Hi Felix,
anbei einige Artikel aus dem Römpp Chemielexikon
das sollte wohl ausreichen 
ich brauche dringend hilfe zu den Themen Ester,
Ester
Von Gmelin (1850) aus Essigäther gebildete Bez. für eine wichtige Gruppe von Carbonsäure-Derivaten. Entsprechend den Benennungen bei anorgan. Salzen erhalten die E. die Endung …at (IUPAC-Regel C-463, z. B. Ethylacetat, Butylacetat, Dimethylsulfat, Glycerintrinitrat), od. man reiht an den Namen der Säure den Alkyl- od. Aryl-Rest des Alkohols u. setzt das Wort E. an den Schluß (Essigsäureethylester statt Ethylacetat).
Vork.: Wegen der Vielfalt der Säure- od. Alkohol-Komponenten ist die E.-Gruppe sehr variantenreich; in der Natur ist sie in Form der Fette u. fetten Öle (E. der Fettsäuren mit Glycerin), Wachse (E. von Fettsäuren mit Fettalkoholen), Lecithine, Phosphatide u. Riechstoffe von Früchten u. Blüten (Aromen) sehr häufig anzutreffen. Die E. von niedermol. Komponenten sind flüssig, die der höhermol. fest.
Herst.: Die wichtigste Herst.-Meth. für E. ist die durch Säuren (konz. Schwefelsäure, Chlorwasserstoff, p-Toluolsulfonsäure, u. a.) katalysierte Umsetzung von Carbonsäuren mit Alkoholen. Diese sog. Veresterung ist eine typ. Gleichgewichtsreaktion (s. chemisches Gleichgewicht), die durch das Massenwirkungsgesetz bestimmt wird. Die Veresterung profitiert von einem Alkohol-Überschuß od. von einem kontinuierlichen Entfernen des gebildeten Wassers, das beispielsweise durch azeotrope Destillation erfolgen kann.
Der Mechanismus der Veresterung wird durch säurekatalysierte Additions-Eliminierungs-Schritte mit tetraedr. Zwischenstufe beschrieben, u. nach Ingold als AAC2-Prozeß klassifiziert . Nicht alle Carbonsäuren lassen sich nach diesem Mechanismus verestern, insbes. wenn ster. Hinderung vorliegt. In diesen Fällen hat sich das Eintragen der Säure in konz. Schwefelsäure (Bildung eines Acyl-Kations R-CO+) mit nachfolgender Zugabe zu dem gewünschten Alkohol bewährt (AAC1-Mechanismus). Neben der klass. Veresterung können auch wasserbindende Reagenzien wie Dicyclohexylcarbodiimid , Carbonyldiimidazol , Triphenylphosphin/Diazendicarbonsäure-ester (Mitsunobu-Reaktion) u. v. a. als Veresterungsreagenzien eingesetzt werden.
Weitere Herst.-Meth. für E. sind die Umsetzung von Metall-Salzen der Carbonsäuren (z. B.: Silber-Salzen) mit Alkylhalogeniden, die Alkoholyse von Carbonsäure-chloriden, Carbonsäure-anhydriden (s. a. Schotten-Baumann-Reaktion) od. Carbonsäureester (Umesterung) u. speziell für Methylester die Umsetzung der Carbonsäuren mit Diazomethan. Daneben existieren eine Vielzahl weiterer Meth., die Bedeutung für die Synth. spezieller E. besitzen.
Den techn. wichtigen Essigsäureethylester stellt man aus Acetaldehyd nach dem Tischtschenko-Claisen-Verfahren her.
Führt man die Veresterung intramol. durch, d. h. behandelt man g- od. d-Hydroxy-carbonsäuren mit Säuren, so bildet sich ein cycl. Ester, der als Lacton bezeichnet wird. Befindet sich die Hydroxy-Gruppe näher od. weiter von der Carboxy-Gruppe entfernt, so wird die Lactonisierung zugunsten der Polyester-Bildung unterdrückt.
Neben den E. der Carbonsäuren gibt es auch E., die sich von anorgan. Säuren ableiten. Bekannte Vertreter sind Schwefelsäuredialkylester (z. B. Dimethylsulfat), Glycerintrinitrat (Nitroglycerin), Salpetrigsäureester (z. B. Isoamylnitrit). Mehrwertige Alkohole können an sämtlichen Hydroxy-Gruppen verestert sein, wobei auch unterschiedliche Säure-Reste vorhanden sein dürfen. Zu nennen sind hier die natürlich vorkommenden Fette und Öle, Wachse u. Phospholipide, die den dreiwertigen Alkohol Glycerin (1,2,3-Propantriol) als Alkohol-Komponente enthalten (Triglyceride, Phosphoglyceride).
Umwandlung: E. finden vielfache Verw. in der organ. Synthese. Die Umkehrung der Veresterung ist die Hydrolyse der E. in Carbonsäure u. Alkohol. Die säurekatalysierte Hydrolyse ist wie die Veresterung selbst eine Gleichgewichtsreaktion, während die alkal. Hydrolyse (Verseifung) infolge der Bildung des reaktionsträgen Carboxylat-Anions prakt. irreversibel verläuft. Weitere wichtige Reaktionen von E. sind die Red. mit metall. Natrium in Ggw. von Ethanol zu Alkoholen (Bouveault-Blanc-Reaktion), die Kondensation zu b-Ketoestern (Claisen-Kondensation), die Stobbe-Kondensation, die Ester-Pyrolyse u. dgl.
Verw.: In der Analytik dienen E. zum Nachw. von Alkoholen (Schotten-Baumann-Reaktion u. Einhorn-Reaktion) u. als leichter handhabbare Derivate ansonsten empfindlicher Stoffe. Techn. wichtige E. sind u. a. die Fette, fetten Öle, Wachse, Cellulosenitrat, Celluloseacetat, Glycerintrinitrat, Lecithine, Phosphatide, Trikresylphosphat, Phosphor- u. Thiophosphorsäureester als Insektizide, Alkydharze für Lacke, Polyester für Esterharze u. Chemiefasern. Viele Pharmawirkstoffe liegen als E. vor. E. spielen infolge ihres Wohlgeruchs in der Parfümerie eine wichtige Rolle. Niedermol. E. werden als Lsm. z. B. in der Anstrichmittel-Ind. u. als Weichmacher gebraucht, einige anorgan. auch als Alkylierungsmittel.
Lit.: 1 Tetrahedron 36, 2409–2433 (1980). 2 Bamford u. Tipper, Comprehensive Chemical Kinetics, Vol. 10, S. 57–204, New York: American Elsevier 1973. 3 Ingold, Structure and Mechanism in Organic Chemistry, S. 1129–1131, Ithaca N. Y.: Cornell University Press 1969. 4 J. Am. Chem. Soc. 80, 6204 (1958). 5 Angew. Chem. 74, 407–423 (1962). 6 Synthesis 1981, 1–28.
allg.: Houben-Weyl 8, 418–423, 508–646; E 5, 656–715 ï Katritzky et al. 5, 121–179 ï Kirk-Othmer (3.) 4, 758–771; 9, 291–337; (4.) 9, 781 ff. ï Patai, The Chemistry of Carboxylic Acids and Esters, New York: Wiley 1969 ï Patai, The Chemistry of Acid Derivates, Vol. 1, New York: Wiley 1979; Vol. 2, Chichester: Wiley 1992 ï Ullmann (4.) 11, 89–97; (5.) A 9, 565 ff.; A 11, 151 ï s. a. Alkohole, Aromen u. Carbonsäuren.
E = F esters
I esteri
S ésteres
Quelle: Römpp Lexikon Chemie – Version 2.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1999
Verseifung
Verseifung
Im engeren Sinne Bez. für die der Veresterung entgegengesetzte hydrolyt. Spaltung von Estern mit Hilfe von Laugen, wobei Alkohole u. Salze der Carbonsäuren (º Seifen) entstehen. Im Gegensatz zur Säure-katalysierten Hydrolyse von Estern (zum Mechanismus s. bei Ester) ist die V. irreversibel. Das techn. wichtigste Beisp. ist die V. von pflanzlichen od. tier. Fetten und Ölen. Mit Hilfe von Alkalien (meist NaOH) erhält man bei diesem Vorgang Glycerin u. die als Seife bekannten Natriumsalze der entsprechenden Fettsäuren, während die hydrolyt. Hochdruckspaltung mit od. ohne Katalysator direkt die freien Fettsäuren zusammen mit Glycerin liefert. Verbleibende Rückstände bezeichnet man als Unverseiftes od. Unverseifbares. In der Analytik der Fette bestimmt man die Verseifungszahl (VZ) als Kenngröße.
Im weiteren Sinne wird als V. jede hydrolyt. Spaltung bezeichnet, z. B. von Nitrilen zu Amiden (Hydrolyse) od. selbst von Eiweißstoffen u. Polysacchariden. Die Überführung einer Carbonsäure in ihr Alkalisalz wird in der Technik immer noch als „Verseifung“ bezeichnet (Beisp.: Harzsäuren geben Harzseifen), was histor. Gründe hat (s. a. Seife).
Lit.: 1 DIN 53401: 1988.
allg.: Hager (5.) 2, 327 ï Ullmann (5.) A 10, 254–260 ï Winnacker-Küchler (4.) 6, 96 ff. ï s. a. Ester, Fette und Öle, Seifen.
E = F saponification
I saponificazione
S saponificación
Quelle: Römpp Lexikon Chemie – Version 2.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1999
und Fette!
Fette und Öle
(Triglyceride). Sammelbez. für verbreitete, feste, halbfeste od. flüssige, mehr od. weniger viskose Produkte des Pflanzen- od. Tierkörpers, die chem. im wesentlichen aus gemischten Glycerinestern höherer Fettsäuren mit gerader Anzahl von Kohlenstoff-Atomen bestehen. F. sind wasserunlösl. u. weisen stets eine geringere Dichte als Wasser (D. 0,9 bis 0,95) auf. In kaltem Alkohol ist die Löslichkeit gering, in Ether, Benzin, Benzol, Chloroform, Schwefelkohlenstoff, Tetrachlormethan, Tetralin, Trichlorethylen u. a. organ. Lsm. jedoch hoch. Reine F. sind geruchlos u. geschmacksneutral; beim längeren Aufbewahren werden sie jedoch unter Zutritt von Licht u. Luft infolge Autoxidation u. Desmolyse, dem enzymat. od. oxidativen Abbau zu übelriechenden, kurzkettigen Methylketonen u. Aldehyden, ranzig. Ebenfalls beim Erhitzen mit Wasserdampf (Dampfspaltung) sowie beim Erwärmen in Ggw. von Alkali findet Hydrolyse statt, bei der die Triglyceride zu Glycerin u. Fettsäuren verseift werden. In der Technik wird die hydrolyt. Spaltung in kontinuierlichen Kolonnen bei 250 bar u. 20–60°C mit Wasserdampf durchgeführt. Beim trockenen Erhitzen neigen F. mit größeren Anteilen an mehrfach ungesätt. Fettsäuren (z. B. Fischöle) zur Polymerisation, was techn. zur Herst. von Standölen ausgenutzt wird, ernährungsphysiolog. jedoch zu unerwünschten Nebenprodukten führen kann.
Vork.: Soja wird hauptsächlich in den USA, Brasilien u. China angebaut, Palmöl kommt v. a. aus Indonesien, Malaysia u. den anderen südostasiat. Ländern, während Kokosöl auf den Philippinen u. in Indonesien gewonnen wird.
Abb. 1: Vorkommen von pflanzlichen u. tierischen Fetten u. Ölen.
Zusammensetzung u. Klassifizierung: Während pflanzliche F. prakt. ausschließlich geradkettige Fettsäuren enthalten, spielen bei tier. F. jedoch auch Fettsäuren mit ungerader Kohlenstoff-Zahl, insbes. Margarinsäure mit 17 C-Atomen, eine Rolle. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die in pflanzlichen F. vorkommenden ungesätt. Fettsäuren in der cis-Form vorliegen, während tier. Fettsäuren häufig trans-konfiguriert sind (z. B. Palmitolein im Rindertalg 50%). Tier. F. enthalten ferner bis zu einer Gesamtmenge von 5% einfachverzweigte, meist ungeradzahlige gesätt. Fettsäuren mit 17 C-Atomen, die sowohl in Iso- als auch Anteiso-Form vorliegen können sowie Anteile der mehrfachverzweigten Phytonsäure, was auf einen wesentlich komplexeren Bildungsmechanismus von tier. im Vgl. zu pflanzlichen F. hinweist. Die häufigsten in Form ihrer Glycerin-, z. T. jedoch auch Glykolester vorkommenden Fettsäuren sind Laurin-, Myristin-, Stearin-, Palmitin- u. Ölsäure, untergeordnet auch Linol- u. Linolensäure, während Buttersäure nur im Butterfett u. auch dort nur zu 2–3% vorkommt. Tab. 1 bietet einen Überblick über die Zusammensetzung der wichtigsten Fette und Öle.Die frischen F. sind stets Neutralfette, d. h. es sind stets alle drei Hydroxy-Funktionen des Glycerins mit – in der Regel verschiedenen – Fettsäuren verestert. Bei langem Aufbewahren an Licht u. Luft entstehen infolge Hydrolyse durch Wasseraufnahme erhebliche Mengen von freien Fettsäuren. Die Einteilung der F., von denen man weit über 1300 kennt, kann aufgrund ihres Gehaltes an Phytosterinen od. Cholesterin u. a. Zoosterinen, d. h. nach ihrer pflanzlichen od. tier. Herkunft erfolgen; man spricht von Pflanzen- u. Tierfetten, beim Menschen auch von Blutfetten.
Die physikal. Beschaffenheit der F. wird durch die Kettenlänge u. die Zahl der enthaltenen Doppelbindungen in den Glyceriden bestimmt. Längerkettige u. gesätt. Fettsäuren bedingen einen höheren, kürzerkettige od. ungesätt. einen tieferen Schmp. u. ölige Beschaffenheit. Aus Ölen lassen sich höher schmelzende Anteile durch Ausfrieren (Winterisierung) abtrennen. Die Einteilung der F. erfolgt nach Iodzahl (IZ) u. dem Verhalten eines dünnen Ölaufstrichs auf Papier:
IZ>170 = trocknende Öle (Leinöl)
IZ 170–100 = halbtrocknende Öle (Soja-, Sonnenblumen-, Rüb-, Baumwollsaat-, Fischöl)
IZ95% als erreichbar („High oleic“-Formen).
Vorbild für die gentechn. Veränderung der Fettsäure-Zusammensetzung sind Samenfette mit bes. hohen Konz. an „normalen“ Fettsäuren od. ungewöhnlichen Triglyceriden u. anderen Fett-Grundstrukturen. Beisp. sind Palmitinsäure: 96,3% in Gymnacranthera contracta, Stearinsäure: 60% in Garcinia hombroniana u. Ölsäure: 94,3% in Coula edulis. Cyclopropen-Fettsäuren sind charakterist. für viele Familien der Malvales, Cyclopenten-Fettsäuren konnten bisher nur in Flacourtiaceae gefunden werden, Fettsäuren mit Dreifachbindungen in Santalaceae u. Olacaceae, Allene (Laballensäure) in einer Unterfamilie der Labiatae (Lamiaceae). Abb. 2 zeigt eine Reihe von ungewöhnlichen Fettsäuren im Samenöl einjähriger Pflanzen.
Herst.: Industriell erfolgt die Gewinnung techn. Talge entweder nach dem Trocken- od. nach dem Naßschmelzverfahren. Bei der trockenen Gewinnung werden die Schlachthofabfälle ohne nennenswerte Wasserzugabe in Kochern auf 120°C erhitzt. Durch therm. Eiweiß-Abbau werden Geruch u. Geschmack von Grieben u. Fett jedoch stark beeinflußt, was zu Talgen minderer Qualität führt. Beim Naßschmelzverf. werden die tier. Ausgangsstoffe zunächst mechan. zerkleinert u. mit direktem Dampf auf 90°C erhitzt u. der Talg ausgeschmolzen. Die prakt. fettfreien Grieben werden mit Dekantierzentrifugen vom Leimwasser getrennt, aus dem das Fett durch Kühlung abgeschieden wird. Diese schonende Meth. führt zu Talgen höherer Qualität. Eine Alternative stellt der Chayen-Kaltschmelz-Prozeß unter Anw. von Hochfrequenzimpulsen dar. Die Klassifizierung techn. Talge erfolgt nach Säurezahl, MIU (Moisture, inorganic material, unsaponificable), Polyethylen-Gehalt (aus Verpackungsrückständen) u. FAC (fatty acid color). Im internat. Handel gilt folgende Terminologie:
techn. Rindertalg _>2 ffa
US fancy tallow _ 4 ffa
US bleachable fancy tallow _ 6 ffa
US special tallow 10 ffa
US Talg A 15 ffa
Tierkörperfette, Knochenfett, Klauenöle >10 ffa
Milchfett wird durch Zentrifugieren gewonnen u. meist zu Butter verarbeitet, während flüssige od. halbflüssige pflanzliche F. durch Abpressen u./od. Extrahieren mit organ. Lsm. (hauptsächlich n-Hexan) erhalten werden. Je nach Verwendungszweck werden die rohen F. noch speziellen Reinigungsverf. unterworfen (Raffination), wobei durch Klären, Filtration, Behandlung mit Bleicherden (Fullern), Säuren od. Alkali störende Verunreinigungen (Proteine, Phosphatide, Schleimstoffe) abgetrennt werden.
Analytik: Die chem. Analyse eines F. umfaßt die qual. u. quant. Bestimmung der jeweiligen Fettsäure-Reste. Neben chromatograph. Meth. haben hierbei naßchem. Verf. große Bedeutung.
– Spezif. Gew.:
Bestimmung bei festen Fetten mit dem Araeometer, bei flüssigen Ölen mit dem Pyknometer; liegt zwischen 0,9 u. 1,0.
– Schmelz- bzw. Erstarrungspunkt (Titer):
Liegt im allg. um so tiefer, je höher der Gehalt des F. an niederen u. ungesätt. Fettsäuren ist. Den niedrigsten Schmp. weist Nußöl (–27°C), den höchsten Hammeltalg (+55°C) auf. Verschiedene F. zeigen einen doppelten Schmelzpunkt (z. B. Tripalmitin 43 u. 65°C).
– Säure-Zahl (SZ):
Angabe der Menge Kaliumhydroxid in mg, die zur Neutralisation der in 1 g F. enthaltenen freien, unveresterten Fettsäuren erforderlich ist.
– Verseifungszahl (VZ):
Angabe der Menge Kaliumhydroxid in mg, die zur völligen Verseifung von 1 g F. sowie zur Neutralisation ggf. vorliegender freier Säuren erforderlich ist.
– Ester-Zahl (EZ):
Angabe der Menge Kaliumhydroxid in mg, die zur Verseifung der Neutralester in 1 g F. erforderlich ist. Berechnet sich aus der Differenz von Verseifungs- u. Säurezahl.
– Iod-Zahl nach Kaufmann (IZ):
Angabe der Menge an elementarem Iod, die von 1 g F. unter Aufspaltung der Doppelbindungen addiert werden. Wird heute jedoch in der Regel mit Brom durchgeführt u. dient als Maß für die Ungesättigtheit eines F.
– Hydroxyl-Zahl, Acetyl-Zahl (OHZ):
Angabe der Menge an Kaliumhydroxid in mg, die der bei der Acetylierung von 1 g F. verbrauchten Menge Essigsäure entspricht.
– Peroxid-Zahl (POZ):
Angabe der in 1 kg F. enthaltenen mEq aktiven Sauerstoffs, die in einem Gemisch aus Chloroform u. Eisessig aus Kaliumiodid elementares Iod freisetzen. Nach Wheeler wird dabei in der Kälte, nach Sully in siedendem Lsm. gearbeitet.
– Reichert-Meißl-Zahl (RMZ):
Angabe der Menge an 0,1 N NaOH in mL, die zur Neutralisation der aus 5 g F. abdestillierten flüchtigen Fettsäuren erforderlich ist; liegt in der Regel unter 1.
Physiologie: Die biolog. Bedeutung der F. ist durch ihren hohen ernährungsphysiolog. Wert gegeben: 1 g F. ergibt bei der Verbrennung 38–39 kJ (9–9,2 kcal), 1 g Kohlenhydrat od. Eiweiß dagegen nur 17–19 kJ (4–4,5 kcal). Die wasserunlösl. F. stellen damit den konzentriertesten u. beständigsten natürlichen Reserve- u. „Brennstoff“ dar. Höchstwahrscheinlich werden die F. der grünen Pflanzen aus assimilierten, überschüssigen Kohlenhydraten aufgebaut, welche die Kohlenstoff-Ketten zum Aufbau gesättigter Fettsäuren liefern. Diese werden z. T. dehydriert u. mit Glycerin aus der Zuckergärung verestert. Beim Auskeimen der fetthaltigen Samenkörner wird das wasserunlösl. F. durch Lipasen gespalten, wobei die Fettsäuren wieder in Kohlenhydrate umgewandelt werden. Im tier. Organismus werden die mit der Nahrung aufgenommenen F. in Form der Chylomikronen (s. Lipoproteine) (89% Trigylceride, 6% Cholesterin, 4% Phospholipide, 1% Protein) transportiert u. am Fettgewebe des Darms od. in der Leber enzymat. gespalten (Lipolyse). Im Rahmen der Lipogenese werden Fettsäuren bereits in der Darmwand wieder mit Glycerin-1-phosphat, das der Glykolyse entstammt, zu körpereigenem F. umgesetzt, das über den Lymphweg in die Fettdepots gelangt. Ein weiterer Teil der Fettsäuren dient der Energiegewinnung im Blut od. wird in der Leber zu den art- u. organspezif., Lipoid-reichen Organfetten von Hirn-, Rückenmark u. Muskeln umgewandelt.
Die höheren Organismen benötigen zwar für ihre Ernährung eine gewisse Mindestmenge an F., doch kann diese in erheblichem Maße durch erhöhte Kohlenhydrat-Zufuhr ausgeglichen werden. Menschen u. Tiere können Kohlenhydrate in Fett umwandeln – daher wirken Mehlspeisen u. Zuckerwaren als „Dickmacher“. Umgekehrt vermag der tier. Organismus auch Fett in Kohlenhydrate (z. B. Zucker) umzuwandeln, denn der Blutzucker-Gehalt (0,1%) sinkt selbst bei längerem Hungern od. Winterschlaf nicht wesentlich ab. Eine völlig fettfreie Ernährung führt infolge des Fehlens der beiden essentiellen Fettsäuren Linolsäure u. Arachidonsäure zu starken Mangelerscheinungen.
Verw.: Die Weltproduktion an F. betrug 1992/93 etwa 84,5 Mio. t u. wird nach Schätzungen 1993–1997 jährlich etwa 90,5 Mio. t u. für den Zeitraum 2002–2012 132 Mio. t erreichen. Palmöl wird im Jahr 2000 die Produktion des bisher dominierenden Sojaöls übertroffen haben. Etwa 80% dienen der Ernährung, wobei F. wie Butter, Schmalz u. Olivenöl unmittelbar genossen werden können. Viele flüssige ungesätt. pflanzliche u. tier. F. sind hingegen erst nach der von Normann 1901 entwickelten Partialhydrierung (Härtung) für den menschlichen Organismus geeignet. Hierbei werden die oft unangenehm riechenden u. dunkelgefärbten flüssigen ungesätt. F. durch katalyt. Hydrierung in Ggw. von Nickel-Katalysatoren bei 200°C u. 2 · 106 Pa in fast geruch- u. geschmacklose F. umgewandelt.
6% der F. dienen als Futtermittel, 14% (1992/93: 11,8 Mio. t) als Rohstoff für die oleochem. Industrie.
Lit.: Eierdanz (Hrsg.), Perspektiven nachwachsender Rohstoffe in der Chemie, Weinheim: VCH Verlagsges. 1996 ï Fat. Sci. Technol. 89, 99 (1987) ï Fette, Seifen, Anstrichm. 87, 47 (1985); 88, 250 (1986) ï J. Am. Oil Chem. Soc. 62, 317 (1985) ï Seifen, Öle, Fette, Wachse 113, 455 (1987).
E fats and oils
F corps gras et huiles
I grassi e oli grassi
S grasas y aceites
Z 1501-1504, 1570, 1580, 1510
Quelle: Römpp Lexikon Chemie – Version 2.0, Stuttgart/New York: Georg Thieme Verlag 1999