相转移催化剂的研究进展

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1、相转移催化剂的研究进展谭学敏20081658（西南科技大学材料科学与工程学院应化0802绵阳621010）【摘要】介绍了相转移催化剂的概念及在有机合成中的应用，并对其前景进行了展望。【关键词】相转移催化剂应用前景ResearchprogressofPhasetransfercatalystTanXuemin20081658(SWUSTSMSEappliedchemistry0802mianyang621010)【Abstract】IntroducestheconceptofthephasetransfercatalystanditsapplicationinOrganicsynthesis,

2、andtheprospectispredicted.【Keywords】Phasetransfercatalystapplicationprospect相转移催化(Phasetransfer),简称PT，是20世纪70年代以来在有机合成中应用日趋广泛的一种新的合成技术。在有机合成中常遇到非均相有机反应，这类反应的通常速度很慢，收率低。但如果用水溶性无机盐，用极性小的有机溶剂溶解有机物，并加入少量（0.05mol以下）的季铵盐或季磷盐，反应则很容易进行，这类能促使提高反应速度并在两相间转移负离子的鎓盐，称为相转移催化剂[1]。一般存在相转移催化的反应，都存在水溶液和有机溶剂两相，离子型反应物往

3、往可溶于水相，不溶于有机相，而有机底物则可溶于有机溶剂之中。不存在相转移催化剂时，两相相互隔离，几个反应物无法接触，反应进行得很慢。相转移催化剂的存在，可以与水相中的离子所结合（通常情况），并利用自身对有机溶剂的亲和性，将水相中的反应物转移到有机相中，促使反应发生。1.相转移催化剂的概述许多有机合成反应在均相条件下容易进行，而在非均相条件下不易进行，或者存在反应速率慢，效果差，反应不完全的特点。如1-溴正辛烷与氰化钠水溶液所组成的这类互不相容的有机-水两相体系[2]该反应在103℃下反应3h，收率仅为2.3%。但是如果加入相转移催化剂(PTC)后[3]反应在两相之间进行，是反应更彻底。2.相

4、转移催化剂的优缺点相转移催化反应是近年来新兴起的应用于非均相反应的有机合成方法，具有下列突出优点：①不要求无水操作,相转移催化反应可以在水和有机溶剂两相反应；②加快反应速率；③降低反应温度；④产品收率高，相转移催化剂的作用，使反应物充分接触，因而反应比较彻底；⑤合成操作简便，降低了温度压力等，对设备要求强度低，操作也较简单；⑥避免使用常规方法所需的危险试剂[4]；⑦广泛适应于各种合成反应，并有可能完成使用其他方法不能实现的合成反应；⑧副反应易控制，提高选择性。相转移催化剂的缺点：价格较贵。3.相转移催化剂的分类3.1相转移催化剂的要求[5]①具备形成离子对的条件;或者能与反应物形成复合离子；

5、②有足够的碳原子，以便形成的离子对具有亲有机溶剂的能力；③R的结构位阻应尽可能小，R基为直链居多；④在反应条件下，应该是化学稳定的，并便于回收。3.2常用相转移催化剂的分类（1）鎓盐类PTC中心原子、中心原子上的取代基和负离子三部分组成。价廉，毒性小，应用广泛，包括季铵盐和季磷盐，[6]锍盐的钾盐，其中季铵盐（R4N+X-）应用最广。催化剂英文缩写名催化剂英文缩写(CH3)4NBr(C3H7)4NBr(C4H9)4NBr(C4H9)4NI(C4H9)4NCl(C2H5)3C6H5CH2NCl(C2H5)3C6H5CH2NBr(C4H9)4NHSO4TMABTPABTBABTBAITBACTE

6、BACTEBABTBAHS(C8H17)3NCH3ClC6H13N(C2H5)3BrC8H17N(C2H5)3BrC10H21N(C2H5)3BrC12H25N(C2H5)3BrC16H33N(C2H5)3BrC16H33N(CH3)3Br(C8H17)3NCH3BrTOMACHTEABOTEABDTEABLTEABCTEABCTMABTOMAC（2）包结类PTC冠醚、环糊精、杯芳烃等具有独特的结构、性能，从而成为一类重要的PTC.这类PTC都具有分子内空腔结构，通过PTC与反应物分子形成氢键，范德华力等[7]，从而形成包结物超分子结构并将客体分子带入另一相中释放，从而使两相之间反应得以发生

7、。（3）开链聚醚类PTC开链聚醚又称为足体[8]，作为相转移催化剂具有相对较高的化学稳定性，毒性小，合成方便，价格低廉，因此受到较多的研究，最具有代表性的是聚乙二醇（PEG)和聚二乙醇二甲醚等。与冠醚，环糊精等相转移催化剂的作用类似，都与客体分子形成超分子结构，但开链聚醚PTC是柔性的长链分子，可以折叠，弯曲成合适的形状结构，可以与不同大小的离子配合，从而具有更广泛的适用性。（4）三相PTC以高分子或硅胶等载