油脂化学反应(Ⅴ)-酯交换与酯缩合反应
2021-09-10聂小安蒋剑春
四川化工 2021年4期
李 科 聂小安,2 蒋剑春,2
(1.中国林业科学研究院林产化学工业研究所,江苏南京,210042;2.中国林业科学研究院林业新技术研究所,北京,100091)
酯基是甘油三酯(油脂)分子中最为重要的基团之一。所涉及到的反应也极多,比如文献1中所述的水解[1]、文献2中所述的酯化等反应[2]。我们将他们归于酯的分解及合成等反应更便于理解。而有关于酯的交换与酯缩合,它们在机理上则更为接近,尤其是一种酯酯交换的机理和酯缩合机理都是通过烯醇负离子来完成的,所以本文将它们归为一类反应不仅更为合理,也更便于理解记忆。另外,有关酯的转移[3]及氨解所涉及的反应不多,故也放在本篇中一并讲述。
1 酯交换反应
酯交换是酯与一种酸、醇或另一种酯发生酯基交换并生成新酯的化学反应,也叫转酯反应。根据酯交换的不同对象又可被分为酸解、醇解和酯酯交换三种反应类型。
1.1 醇解
酯在催化剂作用下与醇交换烷氧基生成新酯和醇的反应叫醇解。随着脂肪酸甲酯在材料[4,5]及生物柴油[6]方面的应用受到了空前的关注,根据反应采用催化剂及工艺的不同有着不同的化学机理,现主要有酸催化反应机理、碱催化反应机理、超临界反应机理及酶催化反应机理(离子液体一般属于酸碱范畴)[7]。
其中酸催化机理(以甲醇的醇解反应为例)如下:

首先是酯的羰基在酸性条件下被质子H+攻击并形成碳正离子C+;此时甲醇上的氧原子亲核攻击带正电的C原子并形成中间体;……
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