QUIMICA ORGANICA IIESTERES

Lossteressoncompuestos orgnicosderivados decidos orgnicos o inorgnicos oxigenados en los cuales uno o msprotonesson sustituidos por grupos(simbolizados por R').Etimolgicamente, la palabra "ster" proviene delalemnEssig-ther(ter de vinagre), como se llamaba antiguamente alacetato de etilo.

DESCRIPCION:En los steres ms comunes el cido en cuestin es uncido carboxlico. Por ejemplo, si el cido es elcido actico, el ster es denominado comoacetato. Los steres tambin se pueden formar con cidos inorgnicos, como el cido carbnico (origina steres carbnicos), el cido fosfrico (steres fosfricos) o elcido sulfrico. Por ejemplo, elsulfato de dimetiloes un ster, a veces llamado "ster dimetlico delcido sulfrico".

ster

(ster de cido carboxlico)ster carbnico

(ster de cido carbnico)ster fosfrico

(trister de cido fosfrico)ster sulfrico

(dister de cido sulfrico)

Un ensayo recomendable para detectar steres es la formacin dehidroxamatos frricos, fciles de reconocer ya que son muy coloreados:Ensayo del cido hidroxmico: la primera etapa de la reaccin es la conversin del ster en un cido hidroxmico (catalizado por base). En el siguiente paso ste reacciona con cloruro frrico produciendo un hidroxamato de intenso color rojo-violeta.Enbioqumicason el producto de lareaccinentre loscidos grasosy losalcoholes.En la formacin de steres, cada radical OH (grupo hidroxilo) del radical del alcohol se sustituye por la cadena -COO del cido graso. El H sobrante delgrupo carboxilo, se combina con el OH sustituido, formandoagua.Enqumica orgnicaybioqumicalossteresson ungrupo funcionalcompuesto de un radicalorgnicounido al residuo de cualquiercidooxigenado, orgnico o inorgnico. Los steres ms comnmente encontrados en la naturaleza son lasgrasas, que son steres deglicerinaycidos grasos(cido oleico,cido esterico, etc.)Principalmente resultante de lacondensacinde uncido carboxlicoy unalcohol. El proceso se denominaesterificacin: Un ster cclico es unalactona.

Reaccin de esterificacin

Nomenclatura.Los steres proceden de condensar cidos con alcoholes y se nombran como sales del cido del que provienen. La nomenclatura IUPAC cambia la terminacin -oico del cido por -oato, terminando con el nombre del grupo alquilo unido al oxgeno. Los esteres son grupos prioritarios frente a aminas, alcoholes, cetonas, aldehdos, nitrilos, amidas y haluros de alcanoilo. Estos grupos se nombran como sustituyentes siendo el ster el grupo funcional.cidos carboxlicos y anhdridos tienen prioridad sobre los steres, que pasan a nombrarse como sustituyentes (alcoxicarbonil) Cuando el grupo ster va unido a un ciclo, se nombra el ciclo como cadena principal y se emplea la terminacin carboxilato de alquilo para nombrar el ster.

Un ejemplo:

Etanoato de etilo.En el dibujo de la derecha se observa la parte que procede del cido (en rojo;etanoato) y la parte que procede del alcohol (en azul,de etilo).Luego el nombre general de un ster de cido carboxlico ser "alcanoato de alquilo" donde: alcan-= raz de lacadena carbonadaprincipal (si es un alcano), que se nombra a partir del nmero de tomos de carbono. Ej.:Propan-significa cadena de 3 tomos de carbono unidos por enlaces sencillos. oato= sufijo que indica que es derivado de un cido carboxlico. Ej: propanoato: CH3-CH2-CO- significa "derivado del cido propanoico". de alquilo: Indica el alcohol de procedencia. Grupo general:...

Propiedades Fsicas y Qumicas de los steresPROPIEDADES FISICAS:Al tratarse de compuestos moleculares (lquidos voltiles o slidos) sus propiedades fsicas ms representativas son: Aislantes elctricos en fusin y en disolucin.Bajo temperatura de fusin y ebullicin que crece con la masa molar. Las propiedades fsicas y qumicas de los steres de bajo peso molecular corresponden, en general, a una combinacin de las propiedades de los dos grupos. Al aumentar el peso molecular, la parte de hidrocarburo de la molcula tiene un efecto preponderante sobre las funciones oxigenadas, razn por la cual los steres superiores son ceras slidas, blandas e insolubles en agua.Segn la longitud de la cadena hidrocarbonada sern ms o menos solubles en agua y ms o menos solubles en disolventes orgnicos (hexano, ter, benceno, acetona)A causa del nmero extraordinariamente elevado de cidos y alcoholes que pueden utilitzarse en la reaccin de esterificacin, se han preparado y estudiado miles de steres, desde el ms sencillo (HCOOCH3, formiato de metilo), hasta los compuestos de peso molecular ms elevado que contienen 30 o ms tomos de carbono en ambas partes de la molcula.Los steres pueden participar en losenlaces de hidrgenocomo aceptadores, pero no pueden participar como donadores en este tipo de enlaces, a diferencia de los alcoholes de los que derivan. Esta capacidad de participar en los enlaces de hidrgeno les convierte en mshidrosolublesque loshidrocarburosde los que derivan. Pero las ilimitaciones de sus enlaces de hidrgeno los hace ms hidrofbicos que los alcoholes o cidos de los que derivan. Esta falta de capacidad de actuar como donador de enlace de hidrgeno ocasiona el que no pueda formar enlaces de hidrgeno entremolculasdesteres, lo que los hace ms voltiles que un cido o alcohol de similar peso molecular.Muchos steres tienen un aroma caracterstico, lo que hace que se utilicen ampliamente como sabores y fragancias artificiales. Por ejemplo:

butanoato de metilo: sabor aPia

octanoato de heptilo: sabor aframbuesa

etanoato de isopentilo: sabor apltano pentanoato de pentilo: sabor amanzana

butanoato de pentilo: sabor aperao aalbaricoque

etanoato de octilo: sabor anaranja.

Los steres tambin participan en lahidrlisisesterrica: la ruptura de un ster poragua. Los steres tambin pueden ser descompuestos porcidosobasesfuertes. Como resultado, se descomponen en unalcoholy uncido carboxlico, o unasalde un cido carboxlico:

Reaccin desaponificacinohidrlisis.

PROPIEDADES QUIMICAS:En las reacciones de lossteres, la cadena se rompe siempre en un enlace sencillo, ya sea entre el oxgeno y el alcohol o R, ya sea entre el oxgeno y el grupo R-CO-, eliminando as el alcohol o uno de sus derivados. Lasaponificacinde los steres, llamada as por su analoga con la formacin de jabones, es la reaccin inversa a la esterificacin.Los steres se hidrogenan ms fcilmente que los cidos, emplendose generalmente el ster etlico tratado con una mezcla de sodio y alcohol (Reduccin de Bouveault-Blanc). El hidruro de litio y aluminio reduce steres de cidos carboxlicos para dar 2 equivalentes de alcohol.2La reaccin es de amplio espectro y se ha utilizado para reducir diversos steres. Las lactonas producen dioles. Existen diversos agentes reductores alternativos al hidruro de litio y aluminio como el DIBALH, el trietil-borohidruro de litio o BH3SiMe3reflujado conTHF.3Eldicloruro de titanocenoreduce los steres de cidos carboxlicos hasta el alcano (RCH3)y el alcohol R-OH.4El mecanismo probablemente se debe a la formacin de un alqueno intermediario.

El hidrgeno de muchos steres puede ser sustrado con una base no nucleoflica o elalcxidocorrespondiente al ster. El carbanin generado puede unirse a diversos sustratos en diversas reacciones de condensacin, tales como lacondensacin de Claisen, laCondensacin de Dieckmanny lasntesis malnica. Muchos mtodos de sntesis de anillos heterocclicos aprovechan estas propiedades qumicas de los steres, tales como lasntesis de pirroles de Hantzschy lasntesis de Feist-Benary.

INDUSTRIA:Muchos steres de este tipo se sintetizan a escala industrial para fabricar aromas artificiales que se usan en perfumera y, sobre todo, para la industria de alimentos.Los steres son empleados en muchos sectores del comercio y la industria: Disolventes: Los steres de bajo peso molecular son lquidos. Generalmente se utilizan como disolventes, especialmente el acetato de metilo, acetato de etilo y el acetato de n-butilo compuestos indispensables en la industria de pinturas, barnices, tintas de imprenta, adhesivos, formulacin de plaguicidas, como medio de diversas reacciones, fabricacin de pelculas fotogrficas, hilado de fibras sintticas, etc. Plastificantes: Los steres de cido ftlico tienen amplio uso como plastificante de PVC, cauchos y barnices son: ftalato de dietilo (p.eb. = 296 C), ftalato de di-n-butilo (340 C), ftalato de di-2-etilhexilo (231 C, a 5 mmHg) y el ftalato de diisodecilo (255, a 5 mmHg). Derivados de la celulosa: El acetatopropionato de celulosa y el acetatobutirato de celulosa han conseguido gran importancia como materiales termoplsticos. Aromas artificiales: Muchos de los steres de bajo peso molecular tienen olores caractersticos a frutas, flores y bebidas alcohlicas: manzanas (valerianato de isoamilo), pltano (acetato de isoamilo), ron (propionato de isobutilo) y geranios (acetato de n-butilo), etc. Estos steres se utilizan en la fabricacin de aromas y perfumes sintticos y como aditivos alimentarios, por ejemplo, en caramelos y otros alimentos que han de tener un sabor a frutas. Polmeros diversos: Los steres de los cidos insaturados, por ejemplo, del cido acrlico o metacrlico, no son estables y polimerizan fcilmente, produciendo resinas polimricas. El metacrilato de metilo, por ejemplo, polimeriza por reacciones de adicin para producir lucita o plexigls. De manera anloga, los steres formados a partir de alcoholes insaturados como el alcohol vinlico, no son estables y reaccionan espontneamente con ellos mismos; as, el acetato de vinilo se polimeriza dando acetato de polivinilo (PVA) denominado tambin cola o adhesivo vinlico para madera o materiales porosos. Las resinas de polister, conocidas como gliptales, resultan de la polimerizacin por condensacin de la glicerina con anhdrido ftlico, formando un polister fusible o infusible, de acuerdo a las condiciones de la reaccin. La poliesterificacin del etilenglicol con el cido tereftlico produce fibra de polister polietilenterftalato (PET), ampliamente usada como materia prima en fibras para la industria textil, botellas plsticas no retornables y para pelculas fotogrficas.

Biocombustibles: Biocombustible es el trmino con el cual se denomina a cualquier tipo de combustible que derive a partir de la biomasa - plantas y/o animales recientemente vivos o sus desechos metablicos, tales como el estircol de la vaca (biogas). Sustituir parte del consumo de combustibles fsiles tradicionales, como el petrleo o el carbn, siendo los ms usados y desarrollados: el bioetanol y el biodiesel. Biodiesel, son steres metlicos de cidos grasos derivados de lpidos tales como aceites vegetales y se emplea en los motores de ignicin de compresin (motores diesel) o en calderas de calefaccin. Se fabrica a partir de aceites vegetales usados o sin usar, y en este ltimo caso, se suele usar la canola, soja o girasol, los cuales son cultivados para este propsito. El biodiesel posee las mismas propiedades del combustible diesel empleado como combustible para automviles, camiones, buses, etc, y puede ser mezclado en cualquier proporcin con el diesel obtenido de la refinacin del petrleo. No es necesario efectuar ninguna modificacin en los motores para poder emplear estas combinaciones. El biodiesel, desde el punto de vista de la inflamabilidad e impacto ambiental, es ms seguro que el diesel proveniente del petrleo.

Sntesis de steresReaccin de esterificacinLos steres se obtienen por reaccin de cidos carboxlicos con alcoholes y est catalizada por cidos minerales. Otra forma de obtener steres es a partir de carboxilatos y haloalcanos mediante una reaccin SN2.

Mecanismo de la esterificacin

Al mezclar el cido y al alcohol no tiene lugar ninguna reaccin, es necesaria la presencia de un cido mineral (H2SO4, HCl) para que la reaccin se produzca. Los equilibrios del mecanismo no son favorables y se desplazan hacia el producto final aadiendo exceso del alcohol o bien retirando el agua formada.Etapa 1.Protonacin del oxgeno carbonlico.

Etapa 2.Adicin de metanol

Etapa 3.Equilibrio cido base

Etapa 4.Eliminacin de agua

El mecanismo comienza con la protonacin del oxgeno carbonlico lo que aumenta la polaridad positiva sobre el carbono y permite el ataque del metanol. Unos equilibrios cido-base permiten la protonacin del -OH que se va de la molcula ayudado por la cesin del par electrnico del segundo grupo hidroxilo.Sntesis de steres mediante SN2

La reaccin de carboxilatos con haloalcanos primarios o secundarios produce steres.

Esta reaccin permite formar lactonas macrocclicas.

El carbonato de potasio produce un medio bsico que desprotona el cido carboxlico, formando su sal, un buen nuclefilo.Sntesis de steres con diazometanoLa reaccin de cidos carboxlicos con diazometano permite obtener steres en condiciones muy suaves. Esta reaccin es poco utilizada debido a la elevada toxicidad del diazometano.

Mecanismo:Etapa 1.Formacin de la sal de diazonio

Etapa 2.Ataque nuclefilo del carboxilato a la sal de diazonio