酯化反應(yīng)機理

1、南京科技職業(yè)學院高材1451班陳中山重要有機反應(yīng)的反應(yīng)機理重要有機反應(yīng)的反應(yīng)機理酯化反應(yīng)酯化反應(yīng) 反應(yīng)機理是對一個反應(yīng)過程的詳細描述，在表述反反應(yīng)機理是對一個反應(yīng)過程的詳細描述，在表述反應(yīng)機理時，必須指出電子的流向，并規(guī)定用箭頭表示一應(yīng)機理時，必須指出電子的流向，并規(guī)定用箭頭表示一對電子的轉(zhuǎn)移，用魚鉤箭頭表示單電子的轉(zhuǎn)移。對電子的轉(zhuǎn)移，用魚鉤箭頭表示單電子的轉(zhuǎn)移。 反應(yīng)機理是根據(jù)很多實驗事實總結(jié)后提出的，它有反應(yīng)機理是根據(jù)很多實驗事實總結(jié)后提出的，它有一定的適用范圍，能解釋很多實驗事實，并能預測反應(yīng)一定的適用范圍，能解釋很多實驗事實，并能預測反應(yīng)的發(fā)生。如果發(fā)現(xiàn)新的實驗事實無法用原有的反應(yīng)機理

2、的發(fā)生。如果發(fā)現(xiàn)新的實驗事實無法用原有的反應(yīng)機理來解釋，就要提出新的反應(yīng)機理。反應(yīng)機理已成為有機來解釋，就要提出新的反應(yīng)機理。反應(yīng)機理已成為有機結(jié)構(gòu)理論的一部分。結(jié)構(gòu)理論的一部分。 酯化反應(yīng)酯化反應(yīng)定義：羧酸與醇在酸的催化作用下失去一分子水定義：羧酸與醇在酸的催化作用下失去一分子水 而生成酯的反應(yīng)稱為酯化反應(yīng)而生成酯的反應(yīng)稱為酯化反應(yīng)常用的催化劑有鹽酸常用的催化劑有鹽酸 、硫酸、苯磺酸等、硫酸、苯磺酸等酯化反應(yīng)，是一類有機化學反應(yīng)，是醇酯化反應(yīng)，是一類有機化學反應(yīng)，是醇跟羧酸或含氧無機酸生成酯和水的反應(yīng)。羧跟羧酸或含氧無機酸生成酯和水的反應(yīng)。羧酸跟醇的酯化反應(yīng)是可逆的，并且一般反應(yīng)酸跟醇的酯化

3、反應(yīng)是可逆的，并且一般反應(yīng)極緩慢，故常用濃硫酸作催化劑。多元羧酸極緩慢，故常用濃硫酸作催化劑。多元羧酸跟醇反應(yīng)，則可生成多種酯。無機強酸跟醇跟醇反應(yīng)，則可生成多種酯。無機強酸跟醇的反應(yīng)，其速度一般較快。典型的酯化反應(yīng)的反應(yīng)，其速度一般較快。典型的酯化反應(yīng)有乙醇和醋酸的反應(yīng)，生成具有芳香氣味的有乙醇和醋酸的反應(yīng)，生成具有芳香氣味的乙酸乙酯，是制造染料和醫(yī)藥的原料。酯化乙酸乙酯，是制造染料和醫(yī)藥的原料。酯化反應(yīng)廣泛的應(yīng)用于有機合成等領(lǐng)域反應(yīng)廣泛的應(yīng)用于有機合成等領(lǐng)域CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O投料投料 1 ： 1 產(chǎn)率產(chǎn)率 67% 1 ： 10 97% 酯化反

4、應(yīng)是一個可逆的反應(yīng)，為了使正反應(yīng)有利，酯化反應(yīng)是一個可逆的反應(yīng)，為了使正反應(yīng)有利，通常采用的手段是：通常采用的手段是： 使原料之一過量；使原料之一過量； 不斷移走產(chǎn)物（例如除水；乙酸乙酯、乙酸、水不斷移走產(chǎn)物（例如除水；乙酸乙酯、乙酸、水可形成三元恒沸物可形成三元恒沸物 bp 70.4）。）。H+酯化反應(yīng)的機理酯化反應(yīng)的機理*1 加成消除機理加成消除機理OCH3C-OHH+OHCH3C-OHHOC2H5CH3-C-OHOHHOC2H5+雙分子反應(yīng)一雙分子反應(yīng)一步活化能較高步活化能較高質(zhì)子轉(zhuǎn)移質(zhì)子轉(zhuǎn)移加成加成消除消除四面體正離子四面體正離子CH3-C-OH2OHOC2H5+-H2O-H+OHCH

5、3C-OC2H5OCH3C-OC2H5按加成消除按加成消除機制進行反應(yīng)，機制進行反應(yīng)，是酰氧鍵斷裂是酰氧鍵斷裂* 3oROH按此反應(yīng)機理進行酯化。按此反應(yīng)機理進行酯化。* 由于由于R3C+易與堿性較強的水結(jié)合，不易與羧酸結(jié)合，易與堿性較強的水結(jié)合，不易與羧酸結(jié)合， 故逆向反應(yīng)比正向反應(yīng)易進行。所以故逆向反應(yīng)比正向反應(yīng)易進行。所以3oROH的酯化的酯化 反應(yīng)產(chǎn)率很低。反應(yīng)產(chǎn)率很低。*2 碳正離子機理碳正離子機理屬于屬于SN1機理機理該反應(yīng)機理也該反應(yīng)機理也從同位素方法從同位素方法中得到了證明中得到了證明(CH3)3C-OHH+(CH3)3COH2+-H2OOR-C-OC(CH3)3+OHR-C-

6、OC(CH3)3(CH3)3C+O=C-ROH-H+按按SN1機理進機理進行反應(yīng)，是烷行反應(yīng)，是烷氧鍵斷裂氧鍵斷裂OCH3C-O18H+ (CH3)3COHO18CH3C-OC(CH3)3+ H2O羧基結(jié)構(gòu)式為羧基結(jié)構(gòu)式為-CO-OH， 是酮是酮基與羥基相連基與羥基相連 ，由于電負性的差，由于電負性的差異，電子偏向氧，使得酮基種氧帶異，電子偏向氧，使得酮基種氧帶負電負電 ，碳帶正電，所以氫離子與，碳帶正電，所以氫離子與氧結(jié)合氧結(jié)合 ，形成碳正離子，形成碳正離子， 氫離子氫離子的正電荷轉(zhuǎn)移到氧，如圖的正電荷轉(zhuǎn)移到氧，如圖 步驟步驟1 ，形成碳正離子后形成碳正離子后 ，醇，醇ROH中的氧中的氧（帶負電（帶負電 如上所解釋的），進攻如上所解釋的），進攻碳正離子碳正離子 ，碳上的正電荷轉(zhuǎn)移到，碳上的正電荷轉(zhuǎn)移到氧上的氫原子，由于在碳正離子過氧上的氫原子，由于在碳正離子過程中產(chǎn)生偕二醇（一個碳原子上連程中產(chǎn)生偕二醇（一個碳原子上連兩個羥基），兩個羥基）， 所以脫水形成酮基，所以脫水形成酮基， 此時整體帶正電，此時整體帶正電， 脫去氫離子形脫去氫離子形成中性分子成中性分子 ，酯化反應(yīng)完成。，酯化反應(yīng)完成。僅有少量空阻大的羧酸按此反應(yīng)機理進行僅有少量空阻大的羧酸按此反應(yīng)機理進行*3 ?；x子機理?；x子機理CH3CH3CH3C-