酸催化酯化反应机制的再认识

更新时间:2024-04-20 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:20630 浏览:93472

关 键 词 :酯化反应;反应机制;酸催化

文章编号:1005-6629(2013)11-0071-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

像这种醇和酸作用生成酯和水的反应叫作酯化反应(esterification reaction)[1].

根据产物中18O的分布情况,请你判断反应过程中反应物共价键断裂的情况.等[2]

提供的参是:2.解析:反应的机理是“酸去羟基醇去氢”,所以18O只存在于H2O和CH3COOH两种物质中.[4]

该题本身并不存在科学性错误,但由于中学老师仅从断键层面认识酯化反应的机制,而忽略了反应的真实历程,因此出现了解答错误.要分析本题,必须先重新学习酸催化酯化反应的机制.

3.酸催化酯化反应的机制

现在一般认为,不同类型的醇在酸催化酯化时的反应机制不同.伯醇(1°醇)和仲醇(2°醇)的酯化反应机制为(以乙酸和乙醇反应为例):乙酸先接受催化剂浓硫酸提供的质子,使乙酸羧基碳原子上的正电性大大增强,然后乙醇中的羟基氧原子进攻羧基碳原子,最后脱去水分子生成酯.该反应机制属于亲核加成-消除反应[5].

摘 要 :酯化反应是有机化学中的一个重要制备反应,也是中学化学的重要反应类型.有关酯化反应的反应机制是高中有机化学的核心知识和高考热点.本文通过对中学化学习题中错误解答的辨析,纠正了有关酸催化酯化反应机制的一种常见错误认识.


若定义乙酸中的羰基氧为α氧,羟基氧为β氧,那么在(2)中,α氧和β氧完全等价.在从(2)到(3)发生质子转移时,两个羟基接受质子的几率相同.(3)式可以看作是α、β两个氧原子存在共振时的两个极限式,既有可能是β-OH脱下形成H2O,也有可能是α-O质子化后脱下形成H2O.因此,教材中只标识乙醇中的氧原子,不标识乙酸中的氧原子.若标识乙酸中的氧原子,那么在产物中被标识氧原子出现在CH3COOCH2CH3和H2O中的几率各占50%.

值得一提的是,乙酸和乙醇的酸催化机制只能推广到伯醇(1°醇)和仲醇(2°醇),叔醇(3°醇)并不符合.

叔醇(3°醇)中的羟基先接受催化剂浓硫酸提供的质子,然后脱去水分子形成碳正离子,最后受到羧酸分子羟基氧的进攻,脱去质子生成酯.

因此,叔醇(3°醇)与酸的酯化反应并不能简单地用“酸脱羟基醇脱氢”来概括.这也是平时授课和命题时要特别注意的.

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