Verseifung

Bedeutung und Reaktionsprinzip

Verseifung, auch Saponifikation, ist im engeren Sinn die Hydrolyse eines Esters mit der wässrigen Lösung eines Hydroxids, zum Beispiel Natriumhydroxid. Auch spezielle Enzyme, die Esterasen, können Ester spalten. Bei der Hydrolyse wird eine Verbindung durch Wasser beziehungsweise dessen Bestandteile zerlegt.

Als Produkte entstehen der Alkohol und das Salz der Säure, aus denen der Ester aufgebaut war. Dieses Salz enthält ein Carboxylat-Ion. Anders als die saure Esterhydrolyse, die Rückreaktion der Veresterung, ist die Verseifung nahezu irreversibel: An der Carbonsäure fehlt das für eine erneute Veresterung nötige Proton. Im erweiterten Sinn kann jede Hydrolyse als Verseifung bezeichnet werden.

Mechanismus bei Carbonsäureestern

Die Verseifung von Carbonsäureestern läuft über einen Additions-Eliminierungs-Mechanismus ab. Zuerst greift ein Hydroxidion den Ester nucleophil an, das heißt, das negativ geladene Ion greift eine elektronenarme Stelle des Esters an. Dabei entsteht ein Orthocarbonsäuremonoester-Anion.

Danach wird ein Alkoholat-Ion abgespalten und es bildet sich zunächst eine Carbonsäure. Abschließend wird ein Proton von der Carbonsäure auf das Alkoholat-Ion übertragen. So entstehen die Carboxylatgruppe und der Alkohol. Dieser Protonenübergang ist der irreversible Schritt der Verseifung.

Stammt das Hydroxidion aus Natronlauge, ist ein Natrium-Kation das Gegenion des Carboxylats; bei Kalilauge entsteht entsprechend das Kaliumsalz der Carbonsäure. Gibt man anschließend eine stärkere Säure, beispielsweise verdünnte Schwefelsäure, zu dem Carboxylat, wird es protoniert und die entsprechende Carbonsäure entsteht. Diese Protonierung gehört jedoch nicht zur eigentlichen Verseifungsreaktion.

Seifenherstellung aus Fetten

Ursprünglich bezeichnete Verseifung die basische Esterhydrolyse von Triglyceriden. Triglyceride sind Fette oder Öle, etwa tierische Fette und pflanzliche Öle. In der Seifensiederei werden sie mit Laugen umgesetzt; ursprünglich verwendete man Soda, heute vor allem Natronlauge oder Kalilauge.

Dabei entstehen der dreiwertige Alkohol Glycerin und die Alkalisalze der im Fett veresterten Fettsäuren. Diese Fettsäuresalze heißen Seifen. Die Umsetzung eines Fettes mit Natriumhydroxid liefert Glycerin und Kernseife. Kernseife ist eine Natriumseife, also ein Natriumsalz von Fettsäuren, deren R¹ bis R³ langkettige Alkylgruppen oder Alkenylgruppen sind.

Bei der Verseifung mit Kalilauge entsteht Schmierseife. Sie ist eine Kaliumseife und besteht aus einem Gemisch von Kaliumsalzen der Fettsäuren.

Bedeutung in der Fettanalytik

Die Verseifungszahl ist eine chemische Kennzahl der Fettanalytik. Außerdem lässt sich aus dem Verseifungsansatz durch Extraktion mit Kohlenwasserstoffen das sogenannte Unverseifbare gewinnen. Dieses besteht vornehmlich aus Sterinen.