相转移催化2
相转移催化合成 dl- 扁桃酸（Mendilic Acid）
一、目的要求：
1.了解相转移催化反应的原理，常用的相转移催化剂以及在药物合成中的应用。
2．掌握相转移二氯卡宾法制备dl-扁桃酸的操作。
二、实验原理、基础理论及技能
实验原理：
在药物合成中常遇到有水相和有机相参与的非均相反应，这些反应速度慢、收率低、条件苛刻，有些甚至不发生反应。1965年，Markasza 首先发现鎓类化合物具有使水相中的反应物转入有机相中的性质，从而加快了反应速度，提高了收率，简化了操作，并使一些难以进行的反应顺利完成，从而开辟了相转移催化这一新的合成方法。近十几年来，相转移催化在药物合成中的应用日趋广泛。
常用的相转移催化剂主要有两类：
（1）季盐类：常用的季铵盐、季磷盐等，其中以三乙基苄基氯化铵（TEBA），四丁基硫酸氢铵（TBAB）最常用。在这些化合物中，烃基是油溶性基团，若烃基太小，则油溶性差，一般要求烃基的总量大于150g/mol。
（2）冠醚类：常用的有18－冠－6，二环己基18－冠－6，二苯基18－冠－6等。冠醚具有和某些金属离子络合的性能而溶于有机相中，例如：18－冠－6与KCN溶液中的K+络合，而与络合离子形成离子对的CN-也随之进入有机相。
18－冠－6 二环己基18－冠－6
本实验采用相转移方法以发生二氯卡宾（:CCl2），即在50％NaOH水溶液中加入少量相转移催化剂，由氯仿制得。这种反应过程属α－消除反应。首先季铵盐在碱液中形成季铵碱而转入氯仿层，继而季铵碱夺去氯仿中的一个质子而形成离子对（R4N+.CCl3-）,然后消除生成二氯卡宾。
二氯卡宾（:CCl2）是非常活泼的反应中间体，能与烯烃、胺类、羟基、羰基以及羧基衍生物反应，生成各类化合物。如苯甲醛与二氯卡宾加成生成环氧中间体，再经重排，水解得到dl-扁桃酸。
水相：
有机相：
dl-扁桃酸
dl-扁桃酸是重要的化工原料，亦是合成血管扩张药环扁桃酸酯及滴眼药羟苄唑等的中间体。以往多由苯甲醛与氰化钠加成得腈醇（扁桃腈）再水解制得。该法路线长，操作不便，劳动保护要求高。采用相转移二氯卡宾法一步反应即可制得，既避免使用剧毒的氰化物，又简化了操作，收率亦提高。
基础理论：
1．相转移催化
2．消旋体的拆分
实验技能：
1．相转移催化操作技术
2．分离萃取技术
3．外消旋体的拆分技术
4．旋光性物质的旋光度测定技术
三、所需原料试剂与仪器设备
实验试剂与仪器：
试剂：
名称规格名称规格名称规格
苯甲醛 C.P 三乙胺 C.P 氯苄 C.P
丙酮 C.P 1.2-二氯乙烷 C.P 氯仿 C.P
NaOH C.P 乙醚 C.P 硫酸 C.P
仪器：
标口玻璃仪器：回流冷凝管、滴液漏斗、四口瓶、250ml分液漏斗及其他普通玻璃仪器；
旋光测定仪、磁力搅拌器等
四、课时数
8课时
五、实验方法：
1．实验步骤：
在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管及滴液漏斗的150ml四颈瓶中，
投入10.6g（0.1mol）苯甲醛，1.2g三乙基苄基氯化铵（TEBA）和16ml 氯仿。开动搅拌器并缓慢加热，待温度升到56℃时，缓慢地滴入
50%NaOH溶液25ml，控制滴加速度，维持反应温度在56±2℃，约一小时滴完，滴毕，再在此温度下继续搅拌1小时。
反应混和物冷至室温后，停止搅拌，倒入30~40ml水中，用乙醚提取三次，每次20ml，水层用50%H2SO4酸化至PH2-3，再用乙醚提取三次，每次20ml，合并提取液，用无水硫酸钠干燥，蒸去乙醚，得粗品。粗品再重结晶，1、2—二氯乙烷约4ml，m . p118-119℃。（红外），测熔点。3．附注：
（1）使用前需在氮气流下重新蒸馏
（2）三乙基苄基氯化铵（TEBA）的制备
方法一：将1mol三乙胺和1mol氯苄加入丙酮中，回流，即得TEBA沉淀，几乎定量收率。
方法二：将三乙胺25g和氯苄30g，二氯乙烷120g混合，回流2h,得TEBA52.6g。
（3）滴加50％NaOH溶液速度不宜过快，每分钟约4－5滴。否则，苯甲醛在强碱条件下易发生歧化反应，使产品收率降低。
（4）用50％H2SO4酸化至溶液呈强酸性。
（5）乙醚是易燃低沸点溶剂，使用时务必注意周围应无火源。
（6）dl-扁桃酸的红外光谱图
4．思考题
（1）何谓相转移催化反应，常用的相转移催化剂有哪些？
（2）举例说明相转移反应在药物合成中的应用。
（3）50%NaOH溶液的滴加速度及反应温度对本实验的收率有何影响？（4）试述相转移二氯卡宾法制备dl-扁桃酸的反应过程。
（5）反应完毕后，二次用乙醚提取，酸化前、后各提取什么？
（6）指出dl-扁桃酸IR谱主要吸收带的归宿。
5．参考资料
（1）范如霜，徐传宁编译：有机合成中的相转移催化作用，上海科技出版社
（2）Merz A,Synthesis,1974,724
（3） Makosza M,Moden Synthetic Methods 1976,79
（4）Corson B.B.et al,Organic Syntheses call vol I 329
（5）有机合成（中译本）第一集，270页
外消旋体的拆分
一、目的要求：
1．学习外消旋体的拆分方法和旋光度的测定。
2．了解外消旋体拆分在药物合成中的应用。
二、实验原理、基础理论及技能
用合成方法制备具有光学活性有机化合物时，在一般条件（非手性条件）下得到的产物为外消旋体。将外消旋体的两个对映体分离开来的过程称为外消旋体的拆分。
实验原理
1．诱导结晶法：
在外消旋体的饱和溶液中加入其中一对映体（左旋或右旋）的晶体，使该对映体成为过饱和，而先析出晶体，得到该对映体。再往滤液中加入一定量的外消旋体，同样原理析出其对映体。如此反复操作可交替得到纯的左旋体和右旋体。此法已成功地用于氯霉素的中间体及dl-肾上腺素等的拆分。
优点：不需光学拆分剂，成本低，生产周期短，拆分收率高。
缺点：需纯的拆分剂。
2．形成非对映异构体法：
因对映异构体的物理性质一般相同，不能直接用一般的方法结晶、分馏、萃取等通常的物理方法给予分离；而非对映异构体的物理性质都
不同。因而当要拆分某一外消旋体（dl-）时，可用一个旋光性物质（d’或l’）与其化合，生成非对映异构体，再利用它们的物理性质不同，用通常的物理方法分离开来，最后分别分解为左旋体和右旋体。
dAd’B dA +d’B
dl-A +d’B
lAd’B lA +d’B
该方法是目前应用最广泛的方法，外消旋体的三种类型（外消旋混合物、外消旋化合物和外消旋固体溶液）均可采用。
用以拆分外消旋体的光学活性试剂称为拆分剂或解析剂。一个好的拆分剂应具有下列条件：
（1）必须易和原料作用生成非对映异构体，同时又易被除去。
（2）所生成的非对映异构体应是很好的结晶，两者在一定溶剂中的溶解度有较大的不同；
（3）价廉易得或拆分后回收率高；
（4）具有较高的光学纯度。
由此可见，外消旋体拆分并非简单，关键要选择一个合适的拆分剂。
常用的拆分剂
（1）拆分外消旋碱常用旋光性酸作为拆分剂与之反应，得到两个非对映异构体盐的混合物，然后用分步结晶法将其分离，再分别分解成纯的旋光碱。
D碱d’酸
d碱 +d’酸
dl-碱 +d’酸
l碱d’酸
l碱 +d’酸
常用作拆分剂的旋光性酸有：酒石酸、樟脑－10－磺酸、2－苯羟乙酸、苹果酸、二苯甲酰酒石酸、N－（1－苯乙基）酞氨酸及N-(1-苯乙基)－琥珀酰氨酸等。
N－（1－苯乙基）酞氨酸 N-(1-苯乙基)－琥珀酰氨酸（2）拆分外消旋酸主要用旋光性碱作为拆分剂，常用的旋光性碱大多是天然存在的生物碱，如喹宁碱、番木鳖碱、马前子碱、麻黄碱等以及人工合成的如光学活性的2－苯基乙胺等。
（3）拆分外消旋醇一般先与二元酸酐如邻苯二甲酸酐，丁二酸酐等作用生成二元酸单酯，然后用旋光性碱拆分。
（4）拆分外消旋醛、酮常用旋光性酰肼、肼、氨基脲等。拆分剂先与醛或酮作用，生成非对映体的腙，缩氧脲等。拆分后在酸性溶液中水解，即得旋光性的醛或酮。重要的拆分剂如薄荷肼（A）、盂基氮基脲（B）、酒石酰胺酰肼（C）等。
CONHNH2
HO
H
H
OH
CONH2
O=
NHCNHNH2
NHNH2
（A）（B）（C）
3、酶拆分法
酶拆分是利用酶对旋光异构体有选择性的酶解作用，使外消旋体中
的一个旋光异构体优先酶解，另一个难以酶解被保留，从而达到分离。此法用于DL－氨基酸的拆分时才能有用。
此外，色谱、离子交换树脂拆分等方法亦用于外消旋体的拆分。（±）-扁桃酸的拆分
反应过程：
基础理论：
1．消旋体的拆分
实验技能：
1．分离萃取技术
2．外消旋体的拆分技术
3．旋光性物质的旋光度测定技术
三、所需原料与试剂
实验试剂：
名称规格名称规格名称规格
NaOH C.P 乙醚 C.P 硫酸 C.P
95%乙醇 C.P 盐酸麻黄素 C.P 盐酸 C.P
苯 C.P 无水硫酸钠 C.P
四、课时数
12课时
五、操作步骤：
1．实验步骤：
称取盐酸麻黄碱4g，用水20ml溶解，溶液若混浊应过滤，加
1gNaOH使溶液程碱性，用乙醚提取三次，每次20ml，合并乙醚提取液，用无水硫酸钠干燥，蒸去乙醚得麻黄碱3.2g 。麻黄碱用15ml 95%乙醇溶解后转入50ml圆底瓶中，加入（±）扁桃酸3g。装上回流冷凝管，在70～75℃水浴上加热30min，趁热过滤，滤液慢慢冷却，析出（－）扁桃酸（－）麻黄碱结晶，抽滤，得白色结晶，母液保留。
晶体用16ml乙醇重结晶，干燥后测定熔点（文献值170，母液倒入回收瓶中）。根据熔点确定晶体纯度后，称取1.5g晶体，加入水20ml，滴加浓盐酸约1ml，使固体溶解。用乙醚提取三次，每次20ml。和并醚液，用无水硫酸钠干燥，过滤后蒸去乙醚。用苯重结晶，得纯的（－）扁桃酸结晶。
母液（含有（＋）扁桃酸（－)麻黄碱）蒸去乙醇后加水20ml，滴入浓盐酸约1.5ml使溶液澄清。用乙醚提取三次，每次20ml.。乙醚提取液用无水NaSO4干燥，过滤，蒸出乙醚。残留的黄色粘液放置后固化，苯重结晶，得（＋）—扁桃酸。
分别测定（－）（＋）扁桃酸的熔点,比旋度。
旋光度的测定
在10ml小烧杯中精确称取0.2g样品，用蒸馏水5ml溶解，倒入10ml容量瓶中，再用少量蒸馏水多次洗涤烧杯，每次洗涤液均倒入容量瓶，最后加水至刻度。
取1dm或2dm长的干净旋光管，细心旋紧细颈端，立于桌上。用于净吸管从粗端注入溶剂至液面拱起，将玻璃盖板从管侧水平推进，注意
必须不留气泡以免观察时光界模糊，再旋紧螺帽，用擦镜纸擦干玻璃板上的液渍，把旋光管放入旋光仪中，测定零点。
倾出旋光管中溶剂，用少量待测溶液荡洗几次，最后将待测液装满旋光管，置于旋光仪中测定旋光度。再按下式计算出比旋度。
a × 100
[a] ＝ ——————
LC
[a] = 比旋度 a ＝测得的旋光度
t = 测定时温度 D ＝钠光谱的D线
C ＝溶液浓度（100ml溶液中含有溶质的g数）
L＝旋光管长度（dm）
注：(1)待测溶液应不显浑浊或含有混悬的小颗粒。如有上述情形，应予先虑过，并弃取初滤液。
(2)如果待测试样为液体，式中C为该液体的密度。
附注
（1）选用药用盐酸麻黄素即可。
（2）蒸馏后期用水泵减压蒸去残留的乙醚，但减压时间不宜过长。（3）冷却速度宜缓慢，使析出的（－）扁桃酸（－）麻黄碱结晶较纯，过滤前在冰箱中放置过滤液，使结晶完全。
（4）溶液显酸性，此时若有油状粘稠物出现，可用滤纸滤掉。
（5）两个对映体的熔点和比旋度：
（－）扁桃酸：mp 132.8℃；[a] —154.5 o
D
20
（＋）扁桃酸：mp 132.8℃；[a] —155.5 o
20
D
四、思考题
1、 举例解释DL，RS，dl，（±），Thero-erythro等立体化学术语。
2、 若要拆分（±）－2－苯乙胺，该用何种拆分剂？
3、诱导结晶法和其它拆分方法比较有何优缺点？
4、何谓比旋度？哪些化合物需要测比旋度？举例说明。
5、试用手册或文献数据计算拆分所得的（＋）扁桃酸（－）扁桃
酸的光学纯度？
五、参考资料
1、E.L.Eliel,Stereochemistry of carbon Compounds.
2、Clark F,Most Jr,Experimental Organie Chenistry,441.
相转移催化剂的研究进展
相转移催化的研究进展 摘要：相转移催化(Phase transfer),简称PT，是20世纪70年代以来在有机合成中应用日趋广泛的一种新的合成技术。在有机合成中常遇到非均相有机反应，这类反应的通常速度很慢，收率低。但如果用水溶性无机盐，用极性小的有机溶剂溶解有机物，并加入少量（0.05mol以下）的季铵盐或季磷盐，反应则很容易进行，这类能促使提高反应速度并在两相间转移负离子的鎓盐，称为相转移催化剂[1]。一般存在相转移催化的反应，都存在水溶液和有机溶剂两相，离子型反应物往往可溶于水相，不溶于有机相，而有机底物则可溶于有机溶剂之中。不存在相转移催化剂时，两相相互隔离，几个反应物无法接触，反应进行得很慢。相转移催化剂的存在，可以与水相中的离子所结合（通常情况），并利用自身对有机溶剂的亲和性，将水相中的反应物转移到有机相中，促使反应发生。 关键词：相转移催化剂；应用；前景 Research progress of Phase transfer catalyst Abstract：Introduces the concept of the phase transfer catalyst and its application in Organic synthesis, and the prospect is predicted.: Phase Transfer Catalysis (Phase transfer), referred to as PT, is a twentieth Century 70 years in organic synthesis and application of a new is becoming more widely. In organic synthesis is often encountered in heterogeneous organic reactions, usually the speed of this kind of reactions very slow, low yield. But if the water soluble inorganic salt, with small polar organic solvents and adding a small amount(0.05mol) quaternary ammonium or phosphonium salt, the reaction is easily,this kind of to increase the reaction speed and onium salt anion two phase transfer, known as phase transfer catalyst . The general existence of phase transfer catalytic reaction, in aqueous and organic solvent phase, are soluble in water, insoluble in organic phase, and the organic substrate is soluble in organic solvent. There is no phase transfer catalyst,two-phase isolated from each other, unable to contact several reactants,reaction is very slow. The presence of phase transfer catalyst, can be combined with the aqueous phase (usually), and the use of their own on of organic solvents, the reaction was transferred into organic phase and water phase, prompt reaction. Keywords：Phase transfer catalyst ；application ；prospect
第九章 相转移催化反应
第九章相转移催化反应 1968年由STARKS提出，并于1971年在《美国化学会志》上发表有关论文后被公认。 相转移催化法是指，通过某种催化剂，引起或加速两种在不同相中的反应物进行反应的方法。 9.1问题的提出 在有机反映体系中经常出现有两相互不相溶的情况，两相的界面很小。 例1-BrC8H17 + NaCN 1-CN C8H17 + NaBr 1-溴壬烷不溶于水，而氰化钠是水溶性的，这是两种互不相溶的物质。有人曾做过这样的实验，将反应物加热至沸腾，并不断地搅拌，14天后，壬腈的含量仍然是0。 对于这种情况，有几种解决的方法：（A）在传统上使用高速搅拌（1000转/分以上）；（B）加上共溶剂，使之变成均相。但着两种方法都不很理想。（A）速度到则能耗大，切易乳化，使产物不易分离；（B）耗溶剂，回收溶剂时同样需要消耗能量，而且手续麻烦。 那么能否找到一种物质可以使-CN进入有机相呢？有，而且还不少，这就是相转移催化剂，它本身在反应中不变，只是把-CN从水相转移到了油相，这种反应称相转移催化反应（Phase Transfer Catalyzed Reaction,PTC）。 搅拌1.8小时 1-BrC8H17 + NaCN 1-CN- C8H17 + NaBr Bu3P+(C16H33)Br-(三丁基十六烷基溴化磷) 反应结果，产率为99%。由此可见相转移催化的作用有多大。 9.2原理 我们将前面的季磷盐用Q+Br- 来表示。可以写出以下示意式： 水相：Q+Br- + NaCN Q+CN- + NaBr 界面 油相：Q Br + RCN 从此可以看出，在反映过程中，Q是没有消耗的。 此方法与共溶剂不同，在此同样是存在两相，催化剂用得很少，一般在5%
相转移催化在药物合成中的应用
相转移催化在药物合成中的应用 程方莉 摘要:介绍了相转移催化的基本原理，分别介绍了液-液相转移催化反应，固-液相转移催化反应和三相转移催化反应的特点。着重介绍了近年来相转移催化在药物合成中的应用进展，采用相转移催化技术具有操作简便、收率高、反应温和等特点，对于工艺技术的改进有重要的现实意义。 关键词：相转移催化；相转移催化剂；合成；应用 0 引言： 相转移催化（Phase Transfer Catelysis）简写是PTC，是六七十年代发展起来的有机合成新方法，也是目前药物合成和工艺改进中最具吸引力的一项新方法、新工艺，其使用范围涉及到有机合成的各种类型反应，并且能够缩短反应时间、提高反应收率和选择性。 该技术应用于非极性溶剂中具有反应条件温和、反应速度快、收率高、产品质量好等特点。因此，在近三十年来，该技术的研究与应用得到了迅速的发展。 1 相转移催化剂及反应原理 相转移催化是指一种催化剂能加速，或者能使分别处于两种互不相溶的溶剂中的物质发生反应，反应时，催化剂把一种实际参加反应的实体，从一相转移到另一相中，以便使它于底物相遇而发生反应。这种现象和过程叫相转移催化作用，这种催化剂叫相转移催化剂。 一般存在相转移催化的反应，都存在水溶液和有机溶剂两相，离子型反应物往往可溶于水相，不溶于有机相，而有机底物则可溶于有机溶剂之中。不存在相转移催化剂时，两相相互隔离，几个反应物无法接触，反应进行得很慢。相转移催化剂的存在，可以与水相中的离子所结合，并利用自身对有机溶剂的亲和性，将水相中的反应物转移到有机相中促使反应发生。 1.1 相转移催化剂 相转移催化剂有翁盐、聚醚和高分子载体催化剂三大类．其中常用的有三乙基苄基氯化铵(TEBA)、溴化四丁基铵(TBAB)、四丁基碘化胺(TBAI)、18一冠醚一6、二苯并一l8一冠醚一6、聚乙二醇一400 (PEG一400)、新洁尔灭、度米芬等。近年来，由于手性药物的大量应用，用于合成手性药物的手性相转移催化剂 成为相转移催化剂研究热点之一。例如，抗帕金森药物L一多巴类似物3，4-二羟
实验八相转移催化法制备dl-扁桃酸
实验八相转移催化法制备dl-扁桃酸 实验八相转移催化法制备dl扁桃酸dl扁桃酸Mandelic acid 又名苦杏仁酸、苯乙醇酸、α羟基苯乙酸等。它是重要的化工原料在医药工业中主要用于合成血管扩张药环扁桃酸酯、滴眼药羟苄唑等。以往多由苯甲醛与氰化钠加成得腈醇扁桃腈再水解制得。该法路线长操作不便劳动保护要求高。采用相转移二氯卡宾法一步反应即可制得既避免了使用剧毒的腈化物又简化了操作收率亦较高。一、目的与要求 1、了解相转移催化反应的原理以及在药物合成中的应用。 2、掌握相转移催化剂的制备及后处理技术。 3、熟悉相转移二氯卡宾法制备扁桃酸的实验操作技术。二、实验原理在药物合成中常遇到水相和有机相参与的非均相反应这些反应速度慢、收率低、条件苛刻、有些甚至不发生反应、回收和后处理麻烦而且不能适合所有的反应。1965年MaKasza 首先发现鎓类化合物具有使水相中的反应物转入有机相中的性质从而加快了反应速率提高了收率简化了操作并使一些难以进行的反应顺利完成从而开辟了相转移催化这一新的合成方法。近20年来相转移催化技术在药物合成中的应用日趋广泛。常用的相转移催化剂主要有两类即季铵盐类和冠醚类。本实验采用季铵盐TEBA为相转移催化剂。其原理是在50的水溶液中加入少量的相转移催化剂和氯仿季铵盐在碱液中形成季铵碱而转入氯仿层继而季铵碱夺去氯仿中的一个质子而形成离子对R4N·CCl3然后发生α消除和
成二氯卡宾CCl2二氯卡宾是非常活泼的中间体能与多种官能团发生反应生成各类化合物其中与苯甲醛加成生成环氧 中间体再经重排、水解得到dl扁桃酸。反应式如下R4NCl NaOH?6?4 R4NOH NaCl 水相水相油相水相R4NOH CHCl3 ?6?4 R4NCCl3 ?6?4 CCl2 R4NCl 油相油相油相油相水相本品为白色斜方片状结晶熔点为119℃相对密度 1.30易溶于水、乙醇、乙醚、异丙醇等长期露光则分解变色。 三、实验主要药品类别名称规格用量相转移催化剂的制备三乙胺化学纯41g0.4mol 氯化苄化学纯51g0.4mol 丙酮化学纯40mL dl扁桃酸的制备氯仿化学纯32mL 苯甲醛新蒸21.2mL 乙醚化学纯80mL 氢氧化钠50自配50mL 硫酸50自配少量四、实验步骤及方法1、相转移催化剂——三乙基苄基铵盐TEBA的制备①在带有搅拌器、温度计、球形回流冷凝器、250mL三颈瓶中依次加入40mL 的丙酮溶剂、41g0.4mol的三乙胺、51g0.4mol的氯苄加热至回流反应1.5h反应液逐渐由无色透明变为浅黄色黏稠液停 止反应。以上产物液自然冷却至室温有部分针状晶体析出同时黏度增加。将其倒入干净的250mL的烧瓶中放入冰箱保持10℃以下②过夜抽滤。滤饼用甲苯洗涤两次抽干干燥得白色粉末。称重测熔点合格产品熔点180191℃。2、dl扁桃酸的制备在装带有搅拌器、温度计、球形回流冷凝器、滴液漏斗的250mL三颈瓶中如图2所示加入21.2g苯甲醛③2.4g
相转移催化在精细有机合成中进展
相转移催化在精细有机合成中地进展 摘要：相转移催化技术是一种重要地非均相反应方法,本文综述了相转移催化反应地概念,原理,杂多酸有机盐催化剂地作用.文中着重介绍了近年来该技术地新发展,同时讨论了其在精细有机合成领域地应用和存在地不足. 关键词：相转移催化技术；发展；有机合成 相转移催化(Phase transfer),简称PT,是20 世纪70 年代以来在有机合成中应用日趋广泛地一种新地合成技术. 在有机合成中常遇到非均相有机反应,这类反应地通常速度很慢,收率低.20 世纪70 年代初,相转移催化技术发展起来.泛应用于医药.农药.香料.造纸.制革等行业,带来了令人瞩目地经济效益和社会效益. 一.相转移催化地定义. 相转移催化作用是指：一种催化剂能加速或者能使分别处于互不相溶地两种溶剂（液－液两相体系或固－液两相体系）中地物质发生反应.反应时,催化剂把一种实际参加反应地实体（如负离子）从一相转移到另一相中,以便使它与底物相遇而发生反应. 相转移催化作用能使离子化合物与不溶于水地有机物质在低极性溶剂中进行反应,或加速这些反应.相转移催化剂把一种实际参加反应地化合物,从一相 转移到另一相中,以便使它与底物相遇而发生反应.
目前相转移催化剂已广泛应用于有机反应地绝大多数领域,如卡宾反应.取代反应.氧化反应.还原反应.重氮化反应.置换反应.烷基 化反应.酰基化反应.聚合反应,甚至高聚物修饰等,同时相转移催化 反应在工业上也广泛应用于医药.农药.香料.造纸.制革等行业,带来了令人瞩目地经济效益和社会效益. 二.相转移催化地原理. 是指在反应中使用一种能将反应实体从一相转移到另一相地相 转移催化剂,使实体与底物相遇而发生反应地一种方法.以卤代烷与 氰化钠地反应为例,相转移催化反应地过程大致如下：（1）水相反应NaCN+Q+X-→NaX+QCN（Q+X-为相转移催化剂）；（2）QCN进入有机相；（3）有机相反应RX+QCN→RCN+Q+X-；（4）Q+X-返回水相.相转移催化剂在反应中并未损耗,只是起传递离子地作用,因此用量很少.常用地相转移催化剂是冠醚和季铵盐.相转移催化使许多用传统方法很难进行地反应或者不能发生地反应能顺利进行,而且具有选择性好.条 件温和.操作简单.反应速度快等优点,具有很好地实用价值. 相转移催化概括起来可以分为三类：液液相转移催化.固一液相转移催化和三相催化,后来随着技术地进步,还出现了气一液相转移催化和气一固相转移催化,但有用较少.其中液一液相转移催化地使用范匝最为广泛. 1.液一液相转移催化 液一液相转移催化反应是在一个互不混溶地两相系统中进行.其中一相(一般为水相)为碱或含起亲核试剂作用地盐类,另一相为有机
相转移催化技术原理及应用
相转移催化技术原理及应用 摘要:介绍了相转移催化技术的基本原理, 分别讨论了液一液相转移催化反应、固一液相转移催化反应和三相催化反应的特点。着重记述了近年来相转移催化技术在医药工业和化工中的应用进展。采用相转移催化技术具有操作简便、反应条件温和、收率高、质量好等优点, 对于工业生产进行工艺技术改进、降低生产成本, 具有重要现实意义。 关键词：相转移催化技术、原理、医药工业、化工、应用进展 相转移催化反应( 简称PTC 反应) 是20 世纪60 年代发展起来的一种异相反应的新理论和方法。它能使采用传统方法难以实现的异相反应顺利进行，能够加快反应速率，降低反应温度，改变反应的选择性，抑制副反应发生。同时相转移催化反应无需使用价格昂贵的无水溶剂或非质子溶剂，且对碱的要求低，可以使用碱金属、碱土金属氧化物的水溶液。因此该技术的研究和应用得到了迅速发展。现在，相转移催化技术已经应用到了化学合成的绝大多数领域，涉及到医药、农药、香料、造纸、化工、制革、高分子材料等重要领域［1 ］。 1、相转移催化反应的原理 相转移催化反应虽然涉及的各种类型化学反应很多, 但概括起来可分为三大类: 液一液相转移催化、固一液相转移催化和三相催化。 1.1 固一液相转移催化 在固－液相转移催化反应中，应用较多的络合剂主要有冠 醚、穴醚和聚乙二醇类等，其中工业上使用较多的为价格低廉的聚乙
二醇等两亲类化合物。聚乙二醇是一类大众化工产品，结构呈螺旋构象它的催化机理与冠醚等的催化机理相似，均为通过氧原子与金属阳离子络合，将活性阴离子带入有机相，从而达到相转移催化的目的。聚乙二醇的自动活动的链可以形成与冠醚类似的环，且不受孔穴大小的限制，因此是理想的冠醚取代物，得到了广泛的应用。 1.2 液一液相转移催化 液－液相转移催化反应是在一个互不混溶的两相系统中进行。其中一相( 一般为水相) 为碱或含起亲核试剂作用的盐类，另一相为有机相，其中含与上述盐类起反应的作用物。在加入相转移催化剂后，这些物质中的阳离子是亲油性的，既溶于水相也溶于油相。当在水相中碰到分布在其中的盐类时，水相中过剩的阴离子便与相转移催化剂中的阴离子进行交换。因此，通常的相转移催化反应过程至少包括两个步骤: 一种反应物从本相转移至另一相；转移的反应物与没有转移的反应物发生反应。在相转移催化剂机理中，亲核取代反应发生在有机相，并且是控制步骤。 1.3 三相催化 为了解决相转移催化剂回收难、价格高的问题,近年来发展了一种新的相转移催化法: 三相催化反应, 将相转移催化剂连接在聚合物载体上, 它是一种不溶水也不溶于有机相的固体高分子, 因此称为三相催化剂, 也称聚合物催化剂。此法的显要优势是催化剂可定量回收, 干燥后活性不受影响, 可重复使用, 因此该领域研究开发的时间不长, 但发展很快, 并积累了大量的理论和实践经验, 在选择和
相转移催化在有机合成中的应用
相转移催化在有机合成中的应用 摘要：本文介绍了相转移催化的优点，相转移催化剂的种类以及在有机合成反应中的应用。主要介绍了相转移催化在亲核取代反应、亲核烃基化反应、烯烃与氢卤酸的加成反应、消去反应以及利用Hofmann重排制备异氰酸酯反应。 关键词：相转移催化，有机合成 Phase Transfer Catalysis in Organic Synthesis Abstract: This article describes the advantages of phase transfer catalysis, phase transfer of the type of catalyst, as well as in organic synthesis reactions. The phase transfer catalysis in nucleophilic substitution reactions, nucleophilic alkylation, the olefin and hydrohalic acid addition reaction, elimination reaction and the preparation of isocyanate-reactive using Hofmann rearrangement. Key words: Phase Transfer Catalysis, Organic Synthesis 1相转移催化简介 相转移催化作用是指一种催化剂能加速或者能使分别处于互不相溶的两种溶剂（液－液两相体系或固－液两相体系）中的物质发生反应。反应时，催化剂把一种实际参加反应的实体（如负离子）从一相转移到另一相中，以便使它与底物相遇而发生反应。相转移催化是20世纪六十年代后期出现的一项技术相转移催化的方法，不需要特殊的仪器设备，也不需要价格昂贵的无水溶剂或非质子溶剂。并且反应条件温和，操作简便，副反应少，选择性高，利用相转移催化，能使许多在一般条件下反应速度很慢或不能进行的反应，大大提高反应速度而顺利进行。相转移催化在烃基化、亲核取代、消大以及氧化还原等各种类型的有机反应中都有养广泛的应用。因此相转移催化力一法在科研和化工生产中越来越受到重视，应用范围不断扩大，在有机合成中显露出重大的重大的意义[1]。 2相转移催化的优点 （1）反应条件温和，不再需要昂贵的无水溶剂或非质子溶剂，可以用廉价、非毒性、能回收的溶剂。 （2）反应温度降低，减少能耗，节约能源。
实验八相转移催化法制备dl-扁桃酸
实验八相转移催化法制备dl－扁桃酸 dl－扁桃酸(Mandelic acid) 又名苦杏仁酸、苯乙醇酸、α－羟基苯乙酸等。它是重要的化工原料，在医药工业中主要用于合成血管扩张药环扁桃酸酯、滴眼药羟苄唑等。以往多由苯甲醛与氰化钠加成得腈醇（扁桃腈）再水解制得。该法路线长，操作不便，劳动保护要求高。采用相转移二氯卡宾法一步反应即可制得，既避免了使用剧毒的腈化物，又简化了操作，收率亦较高。 一、目的与要求 1、了解相转移催化反应的原理以及在药物合成中的应用。 2、掌握相转移催化剂的制备及后处理技术。 3、熟悉相转移二氯卡宾法制备扁桃酸的实验操作技术。 二、实验原理 在药物合成中常遇到水相和有机相参与的非均相反应，这些反应速度慢、收率低、条件苛刻、有些甚至不发生反应、回收和后处理麻烦，而且不能适合所有的反应。1965年，MaKasza 首先发现鎓类化合物具有使水相中的反应物转入有机相中的性质，从而加快了反应速率，提高了收率，简化了操作，并使一些难以进行的反应顺利完成，从而开辟了相转移催化这一新的合成方法。近20年来，相转移催化技术在药物合成中的应用日趋广泛。 常用的相转移催化剂主要有两类，即季铵盐类和冠醚类。 本实验采用季铵盐（TEBA）为相转移催化剂。其原理是，在50％的水溶液中加入少量的相转移催化剂和氯仿，季铵盐在碱液中形成季铵碱而转入氯仿层，继而季铵碱夺去氯仿中 的一个质子而形成离子对（R 4N+·CCl- 3 ），然后发生α-消除和成二氯卡宾：CCl 2 ，二氯 卡宾是非常活泼的中间体，能与多种官能团发生反应生成各类化合物，其中与苯甲醛加成生成环氧中间体，再经重排、水解得到dl－扁桃酸。 反应式如下 R 4N+Cl-+ NaOH?R 4 N+OH-+ NaCl 水相水相油相水相 R 4N+OH-+ CHCl 3 ?R 4 N+CCl- 3 ?：CCl 2 + R 4 N+Cl- 油相油相油相油相水相本品为白色斜方片状结晶，熔点为119℃，相对密度1.30，易溶于水、乙醇、乙醚、异丙醇等，长期露光则分解变色。 三、实验主要药品
相转移催化
相转移催化反应在制备壳聚糖及其衍生物方面的应用 摘要：在不相容的两相中加入第三种物质是这两种能够反应的现象就是相转移催化。天然的高分子化合物我们是不能直接应用的，要合成壳聚糖我要通过相转移催化反应合成。因此通过相转移催化以聚乙二醇、甲壳素合成壳聚糖；以及通过相转移催化反应以壳聚糖为原料合成高取代N-烷基化壳聚糖、羧甲基壳聚糖、高脱乙酰度壳聚糖等。 关键字：相转移催化壳聚糖
Abstract: The incompatibility of the two phases by adding a third substance to the reaction of these two phenomena is the phase transfer catalysis. Natural polymers that we can not be directly applied to synthesis of chitosan I Synthesis by phase transfer catalysis. Therefore, the phase transfer catalysis by synthetic polyethylene glycol chitosan, and by phase transfer catalysis to the synthesis of highly substituted chitosan and N-alkyl chitosan, carboxymethyl chitosan, high degree of deacetylation Chitosan. Keywords: phase transfer catalysis chitosan
相转移催化剂
相转移催化剂 相转移催化剂（Phase transfer catalyst）简称PTC或PT，是20 世纪70 年代以来在有机合成中应用日趋广泛的一种新的合成技术。 1简介 在有机合成中常遇到非均相有机反应，这类反应的通常速度很慢，收率低，反应不完全的缺点。但如果用水溶性无机盐，用极性小的有机溶剂溶解有机物，并加入少量（0.05mol 以下）的季铵盐或季磷盐，反应则很容易进行，这类能促使提高反应速度并在两相间转移负离子的鎓盐，称为相转移催化剂。一般存在相转移催化的反应，都存在水溶液和有机溶剂两相，离子型反应物往往可溶于水相，不溶于有机相，而有机底物则可溶于有机溶剂之中。不存在相转移催化剂时，两相相互隔离，几个反应物无法接触，反应进行得很慢。相转移催化剂的存在，可以与水相中的离子所结合（通常情况），并利用自身对有机溶剂的亲和性，将水相中的反应物转移到有机相中，促使反应发生。 2催化机理 相转移催化反应一般属于两相反应，反应过程主要包括反应物从一相向另外一相的转移以及被转移物质与待转移物质发生化学反应。至今为止发展了多种不同的催化反应机理: 1.萃取机理 1971年，Starks就液-液相SN2亲核取代反应提出了著名的催化循环原理，奠定了相转移催化反应的理论基础。 以鎓盐相转移催化剂为例。鎓盐在水相及有机相均有一定的溶解度，按照溶解性不同分为以下两种循环模型： PTC在两相中分配，此时相转移是鎓盐把Y-从水相输送到有机相，然后鎓盐阳离子又把X-输送到水相 模型二中的相转移催化剂阳离子交换发生在界面上，PTC的作用是以离子对的形式反复萃取阴离子Y-进入有机相，不需要催化剂阳离子在两相中的转移 2.界面机理 3其他类型 三相相转移催化
相转移催化剂在有机化学中的应用
相转移催化剂在有机化学中的应用 摘要：在有机化学中，特别是有机合成中，经常会遇到非均相反应，比如说有机相与水相，液相与固相等。这类反应的缺点是速度慢、产率低。直到相转移催化剂的出现才解决了这一难题。它使非均相转化为均相反应，加快了反应速率，缓和反应条件，简化操作过程，提高了选择性，不论是实验室还是工业生产都得到广泛应用，得到人们越来越多的关注。本文简单介绍了相转移催化剂的种类及催化原理，重点介绍了各类相转移催化剂在有机化学中的应用，并介绍了相转移催化剂的新进展。 关键词：相转移催化剂；有机化学；应用 0前言 相转移催化剂可以使非均相转化为均相反应，加快了反应速率，缓和了反应条件，简化了操作过程，减少了副反应，从而提高了选择性，不论是实验室还是工业生产都很适用，受到人们越来越多的关注、研究和应用。随着相转移催化作用研究工作的不断深入，其应用日渐广泛。 1相转移催化剂的种类及催化机理 多数的相转移催化反应要求催化剂把阴离子转移到有机相中，除此之外，还有些催化剂是把阳离子或中性分子从一相中转移到另一相中，按此不同，赵地顺等人将催化剂分为以下几种：鎓盐类，如季铵盐等，它们发挥作用的是季鏻或季铵阳离子Q+，Q+离子和试剂阴离子Nu-络合成离子对Q+Nu-，并利用这些阳离子自身的亲油性将试剂阴离子带进有机相；包结物结构类的相转移催化剂，如环糊精、冠醚以及近年来发展的杯芳烃等，这类催化剂均含有分子内的空腔结构，通过与反应物分子形成氢键、范德华力等，从而形成包结物超分子结构并将客体分子带入另一相中释放，进而使两相中的反应得以发生；开链聚醚类相转移催化剂，如聚乙二醇及其醚类等，与冠醚、环糊精类相似，它们也可以与客体分子形成超分子结构，不同的是开链聚醚类是”柔性”的长链分子，可以折叠、弯曲成合适形状结构与大小不同的离子配合，从而应用更广泛；其他类，如反相相转移催化剂、三相催化剂、离子液体、杂多酸类等。相转移催化剂种类繁多，分类方法也是多种多样，其中以鎓盐类、包结物类、聚乙二醇类相转移催化剂为主。随着研究的不断深入，一些新型的相转移催化剂也随之出现，如吡啶及其衍生物、过渡金属配合物以及手性相转移催化剂等。 以季铵盐为例，说明相转移催化剂的催化机理。一个互不相溶的二相体系，其中一相为水相，含有亲核试剂的盐类M+Nu-，另一相为不溶于水的有机相，其中含有与上述盐类起反应的有机反应物RX。季铵盐Q+X-既可以溶于水相又可溶于油相，当它在水相中接触到分布在其中的盐类时，水相中过剩的阴离子Nu-便与催化剂中的阴离子进行交换，形成Q+Nu- 离子对。其交换过程如下： Q+X- + M+Nu- Q+Nu- + M+X-
相转移催化技术在有机合成中的应用
２００８年第３９卷第２期 《浙江化工》 科研论文 文章编号：１００６－４１８４（２００８）０２－０００１－０３ 收稿日期：２００７－９－２０ 作者简介：朱汉祥（１９６７－），男，浙江新和成股份有限公司研究人员，主要从事新产品的研究开发。 相转移催化技术在有机合成中的应用 朱汉祥，姚祥华（浙江新和成股份有限公司，浙江新昌３１２５００） 摘要：概述了相转移催化剂的相转移催化原理，相转移催化剂的种类；并以此为基础讨论了相转移催化剂在有机合成及药物合成中的应用。 关键词：相转移催化；有机合成；应用 相转移催化技术是２０世纪７０年代初发展起来的应用在有机合成中的新技术，由于ＰＴＣ能使反应速度加快，产率明显提高，反应条件温和，以及能在非均相系统中进行，因此近年来相转移催化这一技术发展很快［１］。相转移催化是指用少量物质作为一种反应物的载体，将此反应物通过相界面迁移至另一相，使反应能顺利的进行［２］，此种物质称为ＰＴＣ。 １ＰＴＣ的相转移催化原理 在一个互不混溶的两相系统中（其中一相一般为水相，含碱或起亲核试剂作用的盐类，另一相为有机相，其中含有与上述盐类起反应的作用物），加入ＰＴＣ如季铵盐［（Ｒ４Ｎａ）＋Ｘ－］，其阳离子是双亲性的，溶于水相也溶于有机相，当在水相中碰到分布在其中的盐类时，水相中的阴离子便与ＰＴＣ中的阳离子进行交换。如将季铵盐用Ｑ＋Ｘ－表示，碱或亲核试剂用ＮＵ－Ｍ＋表示，则离子交换过程如下［３］： 作为ＰＴＣ还必须存在如下式所示的相转移平衡： 进入有机相的Ｑ＋ＮＵ－与有机相中的试剂发生反应。在亲核取代反应中Ｑ＋ 最终与取代下来的基团形成离子对。 如该基团是Ｘ－ ，则生成Ｑ＋ Ｘ－ 。该离子对参与上述平衡，整个过程如下式表示： ＰＴＣ必须的条件是： Ａ、 其结构中应含阳离子，以便和阴离子形成离子对，或能与反应物形成络离子。 Ｂ、ＰＴＣ中必须具备足够多的碳离子，以使形成 的离子对具有亲油性。 Ｃ、ＰＴＣ中亲油基的结构位阻应尽量小，一般为 直链。 Ｄ、 在反应条件下，化学性质应稳定，且易回收。２催化剂的种类 ２．１液－液ＰＴＣ２．１．１季铵盐类 在液－液相转移催化反应中，应用最多的是季铵盐类催化剂，其次是季磷盐类，季锑盐和季铋盐因毒性较大，一般不使用，常见如表１。 ２．１．２冠醚类 冠醚可以折叠成一定半径的空穴，使氧原子处于一边，所以能与适当大小的正离子形成络合物。 表１常用季铵盐相转移催化剂一览表 名称 四丁基溴化铵 四丁基氯化铵四丁基硫酸氢铵苄基三甲基氯化铵苄基三乙基氯化铵苄基三乙基溴化铵 缩写 ＴＢＡＢＴＢＡＣＴＢＳＢＢＴＭＡＣＢＴＥＡＣＢＴＥＡＢ 名称 十六烷基三甲基溴化铵十六烷基三甲基氯化铵十六烷基三乙基溴化铵十六烷基三乙基氯化铵 十六烷基三乙基溴化磷十六烷基三丁基溴化磷 缩写 ＣＴＭＡＢＣＴＭＡＣＣＴＥＡＢＣＴＥＡＣＣＴＥＰＢ ＨＯＴＢＰ １－－
相转移催化法在糖苷化反应中的应用
李润涛 男,41岁,副教授,有机化学专业。*联系人 蔡孟深 男,69岁,教授,博士生导师,有机化学专业。 中国博士后基金的资助 1997-08-18收稿相转移催化法在糖苷化反应中的应用 李润涛 王永富 朱 茜 蔡孟深 * (北京医科大学药学院 100083)摘 要 综述了相转移催化法在糖苷化反应中的应用进展,重点介绍氧苷、硫苷、氮苷、糖酯和寡糖 的合成。 关键词 相转移催化 合成 糖化学 相转移催化法是有机合成中非常重要的方法之一。在糖化学中已应用于氧苷、硫苷、氮苷、糖酯和寡糖的合成中,以其反应条件温和,操作简便,选择性好,收率高等优点日益受到重视,本文概述了这一方法在糖化学合成中的应用进展,旨在使其得到更广泛的应用。 1 氧苷的合成 1.1 酚苷 1.1.1 四乙酰基β-D-吡喃糖酚苷 相转移催化法合成2,3,4,6-O-乙酰基-β-D-吡喃糖酚苷主要有两种途径,其一是将不同的硝基苯酚附着在季铵盐型离子交换树脂上,使其在异丙醇中与四-O-乙酰基-α-D-溴代吡喃糖在室温下反应[1];其二是以四乙基溴化铵(TEAB )为催化剂,在氯仿-氢氧化钠水溶液中,不同的取代苯酚与四-O-乙酰基-α-D-溴代吡喃糖在60℃下反应[2,3],两种方法都高选择性地生成了相应的β-构型产物;相比之下,前一种方法收率较高,但所用树脂较昂贵,操作仍比较复杂;后一种方法对半乳糖收率高,对葡萄糖收率较低,但操作简便,试剂便宜,且R 可以是不同类型的取代基,甚至对比较敏感的氰基和醛基取代的酚也适用,是一种非常方便的方法。 1.1.2 四苯甲酰基-β-D-吡喃糖酚苷 [4] 2,3,4,6-四-O -苯甲酰基-α -D -溴代吡喃糖在二氯甲烷-氢氧化钠水溶液中,用十六烷基三甲基溴化铵(CTM AB )作催化剂,与不同的酚室温下反应,可高选择性地生成相应的β-酚苷,收率适中。 1.1.3 2-乙酰氨基-3,4,6-三-O-乙酰基-2-脱氧-β-D-吡喃葡糖酚苷 · 6·化学通报 1999年第3期 http ://ww w .chemistr ymag .o rg DOI:10.14159/https://www.wendangku.net/doc/a714378127.html, k i .0441-3776.1999.03.002
相转移催化剂
机合成中应用日趋广泛的一种新的合成技术。在有机合成中常遇到非均相有机反应，这类反应的通常速度很慢，收率低。但如果用水溶性无机盐，用极性小的有机溶剂溶解有机物，并加入少量（0.05mol以下）的季铵盐或季磷盐，反应则很容易进行，这类能促使提高反应速度并在两相间转移负离子的鎓盐，称为相转移催化剂。一般存在相转移催化的反应，都存在水溶液和有机溶剂两相，离子型反应物往往可溶于水相，不溶于有机相，而有机底物则可溶于有机溶剂之中。不存在相转移催化剂时，两相相互隔离，几个反应物无法接触，反应进行得很慢。相转移催化剂的存在，可以与水相中的离子所结合（通常情况），并利用自身对有机溶剂的亲和性，将水相中的反应物转移到有机相中，促使反应发生。 相转移催化剂的优点： (1)不使用昂贵的特殊溶剂,且不要求无水操作,简化了工艺; (2)由于相转移催化剂的存在,使参加反应的负离子具有较高的反应活性; (3)具有通用性,应用广泛. (4)原子经济性。 相转移催化剂的缺点：催化剂价格较贵。 常用的相转移催化剂 1、聚醚 链状聚乙二醇:H(OCH2CH2)nOH 链状聚乙二醇二烷基醚:R(OCH2CH2)nOR 2、环状冠醚类：18冠6、15冠5、环糊精等 3、季铵盐：常用的季铵盐相转移催化剂是苄基三乙基氯化铵（TEBA）、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵（TBAB）、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵等。 4、叔胺:R4N X ,吡啶,三丁胺等 5、季铵碱（其碱性与氢氧化钠相近）易溶于水，强吸湿性。 6、季膦盐 一、相转移催化的原理 1．相转移催化原理 Q X N a C N Q C N N a X 水相水相 水相 水相 亲核试剂进入有机相，发生取代反应形成产物。