酯化反应机理、催化剂、酯化方法

《酯化反应机理、催化剂、酯化方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第五章酯化技术5.1概述5.2酯化反应的基本原理（主要介绍以醇为原料的酯化、以酯为原料的酯化、水解和皂化）5.3酯化方法（主要介绍以醇为原料的酯化、酯化技术）5.4应用实例。5.1概述定义：酯化反应通常是指醇或酚与含氧的酸（包括有机和无机酸）作用生成酯和水的反应。由于它是在醇或酚羟基的氧原子上引入酰基的过程，故又称为O-酰化反应。其通式为：RˊOH+RCOZRCOORˊ+HZRˊ可以是脂肪族或芳香烃基;RCOZ为酰化剂，其中的Z可以代表OH，X，OR″，OCOR″，NHR″等。即，主要有以下几种：①羧酸与醇或酚作用：RˊOH+RCOOHRCO

2、ORˊ+H2O②酸酐与醇或酚作用：RˊOH+(RCO)2ORCOORˊ+RCOOH③酰氯与醇或酚作用：RˊOH+RCOClRCOORˊ+HCl④酯交换：R″OH+RCOORˊRCOOR″+RˊOHR″COOH+RCOORˊR″COORˊ+RCOOHR″COOR‴+RCOORˊRCOOR‴+R″COORˊ用途：工业上酯化是将羧酸与醇在催化剂存在下进行的反应生产羧酸酯；羧酸酯最重要的用途是溶剂及增塑剂，其他的用途还包括有树脂、涂料、合成润滑油、香料、化妆品、表面活性剂、医药等。本章着重学习羧酸与醇的反应5.2酯化反应原理（一）反应机理－最常用、最

3、重要的是羧酸与醇在酸催化下的酯化（1）酸催化酯化反应机理：醇和羧酸的酸催化酯化是双分子反应机理。即，首先质子加成到羧酸中羧基的氧原子上，然后，醇分子对羰基碳原子发生亲核进攻，这一步是整个反应最慢的阶段。（2）特点：所有的各步反应均处于平衡中。酯化反应平衡常数为：双分子反应机理：返回亲核进攻重排（3）酯的水解反应机理：酯的水解是羧酸与醇进行酯化反应的逆反应。工业上最重要的酯类水解是由油脂与苛性钠共热生产肥皂，此碱性水解又称皂化。特点：①酯的水解反应也是一个可逆平衡反应；②可在酸或碱催化下进行；③反应过程中，进攻的亲核试剂是水，离去基团是醇。即，

4、RCOORˊ+H2ORˊOH+RCOOHH+/OH¯（二）主要影响因素1反应物的结构（1）醇或酚结构的影响酯化反应活性：甲醇≻伯醇≻仲醇≻叔醇≻酚。（见表5.1醇或酚的结构对酯化反应影响的结果）通常，叔醇和酚的酯化要选用活泼的酸酐或酰化剂。空间位阻表5.1乙酸与各种醇的酯化反应情况序号醇或酚转化率／％平衡常数K1h后极限12345678910111213141516CH3OHC2H5OHC3H7OHC4H9OHCH2=CHCH2OHC6H5CH2OH(CH3)2CHOH(C4H9)(C2H5)CHOH(C2H5)2CHOH(CH3)(C6H1

5、3)CHOH(CH2=CHCH2)2CHOH(C4H9)3COH(CH9)2(C2H5)COH(CH3)2(C3H7)COHC6H5OH(CH3)(C3H7)C6H3OH55.5946.9546.9246.8535.7238.6426.5322.5916.9321.1910.311.430.812.151.450.5569.5966.5766.8567.3059.4160.7560.5259.2858.6662.0350.126.592.530.838.649.465.243.964.074.242.182.392.352.122.012.6

6、71.010.00490.000670.00890.0192（2）羧酸的结构酯化反应活性：甲酸≻直链羧酸≻有侧链羧酸≻芳香族羧酸。（见表5-2异丁醇与各种羧酸的酯化反应影响的结果）如：以苯甲酸为例，当邻位有取代基时，酯化反应速度减慢；当两个邻位均有取代基时，酯化更难，而且形成的酯不易皂化。空间位阻表5-2异丁醇与各种羧酸的酯化反应转化率、平衡常数（等摩尔混合，155℃）序号羧酸转化率／％平衡常数K1h后①平衡极限12345678910111213HCOOHCH3COOHC2H5COOHC3H7COOH(CH3)2CHCOOHCH3)(C2H5

7、)CHCOOH(CH3)3CCOOH(CH3)2(C2H5)CCOOH(C6H5)CH2COOH(C6H5)C2H4COOH(C6H5)CH=CHCOOHC6H5COOHp-(CH3)C6H4COOH61.6944.3641.1833.2529.0321.508.283.4548.8240.2611.558.626.6464.2367.3868.7069.5269.5173.7372.6574.1573.8772.0274.6172.5776.523.224.274.825.205.207.887.068.237.997.608.637.00

8、10.62①1h后的转化率可表示相对酯化速度。（3）催化剂作用：可降低反应活化能，加快反应的速度。种类：①酸：H2SO4、HCl（或氯化氢）、H3PO4、F3CCO