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Reactividad

Los ésteres son reactivos gracias a la electrofilia del carbono del grupo C=O y a su capacidad para estabilizar aniones enolato en posición α.

Hidrólisis ácida

Esta reacción es la contraria a la esterificación de Fischer y su mecanismo es igual pero invirtiendo la secuencia (principio de reversibilidad microscópica).

Mecanismo de la hidrólisis ácida de un éster: protonación, adición de agua, transferencia de protón, pérdida del alcohol y desprotonación

El mecanismo es el típico de adición-eliminación activado por la protonación inicial del grupo C=O. Si se utiliza agua marcada isotópicamente con 18O el alcohol no adquiere nada de marca isotópica lo que indica que el enlace indicado (O–CH3) nunca se rompe y se corrobora el mecanismo de adición-eliminación.

Hidrólisis ácida del benzoato de metilo con agua marcada con ¹⁸O: el oxígeno marcado acaba en el ácido benzoico y el metanol no lo contiene

Hidrólisis básica (saponificación)

«Saponificación» significa «hacer jabón». La saponificación de las grasas es un método para obtener sales de carboxilatos de cadena larga.

Recuérdalo pinchando aquí.

En el ejemplo siguiente la quiralidad de la parte alcohólica se mantiene intacta, lo que prueba nuevamente del mecanismo de adición-eliminación y de que el enlace entre el oxígeno y el resto alquilo nunca se rompe. Si el hidróxido hubiera atacado al grupo butiloxi, o bien se habría invertido la configuración vía un proceso SN2 o bien se habría racemizado vía un mecanismo SN1.

Mecanismo de la saponificación del benzoato de (R)-2-butilo: se rompe el enlace acilo-oxígeno y el (R)-2-butanol conserva la configuración

Transesterificación

Unos ésteres se pueden convertir en otros mediante su disolución en un alcohol en medio ácido. Mira algunos ejemplos:

Transesterificación: el benzoato de metilo da benzoato de etilo con etanol en exceso y ácido, y la δ-lactona da 5-hidroxipentanoato de etilo

Amoníaco y aminas

El amoníaco y las aminas primarias y secundarias (con N) son excelentes nucleófilos que reaccionan también con ésteres para dar amidas (con D).

Aminólisis de ésteres: el cloroacetato de etilo con amoniaco a 0 °C da cloroacetamida y el lactato de etilo con metilamina a 25 °C da N-metil-lactamida

¿Puedes proponer un mecanismo de adición-eliminación para este proceso?

Reducción con hidruros o metales

Los ésteres se reducen solo con hidruros enérgicos como el LiAlH4 (LAH). El NaBH4 no reacciona. También pueden utilizarse metales alcalinos. Importante: ¡Precaución con la competencia de otros grupos!

Reducción de ésteres a alcoholes: el benzoato de metilo con LiAlH₄ da alcohol bencílico y el decanoato de etilo con Na en etanol da 1-decanol

Pincha aquí para recordar esta reacción en el contexto de síntesis de alcoholes.

Reactivos de Grignard u organolíticos

Los reactivos organometálicos reaccionan con ésteres mediante el mecanismo de adición-eliminación para formar alcoholes porque la cetona intermedia, más reactiva aún que el éster de partida, es atacada de nuevo por otra molécula de organometálico. Importante: ¡Precaución con la competencia de otros grupos funcionales!

El benzoato de metilo con dos equivalentes de bromuro de fenilmagnesio da benzofenona como intermedio y, tras la hidrólisis, trifenilmetanol

Formación de enolatos

Pincha aquí para recordar la acidez de los hidrógenos en α a un grupo carbonilo

Los iones enolato de ésteres pueden dar varias reacciones:
1) SN (alquilación) con compuestos con un buen grupo saliente.
2) adición a otros grupos carbonilo
3) adición-eliminación a ésteres (condensación de Claisen)

Alquilación del enolato del propanoato de etilo, formado con LDA en THF a −80 °C, con un bromuro alílico
Adición del enolato del propanoato de etilo, formado con LDA, a la benzofenona para dar un β-hidroxiéster

La condensación de Claisen es a los ésteres lo que la condensación aldólica a aldehídos y cetonas.

Es muy importante porque permite la obtención de compuestos β-dicarbonílicos que son muy versátiles en síntesis orgánica.

Condensación cruzada de Claisen: el enolato del propanoato de etilo, formado con LDA, ataca al benzoato de metilo y se obtiene un β-cetoéster

La condensación de Dieckmann es la versión intramolecular de la condensación de Claisen.

Es muy importante porque permite la obtención de compuestos cíclicos β-dicarbonílicos que son muy versátiles en síntesis orgánica.

Diéster con el hidrógeno en α señalado, sustrato de la condensación de Dieckmann