相转移催化技术在烃化反应中的应用
相转移催化技术的发展及其在化工领域的应用
。 经 报 道 的非 环 多 醚 性 能 优 于 冠 醚 ， 穴 醚 相 近 ， 引 起 了 一 定 的 与 也 重视 。Ｖ ｇｅ 提出的章鱼分子型是一类六取 代苯衍生物 ， ｏｔ ｌ 具有
相转移催化剂
（3）开链聚醚类
开链聚醚又称为足体，作为相转移催化剂具有相对较高旳化学稳定性， 毒性小，合成以便，价格低廉，所以受到较多旳研究，最具有代表性旳是 聚乙二醇（PEG)和聚二乙醇二甲醚等。与冠醚，环糊精等相转移催化剂 旳作用类似，都与客体分子形成超分子构造，但开链聚醚PTC是柔性旳长 链分子，能够折叠，弯曲成合适旳形状构造，能够与不同大小旳离子配合 ，从而具有更广泛旳合用性
英文缩写
TOMAC HTEAB OTEAB DTEAB LTEAB CTEAB CTMAB TOMAC
（2）包结类PTC
冠醚、环糊精、杯芳烃等具有独特旳构造、性能，从而成为一类主要 旳PTC.此类PTC都具有分子内空腔构造，经过PTC与反应物分子形成氢键，范 德华力等，从而形成包结物超分子构造并将客体分子带入另一相中释放，从 而使两相之间反应得以发生
5. 合成操作简便，降低了温度压力等，对设备要求强度低，操作也 较简朴；
6. 防止使用常规措施所需旳危险试剂；
7. 广泛适应于多种合成反应，并有可能完毕使用其他措施不能实现 旳合成反应；
8. 副反应易控制，提升选择性。
得到人们越来越多旳关注，研究与应用
2.相转移催化作用
相转移催化剂至少要满足一下两个基本要求：1. 能将所需要旳离子从水 相或固相转移到有机相（假如反应发生在有机相中）；2. 对反应起到活化 作用，能够活化反应物或者降低反应物穿越界面旳能耗
（4）三相相转移催化剂
以高分子或硅胶等载体将季铵盐、季磷盐、冠醚、聚乙二醇等联在高分 子链上作为相转移使用，应用中由 于反应中存在固相（催化剂）—水相— 有机相三相体系，称为三相催化剂
固载化三相相转移催化剂旳载体类型有诸多种，可分为无机载体和有机 载体两大类。 其中无机载体涉及硅胶，氧化铝等； 有机载体涉及聚苯乙烯树脂、甲基苯烯酸缩水脂-乙二醇二异丁烯酸脂大孔 共聚体，氯化聚氯乙烯等
相转移催化在有机合成中的应用
相转移催化在有机合成中的应用相转移催化是一种常用于有机合成中的重要方法，它能够提高反应速率、改善反应选择性，并减少副反应的生成。
本文将介绍相转移催化在有机合成中的应用，并探讨其原理和优势。
一、相转移催化的原理和优势相转移催化是一种在两相体系中进行的催化反应。
它的基本原理是通过添加相转移剂，将两相中的底物和催化剂有效地转移至反应中心，从而实现反应的进行。
相转移剂通常是一种能够在有机溶剂和水之间形成可溶性离子对的化合物，如季铵盐、季磷盐等。
相转移催化的优势主要体现在以下几个方面：1. 扩大反应底物范围：相转移催化可以使底物在两相体系中均匀分布，从而扩大了反应底物的范围。
许多对水敏感的有机底物，在传统的有机反应中往往无法使用，但在相转移催化条件下，可以通过选择合适的相转移剂来实现反应。
2. 提高反应速率：相转移催化使底物和催化剂之间的质量传递更加快速，从而提高了反应速率。
相比传统的有机反应，相转移催化可以在更温和的条件下进行，从而减少能量消耗和废物产生。
3. 改善反应选择性：相转移催化可以通过调节相转移剂的类型和用量来控制反应的选择性。
相转移剂可以形成离子对，使底物和催化剂之间形成亲疏水性相互作用，从而选择性地催化特定的反应。
相转移催化在有机合成中有广泛的应用，以下将介绍其中几个典型的应用。
1. 酯化反应：酯化反应是有机合成中常见的反应之一。
在传统的酯化反应中，常使用酸性催化剂，但这种反应条件下往往伴随着副反应的生成。
相转移催化可以通过选择合适的相转移剂和催化剂，实现高效、选择性的酯化反应。
2. 羧化反应：羧化反应是合成羧酸的重要方法。
传统的羧化反应常需要高温和高压条件下进行，反应速率较慢，且伴随着副反应的生成。
相转移催化可以在温和条件下实现羧化反应，提高反应速率和选择性。
3. 氨化反应：氨化反应是合成胺类化合物的常用方法。
传统的氨化反应往往需要高温和高压条件下进行，且反应速率较慢。
相转移催化可以在温和条件下实现氨化反应，并提高反应速率和产率。
相转移催化
相转移催化
相转移催化（Phase-transfer catalysis，简称PTC）是一种特殊的催化反应方式，它利用了两个不同相（通常是有机相和水相）之间的化学平衡，在反应体系中引入一个催化剂来促进反应的进行。
在相转移催化中，催化剂具有特殊的结构，通常是带有亲水性和亲油性基团的季铵盐或膦化合物。
这类催化剂能够在有机相和水相之间快速的传递离子或分子，从而使得反应物在两个相中更好地相互作用。
相转移催化主要有以下特点和优势：
1.反应物溶解性增强：相转移催化可以使不溶于水的有机物
溶解于水相中，提高反应底物的有效浓度，从而增加反应速率和产率。
2.催化剂循环利用：相转移催化剂可以多次使用，因为它们
通常与底物反应后会再次回到催化剂形式，从而实现催化剂的循环利用，节约成本。
3.环境友好：相转移催化通常在温和的条件下进行，使用水
作为反应介质，较少产生有害废物，具有较好的环境适应性。
相转移催化在有机合成中得到广泛应用。
它可以用于各种反应类型，如取代、加成、消除、重排等。
常见的反应包括酯化、醇醚化、芳烃炔烃化、丙酮氢异构化等。
此外，相转移催
化也可以应用于有机合成反应的串级和多步骤反应中。
需要注意的是，在相转移催化中，选择合适的催化剂和反应条件非常重要，以确保反应的高效性和选择性。
此外，对于一些有机合成反应来说，“绿色相转移催化”也是重要的研究方向，即通过优化催化剂设计和反应条件，进一步提高反应的可持续性和环境友好性。
有机合成中的相转移催化作用探讨
2019年08月有机合成中的相转移催化作用探讨韩长进（菏泽家政职业学院，山东菏泽274300）摘要：近年来，我国有机化工行业的发展十分迅速，有机合成是有机化工生产过程中极其重要的环节，为了更好的提高有机化工生产的效率，经过不断研究产生了诸多的方法，其中相转移催化法因特点显著、效率高，逐渐在有机合成中得到了广泛应用，下面，文章就针对有机合成中的相转移催化作用进行探讨。
关键词：有机合成；相转移；催化作用在有机合成中，通过相转移进行催化是比较常用的方法，其对化工生产具有着显著的应用价值。
相转移催化主要是在不同相的两种物质发生反应时，使其一种有机分子的一相转移至另一相，使有机反应有机合成呈现出理想的纯度和速度，尽管其自身并不参与反应中，但具有明显的合成促进效果。
1相转移催化概述对于有机合成中相转移催化的原理，主要是于两种类型不相容液体的基础下所发生化学的反应，其一种液体是水相内水溶性盐混合物，而另一种为有机相，其中具有能够发生反应有机物类型。
其有机物的分子和进攻试剂的分子间通过碰撞而发生反应，因为两相是互不相溶的，在水相内进攻试剂和有机相内反应物的分子就不能够彼此有效的碰撞，因此不管两相内要互相发生反应的分子能量存在多大，都是不能有效发生反应的。
2有机合成中的相转移催化作用相转移催化在有机合成中具有着显著的优势，经过不断的研究和发展，相转移催化的效果也是愈加明显。
相转移催化能够有效的提高有机合成反应的速度，对反应的时间实现控制，促使有机合成在较短时间内完成反应，大幅度提高有机合成的效率，较好的满足化工生产要求；同时通过相转移催化还能够有效的提高有机合成的产率。
在传统的有机合成中往往会产生多种类型副产物，还可能造成产物分离难度的增加，对后续使用的效果产生影响，而通过相转移催化就能够明显的实现反应纯度的提升，减少副反应的发生，促进产量提高；相转移催化还能够促进实现新的有机合成。
在传统有机的合成中，诸多有机的分子间由于受到限制，往往合成的效果不理想，而借助相转移催化就可以促进一些不能进行反应物质实现反应，从而提高有机合成价值；另外，相转移催化还具有突出的节能和经济效果，通过对相转移催化的应用，可以降低其有机合成的反应温度，减少对此方面的能源消耗量，实现整体的节能效果，并且在相转移催化后其合成的反应就可以在温和条件才进行，这样就能够使用一些廉价性溶剂材料反应，也不需要进行无水溶剂的环境设置，因此具有较好经济效益[1]。
相转移反应在精细合成中的应用
相转移反应在精细合成中的应用反应物分子彼此接触、碰撞时发生化学反应的基本条件。
如果反应物分子无法彼此接触，则无论其中一种反应物分子活性多大，也不能与另一反应物发生化学反应。
大多数的有机物化学反应都是在溶剂中在均相中容易进行反应。
如果欲进行合成所用的反应物溶解性能不同，形成非均相的反应条件，特别是水相和有机相二相反应，则往往因其中一个反应物在一种溶剂中的溶解度太小，使得反应进行得很慢，甚至根本无法反应。
用搅拌可增加反应物彼此接触的机会，但仍有许多反应进行得不理想。
虽然有时采用极性质子溶剂是反应形成为均相，但因反应物产生溶剂化作用，也影响了反应速度，而且这类溶剂一般较贵，而且要在无水条件下进行，回收溶剂的工作也较困难。
20世纪60年代中后期，一种作为克服非均相体系溶解度的新方法，就是应用相转移催化作用问世。
即在两相体系中加入少量试剂——相转移催化剂，它可以将反应物从相界面使一相转移到另一相，然后发生反应。
由于它的作用，反应进行较为迅速。
相转移催化反应与常规操作相比具有下列突出优点：1.不需要昂贵的无水溶剂或非质子溶剂，不要求无水操作；2.增加反应速度，降低反应温度，反应条件更温和，操作条件简便，后处理简单；3.能进行别的条件下不能进行的反应；4.可选择适当的反应条件进行选择性的反应，抑制副反应进行，提高产率。
由此可见，相转移催化反应与其他有机合成方法相比，具有许多的优点，推广和发展这种技术尤其在精细有机合成中具有非常重要的意义。
目前，相转移催化剂共有三大类型：鎓盐盐类、冠醚类和聚乙二醇等三大类型以及近年来正在发展的三相催化剂，也称为负载型相转移催化剂。
根据催化剂活性基因不同而且有不同的催化剂活性。
以两相（水相-有机相）为例，来说明相转移催化原理。
当用鎓盐作为相催化剂时有两个阶段即萃取和反应。
在两相系统中，将反应物和催化剂作用的原理如下表示：在上述互不反应的两相体系中，亲核试剂M+Nu只溶于水相，而不溶于有机相。
关于有机合成中的相转移催化作用分析
工艺与设备化 工 设 计 通 讯Technology and EquipmentChemical Engineering Design Communications·138·第45卷第5期2019年5月1 理论基础1.1 转化原理相转移催化作用的反应过程都是需要相关原理的支持，而相转移催化作用的反应过程需要两种液体进行反应，而且，这两种液体需要满足不相容条件，只有满足不相容的条件才会满足反应的标准。
一种液体是混合物，含有水溶性盐物质。
另一种液体是有机相，是完成相转移催化作用的重要物质。
有机相的作用主要是分解有机物中的有机分子和调节试剂，这二者是促进相转移催化作用的重要条件。
在具体的反应过程中，可以达到降低化学反应的发生率和反应产生量的目的。
1.2 反应原理相转移催化作用需要化学反应进行维持，而溶液和试剂都是满足这种化学反应的重要条件。
如果对应的化学物品为溶液时，相应的反应底物就经常被当做有机相使用，这个过程有很多有机溶液可以被使用，但是他们的水溶较小，发生化学反应的几率较小，从而能够保证离子对不会发生水合作用。
如果对应的相转移离子对有着较强的亲油性，实验者就可以采用正庚烷或是苯作溶剂来进行，防止离子对随着水相进入有机相的量较少的现象发生。
例如：在TBAB 和TCMAC 等相互转移催化剂中发生化学反应的时候，其中的氯仿溶液剂有利于离子对顺利的进入到有机相中，加快了化学反应速度，起到了一定的催化作用。
但是在进行催化的过程中加入了氢氧化钠，为了防止发生其他反应，就应该停止对氯仿溶剂的使用。
之后，要想促进催化作用的产生，就需要对转移催化剂进行选择，对相应的用量进行控制。
要想促进催化作用的产生，就需要对转移催化剂进行选择，对相应的用量进行控制。
对于中性介质来说，它的相转移催化剂需要具有十五个碳原子的物质，在酸性介质中，就要选择四丁基铵盐或是Aliquat336，而较浓的碱性溶液，则可以选用TEBA 或是Aliquat336。
相转移催化技术原理及应用
相转移催化技术原理及应用摘要:介绍了相转移催化技术的基本原理, 分别讨论了液一液相转移催化反应、固一液相转移催化反应和三相催化反应的特点。
着重记述了近年来相转移催化技术在医药工业和化工中的应用进展。
采用相转移催化技术具有操作简便、反应条件温和、收率高、质量好等优点, 对于工业生产进行工艺技术改进、降低生产成本, 具有重要现实意义。
关键词：相转移催化技术、原理、医药工业、化工、应用进展相转移催化反应( 简称PTC 反应) 是20 世纪60 年代发展起来的一种异相反应的新理论和方法。
它能使采用传统方法难以实现的异相反应顺利进行，能够加快反应速率，降低反应温度，改变反应的选择性，抑制副反应发生。
同时相转移催化反应无需使用价格昂贵的无水溶剂或非质子溶剂，且对碱的要求低，可以使用碱金属、碱土金属氧化物的水溶液。
因此该技术的研究和应用得到了迅速发展。
现在，相转移催化技术已经应用到了化学合成的绝大多数领域，涉及到医药、农药、香料、造纸、化工、制革、高分子材料等重要领域［1 ］。
1、相转移催化反应的原理相转移催化反应虽然涉及的各种类型化学反应很多, 但概括起来可分为三大类: 液一液相转移催化、固一液相转移催化和三相催化。
1.1 固一液相转移催化在固－液相转移催化反应中，应用较多的络合剂主要有冠醚、穴醚和聚乙二醇类等，其中工业上使用较多的为价格低廉的聚乙二醇等两亲类化合物。
聚乙二醇是一类大众化工产品，结构呈螺旋构象它的催化机理与冠醚等的催化机理相似，均为通过氧原子与金属阳离子络合，将活性阴离子带入有机相，从而达到相转移催化的目的。
聚乙二醇的自动活动的链可以形成与冠醚类似的环，且不受孔穴大小的限制，因此是理想的冠醚取代物，得到了广泛的应用。
1.2 液一液相转移催化液－液相转移催化反应是在一个互不混溶的两相系统中进行。
其中一相( 一般为水相) 为碱或含起亲核试剂作用的盐类，另一相为有机相，其中含与上述盐类起反应的作用物。
第五章 相转移催化技术及应用
第五章相转移催化技术及应用随着新技术、新反应、新材料的不断出现，精细化工产品的合成工艺研究和改进有了更多的技术依托。
采用新技术、新反应、新材料研究产品制备工艺，改进旧工艺，提高产品收率和质量，减少“三废”产生的产生，是精细化工领域的长期课题（应用研究，工程比研究更重要）。
一、概述PTC是20世纪70年代初发展起来的催化技术，40年来有了巨大的发展。
由于PTC能使反应速度加快，产率提高，反应条件温和，以及能在非均相系统中进行，因此近年来PTC技术发展很快。
目前，已广泛应用于有机反应的绝大多数领域，同时相转移催化反应在工业上也广泛应用于化工、无机化工等行业。
近年来，相转移催化发展迅速，逆相转移催化技术，相转移催化与微波技术联用，以及相转移催化氧化脱除汽油中含硫化合物的研究，成为人们研究的一些焦点。
采用PTC技术具有如下几大优点：（1）可节约昂贵的非质子极性溶剂。
（2）在很多反应中可用NaOH、KOH等代替昂贵的NaH、LiR实现反应。
（3）具有反应快、条件温和产品产率高的优点。
（4）操作简便、安全。
实例：黄莲素生产中的甲基化反应。
采用TEBA PCT后，收率提高25%，单耗下降37%，三废减少1/3。
相转移催化剂的概念：非均相反应中，能使反应物从水相转入有机相，从而改变离子的溶剂化，增大离子的活性，加速反应的试剂，称为相转移催化剂（phase transfer catalust)。
二、相转移催化的原理分子间发生反应的前提条件——发生碰撞。
相转移催化剂的典型实例如下。
例如：溴辛烷和NaCN加热作用15天无任何反应；采用非质子极性溶剂（DMSO,DMF等）上述反应可以进行；采用相转移催化剂则上述反应容易进行。
相转移催化原理：互不混溶的二相系统，其中一相为含亲核试剂相（如NaOH,NaCN,KOH,KCN,KCl等盐、碱，多为水相），体系中会产生两个转移和平衡：A.离子交换平衡：Q+X-(水相）+M+Nu-+Nu-(水相）+M+X-(水相）B.相转移平衡：Q+Nu-+Nu-（有机相）上述平衡促进了相间物质离子（原子）的转移，从而促进了反应的进行。
相转移催化反应及其在有机合成中的应用
相转移催化反应及其在有机合成中的应用摘要：我国经济增长带动工业、医药等重要领域取得巨大进步，包括理论研究与实践经验，都成为提升国民经济重要工具，对于人们生活水平提升也贡献巨大力量。
本文针对相转移催化反应及其在有机合成中的应用进行研究，旨在提升我国工业发展水平，为我国经济从工业低端产品生产大国，转向工业高端产业设计制造大国提供可行性参考。
关键词：相转移催化反应；有机合成；应用前言：作为20世纪70年代的有机合成方法，相转移催化反应选择一些物质作为（相转移催化剂）使用，主要负责承载反应物工具，将反应物利用相界面迁移方法，转移至便于顺利反应的另一相。
因为该方法不需要太多等待时间，有机物合成产率相对较高，对于传统合成方法是重大技术革新，所以在目前有机合成中具有良好应用前景。
1相转移催化反应原理1.1季铵盐类催化反应原理有机合成的非均相反应是常见类型，其原因液相互不相溶，无法进一步反应。
例如水相与有机相在常规条件下，会因为水相与有机相不能充分接触，导致有机合成反应相较缓慢，加入适合催化反应的季铵盐类（）的（相转移催化剂），对水相进行离子交换，以为渠道，与有机相结合，生成[1]。
反应过程可以利用图1所示。
图1季铵盐类催化反应过程作为使用的，拥有季铵盐的阳离子，而是与水相溶反应物，拥有代表亲核基团阴离子。
从图1可以看出，产物获得除在水相与有机相直接进行（4）反应，从（1）到（2）再到（3）的反应也同样可以拥有同样效果。
并且在获得产物时也可以在反应中再生。
但是具有活性剂性能，融入水相与有机相，以萃取形式完成相转移催化反应。
借助，将水相中以离子交换形式进行萃取，并使用扩散作用使其融入有机相中，在经过相转移催化反应后，将亲核基团中重新带回水相，将其萃取至有机相反应位置，让催化反应持续进行。
目前应用在电解反应的季铵盐类有（四丁基硫酸氢铵）等，应用在有机取代反应的季铵盐类有TBAI(四丁基碘化铵）,应用在杂环反应的季铵盐类有（三乙基苄基氯化铵）、TBAB（四丁基溴化铵）等。
相转移催化技术
相转移催化在有机合成中的应用摘要：概述了相转移催化剂的相转移催化原理，相转移催化剂的种类；并以此为基础讨论了相转移催化在有机合成中的应用。
关键词：相转移催化，有机合成，应用。
前言：相转移催化作用(P1℃)是20世纪60年代发展起来的新的化学合成方法，该方法具有许多优点。
能够加快反应速率，简化操作过程，降低反应温度，改变反应的选择性，抑制副反应而提高得率。
相转移催化属于两相反应。
目前所提到的两相通常是指盐类水溶液或固态盐类，另一相是溶有反应物的有机介质溶液。
由于反应只发生在两相的接触面上，通常这种转化反应速度较慢，得率较低，甚至完全不能发生反应，加入相转移催化剂以后，相转移催化剂能使离子化合物与不溶于水的有机物在低极性溶剂中进行反应．或加速这些反应。
一．相转移催化原理二．相转移催化剂（Phase transfer catalyst）相转移催化(Phase transfer),简称PT，是20 世纪70 年代以来在有机合成中应用日趋广泛的一种新的合成技术。
在有机合成中常遇到非均相有机反应，这类反应的通常速度很慢，收率低。
但如果用水溶性无机盐，用极性小的有机溶剂溶解有机物，并加入少量（0.05mol以下）的季铵盐或季磷盐，反应则很容易进行，这类能促使提高反应速度并在两相间转移负离子的鎓盐，称为相转移催化剂三．常用的相转移催化剂1、聚醚链状聚乙二醇:H(OCH2CH2)nOH链状聚乙二醇二烷基醚:R(OCH2CH2)nOR2、环状冠醚类：18冠6、15冠5、环糊精等3、季铵盐：常用的季铵盐相转移催化剂是苄基三乙基氯化铵（TEBA）、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵（TBAB）、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵等。
4、叔胺:R4N X ,吡啶,三丁胺等5、季铵碱（其碱性与氢氧化钠相近）易溶于水，强吸湿性。
6、季膦盐四.相转移催化剂的优点：(1)不使用昂贵的特殊溶剂,且不要求无水操作,简化了工艺;(2)由于相转移催化剂的存在,使参加反应的负离子具有较高的反应活性;(3)具有通用性,应用广泛.(4)原子经济性。
相转移催化剂的应用
磺酸型表面活性剂类相转移催化剂包括十二烷基苯磺酸、十六烷基硫酸等，它们能够将有机相中的反应物质转移 到水相中，促进反应的进行。这类催化剂在水-有机两相体系中广泛应用于酯化、水解、烷基化等反应。
03 相转移催化剂的应用领域
有机合成
相转移催化剂在有机合成中广泛应用 于卤代烃、磺酸盐、羧酸盐等亲核试 剂的亲核取代反应，以及醇的烷基化 反应等。
局限性
01
成本较高
相转移催化剂多为有机金属化合 物，价格较高，增加了生产成本
。
03
可能产生有毒废弃物
部分相转移催化剂在反应过程中 可能会产生有毒的副产物和废弃 物，对环境造成一定的影响。
02
可能产生副反应
在某些情况下，相转移催化剂可 能会引发一些不必要的副反应，
影响产物的纯度和产率。
04
操作要求高
开发适用于不同反应类型 和底物的相转移催化剂， 扩大相转移催化在工业生 产中的应用范围。
相转移催化反应机理的深入研究
深入理解
深入研究相转移催化反应的机理， 了解催化剂与底物、产物之间的 相互作用机制，为新型催化剂的 设计提供理论支持。
预测性
建立反应机理模型，预测催化剂在 反应中的行为，提高催化剂设计的 准确性和效率。
相转移催化剂能够促进污染物在 处理过程中的反应速率和转化效 率领域中还用 于土壤修复和水体治理等方面， 改善生态环境质量，保障人类健
康。
04 相转移催化剂的优势与局 限性
优势
高反应效率
相转移催化剂能够有效地提高 化学反应的速率，从而缩短反
相转移催化剂的应用
contents
目录
• 引言 • 相转移催化剂的种类 • 相转移催化剂的应用领域 • 相转移催化剂的优势与局限性 • 未来展望
相转移催化反应及其在有机合成中的应用
相转移催化反应及其在有机合成中的应用相转移催化反应（Phase Transfer Catalysis，简称PTC）是一种在有机合成中广泛应用的催化反应。
它是一种将水相和有机相中的反应物通过催化剂的作用转移至另一相中进行反应的方法。
PTC反应具有反应速度快、反应条件温和、反应产物纯度高等优点，因此在有机合成中得到了广泛的应用。
PTC反应的催化剂通常是季铵盐类化合物，如十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）等。
这些催化剂具有良好的溶解性和亲水性，可以在水相和有机相之间形成一个界面，使得反应物可以在两相之间传递。
在PTC反应中，催化剂的作用是将水相和有机相中的反应物转移至另一相中，从而促进反应的进行。
催化剂通常以亲水基团为主，如季铵盐类化合物中的阳离子部分，可以与水相中的阴离子形成离子对，从而在水相中形成一个亲水性较强的界面活性剂。
这种界面活性剂可以将有机相中的反应物转移到水相中，使得反应物可以在水相中与水溶性的试剂反应。
反之，催化剂也可以将水相中的反应物转移到有机相中，使得反应物可以在有机相中与有机溶剂中的试剂反应。
PTC反应在有机合成中的应用非常广泛，可以用于各种类型的反应，如酯化反应、烷基化反应、芳基化反应、醚化反应、烯烃化反应等。
其中，酯化反应是PTC反应中应用最广泛的一种反应。
在酯化反应中，PTC催化剂可以将酸和醇转移到另一相中进行反应，从而促进酯化反应的进行。
此外，PTC反应还可以用于合成具有生物活性的化合物，如药物、农药等。
例如，PTC反应可以用于合成抗癌药物紫杉醇的前体分子，从而为紫杉醇的生产提供了一种有效的方法。
总之，PTC反应是一种在有机合成中应用广泛的催化反应。
它具有反应速度快、反应条件温和、反应产物纯度高等优点，可以用于各种类型的反应，如酯化反应、烷基化反应、芳基化反应、醚化反应、烯烃化反应等。
PTC反应的应用可以为有机合成提供一种有效的方法，为合成具有生物活性的化合物提供了一种新的途径。
相转移催化在有机合成中的应用进展
相转移催化在有机合成中的应用进展吴伟斌（化学与化学工程学院应用化学102班）摘要：在有机化学反应中，由于相转移催化反应产率高，反应条件温和，选择性高，操作简单，已经成为一种应用非常广泛的合成方法。
为了解决相转移催化反应中存在的相转移催化剂回收等问题,人们针对性地进行了大量研究, 且取得了一定的成果。
本文就相转移催化反应在有机合成中的应用进展作了综述。
关键词：相转移催化；有机合成；进展Abstract:I n organic chemistry reaction, the phase transfer catalytic reaction yield high, mildreaction condition, high selectivity, simple operation, and has become a widely usedsynthetic method. In order to solve the phase transfer catalytic reaction of existing in thephase transfer catalyst recovery and so on, and people targeted on a lot of research, andhave achieved some results. In this paper the phase transfer catalytic reaction application inorganic synthesis were reviewed.Key words: Phase transfer catalytic, Organic synthesis, progress1 前言相转移催化反应是20世纪70年代发展起来的有机合成新方法。
它是指用少量物质作为一种反应物的载体, 将此反应物通过相界面迁移至另一相, 使反应得以顺利进行的过程, 此种物质称为相转移催化剂( Phase Transfer Catalysis, 简称PTC)。
试述有机合成中的相转移催化作用
作 用从 应用优 势以及具体措 施两个方 面进行 了简要 分析论述 。 能 够在 实 际反应 中较 为 合理 高效 ，促使 其转 移更 为适 宜 ，最 终
关键 词 ：有机合成 ；相转 移催 化 ；优 势
的 产物 也能 够具 备理 想 的纯 度 ，降 低一 些副 产物 的 出现 几率 ，
有机 合成 中相转移 催化 的应用 比较 常见 ，其主 要作用 就是 提升 作用价值 。
想 的促进 优化效 果 。在 相转移 催化 作用 中 ，其 能够将 一种有 机 实 际应用 范 围 比较 广 ，可以 实现 对于 烃基 的有 效 引导转 移 ，如
分 子从 一相转移 到两 外一相 中 ，进而也就 能够 提高 了发生有机 此也就 能够 促使其相 转移 催化更 为高效 ，产量也 能够得 到 明显
（５）制 备异氰 酸酯 中相转 移催化 的运 用 。在 原有异 氰酸 酯
合成 ，进 而也 就 必然 会造 成较 大的 限制 ，不利 于有 机合 成价 值 的制备过 程 中，采用 Ｈｏｆｍａｎｎ重排是 比较常 见的一个类 型 ，其 存
的提升 。通过相 转移催 化的运 用 ，其能 够 明显 促使不 能够发 生 在的一 个重 要问题就 是产物 的 回收率 比较低 ，难 以实现 有效 量
反 应 的物 质进行 反 应 ，如此 也就 能够 实现 新 的作 用价 值 ，有 助 产 ，借助 于相转移 催化 ，能够 较好 促使其 在低 温下 反应 ，避免 了
于促 进有机 合成的发展 创新 。
水 解等 问题 的 出现 ，明显提 升产率 。
（４）节能 经济效果 突 出。对于 有机 合成 中相转移 催化 的有 ３结 语
的一 个 方 面 ，其 具备 着较 为 突 出的作 用价值 ，应 该在 有机 合成 能 够表 现 出较 强的 实 际生产 效益 。在 这种 亲 核取 代反 应过 程
相转移催化剂在有机化学中的应用
相转移催化剂在有机化学中的应用摘要：在有机化学中，特别是有机合成中，经常会遇到非均相反应，比如说有机相与水相，液相与固相等。
这类反应的缺点是速度慢、产率低。
直到相转移催化剂的出现才解决了这一难题。
它使非均相转化为均相反应，加快了反应速率，缓和反应条件，简化操作过程，提高了选择性，不论是实验室还是工业生产都得到广泛应用，得到人们越来越多的关注。
本文简单介绍了相转移催化剂的种类及催化原理，重点介绍了各类相转移催化剂在有机化学中的应用，并介绍了相转移催化剂的新进展。
关键词：相转移催化剂；有机化学；应用0前言相转移催化剂可以使非均相转化为均相反应，加快了反应速率，缓和了反应条件，简化了操作过程，减少了副反应，从而提高了选择性，不论是实验室还是工业生产都很适用，受到人们越来越多的关注、研究和应用。
随着相转移催化作用研究工作的不断深入，其应用日渐广泛。
1相转移催化剂的种类及催化机理多数的相转移催化反应要求催化剂把阴离子转移到有机相中，除此之外，还有些催化剂是把阳离子或中性分子从一相中转移到另一相中，按此不同，赵地顺等人将催化剂分为以下几种：鎓盐类，如季铵盐等，它们发挥作用的是季鏻或季铵阳离子Q+，Q+离子和试剂阴离子Nu-络合成离子对Q+Nu-，并利用这些阳离子自身的亲油性将试剂阴离子带进有机相；包结物结构类的相转移催化剂，如环糊精、冠醚以及近年来发展的杯芳烃等，这类催化剂均含有分子内的空腔结构，通过与反应物分子形成氢键、范德华力等，从而形成包结物超分子结构并将客体分子带入另一相中释放，进而使两相中的反应得以发生；开链聚醚类相转移催化剂，如聚乙二醇及其醚类等，与冠醚、环糊精类相似，它们也可以与客体分子形成超分子结构，不同的是开链聚醚类是”柔性”的长链分子，可以折叠、弯曲成合适形状结构与大小不同的离子配合，从而应用更广泛；其他类，如反相相转移催化剂、三相催化剂、离子液体、杂多酸类等。
相转移催化剂种类繁多，分类方法也是多种多样，其中以鎓盐类、包结物类、聚乙二醇类相转移催化剂为主。
相转移催化反应机理及应用
N 缩合反应如[ 8] : 2C 6H 5 CHO
Bu4 N + CN50% CH 3 O H- H 2O
[ 9]
C 6H 5 C H ) C OH O
C6 H 5
应、 亲核取代 反应、 消除反应、 缩合反应、 加 成反应 等, 而 PEG 和冠醚类催化剂则用于有机氧化还原反 应较多. 烷基化反应如[ 6] : CH 2 ( COOEt) 2 + C2 H 5 I C 2H 5 CH ( COOEt ) 2
N a2 S( 熔融 ) , 200 e [ N Bu4] + Br - 或冠醚
NO2 Cl Cl
KCN, CH Cl3 , [ NBu4 ] + Br 85 e , 2h
+
+
-
Cl Cl NO2
Cl Cl
均相进行 , 同时也提高了 M nO4 的氧化活性 . 固体 KM nO4 能直接与 冠醚络合 , 故反应可 在固液相 进 行. 除 MnO4 外,dies on Mechanism and Application of the Phase Transfer Catalytic Reaction Chai L anqin, Dong W enkui
( Ch emical Engineering College, Lanzhou Railw ay U niversit y, Lanzhou 730070, China)
相转移催化反应机理及应用
柴兰琴, 董文魁
730070) ( 兰州铁道学院 化工学院 , 甘肃 兰州
*
摘 要 : 综述了在不同催化剂结构下所 遵循的 相转 移催化 反应 机理 , 包 括季铵 盐类 、 聚 乙二醇 类及 冠醚类 催化 机 理 , 以及相转移催化在有机合成中的应用 , 如亲核取代反应 、 加成反应 、 缩合反应 、 氧化还原反应等 . 关键词 : 相转移催化反应 ; 机理 ; 有机合成 中图分类号 : O621. 3 文献标识码 : A
相转移催化在有机合成中的应用
相转移催化在有机合成中的应用摘要：本文介绍了相转移催化的优点，相转移催化剂的种类以及在有机合成反应中的应用。
主要介绍了相转移催化在亲核取代反应、亲核烃基化反应、烯烃与氢卤酸的加成反应、消去反应以及利用Hofmann重排制备异氰酸酯反应。
关键词：相转移催化，有机合成Phase Transfer Catalysis in Organic Synthesis Abstract: This article describes the advantages of phase transfer catalysis, phase transfer of the type of catalyst, as well as in organic synthesis reactions. The phase transfer catalysis in nucleophilic substitution reactions, nucleophilic alkylation, the olefin and hydrohalic acid addition reaction, elimination reaction and the preparation of isocyanate-reactive using Hofmann rearrangement.Key words: Phase Transfer Catalysis, Organic Synthesis1相转移催化简介相转移催化作用是指一种催化剂能加速或者能使分别处于互不相溶的两种溶剂（液－液两相体系或固－液两相体系）中的物质发生反应。
反应时，催化剂把一种实际参加反应的实体（如负离子）从一相转移到另一相中，以便使它与底物相遇而发生反应。
相转移催化是20世纪六十年代后期出现的一项技术相转移催化的方法，不需要特殊的仪器设备，也不需要价格昂贵的无水溶剂或非质子溶剂。
并且反应条件温和，操作简便，副反应少，选择性高，利用相转移催化，能使许多在一般条件下反应速度很慢或不能进行的反应，大大提高反应速度而顺利进行。
相转移催化剂的应用
30
五、影响相转移催化反应的因素
反应物的结构
试剂的性质
催化剂的种类 反应溶剂
影响较大
反应温度
1、相转移催化剂的影响（种类、结构）
SK
+ PTC n-C8H17Br
S- C8H17-n
31
催化剂
(n-C4H9)4NI (n-C4H9)4NBr (CH3)4NBr C6H13N(C2H5)3Br C12H25N(CH3)3Br (n-C4H9)4PCl
4
R：一般为C2~C16之间的烷基，总碳数＞12或＞16 一般总碳数：15 ~ 25之间较好（总碳数的多少，决
定亲脂性）
13
优点2：R中含有特殊官能团时，效果更好。
如：OH- 水化作用强，不易进入有机相，若R 中 含有基团能与OH 作用，则萃取能力大增。
+ R3N
H2 C
H C
O- O
HH
R' β-OH 易与 OH- 形成氢键， 使难萃取的 OH- 进入有机相。
O
K+
CN -
O
O
O
18-C-6
RBr + KCN
RCN + KBr
+ + 18-C-6
Br(CH2)12Br KCN
NC(CH2)12CN KBr
17
18-C-6与钾离子的作用图示
18
18-C-6在不同介质中的结构图示
19
（3）冠醚作为PTC的特点
Ⅰ. 易与无机盐离子络和，促使固体反应 物进入有机相，实现S-LPTC。
41
底物酸性与碱的选择：
（1）NaOH水溶液（50%~60%）/R4NX： 使pKa为22~25的底物去质子化。
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Me2SO4/50%NaOH/TBAI 33 , 18h
CH3 Ph C CH3 OCH3 (85%)
可制备多种酚醚，如在黄连素的生产中，甲
基化一步采用相转移催化法后，避免了 Cannizaro副反应，使收率提高了25%，单耗 降低了37%，三废排放减少三分之一。
CHO OH (CH3)2SO4 OCH3
四、生产应用与操作技术
1．C-烷基化
传统：强碱催化下的无水操作 新技术：采用相转移催化技术
优点：提高收率，简化工艺操作，安全生产
CH2CN BrCH2(CH2)2CH2Br
NaOH 无水
CN C
H /H2O
COOH C (66%)
CH2CN ClCH2(CH2)2CH2Cl
TEBA 50% NaOH
若（ A ）、（ B ）反应中用量相同，（ A ）
的催化反应速率比（B）大3.5倍。
H CH OH (A) C CH3 N(CH3)2 Br C12H25 (B) CH2 H C CH3 N(CH3)2 Br C12H25
2．催化剂用量 一般在0．5~10%之间 ，下列情况时需增加用量：
①反应中释放碘离子，并与鎓盐在有机相中紧密 结合 ②反应物活性低 ③反应试剂容易引起副反应 ④希望多官能团的反应物发生选择性的反应 3．其他因素 搅拌 非均相反应，存在传质过程，搅拌良好 可缩短反应时间 加水量 烷基化试剂
一、相转移催化的原理
C8H17Cl
有机相
NaCN
水相
C8H17CN
有机相
1
NaCl
水相
1
C8H17X
Q CN
C8H17 CN
Q X
有机相 相界面
NaX
Q CN
NaCNቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Q X
水相
条件一： 有一个互不相溶的二相系统， 其中一 相（一般是水相）含有亲核试剂的盐类； 另一相为有机相，其中含有与上述盐类 起反应的有机作用物。 条件二：
催化剂
(CH3)4NBr (C3H7)4NBr (C4H9)4NBr (C4H9)4NI (C4H9)4NCl (C2H5)3C6H5CH2NCl (C2H5)3C6H5CH2NBr (C4H9)4NHSO4
英文缩写名
TMAB TPAB TBAB TBAI TBAC TEBAC TEBAB TBAHS
33
30
50
19
2．O-烷基化（生产醚类产品）
传统： Williamson法 新技术：PTC法用NaOH水溶液季铵盐催 优点：缩短反应时间、提高收率，操作简单
NaOH水溶液 Bu4NHSO4
n C4H9OH
n C6H13Cl
n C4H9
O C6H13 n
可用于硫酸二甲酯
CH3 Ph C CH3 OH
阴离子（CN—）一定要与Q+形成离子对 并且必须萃取入有机相。
二、相转移催化剂
1．相转移催化剂的要求 具备形成离子对的条件 ; 或者能与反应物 形成复合离子。 有足够的碳原子，以便形成的离子对具 有亲有机溶剂的能力。 R 的结构位阻应尽可能小， R 基为直链居 多 稳定并便于回收
2．常用的相转移催化剂 鎓盐类、冠醚和非环多醚三大类 （1）鎓盐类: 中心原子、中心原子上的取 代基和负离子三部分组成。价廉，毒性 小，应用广泛，其中季铵盐（R4N+X—） 应用最广
催化剂
(C8H17)3NCH3Cl C6H13N(C2H5)3Br C8H17N(C2H5)3Br C10H21N(C2H5)3Br C12H25N(C2H5)3Br C16H33N(C2H5)3Br C16H33N(CH3)3Br (C8H17)3NCH3Br
英文缩写
TOMAC HTEAB OTEAB DTEAB LTEAB CTEAB CTMAB TOMAC
40%NaOH/PhH TEBA
CHO OCH3 NaOSO2OCH3 H2O OCH3
需要指出：
在相转移反应中，使用碘代烷效果不好
①碘代烷价格高； ②碘离子在非极性溶剂中与季铵盐阳离 子选择性地形成离子对，妨碍了生成铵 的醇盐，结果使反应变慢或停止。
应用实例 dl-扁桃酸的合成
血管扩张药环扁桃酸酯、滴眼药羟苄唑等中间体
（2）冠醚类 也称非离子型相转移催化剂， 它具有特殊的复合性能
1
C8H17Cl
有机相
KCN
18- 冠-6 1
C8H17CN
有机相
KCl
水相或固相
O O
O K O
O O CN
水相或固相
O O
O
O O
O O
O
N O O O O O O N
[2.2.2]穴状化合物 (Cryptate)
O O
O
18-冠-6
可用于卤化、烷基化、缩合、氧化、还原、消 除、水解等。KF、KMnO4 催化剂小结
鎓盐类具有适应性广（对阳离子选择性小）、 价廉，毒性小等特点，应用最广，可用于液-液、 液-固体系； 冠醚对阳离子的选择性大；适应性广 非环多醚类 稳定性好、合成方便等优点
三、主要影响因素
1．催化剂的选择 考虑季铵盐的水溶性与形成离子对后的 脂溶性
第八章 相转移催化技术在 药物合成中的应用
制药工程教研室 李丽娟
工作任务：
采用相转移催化技术合成药物及中间体
学习目标：
1.了解相转移催化反应的原理 2.熟悉常用相转移催化剂、影响相转移催化 反应的主要因素 3.掌握典型相转移催化技术的操作方法 4.了解相转移催化技术在科研与生产中的应 用与发展。
CN C
H /H2O
COOH C (90%)
提高反应的选择性
R CH2CN (A)
CH3I
RX (B)
C2H5Br
CHCN R (C)
C R
CN
C6H5CH2Cl
NaNH2/NH
3
PTC*
NaNH2/NH
3
PTC*
NaNH2/NH
3
PTC*
A
21
5
15
6
29
22
B
C
50
19
89
4
70
15
90
4
O
二环己基18-冠-6
（3）非环多醚类 非离子型表面活性剂。中性配 体，具有价格低、稳定性好、合成方便等优点 聚乙二醇：HO（CH2CH2O）nH 聚乙二醇脂肪醚：C12H25O（CH2CH2O）nH 聚 乙 二 醇 烷 基 苯 醚 ： C3H7—C6H4—O （CH2CH2O）nH 折叠成不同大小的螺旋型结构，与不同直径的 金属离子复合 固定到载体上 “三相催化”是新合成技术 优点：固相催化剂可在反应结束后过滤除去， 操作简单，可回收套用，分离纯化简便等。