Os steres so substncias comuns na natureza. Encontram-se, nas essncias de frutas, madeiras e flores, bem como nas ceras de abelhas e nos fosfatdeos no crebro. Os steres de baixo peso molecular tm aromas agradveis sendo os principais componentes responsveis pelo aroma e sabor de um grande nmero de frutos e flores[1,2]. Os steres so tambm usados na produo de perfumes e cosmticos, na indstria farmacutica, na produo de sabes, na produo de biocombustveis, etc. A sntese de steres obtm-se por reao reversvel de cidos carboxlicos com lcoois ou fenis, na presena de um catalisador cido a reao designa-se por de esterificao (Esquema 1). O mtodo mais comum e mais utilizado em processos industriais e em escala de laboratrio para obteno de steres conhecida como reao de esterificao de Fisher em homenagem ao qumico Emil Fisher que a descobriu em 1895. Essas reaes geram gua e so favorecidas atravs do aumento da temperatura do meio de reao e na presena de um catalisador cido de Brnsted-Lowry. O seguinte mecanismo, inclui cinco passos elementares:

Primeiro o grupo carbonilo ir ser protonado pelo cido, tornando o tomo do carbono do grupo carbonilo eletrfilo, que propcio para o ataque do nuclefilo, o alcol (RCOH) . Neste passo h transferncia de protes entre os tomos de oxignio promovendo a sada de uma molcula de gua. A desprotonao de um dos oxignios origina um ester e regenera o catalizador.

Os catalisadores cidos lquidos so catalisadores homogneos e os mais utilizados so H2SO4 , HCl e ClSO3OH, mas devido sua miscibilidade com o meio de reaco , a sua separao torna-se um problema [3] . Alm disso, devido a utilizao de catalisador homogneo requer neutralizao com uma base, o que leva a problemas graves de efluentes em escala industrial [4]. A reversibilidade da reao, exige alguns artifcios para deslocar o equilbrio no sentido da formao dos produtos, entre os quais a adio de excesso de um dos reagentes, remoo do ster ou da gua por destilao, remoo da gua com agente desidratante ou atravs de materiais de vidro especiais designados por Dean-Stark (Figura 1).

Figura 1. O Dean-Stark liga-se a um condensador e a um balo de fundo redondo.A remoo de gua evita a hidrlise do ster.A consciencializao de que se deve sintetizar tendo em conta os processos verdes levou ao desenvolvimento de catalisadores slidos cidos. Estes materiais podem substituir os cidos lquidos corrosivos correntemente utilizados em muitas indstrias [5]. Esses catalisadores designados por catalisadores heterogneos, no se dissolvem no meio da reao, tornaram-se mais atraentes por no serem poluentes, menos corrosivos e devido facilidade de separao do produto e recuperao de catalisador. Os catalisadores slido cidos mais populares e utilizados para a produo de steres so as resinas orgnicas de permuta inica, tais como Amberlyst 15, Amberlyst 35, Amberlyst 36, etc. Dowex 50 W [6]. As resinas so polmeros de natureza complexa. Quase sempre insolveis em gua e em solventes orgnicos, possuem grande capacidade de troca inica e so funcionalizadas com grupos sulfnicos( -SO3H) . As resinas de troca inica devem ser pr-ativadas devido presena de gua em seus poros.15,16 e separaram-se facilmente do meio de reaco ,regeneram-se facilmente para a reutilizao. No presente trabalho a reaco de esterificao ocorreu entre o acido de actico e o lcool isomamilico e o catalizador utilizado no presente trabalho foi a resina DOWEX de troca catinica funconalizada com um grupo sulfonico de malha fina constituda por copolmero de estireno e divinilbenzeno (DVB) que resulta em mxima resistncia oxidao, reduo, desgaste mecnico e ruptura.

Por conseguinte, as resinas de permuta inica so preferidas sobre cidos homogneos devido facilidade de separao do produto e recuperao de catalisador

Etanoato de butila

Os cientistas Izci e Bodur 2007, observaram que a taxa de converso de reagentes em produtos aumenta com o aumento da temperatura de reao e da carga do catalisador , Dowex 50 Wx2. A resina de troca inica apresenta elevada atividade na sntese de acetato de isobutilo[7]

etanoato de butila essncia que imita o sabor da ma verde

Atravs da aplicao de destilao cataltica, via a reao de cido actico com lcool iso-amlico, um ster teis na forma de acetato de amila-iso poderia ser produzido. No presente trabalho para o desenvolvimento do processo, a sntese de acetato de iso-amila atravs de destilao reativa estudada utilizando catalisador Katamax da embalagem na seo cataltica reativa. Foram realizados os experimentos de destilao reativa em escala de laboratrio em uma coluna de dimetro 50mm com uma seo de embalagem cataltica de 1 m e embalado no-reativo, enriquecendo e descascamento sees de cerca de 1 m cada. Um catalisador de resina de permuta catinica, Purolite CT-175, foi usado. Os experimentos foram conduzidos com o objetivo de alcanar uma configurao ideal da coluna, bem como as condies do processo para a sntese de acetato de amila-iso em uma coluna de destilao reativa (RDC). Diversas variantes de set-up a RDC total, por exemplo, relao de alimentao mole, relao de refluxo, localizao de pontos de entrada, configurao de refluxo e concentrao de cido foram exploradas para a recuperao de cido actico diludo e atingir um valor de alta pureza adicionado produto, acetato de amila-iso.

El mecanismo de reaccin (Figura 1) indica que la activacin se da por protlisis del cido carboxlico acelerada por el catalizador. Por este hecho, la velocidad de la reaccin depende principalmente del impedimento estrico entre el alcohol y el cido (a medida que este aumenta, disminuye la velocidad y el rendimiento en la formacin del ster), y la fuerza cida del cido carboxlico desempea un papel secundario (Groggins, 1953; Snchez, 1996)

The result of the reaction is that the rupture of carboxylic acid acyl-oxygen bond occurs, andthe hydroxy of acid is replaced by alkoxy, which is a nucleophilic substitution process ofcarboxylic acids.O resultado da reaco que ocorre a ruptura da ligao do grupo acilo - oxignio do cido carboxlico de, e o grupo hidroxi substitudo por um grupo alcoxi , que um processo de substituio nucleoflicacidos carboxlicos

Ambos, catalisadores heterogneos e homogneos, tm sido extensivamente utilizados. Acetato de iso-amilo (ou acetato de iso-pentilo) muitas vezes chamado como leo de banana, uma vez que tem o reconhecvel odor deste fruto. Acetato de iso-amilo sintetizado pela esterificao de cido actico com lcool iso-amlico. (Eq.1).

Uma vez que o equilbrio no ajuda a formao do ster, que deve ser deslocada para a direita, a favor do produto, usando um excesso de um dos materiais de partida. Iso-amiloacetato um tipo de reagente sabor com sabor de fruta. O uso deH2SO4 origina muitas vezes problemas tais como a corroso dos equipamentos e a corroso

Lee, M. J., Wu, H.T. and Lin, H-M (2000), Kinetics of catalytic esterification of acetic acid and amyl alcohol over Dowex, Industrial and Engineering Chemistry Research, 39, pp 4094-4099.

[1] - Williamson, K. L., Minard, R. D., Masters, K. M., Macroscale and Microscale Organic Experiments, Houghton Miffin Company, NY, 2007. [2] McMarry J., Organic Chemistry, 7 edio, 2008.[3] Ayyappan,K.R.,Toor.A.P., Gupta R., Bansal A., Wanchoo R.K., 2009, Catalystic hydrolysis of Ethyl Acetate using cation exchange resin (Amberlyst 15) : A kinetic study, Bulletin of Chemical Reaction Engineering & Catalysis, 4:16-22.[4] Sharma MM (1995), Some novel aspects of cation exchange resins as catalysts, React Polym, 26, 1995, pp 3 [5] Viswanathan, S., Varadarajan, B., 2004, Esterification by Solid Acid Catalysts-a Comparison, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 223: 143-147.

[6] Lee, M.-J., Wu, H.-T., Lin, H., 2000, Kinetics of Catalytic Esterification of Acetic Acid and Amyl Alcohol over Dowex, Industrial & Engineering Chemistry Research, 39( 11):4094-4099.

[7] Izci, A., Bodur, F.,2007, Liquid-phase esterification of acetic acid with isobutanol catalyzed by ion-exchange resins, Reactive & Functional Polymers, Vol. 67, PP. 1458- 1464

Figura 1:Pinto A. C.; Silva B. V.; A qumica perto de voc: Experimentos de Qumica orgnica, 1. ed., So Paulo: Sociedade Brasileira de Qumica, 2012.

15 Carioca, J. O. B.; Sancho, E. O.; Neto H. B. P.; Resumos do 3 Congresso Brasileiro de P&D em Petrleo e Gs, Salvador, Brasil, 2005. 16 Coutinho F. M. B.; Aponte M. L.; Barbosa C. C. R. Resinas Sulfnicas: Sntese, Caracterizao e Avaliao em Reaes de Alquilao. Polmeros: Cincia e Tecnologia 2003, 13, 141. [CrossRef]