第四章催化和相转移催化 在药物合成中估计80~85%的化学反应需要使用催化剂。 如氢化、脱氢、氧化、还原、脱水、脱卤、缩合、环 合等反应几乎都要使用催化剂。 第一节催化剂和酸碱催化 催化作用的基本特征 某一种物质在化学反应系统中能改变化学反应速度, 而本身在化学反应前后化学性质没有变化,这种物质 称之为催化剂。 正催化 负催化 自动催化
第四章 催化和相转移催化 在药物合成中估计80~85%的化学反应需要使用催化剂。 如氢化、脱氢、氧化、还原、脱水、脱卤、缩合、环 合等反应几乎都要使用催化剂。 第一节 催化剂和酸碱催化 一、催化作用的基本特征 某一种物质在化学反应系统中能改变化学反应速度， 而本身在化学反应前后化学性质没有变化，这种物质 称之为催化剂。 正催化 负催化 自动催化
催化作用机理: 1)催化剂能降低反应活化能,增大反应速度 2)催化剂具有特殊的选择性 不同类型的化学反应,有各自适宜的催化剂; 对于同样的反应物系统,应用不同的催化剂,可以获 得不同的产物。 AlO CH2=CH2+H2O 350~360℃ u CH3CHO+H2 C2HSOH 200~250℃ H2SO 140℃ C2H5OC2H5+H2O Zno.Cr,O CH2=CH-CH=CH2+H2O+H 400~500℃
催化作用机理： 1)催化剂能降低反应活化能，增大反应速度。 2)催化剂具有特殊的选择性。 不同类型的化学反应，有各自适宜的催化剂； 对于同样的反应物系统，应用不同的催化剂，可以获 得不同的产物。 C2H5OH CH2=CH2+H2O CH3CHO+H2 C2H5OC2H5+H2O CH2=CH-CH=CH2+H2O+H2 Al2O3 Cu H2SO4 ZnO.Cr2O3 350~360℃ 200~250℃ 140℃ 400~500℃
催化剂的活性及其影响因素 催化剂的活性就是催化剂的催化能力。在工业上常用 单位时间内单位重量(或单位表面积)的催化剂在制 定条件下所得到的产品量来表示 影响催化剂活性的因素较多: 1)温度 温度对催化剂活性影响很大,温度太低时,催化剂的 活性小,反应速度很慢,随着温度上升,反应速度逐 渐增大,但达到最大反应速度后,又开始降低。绝大 多数催化剂都有活性温度范围 2)催化剂 在制备催化剂时,往往加入少量物质(<10%),这 种物质对反应的活性很小,但却能显著提高催化剂活 性、稳定性或选择性
二、催化剂的活性及其影响因素 催化剂的活性就是催化剂的催化能力。在工业上常用 单位时间内单位重量（或单位表面积）的催化剂在制 定条件下所得到的产品量来表示。 影响催化剂活性的因素较多： 1)温度 温度对催化剂活性影响很大，温度太低时，催化剂的 活性小，反应速度很慢，随着温度上升，反应速度逐 渐增大，但达到最大反应速度后，又开始降低。绝大 多数催化剂都有活性温度范围。 2)助催化剂 在制备催化剂时，往往加入少量物质（<10%），这 种物质对反应的活性很小，但却能显著提高催化剂活 性、稳定性或选择性
3)载体(担体) 常把催化剂负载在某种惰性物质上,这种物质称为载 体。常用的载体活性碳、硅藻土等 使用载体可以使催化剂分散,从而使有效面积增大, 既可以提高其活性,又可以节约其用量。同时还可以 增加催化剂的机械强度,防止其活性组分在高温下发 生熔结现象,影响催化剂的使用寿命。 4)催化剂毒物 对于催化剂的活性有抑制作用的物质,叫做催化毒物。 有些催化剂对毒物非常敏感,微量的催化毒物即可以 使催化剂的活性减少甚至消失
3)载体（担体） 常把催化剂负载在某种惰性物质上，这种物质称为载 体。常用的载体活性碳、硅藻土等 使用载体可以使催化剂分散，从而使有效面积增大， 既可以提高其活性，又可以节约其用量。同时还可以 增加催化剂的机械强度，防止其活性组分在高温下发 生熔结现象，影响催化剂的使用寿命。 4)催化剂毒物 对于催化剂的活性有抑制作用的物质，叫做催化毒物。 有些催化剂对毒物非常敏感，微量的催化毒物即可以 使催化剂的活性减少甚至消失
三、酸碱催化 酸碱催化是指在溶液中的均相酸碱催化反应,它 在有机合成中的应用广泛。 Lewis酸—这个中性分子,虽无酸的功能基团,但如 其结构中有一个原子尚未完全满足的价电子层, 且能与另一个具有一对未共享电子的原子发生结 合,形成配位键化合物的称 Lewis酸。 Lewis碱一一个中性分子,若具有多余的电子对,且 能与缺少一对电子的原子或分子以配位键相结合 的,成为 Lewis碱 AlCl3、BF3是酸 CI.AI F:B H2O、NH3是碱 H HO.H H.N. H
三、酸碱催化 酸碱催化是指在溶液中的均相酸碱催化反应，它 在有机合成中的应用广泛。 Lewis酸—这个中性分子，虽无酸的功能基团，但如 其结构中有一个原子尚未完全满足的价电子层， 且能与另一个具有一对未共享电子的原子发生结 合，形成配位键化合物的称Lewis酸。 Lewis碱—一个中性分子，若具有多余的电子对，且 能与缺少一对电子的原子或分子以配位键相结合 的，成为Lewis碱。 AlCl3、BF3是酸 H2O、NH3是碱 F F B F Cl Cl Al Cl H O H H H N H