolecolare per formare lattoni ad anello a cinque e sei membri.

Si noti che sia l'acido che l'alcol sono in equilibrio con il prodotto. Così, applicando il principio di Le-Chatelier, l'uso di alcol in eccesso come solvente o la continua rimozione dell'acqua spinge l'equilibrio verso destra, aumentando la resa dell'estere.

La reazione è influenzata anche da fattori sterici e la presenza di gruppi voluminosi sull'acido o sull'alcol ritarda la velocità di reazione. Pertanto, gli alcoli primari, con il minor impedimento sterico, sono preferiti al fenolo o agli alcoli terziari voluminosi che subiscono eliminazione.