articulo

QUIMICA Y APLICACIONES
 
Estudio Teórico de la Hidrólisis de Ésteres Alifáticos y Aromáticos
 
Theoretical Study of Aliphatic and Aromatic Esters Hydrolysis
 
Silvana C. Caglieri y Héctor R. Macaño
Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba, Departamento de Ingeniería Química, Av. Cruz Roja Argentina esquina Maestro López, Ciudad Universitaria (5016), Córdoba - Argentina(e-mail :scaglieri@quimica.frc.utn.edu.ar ; hmacano@quimica.frc.utn.edu.ar)

Resumen
Se realizó un estudio teórico comparativo de reactividad del acetato de etilo, éster alifático y del benzoato de etilo, éster aromático, frente a la reacción de hidrólisis catalizada por ácido, a través del análisis de los intermediarios de ambas reacciones. Se modelaron y determinaron las geometrías de todaslas especies que intervienen en ambas hidrólisis y se calcularon los parámetros geométricos y las energías de los reactivos y productos, empleando dos métodos de estructura electrónica, DFT y AM1. Los valores obtenidos se compararon con datos experimentales y de la literatura observándose una gran concordancia. Siguiendo el mismo procedimiento se determinaron los parámetros geométricos y energíasde los intermediarios de reacción, observándose una mayor estabilidad para el intermediario alifático, que reportó una energía inferior comparada con la del aromático. La diferencia de energía entre ambos fue de 34.11 kcal /mol.
Palabras claves: hidrólisis ácida, éster alifático, éster aromático, reactividad

Abstract
A comparative theoretical study of reactivity of ethyl acetate hydrolysis,aliphatic ester, and ethyl benzoate hydrolysis, aromatic ester, catalyzed by acid, from the analysis of intermediates in both reactions was carried out. The geometry of all species involved in both hydrolysis was determined and the energies of all reagents and products were calculated, using two methods of electronic structure, DFT and AM1. The calculated values were compared with experimental andliterature data finding good agreement. Following the same procedure, the geometric parameters and energies of reaction intermediates were determined, observing greater stability for the aliphatic intermediate, with lower energy compared with the aromatic. The energy difference between them was 34.11 kcal/mol.
Keywords: acid hydrolysis, aliphatic ester, aromatic ester, reactivity

 INTRODUCCIÓN
El estudio teórico de la hidrólisis ácida de los ésteres alifáticos y aromáticos, cuyos productos son alcoholes y ácidos orgánicos, es de gran interés, no sólo por la utilidad de los productos de reacción dentro de la industria química, sino que desde el punto de vista ambiental dicha reacción constituye una vía para la degradación de los poliésteres, polímeros sintéticos conformados pormonómeros ésteres. Han sido reportados estudios sobre síntesis y caracterización de poliésteres alifáticos biodegradables (Pepic et al., 2008), investigaciones sobre biodegradabilidad de copoliésteres alifático-aromático (Chen et al., 2008) y sobre el mecanismo de reacción de la hidrólisis de poliésteres alifáticos (Partini y Pantani, 2007). Todos estos estudios coinciden en que los poliésteres formadospor monómeros aromáticos poseen mejores propiedades mecánicas y físicas, pero son menos biodegradables y más resistentes a la degradación por hidrólisis que aquellos poliésteres que sólo contienen monómeros alifáticos, esto lleva a la necesidad de sintetizar copoliésteres con unidades alifáticas y aromáticas para poder satisfacer ambos requerimientos.
Los ésteres se hidrolizan lentamente ya queposeen grupos salientes muy básicos y además el agua es un nucleófilo débil. El aumento de la velocidad de la hidrólisis se puede conseguir con el agregado de un ácido como catalizador. Para que un catalizador aumente la velocidad de una reacción debe aumentar la velocidad del paso lento o paso determinante de la misma. La hidrólisis es una reacción de sustitución nucleofílica sobre carbono...