13.11: Karboksilik Asitlerden Esterlere: Asit Katalizli (Fischer) Esterleşmeye Genel Bakış

Fischer esterleşme reaksiyonu, 1895 yılında Alman kimyager Emil Fischer tarafından geliştirilmiştir. Bu, karboksilik asitler ve alkoller arasında asidik bir ortamda esterler ve su veren bir yoğunlaşma reaksiyonudur.

Hidroksi-işlevselleştirilmiş karboksilik asitler, laktonları oluşturmak için molekül içi Fischer esterifikasyonuna tabi tutulur. Döngüsel beş ve altı atomlu laktonlar kendiliğinden oluşur.

Fischer esterifikasyonunun reaksiyon hızı büyük ölçüde sterik faktörlere bağlıdır. Birincil alkoller karboksilik asitlerle en hızlı reaksiyona girerek esterler oluştururken, üçüncül alkoller daha yavaş bir oranda Fischer esterleşmesine uğrayarak alken yan ürünleri oluşturur.

Fischer esterifikasyonu, düşük denge sabit değeri ile doğası gereği yavaş bir reaksiyondur ve hiçbir zaman tamamlanmaz. Reaksiyon sırasında reaktant ve ürün arasında her zaman bir denge kurulur. Sonuç olarak, ürün esteriyle birlikte reaksiyona girmemiş asit izleri de her zaman mevcuttur. Le Chatelier ilkesine göre aşırı alkolün çözücü olarak kullanılması dengeyi ürüne doğru yönlendirir. Alternatif olarak, Dean-Stark tuzağı kullanılarak reaksiyon karışımından suyun çıkarılması da reaksiyonun tamamlanmasını sağlayabilir.

Karboksilik asitlerin asitleştirilmiş koşullar altında alkolle işlenmesi, ürün olarak esterler verir. Bu tür asit katalizli yoğuşma reaksiyonu, Alman kimyager Emil Fischer'in adını taşıyan Fischer esterifikasyonu olarak adlandırılır.

HCI ve H_2S04 gibi katalizörler, alkolün nükleofilik saldırısını teşvik etmek için karboksilik asidin karbonil grubunu protonlar.

Hidroksi asitler, yani γ veya δ pozisyonda –OH grubunu taşıyan asitler, beş ve altı üyeli halka, laktonlar oluşturmak için molekül içi esterleşmeye uğrarlar.

Hem asidin hem de alkolün ürünle dengede olduğuna dikkat edin. Bu nedenle, Le-Chatelier prensibini uygulayarak, fazla alkolün bir çözücü olarak kullanılması veya suyun sürekli olarak uzaklaştırılması, dengeyi sağa doğru iterek esterin verimini arttırır.

Reaksiyon ayrıca sterik faktörlerden de etkilenir ve asit veya alkol üzerinde hacimli grupların varlığı reaksiyon hızını geciktirir. Bu nedenle, en az sterik engele sahip birincil alkoller, eliminasyona tabi tutulan fenol veya hacimli üçüncül alkollere göre tercih edilir.