相轉移催化劑
相轉移催化劑(Phase transfer catalyst,PTC)是可以幫助反應物從一相轉移到能夠發生反應的另一相當中,從而加快異相系統反應速率的一類催化劑。一般存在相轉移催化的反應,都存在水溶液和有機溶劑兩相,離子型反應物往往可溶於水相,不溶於有機相,而有機底物則可溶於有機溶劑之中。不存在相轉移催化劑時,兩相相互隔離,幾個反應物無法接觸,反應進行得很慢。相轉移催化劑的存在,可以與水相中的離子所結合(通常情況),並利用自身對有機溶劑的親和性,將水相中的反應物轉移到有機相中,促使反應發生。
簡介
在有機合成中常遇到非均相有機反應,這類反應的通常速度很慢,收率低,反應不完全的缺點。但如果用水溶性無機鹽,用極性小的有機溶劑溶解有機物,並加入少量(0.05mol以下)的季銨鹽或季磷鹽,反應則很容易進行,這類能促使提高反應速度並在兩相間轉移負離子的鎓鹽,稱為相轉移催化劑。一般存在相轉移催化的反應,都存在水溶液和有機溶劑兩相,離子型反應物往往可溶於水相,不溶於有機相,而有機底物則可溶於有機溶劑之中。不存在相轉移催化劑時,兩相相互隔離,幾個反應物無法接觸,反應進行得很慢。相轉移催化劑的存在,可以與水相中的離子所結合(通常情況),並利用自身對有機溶劑的親和性,將水相中的反應物轉移到有機相中,促使反應發生。
催化機理
相轉移催化反應一般屬於兩相反應,反應過程主要包括反應物從一相向另外一相的轉移以及被轉移物質與待轉移物質發生化學反應。至今為止發展了多種不同的催化反應機理:
1.萃取機理
1971年,Starks就液-液相SN2親核取代反應提出了著名的催化迴圈原理,奠定了相轉移催化反應的理論基礎。
以鎓鹽相轉移催化劑為例。鎓鹽在水相及有機相均有一定的溶解度,按照溶解性不同分為以下兩種迴圈模型:
PTC在兩相中分配,此時相轉移是鎓鹽把Y-從水相輸送到有機相,然後鎓鹽陽離子又把X-輸送到水相
模型二中的相轉移催化劑陽離子交換髮生在介面上,PTC的作用是以離子對的形式反覆萃取陰離子Y-進入有機相,不需要催化劑陽離子在兩相中的轉移
2.介面機理
3其他型別
三相相轉移催化
雜多酸相轉移催化
離子液體相轉移催化
相轉移催化劑
相轉移催化劑(Phase transfer catalyst,PTC)是可以幫助反應物從一相轉移到能夠發生反應的另一相當中,從而加快異相系統反應速率的一類催化劑。一般存在相轉移催化的反應,都存在水溶液和有機溶劑兩相,離子型反應物往往可溶於水相,不溶於有機相,而有機底物則可溶於有機溶劑之中。不存在相轉移催化劑時,兩相相互隔離,幾個反應物無法接觸,反應進行得很慢。相轉移催化劑的存在,可以與水相中的離子所結合(通常情況),並利用自身對有機溶劑的親和性,將水相中的反應物轉移到有機相中,促使反應發生。
簡介
相轉移催化劑
在有機合成中常遇到非均相有機反應,這類反應的通常速度很慢,收率低,反應不完全的缺點。但如果用水溶性無機鹽,用極性小的有機溶劑溶解有機物,並加入少量(0.05mol以下)的季銨鹽或季磷鹽,反應則很容易進行,這類能促使提高反應速度並在兩相間轉移負離子的鎓鹽,稱為相轉移催化劑。一般存在相轉移催化的反應,都存在水溶液和有機溶劑兩相,離子型反應物往往可溶於水相,不溶於有機相,而有機底物則可溶於有機溶劑之中。不存在相轉移催化劑時,兩相相互隔離,幾個反應物無法接觸,反應進行得很慢。相轉移催化劑的存在,可以與水相中的離子所結合(通常情況),並利用自身對有機溶劑的親和性,將水相中的反應物轉移到有機相中,促使反應發生。
催化機理
相轉移催化反應一般屬於兩相反應,反應過程主要包括反應物從一相向另外一相的轉移以及被轉移物質與待轉移物質發生化學反應。至今為止發展了多種不同的催化反應機理:
1.萃取機理
1971年,Starks就液-液相SN2親核取代反應提出了著名的催化迴圈原理,奠定了相轉移催化反應的理論基礎。
以鎓鹽相轉移催化劑為例。鎓鹽在水相及有機相均有一定的溶解度,按照溶解性不同分為以下兩種迴圈模型:
PTC在兩相中分配,此時相轉移是鎓鹽把Y-從水相輸送到有機相,然後鎓鹽陽離子又把X-輸送到水相
模型二中的相轉移催化劑陽離子交換髮生在介面上,PTC的作用是以離子對的形式反覆萃取陰離子Y-進入有機相,不需要催化劑陽離子在兩相中的轉移
2.介面機理
3其他型別
三相相轉移催化
雜多酸相轉移催化
離子液體相轉移催化