酯的合成方法研究羧酸酯是一类重要的化工原料 ,它的用途相当广泛 ,可用作香料、溶剂、增塑剂及有机合成的中间体；同时在涂料、医药等工业中也具有重要的使用价值[1]。

作为液晶化合物最基本和最重要的中心桥键之一，酯基的合成具有十分重要的意义。

在过去很长一段时间里，酯的合成主要是采用一些经典的方法，如酸催化、酰氯法、酯交化法等；随着对各种新的催化剂和有机反应机理的研究，出现了一些新颖的合成方法，如Mitsunobu 反应、Steglich 酯化法、CAN 催化法、Me 3SiCl 催化法、DBU 催化法等等[2]。

对这些新的合成方法进行研究，有助于在实验室推广采用更简单、更有效、更温和的方法合成羧酸酯，并进一步实用于工业化生产。

一、经典酯化反应1、酯化反应机理：羧酸与醇在催化剂作用下生成酯。

例如：CH 3COOH + HOC 2H 5 CH 3COOC 2H 5 + H 2O H 酯化反应是可逆反应。

为了提高酯的产率，可采取使一种原料过量(应从易得、 价廉、易回收等方面考虑)，或反应过程中除去一种产物(如水或酯)。

工业上生产乙酸乙酯采用乙酸过量，不断蒸出生成的乙酸乙酯和水的恒沸混合物(水6.1%，乙酸乙酯93.9%，恒沸点70.4℃)，使平衡右移。

同时不断加入乙酸和乙醇，实现连续化生产[3]。

羧酸的酯化反应随着羧酸和醇的结构以及反应条件的不同，可以按照不同的机理进行。

酯化时，羧酸和醇之间脱水可以有两种不同的方式：R C O O H HO R'R C OH H OO R'R ，R ’分别是烷基。

(Ⅰ)是由羧酸中的羟基和醇中的氢结合成水分子，剩余部分结合成酯。

由于羧酸分子去掉羟基后剩余的是酰基，故方式(Ⅰ)称为酰氧键断裂。

(Ⅱ)是由羧酸中的氢和醇中的羟基结合成水，剩余部分结合成酯。

由于醇去掉羟基后剩下烷基，故方式(Ⅱ)称为烷氧键断裂。

当用含有标记氧原子的醇(R 18OH)在酸催化作用下与羧酸进行酯化反应时，(Ⅰ) (Ⅱ)发现生成的水分子中不含18O ，标记氧原子保留在酯中，这说明酸催化酯化反应是按方式(Ⅰ)进行的。

其反应机理可以表示如下：R C O OH H R C OH OH R C OHOH R C OHOHOH R' R C OH OH 2R'O R C OH R'O R C OH R'O R C O OR'-H 这个机理可以概括如下：R C O OH R'OH +-H R C OHOHR'O R C O OR' H 2O +叔醇的酯化反应经实验证明是按方式(Ⅱ)进行的：R C OOH +HOCR'3R C O OCR'3+H 2O2、质子酸催化合成酯 在传统的酯化反应中通常采用浓硫酸作催化剂，这是由于浓硫酸价格低廉，催化活性高，易于工业化、连续化生产；但浓硫酸易使有机物炭化、氧化，且选择性差，在二级醇和三级醇的酯化反应中产率低，副反应多，工艺流程长，对设备腐蚀严重，三废处理麻烦。

另外，干燥的氯化氢、对甲苯磺酸作为催化剂也被运用到酯的催化合成中[4]。

如水杨酸甲酸的合成[5]： OHCOOH+CH 3OH OH COOCH 3+H 2O由于浓硫酸作为催化剂存在许多缺点，自1981年黄化民等报道用无机硫酸盐作催化剂以来，不少研究者对催化剂进行了许多研究和报道[1],开发出了一类新型酯化反应催化剂 —固体酸型催化剂，它具有以下优点：催化剂易分离和回收 ,不怕水，易再生可重复使用，它包括无机盐超强酸、分子筛、杂多酸、氧化物、高分子载体催化剂等。

3、酰氯酯化法酰氯酯化法是合成羧酸酯应用最多的方法之一。

该方法主要是先将有机酸转变为酰氯，酰氯再醇解得到相应的酯。

酰化试剂有新制的二氯亚砜（SOCl 2） 、草酰氯(C 2O 2Cl 2)、光气(COCl 2)等。

在实验室中，比较常用的是采用SOCl 2作为酰化试剂。

SOCl 2酰氯酯法的优点是生成酰氯时的副产物是HCl 和SO 2，均为气体，有利于分离，且酰氯的产率较高，这将提高下一步反应的活性和产率。

其缺点是制备酰氯时需对反应条件进行较严格的控制，如时间、温度等，不易除尽过量的SOCl 2，对设备的腐蚀较严重；而且酰氯需要现制现用，整体合成路线长[6]。

酰化和醇解过程中都生成大量氯化氢，因此在反应中加入氯化氢的去除剂，称为缚酸剂，如吡啶、三乙胺(TEA)、DMAP 、N,N ’-二甲苯胺等。

酰氯遇水易发生分解，因此反应必须在无水条件下完成。

如10-十一烯酸(a)是合成不饱和酸胆甾醇酯常用的原料。

李佩瑾等[7]以 SOCl 2为酰化试剂，N,N ’-二甲苯胺作为醇解反应的缚酸剂，75℃下回流8 h 得到了10-十一烯酸胆甾醇酯(b)。

(b)是一种介晶单体，可与非介晶手性单体十一烯酸薄荷醇酯通过接枝共聚引入聚甲基含氢硅氧烷中，得到具有光化学活性的胆甾相液晶聚合物[8]。

CH 2=CH(CH 2)8COCl + HO Chol *CH 2=CH(CH 2)8COO Chol *(a)(b)CH 2=CH(CH 2)8COOH SOCl 2CH 2=CH(CH 2)8COCl +4、酸酐酯化法 该方法一般用于双羧酸官能团物质与单羟基的醇或酚反应，制得单羧酸酯， 且保留一个羧酸，可进一步酯化或酰胺化。

但由于酸酐化合物种类较少，限制了它的更进一步应用。

利用酸酐的反应特点，引入带羧酸官能团的柔性链，在合成氢键自组装超分子聚合体中具有特殊的应用。

如沈永涛等[9] 以胆甾醇和丁二酸酐为原料合成了丁二酸单胆甾醇酯(AC)，研究探讨了AC 自组装液晶特性。

OOO +2CH 2COO(AC)5、低级酯交换法酯交换反应的实质是酯的醇解。

将羧酸与低级醇(如甲醇或乙醇)制备成低级 酯(如甲酯或乙酯)，然后与高级醇在酸性条件下进行醇解。

该方法在某些特殊的反应中有着独特的作用，如羧酸的保护与脱保护。

但由于该法合成路线较长，成本较高，使得其应用范围较小。

在手性中心的合成中，需进行羧酸的保护，设想了下列方案：OH ***OCH 2CH 2COOCH 3***ClCH 2CH 2COOH +CH 3OH ClCH 2CH 2COOCH 3ClCH 2CH 2COOCH 3(2)OCH 2CH 2COOCH 3***HOCOOH +OCH 2CH 2COO ***COOH在该反应中，设想对羟基苯甲酸既作为反应物，又提供质子，促进反应的发生(该方案第三步未验证)。

二、酯的合成新方法1、Mitsunobu 反应官能团的转化在有机合成化学中占了极其重要的地位，我们在合成中经常需要进行官能团转化，构建新的化学键，如 C —O ，C —N ，C —S ，C —C 等化学键。

而Mitsunobu 反应[9]是在偶氮二碳酸二乙酯(DEAD)或者偶氮二碳酸二异丙酯(DIAD)和三苯基膦作用下，醇类化合物和酸性化合物发生分子内或分子间脱水反应，形成C—O，C—N，C—S，C—C等键的反应。

它最早是在1967年由Mitsunobu 等[10]发现。

Mitsunobu 反应一般是在温和的中性条件下进行的，同时，如果是手性醇参加反应，醇羟基所连碳原子的绝对构型一般会发生翻转，因此，Mitsunobu反应广泛应用于各类天然产物的全合成或化合物的官能团转化，是一个应用范围较为广泛的反应。

在这里我们仅仅把它作为一种羧酸缩合成酯的方法进行介绍。

ROOH+R'OH DEAD or DIADPh3PROOR'近年来，对Mitsunobu 反应机理研究得比较多[11~13], 美国化学家V arasi等用31P NMR对Mitsunobu反应进行了仔细的研究。

结合实验结果。

他提出了如Scheme 1 所示的反应机理。

他发现，酸性化合物在反应过程中加入的时间不同，反应的机理就有所不同，反应的第一步仍然是DEAD (1)和三苯基膦(2)进行加成，形成季鏻盐3，当 3 形成时酸存在于反应体系中，或者此时加入酸，季鏻盐3 就会马上发生质子化形成中间体5。

此时加入醇，中间体5就会缓慢的形成鏻盐4，接着发生S N2取代反应并生成产物。

当3 形成时，如反应体系中没有酸存在，此时加入醇，一半季鏻盐3 会与醇发生反应，形成二烷氧基鏻盐6，在此时加入酸，剩下的季鏻盐会发生质子化生成5，而 6 也会很快和酸发生反应生成鏻盐4，同时释放出一半的醇去和中间体 5 发生反应。

在此反应过程中，从5 到 4 的反应过程非常慢，从 6 到4的反应过程则非常快。

Scheme 12、Steglich酯化法(DCC-DMAP)DCC-DMAP催化酸与醇直接在室温下反应[14]，产率高，也能有效地合成具有空间位阻的酯。

反应完毕，DCC(碳二酰亚胺)转化为脲不溶于溶剂被洗去[15]。

研究发现1-甲基咪唑(MI)-DCC也是有效的催化体系。

1-甲基咪唑的价格低，而且几乎无毒。

3、Me3SiCl催化法Me3SiCl可以催化羧酸与醇反应生成酯，也可以合成具有空间阻碍的酯。

可以加入吡啶或三乙胺中和反应生成的酸性副产物[16]。

4、DBU催化法DBU催化羧酸与醇直接反应，可以促进有空间位阻的酸和氨基酸等与卤代烃反应生成酯[17]。

自60 年代DBU(1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯)问世以来，经过30多年的研究，已成为一种非常有用的试剂或催化剂，在消除、异构、缩合、酯化、环合、聚合等多种反应中得到应用[18,19]。

其参与反应的特点是反应条件温和、副反应少，产物转化率高，产物选择性专一。

尤其是对原料或生成物不稳定的反应，选用DBU 尤为适用。

DBU 是一种有开发前途的试剂, 受到了广泛地重视。

DBU 是一个强碱性试剂，但它却是一个弱的亲核试剂, 易与质子结合而不易与碳原子结合, 因此DBU 的应用主要是作为强碱性试剂转移质子, 起到碱或催化剂的作用。

DBU 参与反应的特点是, 一般需要等物质的量的DBU ,应用的反应也主要集中在有质子转移的一些反应, 如消除、异构、加成、酯化、醚化、酰胺化、重氮化等反应。

1978年，Ono[17]报道用DBU 催化羧酸、卤代烷进行酯化反应，得到高产率的酯。

这种制备酯的方法有反应条件温和、无副反应等优点。

一个代表性的例子是在DBU 作用下苯甲酸和碘乙烷反应1h 后得到苯甲酸乙酯，产率为95%。

另一个例子是在DM SO 中DBU 催化苄基溴、苯甲酸于30℃下反应10min ，几乎得到 100%的苯甲酸苄酯[ 20]。

利用上述方法还可以合成高分子量的聚酯。

例如，在 THF 中，间苯二甲酸和间二溴甲基苯经DBU 作用反应1h ，得到粘度很高的聚合物，产率 90%[20]。

而用其他有机碱(如三乙胺、吡啶等)催化均不能得到聚合物。