La saponificazione è l’idrolisi basica di un estere. In ambiente alcalino il legame acil-ossigeno viene scisso e il prodotto acido viene immediatamente convertito nel corrispondente carbossilato: per questo, a differenza dell’idrolisi acida, la reazione è praticamente irreversibile nelle condizioni ordinarie.
Reazione generale
Per un estere generico la trasformazione si scrive:
Il nucleofilo è l’idrossido, che attacca il carbonile dell’estere. Dopo l’intermedio tetraedrico, si libera l’alcol e si forma l’acido carbossilico; in ambiente basico, però, l’acido viene deprotonato a carbossilato. Questa rimozione acido-base del prodotto sposta la reazione verso destra.
| Substrato | Condizione tipica | Prodotti |
|---|---|---|
| estere semplice | \displaystyle \mathrm{NaOH} o \displaystyle \mathrm{KOH} acquoso | \displaystyle \mathrm{RCOO^-} e \displaystyle \mathrm{R'OH} |
| trigliceride | \displaystyle 3\,\mathrm{NaOH} o \displaystyle 3\,\mathrm{KOH} | \displaystyle \mathrm{glicerolo} e \displaystyle 3\,\mathrm{RCOO^-M^+} |
| estere ciclico | base acquosa | idrossiacido in forma carbossilato |
Saponificazione dei grassi
Nei grassi e negli oli la saponificazione riguarda i trigliceridi, cioè triesteri del glicerolo con acidi grassi:
Il glicerolo resta nella fase acquosa, mentre i sali sodici o potassici degli acidi grassi sono i saponi. La parte carbossilato è polare, la catena idrocarburica è apolare: questa struttura anfifilica permette l’emulsione di sostanze grasse in acqua.
Confronto con reazioni affini
| Trasformazione | Ambiente | Esito operativo |
|---|---|---|
| esterificazione di Fischer | acido, equilibrio | forma un estere da acido carbossilico e alcol |
| idrolisi acida dell’estere | acido, equilibrio | rigenera acido carbossilico e alcol |
| transesterificazione | acido o basico anidro, equilibrio | scambia il gruppo alcolico di un estere |
| saponificazione | basico, quasi irreversibile | produce carbossilato e alcol |
La distinzione è importante nei problemi di sintesi: in ambiente acido si ragiona su equilibri, e quindi su rimozione di acqua o eccesso di reagente; in ambiente basico si ottiene il sale carbossilato, non l’acido libero, a meno di una successiva acidificazione.
Schema operativo
- riconoscere il gruppo estere, cioè il motivo \mathrm{RCOOR'};
- individuare la parte acilica \mathrm{RCOO^-}, che diventerà carbossilato;
- individuare la parte alcossidica \mathrm{R'O}, che diventerà alcol \mathrm{R'OH};
- se il substrato è un trigliceride, ripetere il bilancio per tre legami estere.
Errori comuni: scrivere direttamente l’acido carbossilico come prodotto finale in ambiente basico, dimenticare che un trigliceride consuma tre equivalenti di base, oppure confondere la saponificazione con la semplice formazione di un sapone fisico da miscelazione.
Vedi anche: Derivati degli acidi carbossilici, Lipidi, Esterificazione di Fischer, Transesterificazione, Reazioni organiche per classe.