Resinas ácidas como catalizadores de la adición nucleofílica de diferentes alcoholes a ésteres grasos epoxidados

Abstract

RESUMEN: Se analizó el efecto de varias resinas ácidas como catalizadores para la adición de alcoholes a ésteres grasos epoxidados, usando alcoholes con diferentes configuraciones moleculares y haciendo énfasis en la adición de alcoholes ramificados en las posiciones a y b. Con respecto a los catalizadores, se determinaron los efectos de la fortaleza ácida y de las restricciones difusionales en la velocidad de reacción y la distribución de productos. Se encontró que la velocidad de reacción se incrementa con la fortaleza ácida pero la selectividad tiene una tendencia contraria cuando se adicionan alcoholes altamente ramificados. La velocidad de apertura del epóxido disminuye al incrementar el número de ramificaciones y el tamaño del alcohol; ramificaciones en posición a introducen un mayor impedimento estérico que las ramificaciones en posición b. Un bajo entrecruzamiento de la resina y/o una alta superficie externa son condiciones necesarias para activar el epóxido cuando se usan resinas basadas en poliestireno como catalizadores. Los productos que se obtuvieron fueron la cetona, proveniente del rearreglo del epóxido, y los trans-ésteres, cuando los tiempos de reacción fueron relativamente largos.

ABSTRACT: The effects of different alcohol molecular configurations and resin structures were analyzed on the sulfonic acid-resin catalyzed addition of alcohols to epoxidized fatty esters. Emphasis was placed on the addition of a-and b-branched alcohols. Regarding the catalysts, the effect of the acid strength as well as that of the diffusion constraints on the reaction rate and products distributions, were determined. Reaction rate increases with the acid strength but the selectivity shows the opposite trend when highly branched alcohols are added. Epoxide ring-opening rate decreases by increasing the number of branches and size of the alcohol. Branches in a position introduce a higher steric hindrance than branches in b position. Low resin crosslinkage and/or high external surface area are necessary conditions to activate the epoxide when polystyrene-based resins are used as catalysts. The obtained byproducts were the ketone, from epoxide rearrangement, and trans-esterified products, when reaction times were relatively long