Processos Unitários Orgânicos - Esterificação

Processos Unitários Orgânicos - Esterificação

(Parte 1 de 4)

Escola de Engenharia de Lorena EEL-USP

Esterificação Prof. MSc. Marcos Villela Barcza

Processos Unitários Orgânicos – PU191 Prof. MSc. Marcos Villela Barcza

Esterificação

1- Introdução:

Processo de obtenção de ésteres, formado a partir da substituição de uma hidroxila (-OH) de um ácido por um radical alcoxíla (-OR). O método mais comum é a reação reversível de um ácido carboxílico com um álcool, havendo eliminação de água:

OH R1 OH RC

Processos de esterificação são importantes na produção de ésteres de interesse comercial principalmente nas áreas de solventes, extractantes, diluentes, plastificantes, surfactantes, polímeros, essências e fragrâncias sintéticas, e como intermediário químico para indústrias farmacêuticas, herbicidas e pesticidas. São divididos em três grandes classes:

- Classe dos ftalatos: ésteres ftálicos destacam-se no mercado de polímeros nas áreas de plastificantes e resinas. Caracterizam-se pelo alto ponto de ebulição, estabilidade, não apresentam odor e cor, confere ao produto final flexibilidade e maciez.

CH3 CH3

Ftalato de dimetila (DMP)

CH2 CH2 CH3 CH3

Ftalato de dietila (DEP)

Ftalato de butilbenzila (BBP)

CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

- Classe dos acetatos: em função da natureza hidrofóbica e baixa polaridade, ésteres são destaque no mercado de solventes, extractantes e diluentes. Os de baixo peso molecular como acetatos de metila, etila, e derivados propilas e butilas são muito utilizados. Ao contrário dos ácidos carboxílicos (odor desagradável), alguns ésteres são importantes compostos com aplicações nas áreas de essências e fragrâncias sintéticas, por exemplo, acetato de isopentila (banana) e acetato de benzila (jasmim). Também possuem aplicações no mercado de polímeros, por exemplo, acetato de vinila é importante intermediário (monômero) para produção de diversos tipos de polímeros nas áreas de tintas (PVA), colas e adesivos (hot-melt), e filmes para embalagem de alimentos.

H3CC O

OC H2 CH3 Acetato de etila

H3CC O

OC H CH2 Acetato de Vinila

H3CC O

Acetato de benzila (Jasmim)

H3CC O

OC H2 CH2 CH2 CH3 Acetato de butila

H3CC O

OC H2 CH2 CH CH3

CH3

Acetato de isopentila (Banana)

- Classe dos acrilatos: são usados nas indústrias de polímeros. Metacrilato de metila e acrilato de metila são monômeros utilizados na obtenção das resinas acrílicas usadas principalmente para fabricação de chapas acrílicas, pós de moldagem e tintas, consumidos pelas indústrias de tintas, automobilística e eletrônica.

H2CC H C O

OC H3 Acrilato de metila

H2CC C

O CH3

CH3

Metacrilato de metila

2- Reações de esterificação:

- Esterificação de anidridos ácidos: é mais rápido que a esterificação dos ácidos correspondentes, com a vantagem de não formar água. São utilizados em processos que usam álcoois com valores agregados alto como os terciários e fenóis, mercaptanas e, anidridos baratos, por exemplo, anidrido acético. Anidridos são mais caros que ácidos carboxílicos com mesma cadeia.

R1 OH RC O

OR 1

- Esterificação de anidrido ftálico com álcoois: principal processo de obtenção de ésteres ftálicos. É utilizado ácido mineral como catalisador (H2SO4 ou HCl).

R1 OH RO H

Rou H+

- Álcoolise de nitrilas: processo empregado para obtenção de ésteres acrílicos como o acrilatos e metacrilatos. A primeira etapa consiste na hidrólise da nitrila em meio ácido (H2SO4 ou HCl) e depois, processo de esterificação de amida.

RCN+ H2ORC O

NH2

NH2 R1 OH RC

- Acilação de olefinas: reações de olefinas com ácidos carboxílicos, em presença de catalisador, são empregadas em grande escala para produção de ésteres de etilenoglicol ou vinílicos. Modificações nas condições de processo podem favorecer uma ou outra reação. São empregados como intermediários na fabricação de anidridos e monômeros.

OC CH2 R

OH +H2CC

- Ésteres de monóxido de carbono: utilizados para obtenção de formiatos de alquila, ésteres de menor cadeia.

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