La transesterificación es el proceso de intercambiar el grupo funcional orgánico R'' de un éster con el grupo orgánico R' de un alcohol . Estas reacciones suelen estar catalizadas mediante la adición de un catalizador ácido o básico . [1] Los ácidos fuertes catalizan la reacción donando un protón al grupo carbonilo , convirtiéndolo así en un electrófilo más potente . Las bases catalizan la reacción eliminando un protón del alcohol, haciéndolo más nucleófilo . La reacción también se puede lograr con la ayuda de otras enzimas, particularmente lipasas (un ejemplo es la lipasa EC3.1.1.3 [2] ).
Si el alcohol producido por la reacción se puede separar de los reactivos mediante destilación, esto impulsará el equilibrio hacia los productos. Esto significa que se pueden preparar ésteres con grupos alcoxi más grandes a partir de ésteres metílicos o etílicos con alta pureza calentando la mezcla de éster, ácido/base y alcohol grande.
En el mecanismo de transesterificación, el carbono carbonílico del éster de partida reacciona para dar un intermedio tetraédrico, que vuelve al material de partida o pasa al producto transesterificado (RCOOR 2 ). Las diversas especies existen en equilibrio y la distribución del producto depende de las energías relativas del reactivo y del producto. Dependiendo de las condiciones de reacción, también se producirá hidrólisis y/o esterificación de ésteres, lo que da como resultado que esté presente cierta cantidad de ácido carboxílico libre.
La aplicación a mayor escala de la transesterificación es la síntesis de poliésteres . [3] En esta aplicación, los diésteres se transesterifican con dioles para formar macromoléculas. Por ejemplo, el tereftalato de dimetilo y el etilenglicol reaccionan para formar tereftalato de polietileno y metanol , que se evapora para impulsar la reacción.
La reacción inversa, la metanólisis, es también un ejemplo de transesterificación. Este proceso se ha utilizado para reciclar poliésteres en monómeros individuales (ver reciclaje de plástico ). También se utiliza para convertir grasas ( triglicéridos ) en biodiesel . Esta conversión fue uno de los primeros usos. El aceite vegetal transesterificado ( biodiesel ) se utilizaba para propulsar vehículos pesados en Sudáfrica antes de la Segunda Guerra Mundial .
Fue patentado en Estados Unidos en la década de 1950 por Colgate , aunque es posible que la transesterificación de biolípidos se haya descubierto mucho antes. En la década de 1940, los investigadores buscaban un método para producir más fácilmente glicerol , que se utilizó para producir explosivos para la Segunda Guerra Mundial. Muchos de los métodos utilizados hoy por los productores tienen su origen en la investigación original de la década de 1940.
Investigadores japoneses también han demostrado recientemente que la transesterificación de biolípidos es posible utilizando una metodología de metanol supercrítico, mediante la cual se utilizan recipientes de alta temperatura y alta presión para catalizar físicamente la reacción de biolípidos/metanol en ésteres metílicos de ácidos grasos. [4]
La interesterificación de grasas se utiliza en la industria alimentaria para reorganizar los ácidos grasos de los triglicéridos en grasas comestibles y aceites vegetales . Por ejemplo, una grasa sólida con ácidos grasos principalmente saturados puede transesterificarse con un aceite vegetal que tenga un alto contenido de ácidos insaturados, para producir una grasa semisólida untable cuyas moléculas tengan una mezcla de ambos tipos de ácidos.
La transesterificación se utiliza para sintetizar derivados enólicos , que son difíciles de preparar por otros medios. El acetato de vinilo , que se consigue a bajo precio, se somete a transesterificación, dando acceso a los éteres vinílicos : [5] [6]
La reacción puede efectuarse con alta enantioselectividad cuando está mediada por una lipasa . [7]