2020-09-25 01:26:58

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相转移催化剂(Phase transfer catalyst,PTC)是可以帮助反应物从一相转移到能够发生反应的另一相当中,从而加快异相系统反应速率的一类催化剂。一般在相转移催化的反应中,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。

基本信息

  • 中文名称

    相转移催化剂

  • 外文名称

    Phase transfer catalyst

  • 简称

    PTC

  • 其他类型

    三相相转移催化

折叠 编辑本段 简介

有机合成中常遇到非均相有机反应,这类反应通常具有速度慢,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。

折叠 编辑本段 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未转移物质发生化学反应。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

杂多酸相转移催化

离子液体相转移催化

折叠 编辑本段 优点

相转移催化剂具有下列突出优点:

1. 不要求无水操作,相转移催化反应可以在水和有机溶剂两相反应;

2. 加快反应速率;

3. 降低反应温度

4. 产品收率高,相转移催化剂的作用,使反应物充分接触,因而反应比较彻底;

5. 合成操作简便,降低了温度压力等,对设备要求强度低,操作也较简单;

6. 避免使用常规方法所需的危险试剂;

7. 广泛适应于各种合成反应,并有可能完成使用其他方法不能实现的合成反应;

8. 副反应易控制,提高选择性。

折叠 编辑本段 常用类型

折叠 要求

①具备形成离子对的条件;或者能与反应物形成复合离子;

②有足够的碳原子,以便形成的离子对具有亲有机溶剂的能力;

③R的结构位阻应尽可能小,R基为直链居多 ;

④在反应条件下,应该是化学稳定的,并便于回收 。

折叠 种类

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(TBAB)、四丁基氯化铵四丁基硫酸氢铵三辛基甲基氯化铵、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

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