Transesterifikasi

Dalam kimia organik, transesterifikasi () adalah proses pertukaran gugus organik R″ pada suatu ester dengan gugus organik R′ dari alkohol. Reaksi ini terkadang dikatalisis oleh penambahan katalis asam atau basa. Reaksi ini juga dapat dicapai dengan bantuan enzim (biokatalis) terutama lipase (E.C.3.1.1.3).

Asam kuat mengkatalisis reaksi dengan menyumbangkan proton pada gugus karbonil, sehingga membuatnya menjadi elektrofil lebih kuat, sedangkan basa mengkatalisis reaksi dengan melepas proton dari alkohol, sehingga membuatnya lebih nukleofilik. Ester dengan gugus alkoksi yang lebih besar dapat dibuat dari metil atau etil ester dalam kemurnian tinggi dengan memanaskan campuran ester, asam/basa, dan alkohol yang besar serta menguapkan alkohol yang kecil untuk mendorong kesetimbangan.

Mekanisme 
Dalam mekanisme transesterifikasi, karbon karbonil pada ester pemula (RCOOR1) mengalami serangan nukleofilik oleh alkoksida yang datang (R2O−) menghasilkan zat antara tetrahedral, yang baik dapat kembali ke bahan awal, atau menuju pada produk transesterifikasi (RCOOR2). Berbagai spesi yang ada dalam kesetimbangan, serta distribusi produk tergantung pada energi relatif dari reaktan dan produk.

Aplikasi

Produksi poliester 
Penerapan skala terbesar dari transesterifikasi adalah dalam sintesis poliester. Dalam aplikasi ini diester mengalami transesterifikasi dengan diol untuk membentuk makromolekul. Misalnya, dimetil tereftalat serta etilena glikol bereaksi membentuk polietilena tereftalat dan metanol, yang diuapkan untuk mendorong reaksi ke depan.

Metanolisis dan produksi biodiesel 
Reaksi sebaliknya, metanolisis, juga merupakan contoh dari transesterifikasi. Proses ini telah digunakan untuk mendaur ulang poliester menjadi monomer individu (lihat daur ulang plastik). Reaksi ini juga digunakan untuk mengkonversi lemak (trigliserida) menjadi biodiesel. Konversi ini adalah salah satu pemanfaatan pertama. Minyak sayur yang ditransesterifikasikan (biodiesel) digunakan sebagai daya kendaraan berat di Afrika Selatan sebelum Perang Dunia II.

Trigliserida (1) direaksikan dengan alkohol seperti etanol (2) menghasilkan etil ester asam lemak (3) dan gliserol (4):

R1, R2, R3: Gugus alkil

Hal tersebut dipatenkan di Amerika Serikat tahun 1950-an oleh Colgate, meskipun transesterifikasi biolipid mungkin telah dilakukan jauh sebelumnya. Pada tahun 1940, peneliti mencari metode untuk menghasilkan gliserol dengan lebih mudah, yang digunakan untuk menghasilkan bahan peledak bagi Perang Dunia II. Banyak metode yang digunakan oleh produsen dan pembuat bir rumahan saat ini juga berasal dari penelitian tahun 1940-an awal.

Penelitian transesterifikasi biolipid oleh peneliti Jepang baru-baru ini juga telah menunjukkan adanya kemungkinan penggunaan metanol super-kritis, dimana bejana dengan suhu dan tekanan yang tinggi digunakan secara fisik untuk mengkatalisis reaksi biolipid/metanol menjadi metil ester asam lemak.

Sintesis enol 
Transesterifikasi digunakan untuk mensintesis turunan enol, yang sangat sulit untuk disiapkan. Vinil asetat, ester yang paling mudah diperoleh, mengalami transesterifikasi, untuk menghasilkan eter vinil:
ROH + CH2=CHOAc → ROCH=CH2 + HOAc

Transesterifikasi bertekanan tinggi 
Transesterifikasi berkatalis-basa dicirikan oleh suatu volume aktivasi negatif (kira-kira −12 cm3/mol) dan oleh karena itu berlangsung lebih cepat di bawah kondisi tekanan tinggi. Telah terbukti bahwa alkoholisis yang dikatalisis oleh amina pada ester terhalang sterik (misal gugus pelindung, zat bantu kiral) berlangsung cepat pada suhu kamar di bawah tekanan 10 kbar, menghasilkan rendemen yang kuantitatif.

Lihat pula 
 Esterifikasi
 Transalkilasi
 Biodiesel
 Ester
 Asam alkanoat
 Substitusi asil nukleofilik

Referensi 

Reaksi substitusi
Ester
Alkohol