碘催化下酯交换反应的研究

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碘催化下酯交换反应的研究

王春杰李晓萌贾林果杨鹏坤

(周口师范学院化学化工学院河南周口466000)

摘要本文研究分子碘、酸作为催化剂，采用不同的醇与乙酸乙酯反应，实验表明，碘能有效地催化在酯交换反应，醇的反应顺序：叔醇、仲醇、伯醇，并对实验结果进行了初步分析。

关键词碘乙酸乙酯酯交换醇

中图分类号：T Q426文献标识码：A

T r anse st e r i f i cat i on r e act i on C at al yze d by I odi ne

W A N G C hunj i e，LI X i a om eng，J队L i nguo，Y A N G Pengkt m

(C hem i st ry D epar t m ent of Z houkou N or m a l U ni ve r s i t y，Zhoukou，H e’nan466000)

A bs t r act I odi ne-ca t al yze d and aci d c at al yzed t r anse st e r i f i c at i on r ea c t i on w er e s t udi ed us i ng et hyl a ce t a t e w i t h a l c ohol s

I n t he paper．T he r e sul t s w a s di s c l os ed t ha t i odi ne w a s an ef fi c i ent ca t al ys t f or es t er-exchange r eact i ons，t he r ea ct i on

act i vi t y of al cohol i ncr eased i n or d er of t er t i a r y al co hol，s econdar y al coh ol，Pr i m ar y

al cohol，The exper im ent al r e sul t s ar e pr el i m i nar y anal yze d．

K ey w or ds I odi ne；Et hyl a ce t a t e；Tanse st er i fi ca t i on；A l c ohol

酯是有机化学中重要的中间体，通常酯的合成是酸碱催化下酰卤、羧酸酐或羧酸和醇反应制备，但存在毒性、污染、多官能团化合物的反应选择性较差以及副反应等缺点；∞酯交换作为一种温和的合成酯的方法，但由于反应可逆，难以高效反应，但各种酸性、碱性(包括胺类)催化剂、分子筛、酶类能对酯交换反应起催化作用。@近年来碘作为一种温和的Lew i s酸催化剂在催化有机合成领域中应用广泛，@∞该类型的反应具有条件温和、易于操作、反应的产率高或选择性高、反应过程稳定、环境友好、原材料价廉易得等优点，对于绿色化学、合成化学以及新型催化反应的研究具有重要的意义。

本文主要研究碘、酸作为催化剂，在其他实验条件相同情况下乙醇、正丙醇，异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇、2．戊醇与乙酸乙酯反应酯的收率。

1实验部分

1．1实验原理

O

AO／＼+R。H—Iz或H—rS04。_H，。∞R+cH，c脚。H

1．2仪器和试剂

D F．10I S集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市英峪高科仪器厂)；电子分析天平(北京赛多利斯天平有限公司)；M Y B 型调温电热套(巩义市英峪高科仪器厂)，傅里叶变换红外光谱仪(N i col et6700)：M．22有机合成制备仪等。

碘(中国医药公司北京采购供应站)；乙酸乙酯(中国派尼化学试剂厂)；其他主要试剂均采购于天津试剂一厂，以上试剂均为分析纯。

1．3实验方法

在装有磁力搅拌子、滴液漏斗和回流冷凝管的100m L的三颈瓶中加入0．2m ol正丙醇和4滴硫酸或0．29碘，在滴液漏斗中加入0．1m ol乙酸乙酯。通冷凝水，调节集热式恒温磁力搅拌器，待温度达到40℃时，开始滴加乙酸乙酯，维持反应6h，再室温搅拌3h。将反应所得的粗产物分别用饱和的碳酸钠，饱和氯化钠，饱和氯化钙洗涤，用无水硫酸镁(1．59)干燥过夜，对其常压分馏，收集沸点100—103℃馏分。对产品进行红外表征，经红外分析产品为乙酸正丙酯。计算收率。

将0．2m ol异丙醇、正丁醇、叔丁醇、正戊醇换成0．2m ol正丙醇重复上述实验步骤，分馏后收集相应沸点馏分，并对产品进行红外表征和红外分析。经过分析产品均为目标产物。

2结果与讨论

2．1催化剂对酯收率的影响

表1催化剂对酯收率的影响

由表1可以可知，在相同条件下，以硫酸做催化剂的收率比碘做催化剂的收率稍低，碘作为L e w i s酸，有利于酰氧键的断裂，从而导致催化活性而生产新的酯，而质子酸做催化剂有利于烷氧键的断裂；酯交换合成酯相比较以相应的酸和醇缩水合成酯⑦的收率要低，这可能因为酯交换本身是可逆反应。

2．2醇的反应活性

表2醇对酯收率的影响

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由表2可以可知，在碘的催化下，其他实验条件相同，伯醇与乙酸乙酯进行酯交换的收率要稍高，而叔醇与乙酸乙酯进行酯交换的收率最低。这与碘催化酯交换是酰氧键的断裂有关，醇中氧原子电子云密度越大，空间位阻越小越有利于酰氧键的断裂，表2可知正丁醇和正丙醇与乙酸乙酯的反应收率差别不大，而正丁醇和叔丙醇与乙酸乙酯的反应收率差别很大，这与叔丁醇中氧原子空间位阻很大有关。在酸催化下叔醇、仲醇与乙酸乙酯的反应收率也比伯醇低很多，可能是由于在酸催化下叔醇脱水所致。

3结论

(1)碘作为一种温和的催化剂，能有效地催化在酯交换反应，具有条件温和、产率高、处理简单等特点，在酯交换合成酯方面有很大的应用前景，我们也不断进行这方面的研究。(2)在碘的催化下，与相同的酯发生交换反应时，伯醇的反应活性优于仲醇，叔醇的酯交换产率比较低。

★基金项目：周口师范学院加13年实验室开放项目(K201328)

注释

①G r ee n T．W．W ut s P．G．M．Pr ot e c叶e G r oup s i n O r g ani c Synthes i s[M]，

3r ded；W H ey：N e w Y ork，1999．

②邢其毅，徐瑞秋，周政，裴伟伟．基础有机化学【M】．高等教育出版社，1994：

592-593．

⑤O t er a J．Transes ter if i cat ion[J]．Chem．Rev．1993(93)：1449．1470．

④吕铁梅，吴范宏．选择性碘内酯化反应的研究进展【M】．有机化学，2003．23(8)：

763-769．

⑤B i s w as A．Sel l ing G A ppel l M．W oods K．K．W i ll ett J．L．B uchanan C．M．

I od i ne cat al yzed e st e r i W c at i on of∞U l l l o∞啪i鸣r e duce d l eve ls of s olvent

【J】．T e ahedron Lef t。2003“7)：4755-4757．

⑥Sam aj dar S．B as u M．K．B ecker EEB a ul k B．K A new m ol ecul ar i odi ne-cam-

l yzed t h i ok e t al i z at i o n of c ar bon yl com pou nds：s el ecfi vi t y a nd sc opeⅡ】．Tet ra-hcd r on Let t。2001“2)：4425-4427．

⑦孙志忠，侯艳君，马东升．半微量有机化学实验【M】．哈尔滨地图出版社，2005：

129．131．

(上接第13页)时和其他的学科的课时相比，就少了很多，导致其理论课时的减少。(2)体育理论知识教学没有得到教师和学生的足够重视。(3)体育教师选择的教学内容和学生的需求不相符，应选择与学生毕业后就业和就业的重要性相关的知识。

2．4缺乏高职体育教育的相关设施

有些高职院校的经费短缺，使其没有配备完善的体育教学的场所和体育教学的配套设施。而且有的高职院校的教学材料缺少时代的气息，体育教学的软件跟不上现代化的发展。

3以就业为导向的高职体育教育原则

以就业为向导的教学和职业技能培训是不等同的，以就业为导向的教学是以知识和能力以及素质合并的教学。高职体育教育作为高职教育的重要组成部分，其教育的改革方向应以就业为导向为主要的发展方向。体育教育的改革要遵守以下原则：(1)系统性原则。体育教育的改革是一项庞大而发展的系统工程，其改革的方向必须与我国国情相符，适应现代化的发展，为社会服务，培养出国家发展所需的人才。(2)健康性原则。体育教育作为一门培养学生训练身体、树立健康的观念，达到身体健康、心理健康和社会适应能力的综合教育。

(3)适应性原则。教师在体育教育是选用的教学方法和理论知识要和企业的需求相适应，以便学生在毕业后可以将所学的体育技能和理论知识运用到企业中去，促进企业文化的进步，使企业的体育文化更加有活力。(4)目标性原则。体育教育必须要有目标性，传授学生的体育教学内容是为了让学生在毕业后，可以将所学的知识在企业中展现出来，使学生能够得到企业的认可。(5)灵活性原则。每个学生在身体、心理等方面都有很大的不同，高职体育教育的进行改革时，既要与大多数的学生的需求相符，也要将少数学生的需求考虑进去，所以需要运用灵活的教学方式，全面培养学生。(6)综合性原则。学校作为一个小型的社会，是学生走向社会的一个过渡的综合的培训场所，即培养学生的专业知识和技能，同时培养满足社会需求的具有综合素质的人才。

4以就业为导向的高职体育教育改革的措施

4．1转变高职体育理念

高职体育教育是高职学生接受体育教育的最后阶段，所以这个阶段的体育教育有着重要的任务，就是树立学生终身锻炼的理念。圆高职学生在就业后，将要面对的问题有很多，其中就需要面对劳动强度大和缺乏锻炼身体的时间，所以要重视高职体育教育培养高职学生毕业后终身锻炼的能力，并以职业的需求为出发点，培养学生终身锻炼的能力和习惯。

4．2以职业特点为基础进行高职体育教育改革

高职教育设置的专业很多，但大部分和学生今后的就业相差甚远。以就业为导向的高职体育教育改革，能够帮助学生提高在今后职业中的适应能力，所以高职体育教学应从高职学生所从事的职业特点出发，分析每一个体育专项特点，了解学生毕丘岳所从事的职业对身体的要求，从而根据实际需求对课程进行制定，合理安排教学内容。

5结束语

以就业为导向是高职体育教育改革的宗旨，是为了适应社会发展的需求，提高学生体育锻炼的综合素质，培养出全面发展的技能应用型人才。

注释

①王晖，曹素琴。徐欣．基于就业导向的高职院校体育改革Ⅱ】．成人教育，2012

(1)：111．112．

②李风威，赵乐发．体育专业学生就业模式探索与研究【J】．理论界，2012(1)：

193．194．