酯化反应基本知识

1“酯化反应”与高考甘肃省静宁县第一中学（743400）雷升“酯化反应”是中学有机化学反应重要类型之一，是中学有机化学重要的知识点，也是高考的热点，学生的弱点。纵观近六年高考化学试题，让我们奇迹般地发现“酯化反应”几乎年年出现。为此结合近六年全国高考化学试题，谈谈有关“酯化反应”的复习。1、酯化反应的几种基本类型1.1生成链状酯1.1.1一元羧酸与一元醇的反应CH3CO—OH+H—OCH3CH3COOCH3+H2O1.1.2一元羧酸与二元醇或二元羧酸与一元醇的反应：COOHCOOCH2CH3+2CH3CH2OH+2H2OCOOHCOOCH2CH3CH2OHCH2OOCCH3+2CH3COOH+2H2OCH2OHCH2OOCCH31.1.3二元羧酸与二元醇的反应COOHHOCH2OO+2HOCH2CH2—O—C—C—OCH2CH2OH+2H2OCOOHHOCH2COOHHOCH2OO+HOOC—C—C—OCH2CH2OH+H2OCOOHHOCH21.1.4无机含氧酸与醇形成无机酸酯的反应CH2-OHCH2ONO2CH2-OH+3H-O-NO2CHONO2+3H2OCH2-OHCH2ONO21.1.5高级酯肪酸与甘油形成油脂的反应CH2OHC17H35COOCH23C17H35COOH+CHOHC17H35COOCH+3H2OCH2OHC17H35COOCH21.1.6葡萄糖与有机酸的反应CH2-(CH)4-CHOCH2-(CHOH)4-CHO+5CH3COOH+5H2OOHOOCCH3OOCCH31.1.7酰氯与醇的反应OOCH3C—Cl+CH3CH2OHCH3-C—OCH2CH3+HCl1.1.8酯与醇的反应OOCH3C—OCH3+CH3CH2OHCH3C-OCH2CH3+CH3OH1.1.9酸酐与醇的反应OOOCH3C—O—C—CH3+CH3CH2OHCH3-C–OCH2CH3+CH3COOH1.2生成环酯1.2.1二元醇与二元羧酸的反应OCH2CHOOC—COOH+HO-CH2CH2-OH+2H2OCH2CO浓H2SO4△浓H2SO4△浓H2SO4△浓H2SO4△浓H2SO4△浓H2SO4△浓H2SO4△浓H2SO4△浓H2SO4△浓H2SO4△21.2.2羟基酸分子内脱水成环脂CH2-C-O-HCH2—CO+H2OCH2-CH2-O-HCH2—CH21.2.3羟基酸分子间脱水成环脂CCOOHHOCH3—CHOCH3—CHCH—CH3+2H2OOHHOOCOCH—CH3C1.3聚酯1.3.1二元羧酸与二元醇发生缩聚生成聚酯如：nHOOC-COOH+nHO-CH2CH2-OH-C-C-OCH2CH2O-n+2nH2O1.3.2羟基酸缩聚生成聚酯如：nHO-(CH2)3-COOH-O-(CH2)3-C-n-+nH2O1.3.3烯酸酯发生加聚生成聚酯CH3CH3nCH2=C-COOCH3-CH2-C-nCOOCH31.3.4纤维素与无机酸的酯化反应.OHONO2(C6H7O2)OH+3nHO-NO2(C6H7O2)ONO2+3nH2OOHnONO2n1.4酚酯-OH—C—Cl-OOC-++HCl2例1、（2000.全国理综.27）(1)试写出纤维素与硝酸反应制取纤维素硝酸酯的化学方程式：。(2)磷酸三丁醇酯是一种常用萃取剂，试写出制备它的化学方程式。解析：回答第(1)小问比较顺利，学生只需写出纤维素的结构简式和硝酸的结构式，利用酯化反应实质不难得正确答案。回答第(2)小问，学生要在这些知识的基础进行知识的迁移和重组首先必须理解磷酸的分子组成应为HO—P—OH，然后依据理论，三个羧基可以跟三分子丁醇酯化，便迎刃而解。正确答案：(1)OHONO2(C6H7O2)OH+3nHO-NO2(C6H7O2)ONO2+3nH2OOHnONO2n（2）HO-P-OH+3CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2O—P—OCH2CH2CH2CH3+3H2OOHOCH2CH2CH2CH3例2、(2003·全国理综·29)：(1)lmol丙酮酸(CH3CCOOH)在镍催化剂作用下加lmol氢气转变为乳酸，乳酸结构简式是。(2)与乳酸具有相同官能团的乳酸的同分异构体A在酸性条件下，加热失水生成B，由A生成B的化学反应方程式是。(3)B的甲酯可以聚合，聚合物的结构简式是。解析：这道题第(1)小问考查—C—加成反应比较简单。但第(2)、(3)小问稍有难度，多数学生能写出A的结构简式，即使写出了，可认为A在酸性条件加热失水生成的B是环酯，从而对写出第（3）小题的聚酯束手无策，造成较简单的题不能得满分的原因是审题不细，推理不严密，若B是环酯还能与甲醇酯化吗？浓H2SO4△浓H2SO4△3因此正确答案是：OH(1)CH3CHCOOH(2)HOCH2CH2COOHCH2=CH-COOH+H2O(3)-CH2-CH-COOCH3对于羟基酸分子内失水形成环酯在（2002·理综，2003·理综）都进行了考查，可想酯化反应在高考的地位了。下面以2002·理综·23为例谈谈。例3、（2002·全国理综·23），如图所示：淀粉水解可产生某有机化合物A，A在不同的氧化剂作用下，可以生成B（C6H12O7）或C（C6H10O8），B和C都不能发生银镜反应。A、B、C都可以被强还原剂还原成为D（C6H14O6）。B脱水可得到五元环的酯类化合物E或六元环的酯类化合物F，已知，相关物质被氧化的难易次序是：RCHO最易，R—CH2OH次之，CHOH最难。请在下列空格中填写A、B、C、D、E、F的结构简式。ABCDEF解析：本题以淀粉为信息源，以葡萄糖结构为瓶颈，考查多糖水解，醇羟基氧化，醛基氧化，羧基和醛基还原，环酯的合成等重要有机知识。该题的突破口淀粉水解的产物A既可被氧化，又可被还原，且氧化产物，还原产物均为6个碳，则可推断A应为葡萄糖，由氧化生成B、C的分子式可知，C为二元羧酸，B为一元羧酸，D为六元醇，因此前四空较简单，对于E、F的结构简式多数学生无从下手，原因是①不知羟基酸内脱水可形成环酯。②对五元环和六元环与五碳环和六碳环不能正确区别，造成失分。正确答案是：A：HOCH2(CHOH)4CHOB：HOCH2(CHOH)4COOHC：HOOC(CHOH)4COOHD：HOCH2(CHOH)4CH2OHCCHO—CHHO-CHOE：OF：HO—CHHO-CHCH-CH2OHCHCHCH—CH2OHOHOH例6.(2005.全国理综.29)聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为-CH2-C-(CH3)-n,它是制作软质隐形眼镜的材料。请写出下COOCH2CH2OH列有关反应的化学方程式：（1）由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯（2）由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯解析：本题（1）只要掌握了烯酸酯的加聚反应规律，只需将双键展开即可；（2）题实质是一元羧酸与一元醇的酯化反应。正确答案是：（1）CH3CH3nCH2=C-COOCH2CH2OH-CH2-C——nCOOCH2CH2OH（2）CH3CH3CH2=C-COOH+HOCH2CH2OHCH2=C-COOCH2CH2OH+H2O参考文献：1、有机化学（下册）第四版曾昭琼主编高等教育出版社2、有机化学谷享杰吴泳丁金昌编高等教育出版社