羧酸及其衍生物

费歇尔酯化

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怎样把酸涩的羧酸加上醇变成气味香甜的酯?最古老、最简单的办法就是费歇尔酯化:把酸和醇加上少量强酸催化剂、温热即可。这就是学生在第一门有机实验里常用来做出有香蕉味酯的那个反应。

配方是羧酸加醇,配上催化量的强酸(如硫酸或干燥的 HCl),生成酯加水。机理上是酸催化的亲核酰基取代。催化剂先把羰基氧质子化,使碳更缺电子、更活泼;接着醇的氧进攻,形成四面体中间体;一番质子转移把原来的 -OH 变成好的离去基团(-OH2+,即水);水离去;再失去一个质子,酯就显现出来。每一步都是可逆的——这是一个平衡,而非单向反应。

正因为是平衡,费歇尔酯化靠自身只能进行到一半。化学家用勒夏特列原理把它往前推:大量过量地用某种便宜试剂(常把醇当溶剂),或者边生成边把水移走。反过来跑——加大量水——酯就水解回酸和醇。它的局限是实实在在的:费歇尔酯化对简单的酸和小的伯醇、仲醇效果好,但若是位阻大的反应物,或需要干净、高产率的产物,化学家就改用酰氯或酸酐。

乙酸 + 乙醇,加几滴浓 H2SO4,温热,生成乙酸乙酯 + 水。多加乙醇或把水蒸出,会把平衡推向生成更多酯。

酸催化、可逆:用过量试剂或移走水来推动它向前。

硫酸是催化剂,不是反应物:它加快反应,对平衡位置毫无改变。要想得到更多酯,必须改变浓度(过量试剂或移走水),而不是加更多催化剂。

又称
Fischer-Speier esterificationacid-catalyzed esterification费雪酯化酸催化酯化