酯化反應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用例析

酯化反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中的一種重要反應(yīng)類型，是學(xué)習(xí)的重點，也是高考的熱點。只有多角度認(rèn)識和理解酯化反應(yīng)規(guī)律，才能靈活運用相關(guān)知識。下面將其主要規(guī)律及典型應(yīng)用歸納如下，供參考。

一、反應(yīng)規(guī)律

1.從反應(yīng)機(jī)理看：一般來說，有機(jī)羧酸與醇發(fā)生酯化反應(yīng)時，酸脫羥基，醇脫（羥基上的）氫（原子）。即羧酸分子中的“-OH”被醇分子中的“-OR”所替代。

2.從成鍵和斷鍵角度看：酯化反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，也是可逆反應(yīng)，酯化時從哪個地方形成新鍵，水解時還在哪個地方斷鍵。即羧酸結(jié)構(gòu)部分加羥基，醇結(jié)構(gòu)部分加氫原子。

例1 CH₃COOH和H¹⁸0-C₂H₅混合發(fā)生酯化反應(yīng)，已知酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)達(dá)到平衡后下列說法正確的是（）。

A.¹⁸0存在于所有物質(zhì)里

B.¹⁸0僅存在于乙醇和乙酸乙酯里

C.¹⁸0僅存在于乙醇和水里

D.有的乙醇分子可能不含¹⁸0

分析：本題考查的是酯化反應(yīng)的機(jī)理“酸脫羥

基，醇脫氫”，即 乙酸乙酯在水解時的斷鍵方式如下：

因此，¹⁸0只可能存在于乙醇和乙酸乙酯中，而且乙醇分子里必然會有¹⁸0。答案為B。

點評：分析酯化反應(yīng)產(chǎn)物問題時，一要清楚有機(jī)物的反應(yīng)機(jī)理，二要知道有機(jī)物的斷鍵和成鍵部位，然后通過書寫反應(yīng)方程式的方法來判斷產(chǎn)物。

3.從反應(yīng)條件看：當(dāng)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)條件為“濃硫酸、加熱”時，反應(yīng)類型可能為酯化反應(yīng)（或醇的消去反應(yīng)）。之所以用濃硫酸而不用稀硫酸，是因為濃硫酸除起催化作用外，還可以作吸水劑，吸收酯化反應(yīng)生成的水，有利于反應(yīng)向生成酯的方向進(jìn)行。濃硫酸在酯化反應(yīng)中的作用可用濃磷酸替代。當(dāng)反應(yīng)條件為“稀硫酸、加熱”時，反應(yīng)類型可能為酯的水解（或糖的水解）。羅功舉

例2 有機(jī)物A分子式為C₂H₄，可發(fā)生如右系列轉(zhuǎn)化。已知B、D是生活中常見的兩種有機(jī)物，下列說法不正確的是（）。

A.75%的B溶液常用以醫(yī)療消毒

B.D、E都能與NaOH溶液反應(yīng)

C.B、D、E三種物質(zhì)可以用飽和Na₂C0₃溶液鑒別

D.由B、D制備E常用濃硫酸作脫水劑

分析：由題干推知：A為CH₂=CH₂，B為CH₃CH₂0H，C為CH₃CHO，D為CH₃COOH，E為CH₃COOCH₂CH₃。B和D發(fā)生酯化反應(yīng)，濃硫酸作催化劑和吸水劑。答案為D。

點評：有機(jī)物的反應(yīng)條件常常是有機(jī)反應(yīng)類型推導(dǎo)的重要切入點，是解答有機(jī)推斷題的常用依據(jù)。同時，反應(yīng)試劑的選擇及作用也是?？键c，不能出錯。

4.從反應(yīng)物和產(chǎn)物看：有機(jī)羧酸或無機(jī)含氧酸與醇的反應(yīng)屬于酯化反應(yīng)，前者生成有機(jī)酸酯，后者生成無機(jī)酸酯，如RCH₂0H+HO-N0₂RCH₂-O-N0₂（硝酸乙酯）+H₂0。無氧酸與醇反應(yīng)生成鹵代烴，不屬于酯化反應(yīng)，如RCH₂0H+HBr RCH₂Br（溴代烷）+H₂O。

另外，某些含有醇羥基的非醇類物質(zhì)（如糖類）也能與有機(jī)羧酸或無機(jī)含氧酸發(fā)生酯化反應(yīng)。酚類物質(zhì)難與羧酸直接酯化，但可與羧酸酐反應(yīng)生成酯，如苯酚與乙酸酐反應(yīng)產(chǎn)物為乙酸苯酯和乙酸。

5.從反應(yīng)方式看：從物質(zhì)分類角度看，酸和醇都有多種分類形式，不同類型的酸和不同類型的醇反應(yīng)時，反應(yīng)方式可能不同，得到的酯也可能類型不同。

例3 有機(jī)化合物X在一定條件下具有如右所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。根據(jù)此轉(zhuǎn)化關(guān)系回答有關(guān)問題。

（1）X的結(jié)構(gòu)簡式是

，D的結(jié)構(gòu)簡式是

。

（2）指出下列轉(zhuǎn)化的有機(jī)反應(yīng)類型：X—A屬

類型，X→C屬

類型。

（3）生成B的反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

分析：（1）根據(jù)圖示轉(zhuǎn)化關(guān)系，X在“濃硫酸、加熱”的條件下得到C，且C可使溴水褪色，則C中含有碳碳不飽和鍵，那么X中應(yīng)含有醇羥基。又X自身在“濃硫酸、加熱”的條件下形成D，D為內(nèi)酯，則X有4個碳原子。再根據(jù)X與CH₃COOH形成B時的反應(yīng)條件為“濃硫酸、加熱”，且B有6個碳原子、4個氧原子，則X中還含一個-COOH。故X的結(jié)構(gòu)簡式是HOOCCH₂CH₂CH₂OH。進(jìn)而可推得D的結(jié)構(gòu)簡式是

（2）X→A是X中的-COOH與醇（CH₃CH₂OH）反應(yīng)，屬于酯化反應(yīng)。C為烯烴，可使溴水褪色，故X—C的轉(zhuǎn)化屬于消去反應(yīng)。

（3） HOOCCH₂CH₂CH₂0H+CH₃COOH HOOC（CH₂）₃00CCH₃+H₂O

點評：對于有機(jī)框圖轉(zhuǎn)化問題，先要弄清楚反應(yīng)物和生成物的結(jié)構(gòu)情況，然后分析其形成方式，再結(jié)合反應(yīng)條件和其他信息推導(dǎo)出各物質(zhì)，最后按題設(shè)要求作答。

二，數(shù)量規(guī)律

l.從產(chǎn)物關(guān)系看：發(fā)生酯化反應(yīng)時，每生成1mol的酯基（-COO-），同時必定生成1mol的H₂0。

2.從反應(yīng)特點看：一元酸與一元醇發(fā)生酯化反應(yīng)時，化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)均為1，反應(yīng)通式為：RCOOH+R'OH→RCOOR'+H₂O，其相對分子質(zhì)量關(guān)系：M_羧駿+M_醇=M_酯+18，M_酯>M_羧酸，M_酯>M_醇。酯的水解反應(yīng)與此相反，數(shù)量關(guān)系一致。

例4 膽固醇是人體必需的生物活性物質(zhì)，分子式為C₂₇H₄₆0，一種膽固醇酯是液晶材料，分子式為C₃₄H₅₀0₂，生成這種膽固醇酯的羧酸是（）。

A. C₆H₁₃COOH

B.C₆H₅COOH

C.C₇H₁₅COOH

D.C₆H₅CH₂COOH

分析：膽固醇的分子式中只有一個氧原子，故膽固醇應(yīng)是一元醇。而題中給出的膽固醇酯只有2個氧原子，應(yīng)為一元酯，則與此對應(yīng)的酸為一元酸，據(jù)此可寫出該酯化反應(yīng)的通式（用M表示羧酸）：C₂₇H₄₆0+M→C₃₄H₅₀0₂+H₂₀。再由質(zhì)量守恒定律可求得該酸的分子式為C₇H₆0₂。故本題答案為B。

點評：首先要確定反應(yīng)物類別，是一元酸還是二元酸，是一元醇還是多元醇，然后根據(jù)反應(yīng)物特點判斷反應(yīng)方式，再書寫反應(yīng)通式，最后推導(dǎo)、作答。

3.從質(zhì)量關(guān)系看：酯化反應(yīng)基本反應(yīng)式蘊含的規(guī)律還可以推廣，如R和R'相同時，M_羧酸-M_醇=28；飽和一元羧酸與飽和一元醇中的碳原子數(shù)相同時，M_羧酸-M_醇=14；若R和R'均為飽和烴基，且RCOOH和R'OH的相對分子質(zhì)量相等時，R和R'在組成上相差一個碳原子；若R為-CH。（即酸為乙酸），則醇與酯的相對分子質(zhì)量之差為42。

例5 某有機(jī)物X能發(fā)生水解反應(yīng)，水解產(chǎn)物為Y和Z。同溫同壓下，相同質(zhì)量的Y和Z的蒸氣所占體積相同，則化合物X可能是（）。

A.乙酸丙酯

B.甲酸乙酯

C.乙酸甲酯

D.乙酸乙酯

分析：此題考查了羧酸與醇、酯的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，及不同有機(jī)物間相對分子質(zhì)量大小規(guī)律。飽和一元羧酸的相對分子質(zhì)量等于碳原子數(shù)比它多1的飽和一元醇的相對分子質(zhì)量。分析選項，知道乙酸的相對分子質(zhì)量等于丙醇的相對分子質(zhì)量，甲酸的相對分子質(zhì)量等于乙醇的相對分子質(zhì)量。故答案為A、B。

點評：分析烴的衍生物間轉(zhuǎn)化問題的定量關(guān)系時，一要弄清物質(zhì)的類型（官能團(tuán)）及轉(zhuǎn)化關(guān)系；二要善于從質(zhì)量守恒的角度判斷“量”的大小關(guān)系。

4.從原子數(shù)目關(guān)系看：酯中的碳原子數(shù)等于羧酸與醇中的碳原子數(shù)之和；酯中的氧（氫）原子數(shù)與水中的氧（氫）原子數(shù)之和等于羧酸與醇中的氧（氫）原子數(shù)之和。

例6

A、B、C、D都是含碳、氫、氧的單官能團(tuán)化合物，A水解得B和C，B氧化可以得到C或D，D氧化也得到C。若M（X）表示X的摩爾質(zhì)量，則下式中正確的是（）。

A.M（A）=M（B）+M（C）

B.2M（D）=M（B）+M（C）

C.M（B）

D.M（D）

分析：根據(jù)題給信息，其轉(zhuǎn)化關(guān)系可表示為：

則A為酯，B為醇，D為醛，C為酸，且B、C、D分子中所含碳原子數(shù)相同，A分子中所含碳原子數(shù)為B或C或D的2倍，從而可知，M（B）+M（C）>M（A），M（D）2M（D）。故正確答案為D。

點評：解答定量型有機(jī)化學(xué)推理問題時，要注意把定量計算和定性推理結(jié)合起來，做到相互驗證，以便準(zhǔn)確推出結(jié)果。