化工百科

相转移催化

2023-04-27

简介


态的酸、碱、盐或它们的水溶液和有机相中
的反应物在相转移催化剂作用下,两相中的
反应物发生相转移,使反应可在水和有机溶
剂两相中进行。这一过程称为相转移催化。相
转移催化剂具有改变离子的溶剂化程度、增
大离子反应活性,加快反应速度等特点。

相转移催化剂的化学结构有一定的要
求,最重要的是要含有阳离子,以便能与阴
离子形成有机离子对,或与反应物形成配位
离子。典型的相转移催化剂是鎓盐、多醚类
及碱金属阳离子的络合物,如冠醚、大环状
氨基多醚、穴醚或它们的开链同类物 (即开
链聚醚)、苯甲基三乙基氯化铵、三辛基甲基
氯化铵等。这些物质中的阳离子是亲油性的,
它们可溶于水相和油相。当在水相中碰到分
布在其中的盐类时,水相中过剩的阴离子便
与其结合或交换,然后进入有机相与反应物
反应后返回水相。以RX+NaY→RY+
NaX反应为例,过程如图。

图 相转移液化过程示意图

鎓盐阳离子Q进入水相与其中的阴离
子Y形成离子对,然后进入有机相时与RX迅速置换, 生成RY和[QX], [QX]
再返回水相,在水相中Q又与新的Y离子
结合而进行下一循环。

鎓盐类相转移催化剂有类似于表面活性
剂的作用,但相转移催化反应是在有机相中
进行,而不是在相界面进行。

相转移催化剂在有机合成中有着广泛的
应用,以前主要用于制备R2C型化合物 (卡
宾型化合物),用它进一步制取相应的腈、异
腈、氯代烷、二氯环丙烷衍生物、羟基羧酸、
重氮甲烷等化合物。还用于C—、O—、S—、
N—等烷基化反应,与传统方法相比,产品收
率高,可避免无水操作等困难。随着研究开
发的进展,相转移催化在一些新的领域已取
得应用,如聚合反应、聚合物改性、羰基化
反应、还原反应、脱氢和异构化反应、氧化
反应以及蔗糖和碳水化合物的烷基化反应
等。在医药、农药、染料中间体等行业已有
许多应用。

英文