酯化反應基本知識

1、“酯化反應”與高考甘肅省靜寧縣第一中學（） 雷升 “酯化反應”是中學有機化學反應重要類型之一，是中學有機化學重要的知識點，也是高考的熱點，學生的弱點。縱觀近六年高考化學試題，讓我們奇跡般地發(fā)現(xiàn)“酯化反應”幾乎年年出現(xiàn)。為此結(jié)合近六年全國高考化學試題，談談有關(guān)“酯化反應”的復習。1、酯化反應的幾種基本類型 1.1 生成鏈狀酯濃H2SO4 1.1.1 一元羧酸與一元醇的反應 CH3COOH+HOCH3 CH3COOCH3+H2O 1.1.2 一元羧酸與二元醇或二元羧酸與一元醇的反應：濃H2SO4 COOH COOCH2CH3 +2CH3CH2OH +2H2O COOH COOCH2CH3濃H2SO

2、4 CH2OH CH2OOCCH3 +2CH3COOH +2H2O CH2OH CH2OOCCH3 1.1.3 二元羧酸與二元醇的反應濃H2SO4 COOH HOCH2 O O + 2 HOCH2CH2OCCOCH2CH2OH+2H2O COOH HOCH2濃H2SO4COOH HOCH2 O O + HOOCCCOCH2CH2OH+H2O COOH HOCH21.1.4 無機含氧酸與醇形成無機酸酯的反應濃H2SO4 CH2-OH CH2ONO2 CH2-OH +3H-O-NO2 CHONO2 +3H2O CH2-OH CH2ONO2 1.1.5高級酯肪酸與甘油形成油脂的反應濃H2SO4 CH

3、2OH C17H35COOCH2 3C17H35COOH + CHOH C17H35COOCH +3H2O CH2OH C17H35COOCH21.1.6 葡萄糖與有機酸的反應濃H2SO4 CH2- (CH)4-CHO CH2-(CHOH)4-CHO + 5CH3COOH +5H2O OH OOCCH3OOCCH31.1.7 酰氯與醇的反應 O O CH3CCl +CH3CH2OH CH3-COCH2CH3+HCl1.1.8 酯與醇的反應濃H2SO4O O CH3COCH3+CH3CH2OHCH3C-OCH2CH3+CH3OH 1.1.9 酸酐與醇的反應 OO OCH3COCCH3+CH3CH

4、2OHCH3-COCH2CH3+CH3COOH1.2 生成環(huán)酯1.2.1二元醇與二元羧酸的反應 O濃H2SO4CH2 CHOOCCOOH + HO-CH2CH2-OH +2H2O CH2 CO 1.2.2 羥基酸分子內(nèi)脫水成環(huán)脂濃H2SO4 CH2-C-O-H CH2C O + H2O CH2-CH2-O-H CH2CH2 1.2.3 羥基酸分子間脫水成環(huán)脂 C濃H2SO4 COOH HO CH3CH OCH3CH CHCH3 +2H2O OH HOOC O CHCH3 C 1.3 聚酯 1.3.1二元羧酸與二元醇發(fā)生縮聚生成聚酯 如：n HOOC-COOH+nHO-CH2CH2-OH -C-

5、C-OCH2CH2O-n+2nH2O 1.3.2 羥基酸縮聚生成聚酯 如：n HO-(CH2)3-COOH -O-(CH2)3-C-n-+nH2O 1.3.3 烯酸酯發(fā)生加聚生成聚酯 CH3 CH3 n CH2= C-COOCH3 -CH2-C-n COOCH31.3.4 纖維素與無機酸的酯化反應. OH ONO2 (C6H7O2) OH +3nHO-NO2 (C6H7O2) ONO2 +3nH2O OH n ONO2 n 1.4酚酯 -OH CCl -OOC-+HCl2、試題分析 例1、（2000.全國理綜.27）(1)試寫出纖維素與硝酸反應制取纖維素硝酸酯的化學方程式： 。 (2)磷酸三丁

6、醇酯是一種常用萃取劑，試寫出制備它的化學方程式 。解析：回答第(1)小問比較順利，學生只需寫出纖維素的結(jié)構(gòu)簡式和硝酸的結(jié)構(gòu)式，利用酯化反應實質(zhì)不難得正確答案。回答第(2)小問，學生要在這些知識的基礎(chǔ)進行知識的遷移和重組首先必須理解磷酸的分子組成應為HOPOH，然后依據(jù)理論，三個羧基可以跟三分子丁醇酯化，便迎刃而解。正確答案： (1) OH ONO2 (C6H7O2) OH +3nHO-NO2 (C6H7O2) ONO2 +3nH2O OH n ONO2 n（2）HO-P-OH+3CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CH2O POCH2CH2CH2CH3+3H2O OH OCH2CH

7、2CH2CH3 例2、(2003全國理綜29)： (1)lmol丙酮酸(CH3CCOOH)在鎳催化劑作用下加lmol氫氣轉(zhuǎn)變?yōu)槿樗?，乳酸結(jié)構(gòu)簡式是 。 (2)與乳酸具有相同官能團的乳酸的同分異構(gòu)體A在酸性條件下，加熱失水生成B，由A生成B的化學反應方程式是 。 (3)B的甲酯可以聚合，聚合物的結(jié)構(gòu)簡式是 。 解析：這道題第(1)小問考查C加成反應比較簡單。但第(2)、(3)小問稍有難度，多數(shù)學生能寫出A的結(jié)構(gòu)簡式，即使寫出了，可認為A在酸性條件加熱失水生成的B是環(huán)酯，從而對寫出第（3）小題的聚酯束手無策，造成較簡單的題不能得滿分的原因是審題不細，推理不嚴密，若B是環(huán)酯還能與甲醇酯化嗎？因此正確

8、答案是： OH (1)CH3CHCOOH (2)HOCH2CH2COOH CH2=CH-COOH+H2O (3)-CH2-CH- COOCH3 對于羥基酸分子內(nèi)失水形成環(huán)酯在（2002理綜，2003理綜）都進行了考查，可想酯化反應在高考的地位了。下面以2002理綜23為例談談。 例3、（2002全國理綜23），如圖所示：淀粉水解可產(chǎn)生某有機化合物A，A在不同的氧化劑作用下，可以生成B（C6H12O7）或C（C6H10O8），B和C都不能發(fā)生銀鏡反應。A、B、C都可以被強還原劑還原成為D（C6H14O6）。B脫水可得到五元環(huán)的酯類化合物E或六元環(huán)的酯類化合物F，已知，相關(guān)物質(zhì)被氧化的難易次序是：

9、RCHO最易，RCH2OH次之， CHOH最難。請在下列空格中填寫A、B、C、D、E、F的結(jié)構(gòu)簡式。A B C D E F 解析：本題以淀粉為信息源，以葡萄糖結(jié)構(gòu)為瓶頸，考查多糖水解，醇羥基氧化，醛基氧化，羧基和醛基還原，環(huán)酯的合成等重要有機知識。 該題的突破口淀粉水解的產(chǎn)物A既可被氧化，又可被還原，且氧化產(chǎn)物，還原產(chǎn)物均為6個碳，則可推斷A應為葡萄糖，由氧化生成B、C的分子式可知，C為二元羧酸，B為一元羧酸，D為六元醇，因此前四空較簡單，對于E、F的結(jié)構(gòu)簡式多數(shù)學生無從下手，原因是不知羥基酸內(nèi)脫水可形成環(huán)酯。對五元環(huán)和六元環(huán)與五碳環(huán)和六碳環(huán)不能正確區(qū)別，造成失分。 正確答案是：A：HOCH2

10、(CHOH)4CHO B：HOCH2(CHOH)4COOHC：HOOC(CHOH)4COOH D：HOCH2(CHOH)4CH2OH C C HOCH HO-CH OE： O F： HOCH HO-CH CH-CH2OH CH CH CHCH2OH OH OH 例6.(2005.全國理綜.29)聚甲基丙烯酸羥乙酯的結(jié)構(gòu)簡式為 -CH2-C-(CH3)- n ,它是制作軟質(zhì)隱形眼鏡的材料。請寫出下 COOCH2CH2OH列有關(guān)反應的化學方程式：（1）由甲基丙烯酸羥乙酯制備聚甲基丙烯酸羥乙酯（2）由甲基丙烯酸制備甲基丙烯酸羥乙酯解析：本題（1）只要掌握了烯酸酯的加聚反應規(guī)律，只需將雙鍵展開即可；（2）題實質(zhì)是一元羧酸與一元醇的酯化反應。正確答案是：（1） CH3