相转移催化技术在烃化反应中的应用

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
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
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
(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
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
NaCN
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：
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。
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
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

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
（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
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。
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
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源自文库
6
29
22
B
C
50
19
89
4
70
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90
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