石 琢，劉 暢，鄭必強(qiáng)，童永彬，張鵬宇

（浙江大洋生物科技集團(tuán)股份有限公司，浙江杭州 310000）

有機(jī)合成中的相轉(zhuǎn)移催化作用

石 琢，劉 暢，鄭必強(qiáng)，童永彬，張鵬宇

（浙江大洋生物科技集團(tuán)股份有限公司，浙江杭州 310000）

隨著國家建設(shè)發(fā)展的不斷推進(jìn)，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(chǔ)上研究有機(jī)合成物中的轉(zhuǎn)移催化作用，需要從相應(yīng)的操作原理進(jìn)行分析，進(jìn)而給出具體的應(yīng)用。

有機(jī)；合成物；相互轉(zhuǎn)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(duì)有機(jī)合成物中相轉(zhuǎn)移催化作用進(jìn)行研究的時(shí)間為1947年，Wittg發(fā)現(xiàn)在無水乙醇中發(fā)生了烷基化反應(yīng)，其中少量的三苯甲基和芴化物離子能夠經(jīng)過配對(duì)，形成四甲銨陽離子，并對(duì)整個(gè)化學(xué)反應(yīng)有較大的促進(jìn)作用。然后經(jīng)過后續(xù)研究人員的不斷努力，相轉(zhuǎn)移催化作用成為了異相反應(yīng)中的一種，為有機(jī)合成物的反應(yīng)做出了積極貢獻(xiàn)，具有極高的應(yīng)用價(jià)值。

1 理論基礎(chǔ)

1.1 轉(zhuǎn)化原理

化學(xué)發(fā)生反應(yīng)的過程都伴隨著相關(guān)原理的支持。有機(jī)合成物中的相轉(zhuǎn)移催化原理，是在兩種不相容的液體基礎(chǔ)下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。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(jī)相，其中具有發(fā)生反應(yīng)的有機(jī)物。讓有機(jī)分子與進(jìn)攻試劑進(jìn)行接觸是促進(jìn)反應(yīng)形成的主要條件。在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的過程中，由于兩種溶液互不相溶，使得接觸反應(yīng)不能進(jìn)行充分接觸，降低了化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生率和反應(yīng)產(chǎn)生量。

1.2 反應(yīng)條件

溶液。要想進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，首先需要滿足化學(xué)發(fā)生的條件。如果對(duì)應(yīng)的化學(xué)物品為溶液時(shí)，相應(yīng)的反應(yīng)底物就經(jīng)常被當(dāng)做有機(jī)相使用，這個(gè)過程有很多有機(jī)溶液可以被使用，但是他們的水溶較小，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的幾率較小，從而能夠保證離子對(duì)不會(huì)發(fā)生水合作用。如果對(duì)應(yīng)的相轉(zhuǎn)移離子對(duì)有著較強(qiáng)的親油性，實(shí)驗(yàn)者就可以采用正庚烷或是苯作溶劑來進(jìn)行，防止離子對(duì)隨著水相進(jìn)入有機(jī)相的量較少的現(xiàn)象發(fā)生。例如：在TBAB和TCMAC等相互轉(zhuǎn)移催化劑中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的時(shí)候，其中的二氯化鉀和氯仿溶液劑有利于離子對(duì)順利的進(jìn)入到有機(jī)相中，加快了化學(xué)反應(yīng)速度，起到了一定的催化作用。但是在進(jìn)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(yīng)，就應(yīng)該停止對(duì)氯仿溶劑的使用。

相轉(zhuǎn)移催化劑的選擇和用量。要想促進(jìn)催化作用的產(chǎn)生，就需要對(duì)轉(zhuǎn)移催化劑進(jìn)行選擇，對(duì)相應(yīng)的用量進(jìn)行控制。對(duì)于中性介質(zhì)來說，它的相轉(zhuǎn)移催化劑需要具有十五個(gè)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(duì)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(yīng)等情況時(shí)，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(duì)它進(jìn)行合理的攪拌，可以促進(jìn)催化作用的充分發(fā)揮。因此，在對(duì)催化作用進(jìn)行分析的過程中，還要考慮相應(yīng)催化劑攪拌問題。如果是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，大多可以采用電磁攪拌棒進(jìn)行操作，這就需要對(duì)攪拌速度進(jìn)行控制。

2 在有機(jī)合成物中的應(yīng)用

2.1 氧化反應(yīng)

就氧化反應(yīng)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(yīng)多需要相轉(zhuǎn)移催化反應(yīng)的支持。發(fā)生氧化反應(yīng)的主要試劑有 MnO4，k2Cr2O7，CrO3，NaCLO，H2O2等，但是它們在應(yīng)用時(shí)對(duì)應(yīng)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(yīng)的離子對(duì)，從而將MnO4離子帶入有機(jī)相中。在進(jìn)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(shí)驗(yàn)室制備法進(jìn)行自制。

在相應(yīng)的二氯甲烷中，可以采用硫酸氫四丁基胺為反應(yīng)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(yīng)過程速度快，條件相對(duì)溫和，生產(chǎn)出來的芐醇，十六醇，對(duì)家芐醇所應(yīng)用的產(chǎn)量都相對(duì)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(yīng)用于所有生產(chǎn)反應(yīng)。像烯醇或是酸敏感的醇類氧化就不合適。

2.2 烴化反應(yīng)

烴化反應(yīng)有較多的種類，常見的有氧烴反應(yīng)，氮烴反應(yīng)和碳烴反應(yīng)等。O-烴反應(yīng)能夠應(yīng)用于合成醚或是羧酸酯中，N-烴反應(yīng)應(yīng)用于合成氮化物中，C-烴則是應(yīng)用與形成C—C鍵的主要途徑。進(jìn)行相轉(zhuǎn)移酯化反應(yīng)，需要用羧酸鹽和鹵代烴進(jìn)行，這樣的生產(chǎn)產(chǎn)率較高，開發(fā)成本較低。相應(yīng)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(jìn)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(zhuǎn)移催化劑為BTEAB和硫酸氫四乙胺。對(duì)應(yīng)的溶劑為堿性水溶液。相轉(zhuǎn)移催化劑的應(yīng)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(jìn)企業(yè)發(fā)展。

3 結(jié)束語

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

[1] 汪言滿，陳達(dá)美，方巖雄，等.相轉(zhuǎn)移催化在有機(jī)合成中的應(yīng)用新進(jìn)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?yàn)樯镝t(yī)藥。