Sự khác biệt chính - Esterification và Transesterification
Esterification và transesterification là hai quá trình quan trọng liên quan đến este. Sự khác biệt cơ bản giữa quá trình ester hóa và transesterification là một este được hình thành từ quá trình este hóa trong khi một este là một chất phản ứng trong quá trình chuyển hóa.
Este là hợp chất hữu cơ được cấu tạo từ các nguyên tử C, H và O. Một este được tạo thành bằng cách thay thế nhóm –Oh của một axit cacboxylic bằng một nhóm alkoxy. Este là phân tử phân cực. Chúng có khả năng tạo liên kết hydro. Đó là do sự hiện diện của các nguyên tử oxy. Quá trình este hóa tạo ra các este trong khi quá trình chuyển hóa tạo ra các este.
Esterification là gì?
Esterification là quá trình tạo ra một este từ một axit cacboxylic và một rượu. Một este được tạo thành khi nhóm –OH của axit cacboxylic được thay thế bằng nhóm alkoxy của rượu. Quá trình este hóa cần một chất xúc tác cho quá trình này. Chất xúc tác được sử dụng để giảm rào cản năng lượng hoạt hóa của quá trình este hóa. Chất xúc tác thường là một axit. Ngoài ra, nhiệt cũng nên được cung cấp như một nguồn năng lượng. Nếu không, sẽ không có phản ứng xảy ra giữa axit cacboxylic và rượu.
Nước được tạo ra như một sản phẩm phụ trong quá trình este hóa. Nhóm –OH được loại bỏ khỏi axit cacboxylic và nhóm –H được loại bỏ khỏi rượu, cùng nhau tạo thành phân tử nước (H-OH). Bằng cách thay đổi rượu hoặc axit cacboxylic, có thể thu được các este với số nguyên tử cacbon mong muốn.
Phản ứng este hoá là phản ứng có trạng thái cân bằng giữa chất phản ứng và sản phẩm. Vì vậy, việc sử dụng một lượng lớn chất phản ứng sẽ tạo ra một sản lượng cao của este cùng với nước. Chất khử nước có thể được sử dụng để loại bỏ nước hình thành. Ngoài ra, các phương pháp tiên tiến như chưng cất cũng có thể được sử dụng để loại bỏ nước.
Hình 01: Sự hình thành Ester
Cơ chế Esterification
Trong cơ chế este hóa, đầu tiên, sự loại bỏ –OH khỏi axit cacboxylic và loại bỏ –H (proton) khỏi rượu xảy ra. Điều này tạo thành một cation cacboxylic và một nucleophile rượu. Hai thành phần này có thể phản ứng với nhau tạo thành este. Các nhóm bị loại bỏ phản ứng với nhau để tạo thành nước.
Transesterification là gì?
Transesterification là một quá trình được sử dụng để thay đổi cấu trúc của một este. Nó bao gồm một este và rượu làm chất phản ứng. Quá trình chuyển hóa xảy ra khi nhóm ankyl của một este được trao đổi với nhóm ankyl của rượu. Ở đó, rượu hoạt động như một nucleophile. Quá trình này cần một chất xúc tác; hoặc là chất xúc tác axit hoặc chất xúc tác cơ bản. Chất xúc tác có thể làm giảm rào cản năng lượng hoạt hóa của quá trình.
Hình 02: Quy trình Transesterification
Cơ chế Transesterification
Đầu tiên, rượu được chuyển đổi thành nucleophile bằng cách loại bỏ nguyên tử hydro đầu cuối làm proton. Quá trình transesterification bắt đầu với cuộc tấn công nucleophilic; rượu tấn công nguyên tử cacbon của este được liên kết với hai nguyên tử oxy. Đó là bởi vì nguyên tử cacbon này có một phần điện tích dương vì hai nguyên tử oxi hút các electron liên kết về phía chúng (nguyên tử oxi có độ âm điện lớn hơn nguyên tử cacbon).
Sự tấn công của nucleophile trong rượu dẫn đến sự hình thành một hợp chất trung gian có cả este và rượu liên kết với nhau thông qua nguyên tử carbon bị nucleophile tấn công. Hợp chất trung gian này rất không bền. Ở đó, một sự sắp xếp lại xảy ra để có được một hình thức ổn định. Điều này tạo ra một dạng este mới. Quá trình chuyển hóa tạo ra nucleophile như một sản phẩm phụ.
Sự khác biệt giữa Esterification và Transesterification là gì?
Esterification và Transesterification |
|
| Esterification là quá trình tạo ra một este từ một axit cacboxylic và một rượu. | Transesterification là một quá trình được sử dụng để sửa đổi cấu trúc của một este. |
| Sử dụng Ester | |
| Trong quá trình este hóa, este là sản phẩm chính. | Trong phản ứng chuyển hóa, este được sử dụng làm chất phản ứng.. |
| Sản phẩm phụ | |
| Esterification cung cấp nước như một sản phẩm phụ. | Transesterification tạo ra một nucleophile như một sản phẩm phụ. |
| Chất xúc tác | |
| Quá trình este hóa cần chất xúc tác có tính axit. | Quá trình chuyển hóa đòi hỏi chất xúc tác axit hoặc bazơ. |
| Nguồn năng lượng | |
| Este hóa cần nhiệt làm nguồn năng lượng. | Transesterification không cần năng lượng. |
Tóm tắt - Esterification vs Transesterification
Este hóa là sự tạo thành este của axit cacboxylic và rượu. Transesterification là quá trình biến đổi các este được sản xuất này. Sự khác biệt giữa ester hóa và transesterification là một este được hình thành từ quá trình este hóa trong khi một este là một chất phản ứng trong quá trình chuyển hóa.
