La saponification : mécanisme et exemple

La saponification est une hydrolyse basique des esters.
Le groupement OH^- joue le rôle de nucléophile et attaque le groupement carbonyle de l’ester. La réaction conduit à la formation d’un alcool et d’un ion carboxylate. La réaction est totale mais lente, d’où l’intérêt de l’effectuer à chaud pour augmenter la vitesse de réaction.

Le mécanisme de la saponification.

Elle s’effectue en plusieurs étapes. La première consiste en l’attaque pour l’ion OH- du site électrophile de l’ester, c’est-à-dire le carbone de la fonction carbonyle et conduit à un intermédiaire de géométrie tétraédrique.
Cette attaque nucléophile de OH^- est l’étape lente de la synthèse.
Le doublet de l’atome d’oxygène reforme dans la seconde étape la double liaison >C=O avec le départ de l’alcoolate.
Dans la dernière étape, l’ion alcoolate, qui est une base forte, arrache le proton à l’acide carboxylique pour former un alcool et un ion carboxylate. Cette dernière étape est une réaction totale.

Exemple de réaction de saponification

Une synthèse courante mettant en jeu cette réaction est celle du savon à partir d’huile végétale et de soude. Les huiles végétales sont majoritairement composées de triglycérides. Leur saponification conduit à un mélange de carboxylate et de glycérol (synonyme de la glycérine). Les savons sont utilisés pour leurs propriétés détergentes dues à la présence sur la même molécule d'une partie hydrophyle (le groupement carboxylate) et l'autre hydrophobe ( la chaîne carbonée). La dureté de l'eau qui dépend de la présence d'ions (magnésium et calcium) diminue l'efficacité du savon en abaissant la solubilité des ions carboxylates.

Indice de saponification

Les corps gras sont majoritaires constitués de triglycérides dont les chaînes carbonées (R1, R2 et R3) peuvent être de longueur variable, avec ou sans insaturation (voir en annexe). On peut définir l’indice de saponification qui est la masse d'hydroxyde de potassium KOH en milligrammes, nécessaire pour neutraliser les acides gras libres et saponifier les acides gras estérifiés contenus dans un gramme de matière grasse.

Exemple de l'huile de coco : celle-ci a un indice de saponification compris entre 248 et 265. Il faudra donc de 0,248 g à 0.265 g de KOH pour neutraliser 1 g d'huile de coco. En cas d'utilisation d'hydroxyde de sodium NaOH à la place de la potasse, il suffira de 0,177 g à 0,189 g.

Pour connaitre la composition réelle d’une huile avec le pourcentage de chaque acide gras, la méthode usuelle consiste à faire une transestérérification avec du méthanol pour former des esters de méthyle d’acides gras qu’il est ensuite possible d’analyser par CPG.

Annexe

Le tableaux ci-dessous donne les principaux acides gras rencontrés dans les végétaux.