第六章：酯化与水解ppt课件

O* R C OR1 + H2O
O R C OR1 + H2O*
精选
4
这是由于分步进行而产生的正四面体中间体上的两个氧是相同的原故。
O * RCO1+ RH 2O
O *H RC3;H 2O *
结论：碱催化剂双分子酯水解机理表示如下
O
R OR1 OH-
Slow
_ O
Fast R OHOR1
（2）醇的构型发生反转。
例如：β－羟基丁二酸内酯
A、在浓碱中，是双分子酰氧键断裂，醇构型不变； B、在浓酸中，是单分子烷氧键断裂，醇构型外消旋化； C、在合适的pH范围能为双分子烷氧键断裂，醇构型反转 。
H CH3 H2O* C* CH2
OCO
H CH3 H2O C* CH2
OCO
（过渡态）
+
H2O
[RCOOR1][H2O] [RCOOH][R1OH]
（3）温度对反应有加速作用，但不可改变平衡
精选
1
酯化－水解反应历程有以下两种典型历程：
O A: R C OH + H O R1
R C OR1 + H O H
O B: R C O H + H O R1
R C O R1+ H O H
大多数酯的反应历程按A式进行：如 羧酸在硫醇作用时，得到了水而不是 H2S，就是一个例证：
第七章 酯化与水解
一、概述： 酯化和水解是一个平衡反应的两个部分。这方面的研究较多，反应机理研
究教透彻。因水解反应较易研究，所以一般采用水解方法来研究其机理：
RCOOH +R1OH
RCOOR1 + H2O
（1）能被酸催化；水解反应还能被碱催化；
此类反应特点
（2）反应是一个平衡反应，符合质量作用定律
K=
OH
Slow
C R
OEt
H2O
OH2+
OH H+ C OEt R OH
OH R C+ + HOEt
OH
RCOOH + HOEt + H+
精选
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特点
（1）与碱催化不同，每一步都是可逆的 （2）酰氧键断裂，醇构型保持不变
（3）同理，可观察到酯羰基氧同位素的氧交换现象
O* R C OEt + H2O
H+
O
CH3 C
OC5H11
+
* H2O
O-
CH3 C OC5H11 OH2+
O CH3 C O*H + C5H11OH
B、另一个证明是若醇部分是旋光异构体，则水解后的醇仍然保持着原来 的构型。从而证明不是烷烃键断裂：
R
O C
O
*C
R1 R2
+ H2O
R3
HO
*C
R1 R2
R1 R2
C*
R3 OH
R精3 选
3
C、水解反应是协同进行的，还是分步进行的？实验证明是分步进行的。
协同机理
O CH3 C OR + OH-
[ ] O
_
CH3 C OR
OH
（过渡态）
CH3COOH + OR-
分步机理
O CH3 C OR + OH- (1)
O(2)
CH3 C OR
OH
（中间体）
CH3COOH + OR-
实际上，反应是分两步进行的：首先对羰基加成，再消去烷氧键：
O
C OCH3
CH3
CH3
+ H2SO4
CH3
O C+ CH3
CH3 + H3O++CH3OSO3H+2HSO4-
CH3
O
C OH
CH3
CH3
O
CH3
C
O
CH *
CH=CHCH3
OH-
COOH
COOH COOH
+ HO
CH3
CH *
CH=CHCH3
在浓OH－下发生的是双分子碱催化酰氧键断裂；而在稀OH－存下， 发生是烷氧键断裂，得到一个正碳离子，再和碱作用，得到消旋化的醇。
O
CH3
C
O
CH *
CH=CHCH3
liittle OH-
COOH
COO-
OCH3
+
+ CH
OCH3
O C O CH Ph
C O CH Ph
O
OCH3 OCH3
另一个条件则是OH－必须是稀碱，若为浓碱，这一现象观察就不明显 了。其特点是能生成稳定的碳正离子，醇的构型是外消旋化。
精选
7
3、碱催化双分子烃氧基断裂
（1）烃氧基断裂 碱催化双分子烃氧基断裂有一些几个特点：
O R C OEt + H2O*
（4）酸催化的水解反应，极性取代基对水解速度影响很小。
精选
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2、酸催化单分子酰氧键断裂
对结构的要求，其酸部分有使正电荷充分分散的离域结构，醇部 分要有较强的酸性，以甲醇为宜。如：2，4，6－三甲苯甲酰基甲酯 由于空间位阻作用很难在酸、碱的水溶液中水解，但当它溶于浓硫 酸后，再加水稀释，则立即水解；酯化时，将其酸溶于浓硫酸中， 然后用醇稀释即可。其机理是形成了高度稳定的2，4，6－三甲苯甲 酰基正碳离子的原故 ：
CH3 C CH2COO-
H
（构型反转）
精选
CH3 HO C CH2COOH
H
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三、酯的酸催化水解
酸催化酯水解和碱催化相似，也分为酰氧键断裂和烷氧键断裂两种历程：
酸催化双分子酰氧键断裂 酸催化单分子酰氧键断裂 酸催化单分子烷氧键断裂 1、酸催化双分子酰氧键断裂
历程
O R C OEt
H+
OH+ R C OEt
Cl2CH
二氯乙酸乙酯
16,000
CH3COCH2
丁酮酸乙酯
10,000
CH3OCOCH2
丙二酸甲精乙选酯
170,000
5
2、碱催化单分子烷氧键分裂
在适当的条件下，具有适宜进攻的酯，可发生单分子烷氧键裂解入：邻苯 二甲酸的α、γ－取代的丙烯醇酯在极稀的碱酯水解，生成的醇是外消旋 化合物，而在浓碱下水解，则构型保持。
O R C OH + H SR1
O R CSR1
O R C O H + HS R1
O R CSR1
精选
2
二、酯的碱催化水解
1、碱催化双分子酰氧键分裂
例如
O CH3 C
OC5H11+ H2O*
OH-
O CH3 C
OH-
O
CH3 C
O* H + C5H11OH *
OH + C5H11OH
A、许多实验事实证明了很多酯的水解是酰氧键的断裂
RCOOH + R1O- Fast RCOO- + R1OH
由于慢反应是亲核试剂OH-对羰基的进攻，所以在酯分子中若含吸电子基 团可以大大加快水解反应速度。
表： RCOOEt + OH-
H2O 25C0
RCOO- + EtOH 反应的相对速度
R取代基
名称
K相对
Me
乙酸乙酯
1
ClCH2
氯乙酸乙酯
760
COO+
COOH
CH3
CH
+
CH=CHCH3
CH3 CH CH=CHCH3 + OH-
+
CH3 HO CH CH=CHCH3
精选
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这类反应的结构特点是醇部分能形成极稳定的碳正离子，一般有离域 的π键存在，如：
O C O CH
COOH
OCH3 1NNaOH
COO-
+
CH
+ COO-
OCH3
O C O CH