高等有機化工工藝學酯的合成方法演示文稿本文檔共42頁；當前第1頁；編輯于星期二\23點11分（優選）高等有機化工工藝學酯的合成方法本文檔共42頁；當前第2頁；編輯于星期二\23點11分對烴基苯甲酸和甲醇混合，同時加入氯化亞礬進行酯化，可方便并高產率地生成酯。此法具有操作簡便、產率高的特點。羧酸不易與酚直接酯化。但在三氯氧磷或五氧化磷N,N′-雙環己機基碳雙亞胺（簡稱DCC）等縮合劑的存在下既能順利酯化。在硼酸及硫酸的存在下，羧酸與酚也可直接酯化。本文檔共42頁；當前第3頁；編輯于星期二\23點11分同N，N′-雙環己基碳雙亞胺一樣，N，N′-碳基雙咪唑、偶氮雙羧酸二乙酯、1-甲-2-鹵吡啶鹽、對氯苯磺酸酯等均為酯化的優良縮合劑。N，N’－碳基雙咪唑可使羧酸與醇反應，高產率地生成酯。它的反應過程是首先生成活性酰胺，繼而與醇反應。此法的一種改良方法是在上述反應中加入少許堿性催化劑，如金屬鈉或醇鈉，可加快反應速度，使反應在較短時間內完成。本文檔共42頁；當前第4頁；編輯于星期二\23點11分二、醇、酚用酰鹵酰化(包括Schotten-Baumann反應)酰鹵與醇或酚的反應活性要比羧酸強，因此反應極易進行，甚至叔醇亦能顧利生成酯。本法避免了酯化反應的可逆性，是廣為應用的酯的合成方法。反應過程中，常加入堿性試劑以吸收生成的鹵化氫。常用的堿性試劑有氫氧化鈉水溶液、醇鈉、氫化鈉、吡啶等。將酰氯、醇及氫氧化鈉水溶液一起振搖，即可生成酯，常稱為Schotten-Baumann反應。此法只有在酰鹵及形成的酯均不溶于水時才能獲得滿意結果。因為此時既可避免酰鹵的水解，又可避免酯的皂化。若用吡啶作堿，它同時是酯化的良好溶劑，使酯化反應在均相中進行。本文檔共42頁；當前第5頁；編輯于星期二\23點11分三、醇、酚用酸酐酯化各種類型的醇及酚均可被酸酐所酰化。因此，本法亦是酯的重要合成方法。反應可被酸或堿性試劑所催化。常用的酸性催化劑有硫酸、鹽酸、對甲基苯硝酸、氯硝酸、過氯酸等；而常用的堿性催化劑有醇鈉、吡啶、叔胺等。

在少量硫酸存在下，安息香與乙酐及乙酸共熱，即生成乙酸安息香酯。本文檔共42頁；當前第6頁；編輯于星期二\23點11分四、醇用烯酮酰化烯酮與醇反應可高產率地生成酯。由于乙烯酮較易獲得，本法常用于合成乙酸酯。反應被酸、堿所催化。常用的酸性催化劑有硫酸、對甲基苯磺酸；而叔丁醇鉀是較好的堿性催化劑。叔醇及酚易由本法轉變成乙酸酯。具有α-氫的醛、酮與乙烯酮反應，可生成乙酸烯醇酯。將乙烯酮通人含有少量濃硫酸的叔丁醇中，即生成乙酸叔丁酯本文檔共42頁；當前第7頁；編輯于星期二\23點11分五、腈的醇解在硫酸或氯化氫存在下，腈與醇一起加熱即可直接生成酯。由于腈可容易的由相應的鹵代烴制得。因此本法亦是廣為應用的酯的合成方法。脂肪、芳香、雜環族的腈化物均可轉變成相應的由酯。本法特別適用于合成多官能團的酯。下列化合物與氯化氫和甲醇在乙醚中于-40一-20℃反應，即可高產率的生成羧酸甲酯.本文檔共42頁；當前第8頁；編輯于星期二\23點11分六、酯的醇解(酯交換反應)酯交換反應是一平衡反應。若加入過量的醇，或分離去生成的醇或酯，均可使反應向產物方向移動。本反應可被酸性催化劑(如硫酸、對甲基苯因酸)或堿性催化劑(如醇鈉)所催化。酯交換反應的難易與醇的結構有關，—般而言，伯醇最易反應，其中以甲醇更為突出，仲醇有時亦能得到良好結果在強酸型大孔離子交換樹脂的催化下，丁內酯和甲醇反應可高產率地生成烴基丁酸甲酯。分子篩可以吸附低分子量的醇如甲醇、乙醇等。因此在分子篩的存在下，它們形成的酯可與較高級的醇進行酯交換反應。本文檔共42頁；當前第9頁；編輯于星期二\23點11分七、酯的羧酸解酯與羧酸的交換反應合成酯，雖沒有上述諸法普通，但它特別適用于合成二元酸單酯及羧酸乙烯酯等。

在濃鹽酸存在下，二元酸酯與二元酸在二丁醚中加熱回流，即可達到平衡，以良好產率生成二元酸單酯。強酸型離子交換樹脂是酯交換反應的有效催化劑。此法不僅簡化了操作手續，而且反應條件溫和，適合許多對酸敏感的酯的合成。在濃鹽酸存在下，己二酸二乙酯與己二酸在二丁醚中回流，則生成己二酸單乙酯。本文檔共42頁；當前第10頁；編輯于星期二\23點11分八、羧酸或羧酸鹽與鹵代烴的O-烴化羧酸鹽與鹵代烴的反應雖然是合成酯的經典方法，但在經典方法中，羧酸鹽只能與活性鹵代烴反應，才能獲得滿意結果。而一般鹵代烴，特別是仲鹵代烴或叔鹵代烴，由于反應過程中常發生嚴重的消除成烯的副反應，限制了它在合成上的應用。而將上述反應在非質子性強極性溶劑如二甲基甲酰胺、二甲亞砜、六甲基磷酰三胺中進行，不僅克服了上述鹵代烴易發生消除的副反應，而且具有反應條件溫和、產率較高的待點。在碳酸鉀存在下，羧酸與伯鹵代烴在丙酮中反應，幾乎以定量產率生成羧酸酯。本文檔共42頁；當前第11頁；編輯于星期二\23點11分若將羧酸與25％氫氧化鈉水溶液在六甲基磷酰三胺中于室溫下反應立即生成鈉鹽，繼而加入鹵代烴，繼續反應數分鐘，幾乎以定量產率生成羧酸酯。將離子交換樹脂和相轉移等新技術應用于此反應。羧酸與強堿型離子交換樹脂可迅速形成羧酸的銨鹽樹脂，繼而將此樹脂與鹵代烴在適當溶劑中攪拌，即可形成酯。而相轉移催化劑四丁銨鹽可將羧酸以羧酸四丁銨鹽的形式轉移到有機溶劑中，再與鹵代烴反應。苯甲酸與強堿型離子交換樹脂形成的羧酸銨鹽樹脂與2-溴丙烷反應，則生成苯甲酸異丙酯。反應液只需通過簡單的過濾和蒸餾，即可獲得純品的酯。同時樹脂可重復使用。本文檔共42頁；當前第12頁；編輯于星期二\23點11分α-氯代苯甲酸鉀和溴代苯乙酮，在催化量的溴化四丁銨和冠醚的作用下，在乙腈中室溫反應即可高產率地生成酯。在氯化三乙基芐銨作用下，氨基保護的氨基酸和叔丁基溴反應，可高產率地生成氨基酸叔丁酯。本文檔共42頁；當前第13頁；編輯于星期二\23點11分九、酯的醇解(酯交換反應)酯交換反應是一平衡反應。若加入過量的醇，或分離去生成的醇或酯，均可使反應向產物方向移動。本反應可被酸性催化劑(如硫酸、對甲基苯因酸)或堿性催化劑(如醇鈉)所催化。酯交換反應的難易與醇的結構有關，—般而言，伯醇最易反應，其中以甲醇更為突出，仲醇有時亦能得到良好結果。

在強酸型大孔離子交換樹脂的催化下，丁內酯和甲醇反應可高產率地生成烴基丁酸甲酯。本文檔共42頁；當前第14頁；編輯于星期二\23點11分分子篩可以吸附低分子量的醇如甲醇、乙醇等。因此在分子篩的存在下，它們形成的酯可與較高級的醇進行酯交換反應。本文檔共42頁；當前第15頁；編輯于星期二\23點11分十、酯的羧酸解酯與羧酸的交換反應合成酯，雖沒有上述諸法普通，但它特別適用于合成二元酸單酯及羧酸乙烯酯等。在濃鹽酸存在下，二元酸酯與二元酸在二丁醚中加熱回流，即可達到平衡，以良好產率生成二元酸單酯。強酸型離子交換樹脂是酯交換反應的有效催化劑。此法不僅簡化了操作手續，而且反應條件溫和，適合許多對酸敏感的酯的合成。本文檔共42頁；當前第16頁；編輯于星期二\23點11分在濃鹽酸存在下，己二酸二乙酯與己二酸在二丁醚中回流，則生成己二酸單乙酯。在硫酸及乙酸汞或氧化汞的存在下，羧酸與乙酸乙烯酯于20-80℃反應，可以合成多種羧酸乙烯酯。乙酸丙烯酯亦是易得的原料，它與羧酸的交換反應和乙酸乙烯酯的反應類似。在催化量的乙酸汞及濃硫酸的存在下，乙酸乙烯酯與十二酸加熱回流，即可生成十二酸乙烯酯.本文檔共42頁；當前第17頁；編輯于星期二\23點11分九、羧酸或羧酸鹽與其他烴化劑的O-烴化除鹵代烴可作羧酸及羧酸鹽的O-烴化試劑外，硫酸二烷酯、原甲酸甲酯、氯亞硫酸酯(ROSOCl)、N，N-二甲基甲酯胺縮醛[(CH3)2NCH(OR)2]等均是常用的O-烴化試劑。此外，氫氧化三甲基苯銨、氟硼酸三乙楊鹽[(C2H5)3OBF4]是合成甲酯、乙酯的有效O-烴化試劑。在堿性催化劑存在下，羧酸與硫酸二烷酯反應，以良好產率生成酯。本法特別適用于立體位阻酸酯的合成。三氟甲基的體阻大于甲基，可是2，6-二(三氟甲基)苯甲酸與硫酸二乙酯反應，仍以大于90％的產率生成高度立體位阻的2，6-二(三氛甲基)苯甲酸乙酯。本文檔共42頁；當前第18頁；編輯于星期二\23點11分原甲酸甲酯與丁烯二酸,在四氫呋喃中回流反應，可以良好產率地生成酯。羧酸與硫酸二烷酯在N，N-二甲基甲酰胺中反應，首先是硫酸二烷酯與N，N-二甲基甲酰胺形成活性中間體，使其中的烷基(如乙基)能以正離子的形式與羧酸負離子結合成酯。本文檔共42頁；當前第19頁；編輯于星期二\23點11分十、羧酸與重氮烷的O-烴化重氮甲烷與羧酸的反應，可在室溫下醚溶液中進行。當氮氣不再逸出即達反應終點，幾乎以定量產率生成甲酯。本法是將難以制得的羧酸轉變成甲酯的簡便方法。許多不穩定的羧酸如β-酮酸等可按此法合成甲酯。重氮甲烷可由堿與亞硝基甲基脲、亞硝基甲基縮氨脲、N-亞硝基-4-甲氨基-5-甲基-2-己酮、N-亞硝基N-甲基-N’-硝基胍、N，N’-二甲基-N，N’-二亞硝基對苯二甲酰胺作用制得。本文檔共42頁；當前第20頁；編輯于星期二\23點11分與重氮甲烷作用的羧酸均須無水。可是要除去水溶性酸的微量水份往往是困難的。一種改良的方法是直接利用羧酸水溶液，首先用鹽酸調至pH＝3，用水浴冷卻，再在強烈攪拌下慢慢滴人重氮甲烷的乙醚溶液，不斷進行甲酯化，直至溶液呈紫黃色，表明重氯甲烷已過量。由于重氮甲烷具有毒性、不穩定、不易貯存等缺點。新近的改良方法是讓重氯甲烷在反應體系內部產生，一經生成立即反應。將羧酸N-亞硝基—甲基脲溶在1，2—二甲氧基乙烷中，然后滴入三乙胺，在室溫下即可以適當速率產生重氯甲烷，恰好能與羧酸反應。本法甚至可在水溶液中進行，因此適用于水溶性羧酸的甲酯化。步驟是將羧酸與N—亞硝基—甲基脲溶于1，2—二甲氧乙烷與水(5:1)的混合溶劑中，然后在0℃下滴人0.6mol/L的氫氧化鉀水溶液，即可順利反應。本文檔共42頁；當前第21頁；編輯于星期二\23點11分十一、羧酸對烯、炔的加成在酸性催化劑存在下，羧酸容易與烯、炔發生親電加成，生成酯。常用的酸性催化劑有濃硫酸、三氟化硼等。本法特別適用于合成羧酸叔烷基酯。參加反應的烯烴為丙烯、異丁烯、2-甲基-2-丁烯等。在濃硫酸催化下，羧酸與異丁烯在室溫下反應，是合成叔丁酯的重要方法，產率為50％一76％。將環己烯加到合有少量高氯酸的90％的甲酸中，然后于100℃加熱使成均相溶液，即生成甲酸環己酮。本文檔共42頁；當前第22頁；編輯于星期二\23點11分炔烴亦可發生類似的反應。在銠催化劑存在下，末端炔烴與羧酸加成，高產率地生成羧酸烯酯。不飽和酸的分子內加成是合成內酯的重要方法。β,γ-烯酸與50％的硫酸共熱，即迅速轉變成γ內酯；而γ,δ-烯酸則生成δ-內酯.本文檔共42頁；當前第23頁；編輯于星期二\23點11分第二節碳-烴化反應與縮合反應一、烴化反映1、羧酸酯的直接烴化在強堿存在下，具有α-氫的酯可與多種烴化試劑如鹵代烴、硫酸二烷烴、對甲基苯磺酸酯等發生烴化反應，生成α-烴基取代酯。2、丙二酸酯的烴化由于丙二酸酯的α-氫比較活潑，它與乙醇鈉的乙醇溶液反應，即可形成烯醇負離子，繼而與烴化試劑反應，以良好產率生成一元烴化產物。常用的烴化試劑為鹵代烴、硫酸酯等，烴化劑中存在一OR、C＝Oo、一CN、一NR2、一NO2均無影響。丙二酸酯的烴化產物經皂化、脫羧可以合成羧酸。亦可將α-烴基取代的丙二酸酯直接脫羧合成羧酸酯。本文檔共42頁；當前第24頁；編輯于星期二\23點11分例α-烴基取代的丙二酸在氰化鈉存在下，于二甲亞砜中加熱脫羧，可直接生成羧酸酯。在乙醇鈉存在下，丙二酸酯與2mol的1—溴丙烷反應，生成α,α-二丙基丙二酸酯，它在氯化納存在下于濕二甲亞砜中加熱脫羧，即生成α-丙基戊酸乙酯。α,ω-二鹵化物與丙二酸酯反應，可合成脂環化合物.本文檔共42頁；當前第25頁；編輯于星期二\23點11分3、、有機硼烷與α-鹵代酯的作用在叔丁醇鉀存在下，三烷基硼烷可與α-溴代酸酯順利反應，提供了一種羧酸酯烴化的方法。本法具有操作簡便，產串較高(80％一100％)的特點。將環戊烯與乙硼烷在四氫映喃中進行硼氫化反應，生成三環戊基硼烷，再在叔丁醇鉀存在下與溴乙酸乙酯反應，生成α—環戊基乙酸乙酯。本文檔共42頁；當前第26頁；編輯于星期二\23點11分二、縮合反應1、一元酸酯的縮合(claisen反應)在堿性試劑催化下，兩分子酯

(至少其中之一有α-氫)可以縮合成β-酮酸酯。由于酯縮合反應是一平衡反應，可蒸出反應生成醇而使反應趨于完全。甲IB縮合時可用甲醇鈉作堿，乙酯縮合時則用乙醇鈉作堿。若為α，

α-二烴基取代的羧酸酯進行縮合時，必須采用較強的堿如三苯甲基鈉、氨基鈉、氫化鈉、叔丁醇鉀等，才能獲得滿意結果。本文檔共42頁；當前第27頁；編輯于星期二\23點11分本文檔共42頁；當前第28頁；編輯于星期二\23點11分2、二元酸酯的綴合(Dieckmann反應二元酸酯的分于內縮合可以形成環狀的β—酮酸酯，它進一步水解脫羧，是合成環酮的重要方法。一般而言．合成五元環、六元環化合物產率較好。常用的堿性縮合劑為醇鈉、氫化鈉等。本文檔共42頁；當前第29頁；編輯于星期二\23點11分3、一澳代酯與羧基化臺物的結合(Dazens反應)在叔丁醇鉀、氫化鈉或氨基鈉的存在下。一鹵代酯與芳醛或酮進行縮合反應，也是首先形成醇醛型縮合產物，繼而分子內閉環生成α,β-環氧羧酸酯。

在叔丁醇鉀存在下，環己酮可與氯乙酸乙酯在叔丁醇中反應，生成1—氧代螺環[2．5]辛烷—2—羧酸乙酯。本文檔共42頁；當前第30頁；編輯于星期二\23點11分4、有機鋅或有機鋰試劑與羰基化合物縮合在鋅粉存在下，鹵代酯可與碳基化合物反應，是應用極為廣泛的β-羥基酸酯的合成方法。各種醛、酮均可反應，甚至位阻較大的醛如。α-乙基己醛亦能順利反應。常用的溶劑為苯、乙醚、四氫呋喃等。若用硼酸三甲酯與四氫呋喃的混合溶劑，反應可在室溫下進行。鋅粉必須活化，方法是用20％的鹽酸洗滌，再用丙酮、乙醚洗滌，經真空干燥即可。如用金屬鉀還原氯化鋅可制得活性很高的鋅，用它進行上述反應，產率幾乎是定量的。活性鋅酚，溴乙酸乙酯、苯甲醛于室溫反應，則以91％的產率生成3-苯基3-羥基丙酸乙酯。本文檔共42頁；當前第31頁；編輯于星期二\23點11分本文檔共42頁；當前第32頁；編輯于星期二\23點11分第三節氧化與還原反應一、醛分子之間的氧化-還原反應本法與Cannizzro反應類似,不同之處是本法用于合成酯，而Cannzzro反應生成醇和羧酸。本法對于具有α-氫的醛亦可適用。最常用的催化刑為醇鋁。C2—C8的醛進行反應，生成酯的產率為69％一100％本文檔共42頁；當前第33頁；編輯于星期二\23點11分二、伯醇的氧化酯化伯醇可被多種氧化劑氧化成酸。若有過量醇存在時，則生成酯。常用的氧化劑有重鉻酸鈉-硫酸、次氯酸叔丁酯、過酸等。次氯酸叔丁酯既是常用的氯化劑，亦是有效的脫水劑。在吡啶存在下，它可使伯醇首先氧化成酸，繼而再使生成的酸與另一分子醇脫水酯化，以良好產率生成酯。在過氧乙酸和溴化鈉的作用下，正己醇可高產率地生成己酸釀己醇酯在磷酸氫二鈉水溶液中，在溴化三甲基芐銨和溴的復合物的作用下，60℃反應4h，正辛醉可幾乎定量地生成辛酸辛醇酯，此法反應條件溫和、操作簡便、產率高。本文檔共42頁；當前第34頁；編輯于星期二\23點11分三、醛、酮被過氧酸氧化Baeyer-Villigeroxidation

某些酮可被過氧酸直接氧化成酯或內酯。反應過程中，與碳基相連的碳鍵發生斷裂，氧原子插入形成酯。某些簡單環酮及烷芳酮可被過氧酸在室溫下氧化成酯或內酯，產率為63％一73％。常用的過氧酸為過氧三氟乙酸、過氧苯甲酸、間氯過氧苯甲酸‘等。酮被過氧酸氧化成酯的反應可能是通過下面機理進行的，在反應過程中包括了烴基由碳原子轉移到氧原于上的過程。基團遷移循序本文檔共42頁；當前第35頁；編輯于星期二\23點11分苯基苯乙酮披間氯過氧苯甲酸氧化，生成苯甲酸芐酯。此反應在氯仿中進行產率只有46％，而此反應進行固態反應卻可高產率地生成苯甲酸芐酯。對溴代苯乙酮在10％moI的三氟甲磺酸作用下．被間氯過氧苯甲酸氧化生成乙酸對溴苯酯。過氧苯甲酸可使環己酮氧化，以良好產率生成內酯。而過氧苯甲酸可由兩價鉆鹽催化苯甲酸氧化在反應中生成。本文檔共42頁；當前第36頁；編輯于星期二\23點11分四、醚的氧化醚可被多種試劑氧化成酯。三氧化鉻—乙酸可使甲基烷基醚氧化成甲酸酯。四氧化釕、高錳酸鉀可使對稱醚在室溫下顧利氧化成酯。三聚氯代異氰酸(C1NCO)3：是價廉易得的氧化劑，可使對稱醚及不對稱醚氧化成酯。三氧化鉻懸浮于乙酸及二氯甲烷中，可使甲基烷基醚氯化成甲酸酯。高錳酸鉀可使乙基芐基醚氧化成苯甲酸乙酯。本文檔共42頁；當前第37頁；編輯于星期二\23點11分醚、三聚氯代異氰酸及水在室溫度下反應，即可生成酯四氫呋喃可被三氧化鉻氧化成γ-內酯高錳酸鉀可將環酮氧化成內酯Trimethylsilylnitrate.(TMSONO