酯的合成方法研究

刘 聪

东北大学理学院高分子化学与物理

羧酸酯是一类重要的化工原料 ,它的用途相当广泛 ,可用作香料、溶剂、增塑剂及有机合成的中间体；同时在涂料、医药等工业中也具有重要的使用价值[1]。作为液晶化合物最基本和最重要的中心桥键之一，酯基的合成具有十分重要的意义。在过去很长一段时间里，酯的合成主要是采用一些经典的方法，如酸催化、酰氯法、酯交化法等；随着对各种新的催化剂和有机反应机理的研究，出现了一些新颖的合成方法，如Mitsunobu反应、Steglich酯化法、CAN催化法、Me3SiCl催化法、DBU催化法等等[2]。对这些新的合成方法进行研究，有助于在实验室推广采用更简单、更有效、更温和的方法合成羧酸酯，并进一步实用于工业化生产。 一、经典酯化反应 1、酯化反应机理：

羧酸与醇在催化剂作用下生成酯。例如：

CH3COOH + HOC2H5 HCH3COOC2H5 + H2O

酯化反应是可逆反应。为了提高酯的产率，可采取使一种原料过量(应从易得、 价廉、易回收等方面考虑)，或反应过程中除去一种产物(如水或酯)。工业上生产乙酸乙酯采用乙酸过量，不断蒸出生成的乙酸乙酯和水的恒沸混合物(水6.1%，乙酸乙酯93.9%，恒沸点70.4℃)，使平衡右移。同时不断加入乙酸和乙醇，实现连续化生产[3]。

羧酸的酯化反应随着羧酸和醇的结构以及反应条件的不同，可以按照不同的机理进行。酯化时，羧酸和醇之间脱水可以有两种不同的方式：

ORCOH HOR'(Ⅰ)

ORCOH HOR'(Ⅱ)

R，R’分别是烷基。(Ⅰ)是由羧酸中的羟基和醇中的氢结合成水分子，剩余部分结合成酯。由于羧酸分子去掉羟基后剩余的是酰基，故方式(Ⅰ)称为酰氧键断裂。(Ⅱ)是由羧酸中的氢和醇中的羟基结合成水，剩余部分结合成酯。由于醇

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去掉羟基后剩下烷基，故方式(Ⅱ)称为烷氧键断裂。

当用含有标记氧原子的醇(R18OH)在酸催化作用下与羧酸进行酯化反应时，发现生成的水分子中不含18O，标记氧原子保留在酯中，这说明酸催化酯化反应是按方式(Ⅰ)进行的。其反应机理可以表示如下：

ORCOHHOHRCOHOHRCOHR'OHOHRCOHR'OHOHRCOH2R'OOHRCR'OOHRCR'OORCOR'

-H2O-H

这个机理可以概括如下：

ORCOH+R'OH-HOHRCOHR'OORCOR' H+2O

叔醇的酯化反应经实验证明是按方式(Ⅱ)进行的：

ORCOH+HO2、质子酸催化合成酯

OCR'3RCOCR'3+H2O

在传统的酯化反应中通常采用浓硫酸作催化剂，这是由于浓硫酸价格低廉，催化活性高，易于工业化、连续化生产；但浓硫酸易使有机物炭化、氧化，且选择性差，在二级醇和三级醇的酯化反应中产率低，副反应多，工艺流程长，对设备腐蚀严重，三废处理麻烦。另外，干燥的氯化氢、对甲苯磺酸作为催化剂也被运用到酯的催化合成中[4]。如水杨酸甲酸的合成[5]：

OHCOOH+CH3OHH2SO4OHCOOCH3+H2O

由于浓硫酸作为催化剂存在许多缺点，自1981年黄化民等报道用无机硫酸盐作催化剂以来，不少研究者对催化剂进行了许多研究和报道[1],开发出了一类新型酯化反应催化剂 —固体酸型催化剂，它具有以下优点：催化剂易分离和回收 ,

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不怕水，易再生可重复使用，它包括无机盐超强酸、分子筛、杂多酸、氧化物、高分子载体催化剂等。 3、酰氯酯化法

酰氯酯化法是合成羧酸酯应用最多的方法之一。该方法主要是先将有机酸转变为酰氯，酰氯再醇解得到相应的酯。酰化试剂有新制的二氯亚砜（SOCl2） 、草酰氯(C2O2Cl2)、光气(COCl2)等。在实验室中，比较常用的是采用SOCl2作为酰化试剂。SOCl2酰氯酯法的优点是生成酰氯时的副产物是HCl和SO2，均为气体，有利于分离，且酰氯的产率较高，这将提高下一步反应的活性和产率。其缺点是制备酰氯时需对反应条件进行较严格的控制，如时间、温度等，不易除尽过量的SOCl2，对设备的腐蚀较严重；而且酰氯需要现制现用，整体合成路线长[6]。

酰化和醇解过程中都生成大量氯化氢，因此在反应中加入氯化氢的去除剂，称为缚酸剂，如吡啶、三乙胺(TEA)、DMAP、N,N’-二甲苯胺等。酰氯遇水易发生分解，因此反应必须在无水条件下完成。

如10-十一烯酸(a)是合成不饱和酸胆甾醇酯常用的原料。李佩瑾等[7]以 SOCl2为酰化试剂，N,N’-二甲苯胺作为醇解反应的缚酸剂，75℃下回流8 h得到了10-十一烯酸胆甾醇酯(b)。(b)是一种介晶单体，可与非介晶手性单体十一烯酸薄荷醇酯通过接枝共聚引入聚甲基含氢硅氧烷中，得到具有光化学活性的胆甾相液晶聚合物[8]。

CH2=CH(CH2)8COOH + SOCl2(a)CH2=CH(CH2)8COCl+ HOChol*4、酸酐酯化法

CH2=CH(CH2)8COClCH2=CH(CH2)8COOChol*(b)

该方法一般用于双羧酸官能团物质与单羟基的醇或酚反应，制得单羧酸酯， 且保留一个羧酸，可进一步酯化或酰胺化。但由于酸酐化合物种类较少，限制了它的更进一步应用。

利用酸酐的反应特点，引入带羧酸官能团的柔性链，在合成氢键自组装超分子聚合体中具有特殊的应用。如沈永涛等[9] 以胆甾醇和丁二酸酐为原料合成了丁二酸单胆甾醇酯(AC)，研究探讨了AC自组装液晶特性。

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OOO+HOHOOCCH2CH2COO(AC)

5、低级酯交换法

酯交换反应的实质是酯的醇解。将羧酸与低级醇(如甲醇或乙醇)制备成低级 酯(如甲酯或乙酯)，然后与高级醇在酸性条件下进行醇解。该方法在某些特殊的反应中有着独特的作用，如羧酸的保护与脱保护。但由于该法合成路线较长，成本较高，使得其应用范围较小。在手性中心的合成中，需进行羧酸的保护，设想了下列方案：

ClCH2CH2COOH+***(1) Na/甲苯OH(2)ClCH2CH2COOCH3CH3OHH2SO4ClCH2CH2COOCH3***OCH2CH2COOCH3***OCH2CH2COOCH3+HO***OCH2CH2COOCOOH

在该反应中，设想对羟基苯甲酸既作为反应物，又提供质子，促进反应的发

COOH生(该方案第三步未验证)。 二、酯的合成新方法 1、Mitsunobu反应

官能团的转化在有机合成化学中占了极其重要的地位，我们在合成中经常需要进行官能团转化，构建新的化学键，如 C—O，C—N，C—S，C—C等化学键。而Mitsunobu反应[9]是在偶氮二碳酸二乙酯(DEAD)或者偶氮二碳酸二异丙酯

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(DIAD)和三苯基膦作用下，醇类化合物和酸性化合物发生分子内或分子间脱水反应，形成C—O，C—N，C—S，C—C等键的反应。它最早是在1967年由 Mitsunobu 等[10]发现。Mitsunobu 反应一般是在温和的中性条件下进行的，同时，如果是手性醇参加反应，醇羟基所连碳原子的绝对构型一般会发生翻转，因此，Mitsunobu反应广泛应用于各类天然产物的全合成或化合物的官能团转化，是一个应用范围较为广泛的反应。在这里我们仅仅把它作为一种羧酸缩合成酯的方法进行介绍。

ROOH+R'OHDEAD or DIADPh3PROOR'

近年来，对 Mitsunobu 反应机理研究得比较多[11~13], 美国化学家Varasi等用31P NMR对Mitsunobu反应进行了仔细的研究。结合实验结果。他提出了如Scheme 1 所示的反应机理。他发现，酸性化合物在反应过程中加入的时间不同，反应的机理就有所不同，反应的第一步仍然是 DEAD (1)和三苯基膦(2)进行加成，形成季鏻盐3，当 3 形成时酸存在于反应体系中，或者此时加入酸，季鏻盐3 就会马上发生质子化形成中间体 5。此时加入醇，中间体5就会缓慢的形成鏻盐4，接着发生SN2取代反应并生成产物。当 3 形成时，如反应体系中没有酸存在，此时加入醇，一半季鏻盐 3 会与醇发生反应，形成二烷氧基鏻盐 6，在此时加入酸，剩下的季鏻盐会发生质子化生成 5，而 6 也会很快和酸发生反应生成鏻盐 4，同时释放出一半的醇去和中间体 5 发生反应。在此反应过程中，从 5 到 4 的反应过程非常慢，从 6 到 4的反应过程则非常快。

Scheme 1

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2、Steglich酯化法(DCC-DMAP)

DCC-DMAP催化酸与醇直接在室温下反应[14]，产率高，也能有效地合成具有空间位阻的酯。反应完毕，DCC(碳二酰亚胺)转化为脲不溶于溶剂被洗去[15]。研究发现1-甲基咪唑(MI)-DCC也是有效的催化体系。1-甲基咪唑的价格低，而且几乎无毒。 3、Me3SiCl催化法

Me3SiCl可以催化羧酸与醇反应生成酯，也可以合成具有空间阻碍的酯。可以加入吡啶或三乙胺中和反应生成的酸性副产物[16]。

4、DBU催化法

DBU催化羧酸与醇直接反应，可以促进有空间位阻的酸和氨基酸等与卤代烃 反应生成酯[17]。

自 60 年代DBU(1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯)问世以来，经过30多年的研究，已成为一种非常有用的试剂或催化剂，在消除、异构、缩合、酯化、环合、聚合等多种反应中得到应用[18,19]。其参与反应的特点是反应条件温和、副反应少，产物转化率高，产物选择性专一。尤其是对原料或生成物不稳定的反应，选用DBU 尤为适用。DBU 是一种有开发前途的试剂, 受到了广泛地重视。

DBU 是一个强碱性试剂，但它却是一个弱的亲核试剂, 易与质子结合而不易与碳原子结合, 因此DBU 的应用主要是作为强碱性试剂转移质子, 起到碱或催化剂的作用。DBU 参与反应的特点是, 一般需要等物质的量的DBU ,应用的反应也主要集中在有质子转移的一些反应, 如消除、异构、加成、酯化、醚化、酰胺化、重氮化等反应。

1978年，Ono[17]报道用DBU 催化羧酸、卤代烷进行酯化反应，得到高产率的酯。这种制备酯的方法有反应条件温和、无副反应等优点。一个代表性的例子是在DBU 作用下苯甲酸和碘乙烷反应 1h 后得到苯甲酸乙酯，产率为 95%。

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另一个例子是在DM SO中DBU 催化苄基溴、苯甲酸于30℃下反应10min，几乎得到 100%的苯甲酸苄酯[ 20]。

利用上述方法还可以合成高分子量的聚酯。例如，在 THF 中，间苯二甲酸和间二溴甲基苯经DBU作用反应1h，得到粘度很高的聚合物，产率 90%[20]。而用其他有机碱(如三乙胺、吡啶等)催化均不能得到聚合物。

nHOOCCOOH+nBrBrDBUTHF 1hOCOOOCn

DBU可以催化聚合物进行酯化反应[21]。例如，聚甲基丙烯酸和对溴甲基硝基苯于DMSO溶剂中反应30h，得到聚甲基丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸分子中羧基酯化率高达97%：

CH3CHCHn( )COOH+n BrCH2NO3CH3CHCHn( )COOCH2NO3

DBUDMSO 30h此外，在N-酰基咪唑存在下，用DBU 催化羧酸和叔丁醇反应也生成酯[22]。

NRCOOH + t-BuOHNDBUCO2RCOOBu-t + H2O 用该法制备的苯甲酸叔丁酯、肉桂酸叔丁酯和庚酸叔丁酯的产率分别为 91%、 64%和 68%，都没有副产物出现[22]。 5、羧酸盐与卤代烃反应法(相转移催化法)

羧酸盐与卤代烃反应由于其SN2反应机理，卤代烃常为小分子，如：甲基， 乙基，烯丙基和苄基等。羧酸铯盐和季铵盐的反应效果较好，溶剂采用极性非质子溶剂[23](DMF，DMSO)。

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如邓书平等[24]由苯甲酸钠和氯化苄通过相转移催化法合成了苯甲酸苄酯，考察了几种廉价易得的季铵盐类相转移催化剂的亲核反应性能，筛选出性能较好的催化剂并优化了反应条件。

季铵盐C6H5CH2Cl + C6H5COONa C6H5COOCH2C6H5 + NaCl有机相 水 相 有机相 水相 由苯甲酸钠和氯化苄通过相转移催化法合成苯甲酸苄酯，通过对合成成本的控制，筛选出四丁基溴化铵为合成苯甲酸苄酯反应的相转移催化剂，在n (苯甲酸钠)：n (氯化苄)为1：1.3、反应温度为110℃、反应时间为2.5～3.0 h、催化剂用量为苯甲酸钠摩尔量的6 %、体系pH值为5～6时，苯甲酸苄酯的产率可达83 %以上。

三、Steglich酯化法(DCC-DMAP)

在酯化反应中，最初的酰化催化剂为吡啶，但对于高位阻、低活性的底物，结果往往不理想。1967年Litvinenko和Kirichenko在研究间氯苯胺的苯甲酰化时发现，用 4-二甲氨基吡啶(以下简称DMAP)代替吡啶时，反应速度提高104～105倍。1969年，Steglich和Hofle也发现DMAP和4-四氢吡咯基吡啶(PPY)对制备规模的酰化反应有着极强的催化作用。因此，人们对DMAP的制备方法和应用进行了广泛的研究[25~27], 发现 DMAP 中给电子的二甲氨基与吡啶环的共轭作用，能强烈地激活环上的氮原子进行亲核取代反应，从而提高反应速度和产率。由于其显著的催化效果，被称为酰化反应的“超级催化剂”，并已在精细化工的诸多领域得到广泛应用。

DMAP，4-二甲氨基吡啶，用作酰化催化剂具有如下优点：

a) 反应速度快，与吡啶相比可提高反应速度104～105倍，因而大大缩短了反应时间；

b) 反应条件温和，许多反应可以在室温下进因而既降低能耗又易于控制； c) 反应收率高，对于空间位阻大，反应活性低羟基化合物效果尤为显著； d) 溶剂选择范围广，适用溶剂有苯、甲苯、甲苯、乙酸乙酯、己烷、四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、乙酸酐、吡啶、三乙胺、二甲亚砜等。

DCC， N,N’-二环己基碳二亚胺 ( dicyclohexyl-carbodiimide)，是有机合成和医药制造工业常用的脱水剂，它可以使两个本来不能反应的分子，脱水形成化学

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键。在我国主要用于丁胺卡那霉素和谷光甘肽等产品的生产。由于DCC分子中累积二烯结构使DCC具有很强的化学活性，不仅可以和羧酸、氢氰酸及硫化氢等许多酸性化合物起反应，也可以和其它如醇、胺及含活泼亚甲基等活泼氢一类化合物起反应[28]。

DCC-DMAP酯化法在合成具有空间位阻的羧酸酯的应用上具有不可比拟的优势，不仅反应条件温和，反应时间快，而且产率高。

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1、反应机理

N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)主要用于多肽人工合成过程中氨基酸的缩合。在多肽合成，如Fmoc-固相合成中，是一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基形成酰胺键。为了使羧基更容易接受亲核试剂的进攻，带负电荷的氧原子需首先被活化成一个较好的离去基团，DCC就发挥此作用。同样的，可用脂肪类或芳香类羧酸上羧基的氧原子作为亲核试剂进攻DCC分子中间的碳原子，从而使DCC结合在羧基上，形成一种活性酯结构，这使得醇或酚上的羟基的亲核进攻变得较容易进行。韦长梅等[29]在合成阿魏酸对硝基苯酚酯中，探讨了其反应机理，如下所示：

OCH3CH3O(FA)OCH3CH3OOCH3CH3O(DCU)CONO2+ONHCNHCOCNHNHONO2(DCC)COH+N=C=N

由反应机理可知。DCC 催化的酯化反应是通过DCC先与阿魏酸反应活化阿魏酸的羧基，再与羟基反应生成酯。

DMAP的应用更广泛，不仅可以同DCC一起用于反应中，充当缩合促进剂或催化剂，而且其本身也可催化酰氯酯化反应和酸酐酯化反应，对高位阻、低反应活性的底物有较高的活性，具有用量少、反应条件温和、操作简便、反应时间短、收率高、产品纯度高、没有副反应等优点。

DMAP在酰氯酯化反应中的催化机理表示如下：

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N(CH3)2N(CH3)2+NRCOClR'OHN(CH2CH3)3NOCRN(CH3)2RCOOR'+N+N(CH2CH3)3HClOClH

S. Klemenc[30]研究了DMAP在酸酐酯化反应中的机理，表示如下：

R'

在本文中，重要研究DCC-DMAP联用在酯化反应中的应用。 2、DDC-DMAP催化合成酯的条件初探 1)、溶剂的选择

选择合适的溶剂对于有机合成特别是对于液体单体的合成有着重要的意义。首先要考查溶剂的毒性和成本，一般选用低毒或无毒、价廉易得的溶剂；然后考查羧酸和醇或酚在溶剂中的溶解性，同时还要考查后处理的难易程度。在液晶化合物中，通常由多个苯环、杂环或脂环构成其骨架，随着分子量的增加，环的个数也在不断增加，一般情况下使得化合物在溶剂中的溶解越来越困难，往往很难找到一种常见的单一溶剂使其溶解，这时就需要使用混合溶剂。

针对DCC-DMAP反应体系，综合考查后，可选用以下溶剂，或两种溶剂的混合溶剂：

水溶性溶剂——THF，丙酮，三乙胺，吡啶，乙酸乙酯，N,N-二甲基甲酰胺

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(DMF)，二甲基亚砜(DMSO)；

非水溶性溶剂——二氯甲烷，三氯甲烷，1,2-二氯乙烷，甲苯，

溶剂种类的具体选择与所参加反应的原料有关。在实验前应查阅反应原料的理化性质或进行溶解性实验，大致掌握其溶解范围。如溶剂的溶解性能过强，会使少量的副产物溶解在其中，影响后处理及产物的纯度。如果THF、二氯甲烷在加入助溶剂(一般为吡啶)的情况下能将原料溶解，就不选用DMF和DMSO。通过大量实验发现，在使DMF或DMSO时，产物中会混入少量副产物DCU，分离不彻底。

溶剂的用量：一般以能够溶解反应物为标准，过多的溶剂不但造成浪费，也会使副产物DCU溶解其中，造成分离的困难；但过少的溶剂会造成产物产率的损失。

2)、原料用量和投料顺序

DMAP用量原则：羧酸质量的3%~5%。

投料的基本原则：DCC-DMAP溶解在溶剂中，向反应液中缓慢滴加。 投料顺序和原料的结构有着至关重要的关系。在实验室中，含有不同类官能团或官能团数目大于1的原料进行反应时，投料的顺序是不同的，大致可归纳为以下几种：

1单羧酸化合物和单羟基化合物的反应 ○

n(羧酸)：n(羟基化合物)：n(DCC) = 1.0 ：1.0 ：1.2。

在实际投料过程中，羧酸和羟基化合物的用量可以作一定程度的浮动，根据原料的成本和后处理的难易程度，可适当将其中一种原料过量，这样可以使反应进行得更充分。

这类反应的投料是最简单的。将羧酸溶解在溶剂中加入反应装置，将DCC-DMAP溶解后，缓慢滴加，搅拌0.5h，得到了羧酸活性产物，这时反应体系是混浊的，这是因为活性中间产物一般不溶于常见有机溶剂。最后加入含羟基的化合物。如果羟基化合物溶解性能不好，可加入助溶剂，待其完全溶解后，加入反应装置中。

2单羧酸化合物和对羟基苯甲酸类化合物的反应 ○

n(羧酸)：(羟基化合物)：(DCC) = 1.0：1.2~1.5：1.0。

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一般情况下，对羟基苯甲酸类化合物适当过量，DCC不过量。

由于对羟基苯甲酸类化合物本身既有羟基又有羧基，根据反应机理，如果该化合物在接触到DCC-DMAP后可能发生本体的反应，生成二聚体或多聚体。因此，此类反应需要先将单羧酸化合物溶解在反应装置中，然后滴加DCC-DMAP，反应0.5h后，滴加对羟基苯甲酸类物质(滴加的原因是为了使得羟基能更充分接触DCC活化产物，使得反应朝着设计的方向发展)。对羟基苯甲酸类化合物适当过量，可以促使反应更快速、更彻底地进行。实验证明，此种投料方式基本能控制副反应的发生，产率在90%(按羧酸计算)左右。

3单羧酸化合物和多羟基化合物的反应 ○

n(羧酸)：(羟基化合物)：(DCC) = 1.0：2.5~3.0：1.0。

在实验室，经常遇到多羟基化合物，一般为双羟基化合物，如对苯二酚、对联苯酚等。实验要求一般是得到单酯化合物，保留一个羟基以进行下一步的合成。由于这类化合物在非极性溶剂中的溶解度不大，一般都选用水溶性溶剂。投料时，将多羟基化合物在反应装置中完全溶解，然后加羧酸化合物，剧烈搅拌1h，缓慢滴加DCC-DMAP溶液。由于羧酸和羟基化合物均完全溶解在溶剂中，根据分子在溶剂中的分布原理，羧酸在接触DCC-DMAP形成活性中间物后同羟基的接触几率是不改变的。利用上述原理，采用多羟基化合物在用量上远大于羧酸的投料方式，使得形成单酯的碰撞几率增加，这是分子动力学的优势；再考虑分子反应的热力学，根据反应能垒理论和空间位阻效应，生成双酯的几率被进一步降低。实验证明，长链羧酸基本上不会生成双酯，通过适当的后处理，可以得到纯度很高的产物，产率较高。

4多羧基化合物和单羟基化合物的反应 ○

n(羧酸)：(羟基化合物)：(DCC) = 2.0：1.0：1.0。

实验要求同样是制备单酯化合物，需保留一个羧基。投料时，先将羧酸溶于反应装置，缓慢滴加DCC-DMAP混合液，此时溶液变混浊；然后滴加加入单羟基化合物溶液。由于羧酸和DCC的用量关系，只有一半的羧酸官能团转化为羧酸活性产物，在此转化过程中，滴加速度和搅拌速度至关重要。一般情况下，需缓慢滴加(滴/3秒)，快速搅拌(标准机械搅拌控制400)。这样可保证尽量多的羧酸活化反应只反生在一个羧酸官能团上，而另一个羧酸不参与反应。当然，这只

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是一个几率的问题。最后得到的化合物当中，存在双酯，需要采取重结晶等方式提纯产品。单酯产率在50%以上(按羟基化合物计算)。 3)、反应温度

通过大量实验表明，常温25℃是反应的最佳时间。常温下，溶解性能不理想的原料，可适当加热反应，但温度不宜过高。在制备单体时,由于原料的反应活性较低,可适当提高反应温度。 4)、反应时间

一般反应24h。脂肪酸和醇的反应可缩短反应时间，一般3~12h，芳香羧酸和苯酚类物质的反应可延长时间，一般12~36h。在反应过程中，可采有TLC或红外监测的手段来考查反应完成情况。如采用红外监测，在等当量的DCC反应体系中，可将羧酸的特征吸收峰消失视为反应完成的指标。 5)、后处理

后处理根据所选用的溶剂种类的不同，大致有两种不同的处理方式：

1水溶性溶剂 ○

此类溶剂同水互溶，因此后处理相对简单。反应完毕后，加入5~10mL去离子水搅拌20min，这样可将未参与反应的DCC完全转化为DCU。停止搅拌，抽滤，尽量将不溶物除尽，用溶剂洗涤滤饼，合并溶液；将大部分溶剂旋转蒸发除去，浓缩液投入大量水中，沉淀析出。如果得到油状物，可加入冰水中，或冷冻。粗产品干燥，选用适当的溶剂重结晶。

2非水溶性溶剂 ○

反应完毕后，加入10~30mL去离子水搅拌20min；过滤，除尽不溶物；用溶剂洗涤滤饼，合并滤液。将滤液分别用1mol/LHCl溶液(x1)、2.5%Na2CO3溶液(x2)、去离子水洗涤(x3)。分液后，保留油层，无水MgSO4干燥2h，过滤，将滤液旋转蒸发，除去大部分溶剂，向浓缩液中加入大量甲醇，沉淀展开析出，静置一段时间后，过滤，得到粗产品，干燥，适当溶剂重结晶。 6)、DCC和DCU的红外特征峰

利用DCC的红外特征吸收峰判定反应的进行程度和原料是否处理完全。其结构中含有C＝N，通常在2155－2100cm-1出峰。其红外谱图如下：

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86 84 80 78 76555.929138.6121189.00.46111414.3525.630691.3470101046.551023.81949.57891.5637842.15864.818.22787.39 822659.001629.76%T 70 68 66 62 60 58 562930.57 642853.661449.442115cm

3500 3000 2500 cm-1－1

52 4000 2119.92 54 2000 1500 1000 631.23 500 72.51359146.06371298.563502.51 74538.54477.64

利用DCU的红外特征吸收峰可以判定产物的纯度。

其特征结构是N-H，C=O，γN-H 通常在3540~3125cm-1出峰，γC=O通常在1690~1620 cm-1出峰，峰形较宽，通常出三个峰。其红外谱图如下：

60%T%T%T 40 20 70 60 50 100 80 60 4000 3500 3000 2500 cm-1 2000 1500 1000 500

下图是某个反应进行中，对反应液进行的红外测试。反应已经生成了酯基，但未反应完全，还有DCC的特征峰。随着反应的进行DCC的峰强度慢慢变小。值得注意的地方，即使反应完成后，反应液中也可能残留微量的DCC，因此在反应结束后，需加入少量水将未反应完全的DCC转化为DCU。

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88 86 84 82 801577.72 78 76 741382.46 66 64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 4000 3500 3000 2500 cm-11626.82 68%T2120.60 701467.781297.57 723450.472934.762851.53 2000 1736.44 1500 1221.371174.96 1000 1027.94 500

下图是某个反应产物的红外谱图，红外谱图中出现了DCU的特征峰3330、1627cm-1，可能是由于所用溶剂过多或溶剂的溶解能力太强，将产品溶解的同时也溶解了部分产品。可以用溶解能力较弱的溶剂将产品重新溶解后过滤，因为DCU一般不溶于有机溶剂。

100 98 96 94 92 90 88 86 84%T 82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 4000 3500 3000 2500 cm-1 2000 1500 1000 500

下图是某个反应副产物的红外谱图，红外谱图中出现了目标产物酯基的特征峰1735、1718cm-1。这种产物和DCU分离不好的原因：溶剂过少或溶剂溶解能力较弱，造成产物不能溶解在溶液中，析出，过滤时与DCU混在一起，造成产率的损失。可选用一种溶解能力较强的溶剂洗涤DCU滤饼。

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72 70 68 66 64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 4000 3500 3000 2500 cm-1 2000 1500 1000 500 %T1735,1718cm-1

3、DMAP催化酰氯法

在酰氯酯化过程中，需要加入缚酸剂，一般为吡啶、三乙胺等，既起到助溶、 催化的作用，又可中和反应生成的氯化氢。DMAP作为一种高效的催化剂，在合成高位阻的羧酸酯中具有无可比拟的优势。一般情况下，将DMAP作为催化剂，需要在反应体系中加入缚酸剂三乙胺。选择三乙胺的理由，是DMAP作为碱性试剂，其碱性比三乙胺略弱(DMAP pKa=9.7，吡啶 pKa=5.29， 三乙胺 pKa=10.88)，这样发生反应时生成的氯化氢优先和三乙胺结合，DMAP可以循环催化。如果选择吡啶，氯化氢先和DMAP反应，则起不到催化效果。

刘小平采用4-二甲胺基吡啶催化合成了美欧卡霉素[31]。

于三颈瓶中加入麦迪霉素20g (0.0246mol)，醋酸乙酯60mL (0.613 mol)，DMAP 适量，三乙胺适量，冰浴下，加乙酰氯10mL(0.140 mol)，维持5~10℃，搅拌反应5h左右，然后加热，温度低于60℃，搅拌10h左右，冰水洗至酯层接

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近中性，减压蒸出醋酸乙酯，得固体22.5g(0.0239mol)，收率：97. 4%。

从反应过程可以看出，每酰化一分子，将释放三分子HCl，HCl如不及时从反应体系移走，将与DMAP结合，使其失去催化活性，因此必须在反应体系中加入适量的缚酸剂，以保证DMAP的催化效果，缚酸剂应该选用既溶于反应溶剂碱性又稍强于DMA P的物质。根据试验，三乙胺(pKa= 10. 88)比较合适。 4、应用举例

1)、4-烯丙氧基苯甲酸-4`-十一烯酸对苯二酚双酯的合成 反应方程式：

CH2=CHCH2OCOOCH2=CHCH2OOH+CH2=CH(CH2)8COOHOOC(CH2)8CH=CH2COO

反应过程：

在250mL三口烧瓶中加入2.7g(0.01mol) 4-烯丙氧基苯甲酸对苯二酚单酯，加入150mLCH2Cl2，加入适量的吡啶促使原料完全溶解；将2.1g DCC(0.01)和0.1g DMAP(5%)溶解在20mL CH2Cl2中并投入三口烧瓶。将2.0g(约0.01mol) 十一烯酸加入10mL CH2Cl2中搅拌均匀，加入三口烧瓶中。搅拌，常温反应24h。反应完毕后，加入20mL去离子水，搅拌30min，过滤，分液，弃去水层，保留CH2Cl2层。分别用1mol/L盐酸溶液，5%Na2CO3溶液，去离子水洗涤CH2Cl2层。分液后将油层用无水MgSO4干燥，旋转蒸发除去大部分溶剂，向浓缩液中加入甲醇，沉淀展开析出。过滤，干燥，乙醇结晶。产率69%，溶点61.3℃，清亮点78.4℃。

说明：这个反应投料顺序略有差异，是因为羟基化合物在CH2Cl2中的溶解能力较差，实验证明，此种投料方式得到的产品和用酰氯法得到的产品，理化参数均一致。

2)、十一烯酰氧基苯甲酰氧基苯甲酸 反应方程式：

CH2CH(CH2)8COODCCDMAP

COOH+CH2HOCOOHCOOCOOHCH(CH2)8COO-18-

反应过程：

将6.2g(0.02mol)4-十一烯酰氧基苯甲酸投入100mL三口烧瓶中，加入40mL THF，搅拌至完全溶解；将4.2g(0.02mol)DCC和0.2g(5%)DMAP溶解在20mLTHF中，滴加入三口烧瓶中，搅拌0.5h；将3.5g(0.025mol)溶解于20mL CH2Cl2中，搅拌溶解完全，加入三口烧瓶中；常温反应24h。反应完毕，加入10mL去离子水，搅拌10分钟；静置过滤，得到白色沉淀；反复过滤，至滤纸上无白色固体；用THF洗涤滤饼，合并滤液，无水MgSO4干燥，旋转蒸发除去大部分溶剂，将浓缩液倾倒入大量水中，过滤，热水洗2~3次，过滤，干燥，乙醇重结晶，得白色粉末。产率70%。

3)、4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯甲酸对联苯酚单酯的合成 反应方程式：

CH2=CHCOO(CH2)2OCOOH+HOOHCH2=CHCOO(CH2)2OCOOOH反应过程：

将14.9g(0.08mol)对联苯酚投入装有机械搅拌和冷凝管的250mL三口烧瓶中，加入100mLTHF，搅拌至溶解完全。将4.8g (0.02mol)4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯甲酸用40mLTHF溶解，加入三口烧瓶中，搅拌混合均匀。将4.2g (0.02mol) DCC和0.2g DMAP溶解后缓慢滴入三口烧瓶中。滴加完毕，常温反应24h。反应过程用IR监测，羧酸峰完全消失，可视为反应进行完全。反应完毕后，加入20mL去离子水搅拌20min，然后反复过滤除尽不溶物，旋转蒸发除去大部分溶剂，将浓缩液倾倒入大量水中，析出大量白色固体，过滤，热水洗2~3遍，过滤，用2%氢氧化钠碱液反复洗2~3遍，然后水洗至滤液无色。将所得粗产品加入去离子水中，调节pH=5~6，过滤，丙酮热过滤，保留滤液，冷却，析出固体物质，抽滤干燥得白色固体。 四、总结

结合实验室的实际情况，酰氯酯化法对于部分羧酸成酯还是具有一定的优势， 如丙烯酸同对羟基苯甲酸反应，制备丙烯酰氯只需4~5h，且不用减压蒸馏除去

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SOCl2(丙烯酸过量)。但总体来说，Steglich酯化法具有非常明显的优势，反应条件温和，反应时间适中，后处理简单，产率高，产品纯度较高(有些产物甚至不用重结晶就能达到纯度要求)等等。

当然，方法总是在摸索中不断完善和改进的，本文仅仅抛砖引玉，相信经过大家的努力，能够将酯化反应的各种方法引入实验室，大大扩展我们的合成手段和合成策略。文中很多想法还不成熟，由于时间的关系，很多都来不及验证和改正，希望在以后的时间里，错误之处能得到纠正，正确之处能得到采纳。

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