情境2(酯化反应)第一讲.pptVIP

 情境2 食品添加剂对羟基苯甲酸丙酯的合成（酯化反应） 复习： 食品防腐剂 防腐剂是为了抑制食品腐败和变质，延长贮存期和保鲜期的一类添加剂。 对羟基苯甲酸酯类（甲、乙、丙、异丙、丁、异丁、庚等酯） （尼伯金酯） 。 一、食品防腐剂对羟基苯甲酸丙酯的合成工作任务 二、工作任务分析 1. 对羟基苯甲酸丙酯分子结构的分析 分子式： C10H12O3 分子结构式： 2 路线分析 逆向分析： 路线一：直接酯化法 逆向分析： 路线二：酯交换法 能力拓展 对羟基苯甲酸的生产a 、邻羟基苯甲酸热转位法 b、对磺酰胺苯甲酸碱焙法 C、酚钾直接羧化法 三、对羟基苯甲酸丙酯的合成原理及影响因素 酯化 （1）增加反应物的浓度 正丙醇的过量。 对羟基苯甲酸：正丙醇的摩尔比通常要达到1：4～10左右。 （2）从体系中及时移走生成物 水与苯、甲苯、环己烷、三氯甲烷等多种有机溶剂易形成共沸物。 带水剂与醇的摩尔比通常为1:1。 2.影响酯化反应的因素 （1）反应物的结构 ①对羟基苯甲酸 HCOOH 1°RCOOH 2°RCOOH 3°RCOOH 表2-3　乙酸与各种醇或酚的酯化反应转化率和平衡常数Kc(等物质的量比，155℃) （2）催化剂 ①硫酸 最常用的催化剂之一。 优点：可溶于反应体系中，反应条件较温和、催化效果好、性质稳定、吸水性强及价格低廉等。 缺点（1）反应温度超过160℃，易使反应物发生磺化、碳化、聚合、脱水生成烯烃或醚以及异构化等副反应，不饱和酸、羟基酸、甲酸、草酸和丙酮酸、碳链较长、分子量较大的羧酸和醇，不宜用硫酸催化酯化， （2）腐蚀生产设备，后处理麻烦，产品色泽较深等。 ②对甲苯磺酸 是一种强的固体有机酸，腐蚀性和三废污染比硫酸小，副反应少，价廉易得，易于保管、运输和使用，催化剂用量小，是一种适合于工业化生产的催化剂。苯磺酸、硫酸氢乙酯和乙基磺酸的催化效果都相当好。但价格较贵。 用量一般为5%左右。 ③氯化铁 易从酯化反应体系中回收分离。但由于传质的原因及本身酸性较弱，催化效率较硫酸等低，反应所需的时间较长。 用量一般为3％左右。 ④强酸性阳离子交换树脂 为固体强酸，由于能解离出H+，故可作为酯化反应的催化剂。但由于传质的原因，催化效率较硫酸等稍低。 优点是：反应条件温和、选择性好；产物后处理简单，无需中和及水洗；树脂可循环使用，并可进行连续化生产；对设备无腐蚀以及减少废水排放量。由于上述优点，强酸性阳离子交换树脂已广泛用于酯化反应，其中最常用的有酚磺酸树脂及磺化苯乙烯树脂。离子交换树脂目前已商品化，可由商品牌号查得该树脂的性质及组成。 （3）反应温度 羧酸与醇在液相中进行酯化时几乎不吸收或放出热，因此平衡常数与温度基本无关。通常采用催化剂后，反应温度在70～150℃左右均可顺利发生酯化反应。 （4）搅拌 四、合成工艺条件 酯化反应工艺条件如下： （1）物料配比 n（对羟基苯甲酸）∶n（正丙醇）≈0.1∶0.8 实训室合成：对羟基苯甲酸 .13.8g（4.14g） 0.1mol 正丙醇 60ml（18g） 0.8mol V(正丙醇)：V（环己烷）=1：1 环己烷 60ml（18ml） （2）反应温度 反应液沸腾温度 （3）压力：常压 五、对羟基苯甲酸丙酯的合成装置 六、操作 分水器的使用原理 分水器的原理很简单：一种有机溶剂与水在室温下不互溶，但是可以形成共沸物，其密度比水小，这样的溶剂，常见的有甲苯，当分水器（上端装冷凝管）内充满了溶剂（可以事先加一部分，也可以不加，不加的话，反应体系中要多加分水器容积的溶剂），溶剂与水在分水器中分层，水积在分水器下部，溶剂返流到反应体系里去。其实就两个核心点：与水共沸不互溶，密度比水小。 * * 酯化反应通常是指醇或酚和含氧酸类（包括无机和有机酸）或其衍生物作用生成酯的过程。 其实质是醇或酚分子中的羟基氢原子被酰基取代而生成酯的反应，又叫做O-酰化反应。 酯化方法1、 用羧酸的酯化（酯化反应） 2、用酸酐的酯化 3、酰氯法 4、 酯交换（用酯的酯化） 5、其他成酯化法 本情境实现的三个目标： 知识目标：掌握酯化反应的定义、分类、特点及反应影响因素。通过知识拓展具有有机合成中的活性中间体与酸碱理论的知识储备，并加入少量的红外光谱的知识。 能力目标：利用所学酯化反应的知识及常见的反应仪器和设备、组装对羟基苯甲酸丙酯的合成装置、完成产品的合成及提纯操作，具有从事酯化反应产品研发的职业基