有機合成中的相轉移催化作用

石 琢，劉 暢，鄭必強，童永彬，張鵬宇

（浙江大洋生物科技集團股份有限公司，浙江杭州 310000）

有機合成中的相轉移催化作用

石 琢，劉 暢，鄭必強，童永彬，張鵬宇

（浙江大洋生物科技集團股份有限公司，浙江杭州 310000）

隨著國家建設發(fā)展的不斷推進，人們的生活水平得到很大程度的提高，化工行業(yè)得到前所未有的發(fā)展。在這樣的基礎上研究有機合成物中的轉移催化作用，需要從相應的操作原理進行分析，進而給出具體的應用。

有機；合成物；相互轉移；催化作用

Abstract：With the continuous development of national construction and development，people’s living standards have been greatly improved，the chemical industry has never been developed.On this basis，the study of the transfer of organic compounds in the catalytic role，need to be analyzed from the corresponding operating principle，and then give a specific application.

Key words：organic；synthesis；mutual transfer；catalysis

最早對有機合成物中相轉移催化作用進行研究的時間為1947年，Wittg發(fā)現(xiàn)在無水乙醇中發(fā)生了烷基化反應，其中少量的三苯甲基和芴化物離子能夠經(jīng)過配對，形成四甲銨陽離子，并對整個化學反應有較大的促進作用。然后經(jīng)過后續(xù)研究人員的不斷努力，相轉移催化作用成為了異相反應中的一種，為有機合成物的反應做出了積極貢獻，具有極高的應用價值。

1 理論基礎

1.1 轉化原理

化學發(fā)生反應的過程都伴隨著相關原理的支持。有機合成物中的相轉移催化原理，是在兩種不相容的液體基礎下發(fā)生的化學反應。其中一種液體為水相內(nèi)具有水溶性鹽的混合物，另一種是有機相，其中具有發(fā)生反應的有機物。讓有機分子與進攻試劑進行接觸是促進反應形成的主要條件。在進行化學反應的過程中，由于兩種溶液互不相溶，使得接觸反應不能進行充分接觸，降低了化學反應的發(fā)生率和反應產(chǎn)生量。

1.2 反應條件

溶液。要想進行化學反應，首先需要滿足化學發(fā)生的條件。如果對應的化學物品為溶液時，相應的反應底物就經(jīng)常被當做有機相使用，這個過程有很多有機溶液可以被使用，但是他們的水溶較小，發(fā)生化學反應的幾率較小，從而能夠保證離子對不會發(fā)生水合作用。如果對應的相轉移離子對有著較強的親油性，實驗者就可以采用正庚烷或是苯作溶劑來進行，防止離子對隨著水相進入有機相的量較少的現(xiàn)象發(fā)生。例如：在TBAB和TCMAC等相互轉移催化劑中發(fā)生化學反應的時候，其中的二氯化鉀和氯仿溶液劑有利于離子對順利的進入到有機相中，加快了化學反應速度，起到了一定的催化作用。但是在進行催化的過程中加入了氫氧化鈉，為了防止發(fā)生其他反應，就應該停止對氯仿溶劑的使用。

相轉移催化劑的選擇和用量。要想促進催化作用的產(chǎn)生，就需要對轉移催化劑進行選擇，對相應的用量進行控制。對于中性介質(zhì)來說，它的相轉移催化劑需要具有十五個碳原子的物質(zhì)，在酸性介質(zhì)中，就要選擇四丁基銨鹽或是Aliquat 336，而較濃的堿性溶液，則可以選用TEBA或是Aliquat 336。從通常情況下來說，這樣的催化劑選擇為芐基三丁銨鹽。針對它的用量，一般要控制在1%～3%（y），一旦采用的烷基化劑不活潑，容易引起水解，發(fā)生副反應等情況時，就要采用摩爾量的催化劑來解決這種問題的發(fā)生。這樣用量控制在2mol就大致可以了。

催化劑的攪拌。催化劑在使用的過程中，對它進行合理的攪拌，可以促進催化作用的充分發(fā)揮。因此，在對催化作用進行分析的過程中，還要考慮相應催化劑攪拌問題。如果是在實驗室進行實驗操作，大多可以采用電磁攪拌棒進行操作，這就需要對攪拌速度進行控制。

2 在有機合成物中的應用

2.1 氧化反應

就氧化反應而言，它經(jīng)常發(fā)生在小型化工企業(yè)的生產(chǎn)中，這樣的反應多需要相轉移催化反應的支持。發(fā)生氧化反應的主要試劑有 MnO4，k2Cr2O7，CrO3，NaCLO，H2O2等，但是它們在應用時對應的溶解度較小。因此，需要在操作的過程中加入季銨鹽，也可以說是MnO4離子和R3NR離子，形成相應的離子對，從而將MnO4離子帶入有機相中。在進行PTC生產(chǎn)的過程中，常用的催化劑有氯化四丁基磷，氯化芐基三乙胺，氯化三辛基甲胺等。它們的來源可以是操作者按照季銨鹽實驗室制備法進行自制。

在相應的二氯甲烷中，可以采用硫酸氫四丁基胺為反應過程中的催化劑，它可以將重鉻酸鉀與醇氧化，產(chǎn)生所需要的醛酮，反應過程速度快，條件相對溫和，生產(chǎn)出來的芐醇，十六醇，對家芐醇所應用的產(chǎn)量都相對較高，分別為92%，95%，90%。這樣的生產(chǎn)方法提高了生產(chǎn)率，加快了生產(chǎn)速度，但是卻不能應用于所有生產(chǎn)反應。像烯醇或是酸敏感的醇類氧化就不合適。

2.2 烴化反應

烴化反應有較多的種類，常見的有氧烴反應，氮烴反應和碳烴反應等。O-烴反應能夠應用于合成醚或是羧酸酯中，N-烴反應應用于合成氮化物中，C-烴則是應用與形成C—C鍵的主要途徑。進行相轉移酯化反應，需要用羧酸鹽和鹵代烴進行，這樣的生產(chǎn)產(chǎn)率較高，開發(fā)成本較低。相應的催化劑使用，主要是N1N1N1N1-四甲基二胺和碘化鈉加三乙胺。

在進行生產(chǎn)的過程中，常用的烴化劑都為鹵代烷和芐基鹵等，常用的相轉移催化劑為BTEAB和硫酸氫四乙胺。對應的溶劑為堿性水溶液。相轉移催化劑的應用與生產(chǎn)，不僅能夠提高生產(chǎn)效率，而且提高生產(chǎn)質(zhì)量，有利于促進企業(yè)發(fā)展。

3 結束語

對相轉移催化反應在有機合成中的應用問題進行分析，首先需要根據(jù)它的理論基礎進行實驗，促進對溶液選擇的控制，并注意催化劑的選擇和用量等，相應的攪拌速率也同樣影響催化作用。因此，在具體應用過程中，企業(yè)利用這樣的理論進行化工生產(chǎn)，僅要注意上述問題，而且要能夠提高對生產(chǎn)產(chǎn)品的認識，針對不同的生產(chǎn)方式和催化劑，要選擇不同的方案進行操作。

[1] 汪言滿，陳達美，方巖雄，等.相轉移催化在有機合成中的應用新進展[J].廣東化工，2001，（4）：7-8.

Phase Transfer Catalysis in Organic Synthesis

Shi Zhuo，Liu Chang，Zheng Bi-qiang，Tong Yong-bin，Zhang Peng-yu

O621.36

A

1003–6490（2017）09–0182–01

2017–06–28

石琢（1984—），男，黑龍江齊齊哈爾人，工程師，主要研究方向為生物醫(yī)藥。