2017-10-25 14:32:04

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内酯,英文名lactones ,是指在同一分子中既含有羧基,又含有羟基,二者脱水生成的有机物。内酯由一个分子自身发生酯化反应脱水形成,同时水解后也是一个分子。内酯的环中只有一个酯基(-COO-),若一个环中有两个以上的酯基则不是内酯而是交酯

基本信息

  • 中文名

    内酯

  • 外文名

    lactones

  • 定义

    环中有且仅有一个酯基的有机物

折叠 编辑本段 介绍

可由同时含有羟基(-OH)和羧基(-COOH)的有机物分子内发生酯化反应脱去一分子水生成。合并图册合并图册

环状结构的,常见的内酯为x=2,3或4,分别称为β-、γ-或δ-内酯。低级(环较小)内酯为具有香味的液体,易溶于水、乙醇及乙醚

性质与开链羧酸酯相似,与水(酸或碱存在下)、醇或氨反应,生成相应的羟基酸、羟基酸酯或羟基酰胺。β-内酯通常由乙烯酮反应制取γ-或δ-内酯可由γ-或δ-卤代酸制取。一些从天然物中分离得到的大环内酯具有生物活性。 例如γ-羟基丁酸HOCH2CH2CH2COOH能脱水而成γ-丁酸内酯或称1,4-丁内酯,与苛性钾作用即成γ-羟基丁酸钾HOCH2CH2CH2COOH。用作香料的香豆素是一种重要的芳香族内酯。

折叠 编辑本段 性质

内酯一般难溶于水,易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂,密度一般比水小。低级内酯是具有芳香气味的液体。

低分子量酯是无色、易挥发的芳香液体。高级内酯常为无色无味的蜡状固体。低分子量的酯可以作许多有机化合物的溶剂,也可作清漆的溶剂。

折叠 编辑本段 制备方法

折叠 酯化法

羟基羧酸在浓硫酸催化下加热脱水可以获得,但纯度较低,有大量的交酯和链酯等副产物生成,实际中极少应用。工业上可一般使用脱氢法、顺酐直接加氢法和顺酐酯化加氢法等。

γ-丁内酯制备流程γ-丁内酯制备流程

折叠 脱氢法

以工业制备γ-丁内酯(GBL)为例:

用1,4-丁二醇脱去一分子氢气获得。

流程简述:

γ-丁内酯工艺由反应系统、精制系统组成。

反应系统:1,4-丁二醇在催化剂的作用下生成产品GBL和副产品氢气。副产品氢气经甲烷化除去杂质送至丁二醇低压反应器使用。

GBL精制系统:GBL首先脱除轻组分,然后脱除重组分,纯度达到99.5%以上,送至成品槽。

折叠 顺酐直接加氢法

顺丁烯二酸酐加氢法联产γ-丁内酯和1,4-丁二醇

顺酐气相低压加氢法:将顺酐汽化后与氢气一起进入加氢反应器,在铜系列催化剂的作用下转化成为γ-丁内酯,同时产生少量四氢呋喃,经冷却后得到γ-丁内酯粗品,氢气循环使用;γ-丁内酯粗品经精馏得到γ--丁内酯和四氢呋喃

顺酐直接加氢法是70年代由日本三菱油化和三菱化成开发的顺酐直接加氢工艺,该工艺的特点是顺丁烯二酸酐在加氢过程中除了生产BDO之外,还可以同时生成THF和GBL等产品,设置不同的工艺条件可以改变产品的组成。该工艺是将正丁烷制顺酐的气相氧化法和顺酐加氢技术结合起来的生产方法。仍以C4馏分为原料,整个流程包括顺酐生产、马来酸加氢及BDO精制。与顺酐酯化加氢法相比,该工艺以正丁烷氧化产物顺酐水溶液直接加氢为BD0,免去了顺酐脱水、提纯和酯化工序,

将主要工序从8道减为4道,从而缩短了整个流程,减少了设备台数。

折叠 顺酐酯化加氢法

顺酐酯化加氢法是由英国戴维(Davy)工艺技术公司开发的顺酐酯化加氢工艺,该方法有三个步骤:

(1)顺酐与乙醇酯化发生反应;

(2)顺丁烯二酸二乙酯加氢氢解制得BDO;

(3)反应产物分离精制。

通过调节工艺条件,可以改变BDO、GBL与THF的比例。由于该工艺的BDO生产具有成本优势,所以近几年采用该工艺建设的新装置较多,也是BDO生产工艺主要发展趋势。

戴维顺酐工艺路线的主要优点在于通过调节工艺条件,可以改变1,4-丁二醇、γ-丁内酯(GBL)、四氢呋喃(THF)的产出比例。工业装置中如要设计1,4-丁二醇产量达最大值,可依据1,4-丁二醇和γ-丁内酯之间的化学平衡,采取将γ-丁内酯循环,直至γ-丁内酯耗尽的方法,以使1,4-丁二醇产量达最大值。另外,戴维顺酐工艺还具有其它的一些优点,如酯的转化率较高,反应条件温和,设备材质要求不高,催化剂价格低,寿命长,投资和生产成本均较低,1,4-丁二醇和四氢呋喃比例调节范围宽。

正丁烷/顺酐工艺实际上是将正丁烷转化为顺酐的气相氧化法和顺酐加氢技术结合起来,仍以C4馏分为原料,整个流程包括顺酐生产、马来酸加氢及1,4-丁二醇精制。该工艺只需要经过加氢和精制就能得到1,4-丁二醇,不需酯化工序,缩短了整个流程,减少了设备台数,相应降低了投资和操作维修费用,对顺酐纯度要求比较低。该工艺中催化剂的选择性高,使用寿命长,不需要更换催化剂,副产物生成量少,几乎能使顺酐全部转化为1,4-丁二醇,在加氢、回收和提纯工序对工艺条件稍加修改,也可生产四氢呋喃和γ-丁内酯。

生产过程为:

正丁烷(空气催化氧化)-→顺酐(与水充分接触)-→顺酸(在液相中两步催化加氢) -→BDO(精馏脱水)-→高纯度产品。

折叠 编辑本段 判断方法

若该分子的一个环中有且只有一个酯基,则为内酯。或者令其水解,如果该分子发生水解反应,看其产物是一分子化合物,还是两分子化合物。若是一分子那就是内酯,若是两分子则有可能是简单酯类化合物,或者是交酯

折叠 编辑本段 应用

市面上有内酯豆腐生产线生产的内酯豆腐。一些内酯也是理想的抗氧剂、增塑剂、萃取剂、吸收剂、分散剂、固色剂、凝固剂;在医药行业可用作麻醉剂及镇静剂,可合成环丙沙星和干扰素等。是维生素、环丙胺等的中间体;在农林业方面也有广泛的用途,是生产植物生长剂、杀虫剂等的中间体。此外,还可用作电池、电容器制作,彩卷成色等。内酯豆腐内酯豆腐

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