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来了解一下酯化反应釜中酯化的反应机理
点击次数:451 发布时间:2019-11-25
   来了解一下酯化反应釜中酯化的反应机理

  在酯化反应中,存在着一系列可逆的平衡反应步骤。步骤②是酯化反应的控制步骤,而步骤④是酯水解的控制步骤。这一反应是SN2反应,经过加成-消除过程。

  酯的氧来自羟基,水的氧来自羧基

  采用同位素标记醇的办法证实了酯化反应中所生成的水是来自于羧酸的羟基和醇的氢。但羧酸与叔醇的酯化则是醇发生了烷氧键断裂,中间有碳正离子生成。

  判定酯化反应中生成的水中氧原子来自羧基的另一个判据是有光活性的醇形成的酯仍然有光活性,因为若氧来自羟基,则羧基的氧进攻醇的不对称碳时,会引起消旋,即生成的酯会外消旋失去光活性。

  在酯化反应中,醇作为亲核试剂对羧基的羰基进行亲核攻击,在质子酸存在时,羰基碳更为缺电子而有利于醇与它发生亲核加成。如果没有酸的存在,酸与醇的酯化反应很难进行。

  对于反应活性:甲酸>直链羧酸>侧链羧酸>芳香酸;

  甲醇>伯醇>仲醇>叔醇>酚(以上机理进适用之仲醇,即2℃醇)。

  特别说明

  1 当叔醇酯化时,三级醇位阻过大,上图(图二)中第二步反应的难以进行,需要用硫酸将醇转化为碳正离子(Carboncation),羧基中与碳单键链接的氧会变为酯基中碳氧双键的氧,原双键氧进攻碳正离子与原醇部分连接(此机理由同位素示踪法证明)--由于碳正离子容易与水结合变回醇,此反应产率极低;

  2 位阻大的羧酸同样难以与醇直接结合,此时需要酰基正离子机理,即羧基的-OH被浓质子溶剂(如纯的硫酸)脱掉,再与醇混合进行酯化,此种机理产率较高;

  3 酚的酯化一般使用酰卤进行,一般不在酯化反应里讨论,有兴趣的朋友可以参见邢其毅《有机化学基础(第三版)》下册中章节14.2酰卤的内容。


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