乙酸乙酯苯甲酸异丙酯邻苯二甲酸一丁酯
多元醇形成的酯,叫“某醇某酸酯”
一、酯的基础知识
1、命名
一元酸形成的酯叫“某酸某醇酯”。
丙三醇三软脂酸酯
酯
常用的酸是H?SO?,HClorH?C-DSO?H。不加cat.反应速
度很慢,但升高温度能够加速反应进行,一些较强的羧酸(如甲酸)酯化时不需要加无机酸作催化剂。
酯化反应速度取决于醇和酸的结构。同一种醇,不同的酸,
羧酸和醇在酸的催化下生成酯叫“酯化”,反应是可逆的。
结论:羧酸α-C上烃基增大,空间阻碍增大,酯化速率下降。
CH?COOH
CH?CH?COOH
(CH?)?CCOOH
(CH?CH?)?CCOOH
2、酯化(esterification)
1
0.51
0.037
0.0001
其相对速度:
同一种羧酸,不同的醇,反应速率:1°ROH2°ROH3°ROH
酯化反应是可逆的,例如,等摩尔的乙酸和乙醇酯化,平衡时只有65%的乙酸生成乙酸乙酯。
提高酯化反应产率常用:
a:提高某种反应物浓度(ex:乙醇)b:减少生成物浓度(蒸去酯或水)
(平衡常数小)
3、反应历程:
酯化反应是可逆的,实验表明:
a.在室温,无cat.存在的条件下,反应极为缓慢,需16年达平衡。
b.无cat.温度较高,需几天达平衡。
c.加cat.△,几小时达平衡。
脱一分子水,从形式上看有两种方式:
脱水有两种方式:叫酰氧断裂,简写为AC;l叫烷氧断
裂,简写为AI。
证明:同位素标记法
证明酯化反应是酰氧断裂。
历程:
质子首先与羰基氧结合,提高了羰碳的活性,亲核试剂(ROH)
进攻羰碳,形成中间体*1,*1和*2是等价的,它们类似于原羧酸的衍生物,原来的共轭体系破坏,C成为sp3杂化,空间拥挤程度加大,能量高,立即消除(-H?O),得到的产物脱去H+生成酯。反应经历了三步,决定速度的是“亲核加成”。
叔醇的酯化是按烷氧断裂的方式进行的:
副产物较多。
4、酯的性质
低级酯是有香味的液体,存在于植物的花果中,例如:乙酸异戊酯,戊酸异戊酯和丁酸丁酯分别具有与香蕉,苹果和菠萝相似的香气。有些酯可以用作食用香料。高级酯是蜡状
固体
酯的b.p比分子量相近的羧酸低许多,与同碳原子数的醛、酮差不多。酯在水中的溶解度较小,但能溶于一般的有机溶剂。低级酯能溶解许多有机物,因此是良好的溶剂。
a.水解
是酯化的逆反应,一般用H+或OH-催化,酸催化下的水
碱催化下的水解不可逆,也叫“皂化”(Saponification)。
用O18标记测试,酯水解是酰氧断裂(AC)。
解是可逆的。
决定速度的是OH-对羰基的亲核加成,生成四面体活性中间
体。最后一步由于羧酸的酸性比醇强的多,反应中生成的羧酸迅速与RO-进行质子交换,变成稳定的羧酸根负离子(共轭体系)和醇,使反应进行到底。
生成*1,是关键步骤,如果酯分子中与羰基直接相连的基团中有吸电子基团,使*1稳定,反应速度加快;如果直接连接的是大基团,则*1由于拥挤程度增加,不稳定,反应速度减慢。
历程:
)3
相对速率10.6010.1460.0084
结论:酯中R基团体积增大,反应速率下降。
酯的酸水解也是酰氧断裂,由微观可逆原理知,能催化正反应的也能催化逆反应,因此它是酯化的逆过程。
同样,叔醇生成的酯水解也是烷氧断裂。
RCH?CH?ClCHCl?CH?COCCl?
相对速率12906130720023150
结论:酯中与羰碳直接相连的基团是吸电子基,反应速度加快。
(2)醇解(酯交换transesterification)
酯与醇反应,生成新的酯和醇叫酯交换或者酯基转移。
有些酯(酚酯和烯醇酯)不能用直接酯化得到,可以用酯交换合成。
乙酸-1-环己烯酯
乙酸异丙烯酯
(99%)
对苯二甲酸二甲酯对苯二甲酸二(乙二醇)酯
●经过缩聚得聚酯纤维“涤纶”。
●酯交换常用来从低级醇的酯制高级醇的酯。
酯交换反应也用于工业生产中,例如:
(3)氨解
酯与氨or胺生成酰胺,与亲核性较弱的胺反应,需在碱催化下进行。
对甲氧苯甲酸乙酯N-苯基对甲氧苯甲酰胺
乳酸乙酯乳酰胺
ex:
(4)还原
酯中的羰基比羧酸中的羰基活泼,∴酯较容易被还原为