酯化反应
酯化反应一般是指醇和酸作用,生成酯和水的一种有机化学反应。普通的脂肪就是一种酯,酯可以经水解再分解为醇和酸。一般的脂肪是三酸甘油酯,是由甘油(丙三醇)和脂肪酸(具有4-28个碳原子的有机羧酸)合成的。也可说是A酸B醇会产生A酸B酯+水。
类型
[编辑]费歇尔酯化反应
[编辑]酯化反应一般是可逆反应。传统的酯化技术是用酸和醇在酸(常为浓硫酸)催化下加热回流反应。这个反应也称作Fischer酯化反应。浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂,它可以将羧酸的羰基质子化,增强羰基碳的亲电性,使反应速率加快;也可以除去反应的副产物水,提高酯的产率。
如果原料为低级的羧酸和醇,可溶于水,反应后可以向反应液加入水(必要时加入饱和碳酸钠溶液),并将反应液置于分液漏斗中作分液处理,收集难溶于水的上层酯层,从而纯化反应生成的酯。碳酸钠的作用是与羧酸反应生成羧酸盐,增大羧酸的溶解度,并减少酯的溶解度。如果产物酯的沸点较低,也可以在反应中不断将酯蒸出,使反应平衡右移,并冷凝收集挥发的酯。
![乙醇和乙酸生成乙酸乙酯的酯化反应](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/0d/Ester-from-acid-and-alcohol-2D-skeletal.png/500px-Ester-from-acid-and-alcohol-2D-skeletal.png)
一般情况下反应的机理是下图的机理,也就是“酸出羟基,醇出氢”生成水。
![酯化反应一般机理](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d7/Fischer_esterification_mechanism.svg/518px-Fischer_esterification_mechanism.svg.png)
但也有少数酯化反应中,酸或醇的羟基质子化,水离去,生成酰基正离子或碳正离子中间体,该中间体再与醇或酸反应生成酯。这些反应不遵循“酸出羟基醇出氢”的规则。
其他方法
[编辑]- H3C-COCl + HO-CH2-CH3 → H3C-COO-CH2-CH3 + H-Cl
![乙酸经过乙酸钠再与溴乙烷生成乙酸乙酯的反应](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/cb/Ester-from-carboxylate-and-alkyl-halide-2D-skeletal.png/600px-Ester-from-carboxylate-and-alkyl-halide-2D-skeletal.png)
- Steglich酯化反应:羧酸与醇在DCC和少量DMAP的存在下酯化。这种方法尤其适用于三级醇的酯化反应。DCC是反应中的失水剂,DMAP则是常用的酯化反应催化剂。反应机理如下:
![Steglich酯化机理(1)](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/da/Steglich-2.svg/700px-Steglich-2.svg.png)
![Steglich酯化机理(2)](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/10/Steglich-3.svg/700px-Steglich-3.svg.png)
DMAP可以催化反应的原理是:
![DMAP在Steglich酯化中的催化机理](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f4/DMAP-Steglich.svg/700px-DMAP-Steglich.svg.png)
- 山口酯化反应:2,4,6-三氯苯甲酰氯与羧酸底物作用生成混酐使羧酸活化,继而与醇顺利作用成酯。DMAP为酯化的催化剂。
典型反应
[编辑]乙醇和醋酸进行酯化生成具有芳香气味的乙酸乙酯,是制造染料和医药的原料。在某些菜肴烹调过程中,如果同时加醋和酒,也会进行部分酯化反应,生成芳香酯,使菜肴的味道更鲜美。如果要使反应达到工业要求,需要以浓硫酸作为催化剂,硫酸同时吸收反应过程生成的水,以使酯化反应更彻底。反应方程式如下:
甲醇和对苯二甲酸进行酯化反应,会生成对苯二甲酸二甲酯,而对苯二甲酸二甲酯与乙二醇发生酯交换反应,可以生成聚对苯二甲酸乙二酯,即涤纶。
醇类和无机酸也能进行酯化反应,例如甲醇和硫酸反应生成硫酸二甲酯,是一种甲基化试剂,可以为碳水化合物引入甲基。
外部链接
[编辑]- 反应机理: gif动画 (页面存档备份,存于互联网档案馆)