Buttersäure aus Butter

[chemifreakeinfallslos]

Hallo,

Ich habe heute folgendes Experiment gemacht:

Butter mit einigen ml Spiritus (Ethanol) versetzt und dann ein ein wenig Natriumhydroxid zugesetzt.

(Jetzt konnte man einen angenehmen aber scharfen Geruch wahrnehmen - Buttersäureethylester (?) )

Nun habe ich das Gemisch mit dem Brenner so lange erhitzt bis man den Ester auch noch mit deutlichem Abstand von dem Gefäß riechen konnte.

Dann habe ich mit HCl angesäuert, da ich ja Buttersäure erhalten wollte.

Jedoch blieb der fruchtige Geruch. - Egal welche Menge HCl weiterhin hinzugefügt wurde, Buttersäure entstand "meiner Nase nach" nicht!

Warum???

Ach ja in einem anderen Chemieforum stand folgendes:

- In der Butter: Buttersäure mit Glycerin verestert

durch das Experiment:

- alkalische Esterverseifung zu Butyrat

- HCl protoniert dieses zu Buttersäure

Na ja, wie gesagt, es funktionierte bei mir nicht!

[megasynthese]

Genau Fehler ist mir auch mal passiert, als ich im Chemiekurs in der 10ten Buttersäure auf eigene Faust herstellen wollte. Da habe ich Butter mit ethanolischer NaOH 20min rückflussiert, dann durch den Kühler statt mit HCl mit Schefelsäure sauer gemacht und nach einer weiteren Minute den Heizpilz ausgestellt.

Herraus kam wie bei dir statt Gestank ungewollt angenehmer Annanas-Duft. Mein dummer Realschul-Chemielehrer wusste trotz Chemiestudiums auch nicht woran das liegen könnte , mir ist die Antwort am nächsten selbst Tag gekommen, als ich an die Herstellung von Ethylacetat dachte.

Nun die Erklärung warums nicht geklappt hat:

Erstmal, beim verseifen von Butter mit NaOH entsteht Natriumbutyrat und nicht Buttersäureethylester!

Wenn du dieses Natriumbutyrat im heißen großen molaren überschuss an Ethanol mit einer starken Mineralsäure (wie HCl, H3PO4 oder H2SO4) versetzt, wird zwar zuerst Buttersäure frei, doch bildet sich dann sofort der Buttersäureethylester (das fruchtige "Annanas-Aroma"), weil Mineralsäuren Veresterungsreaktionen katalysieren. Deine Buttersäure reagiert also sofort mit dem Ethanol, wenn du HCl hinzugibst.



Du hast zwei simple Abwandlungsmöglichkeiten damit es wie geplant läuft:

1) Einfach eine organische Säure statt HCl zum ansäurn nehmen (die aber stärker sein muss als die Buttersäure natürlich, damit sie die Buttersäure aus dem Salz drängt), z.B. Essigsäure, Ameisensäure, vielleicht die geruchärmere Citronsäure oder Oxalsäure. Diese katalysieren nämlich keine oder nur langsam Veresterungen.

2) Nicht mit ethanolischer, sondern mit wässriger NaOH verseifen! Nach dem abühlen kann man auch HCl zum ansäurn nehmen! Das hat auch den Vorteil, das man sehen kann wann die Verseifung vollständig ist (alle Butter in Lösung, evtl. leichte Schaumbildung). Beim ansäurn fallen vielleicht zusätzlich noch freie Fettsäuren aus. Der Nachteil ist, dass ein Teil der Fettsäuren nach dem Ansäurn mit dem ebenfalls enstehenden Glycerin sich wieder zum Fett verestern....

ich empfehle Methode 1, oder eine Kombination aus beiden Methoden (wässrige NaOH+org. Säure).


Viel Spaß mit diesem netten kleinen Grundversuch der Organik!

[chemifreakeinfallslos]

Danke,
ich werde es gleich einmal ausprobieren.
Aber noch eine kleine Frage,

warum war dieser Fruchtester-Geruch schon direkt nach der Zugabe von NaOH da?

Natriumbutyrat ist doch eigentlich geruchslos.

Könnte dieser Fruchtester-Geruch aus einer Reaktion von Butyrat und Ethanol stammen?

Wenn ich es gleich mit Wasser ausprobiere müsste es ja praktisch geruchslos bleiben!?

.....
Also ist höchstwahrscheinlich doch etwas Ethylester entstanden; dieser Geruch war schon vor HCl-Zugabe vorhanden!
Liege ich hier falsch?

[chemifreakeinfallslos]

ich habe es mit wasser ausprobiert,

es klappt nicht!

: Butter in Wasser + NaOH - dann erhitzt (nun roch es halt so wie es riecht, wenn man normale Butter beim Kochen erhitzt; Aussehen: Fettaugen auf dem Wasser)
- nun Zitronensäure hinzugefügt - keine Veränderung

Warum ist keine Buttersäure entstanden?

[Viva_Polonium]

Solange noch Fettaugen auf dem Wasser schwimmen ist die Verseifung nicht vollständig!
Hast du genug Zitronensäure hinzugegeben, damit der pH-Wert auch sauer wird?

[chemifreakeinfallslos]

Zitronensäure habe ich genug hinugegeben;
als nach einigen Spatelspitzen Zitronensäure nichts passiert ist, war ich so  verärgert, dass ich den ganzen in der Petrischale vorbereiteten Rest der Säure reingeschüttet habe.

PS:
Ich habe eben noch andere verschiedene Kombinationen ausprobiert:

-( Ethanol + Butter + NaOH - Mischung erhitzen) + Zitronensäure
-( Wasser + Butter + NaOH - Mischung erhitzen) + HCl(aq)

nach dem Erhitzen war diesmal Schaum auf der Mischung (sie wurde auch länger erhitzt); jedoch waren auch diese Versuche fruchtlos!

Habt ihr es schon einmal ausprobiert; welches Ergebniss ?

Ach nebenbei, bei Ethanol und NaOH (+Butter) ist dieser fruchtige,scharfe Geruch auch wieder aufgetaucht.

 ::-)Probiert es selber mit verschiedenen Kombinationen bei euch aus; Buttersäure entsteht bei keinem dieser Wege!

Gibt es vielleicht Bücher in welchen das Experiment schon einmal beschrieben wurde!?
Und dieser Geruch: vielleicht doch Buttersäureethylester!?


Dieses Experiment interessiert mich jetzt noch um so stärker ; was ist nur schief gelaufen?

[Hyperion]

Also, die Zugabe von EtOH zusammen mit NaOH bedeutet, dass Du eine Trans-esterifizierung machst - das heisst all die Fettsaeuren, inc. Buttersaeure, formen Ethylester. Ethylbutyrat riecht nach Ananas, Erdbeere, Banane. Die Transesterifizierung ist bei der Biodiesel Herstellung wichtig, wo genau dies (NaOH, MeOH und Oel) reagiert wird.
Ohne die Zugabe von EtOH solltest Du die Fettsaeuresalze und Glyzerin erhalten.
Uebrigens enthaelt Butter laut Wiki unter 11% an <12 C Saeuren (http://en.wikipedia.org/wiki/Butterfat) dh. da ist nicht viel drinnen.

Ich wuerde eine hochmolare NaOH Loesung herstellen (5 M), und dann zu einer heissen Loesung (80 Grad) kleine Butterstuecke unter heftigem Ruehren dazugeben (Magnetruehrer), und eine Weile reagieren lassen. Die Butter sollte sich aufloesen (Reste wird es geben, da Butter auch Protein etc enthaelt) - jeglich Reste sollten aber nicht oelig sein! Gut heiss halten, aber Augenschutz, ein Spritzer NaOH zerstoert das Auge total.

Wenn all die Butter in Loesung (und nicht in Emulsion) ist, dann hat die Reaktion garantiert funktioniert. Die Mischung hat im Endeffekt eine aehnliche Konsistenz wie Seife.

Dann neutralisieren, und ansaeuern. Die langen Fettsaeuren sollten ausfallen. Und dieses Gemisch sollte nach Buttersaeure riechen!

PS Ueber die Rueckreaktion von Glyzerin und Fettsaeuren zu den Glyzeriden brauchst Du dir unter diesen Bedingungen keine Sorgen zu machen!