內酯（羧基、羥基脫水生成的有機物）

有機物介紹

合并圖冊

環(huán)狀結構的酯，常見的內酯為x=2,3或4,分別稱為β-、γ-或δ-內酯。低級（環(huán)較?。﹥弱榫哂邢阄兜囊后w，易溶于水、乙醇及乙醚。

定義

若該分子的一個環(huán)中有且只有一個酯基，則為內酯?；蛘吡钇渌?，如果該分子發(fā)生水解反應，看其產物是一分子化合物，還是兩分子化合物。

命名

用傳統(tǒng)方法命名內酯時，拆開內酯得到母體化合物羥基，將羧基（-COOH）旁的第一個碳原子定為α-位，第二個定為β-，第三個定為γ-，第四個定為δ-，依此類推。名稱由成環(huán)羥基所處的位置、“-”、環(huán)內碳原子的個數及“內酯”二字構成。例子如γ-丁內酯（4-羥基丁酸形成的五元環(huán)內酯）。

內酯的IUPAC名稱是將上述名稱中的希臘字母用數字代替，α-、β-、γ-、δ-分別對應2-、3-、4-、5-。γ-丁內酯的IUPAC名稱為“4-丁內酯”。

有機物性質

性質與開鏈羧酸酯相似，與水（酸或堿存在下）、醇或氨反應，生成相應的羥基酸、羥基酸酯或羥基酰胺。β-內酯通常由乙烯酮與醛、酮反應制取γ-或δ-內酯可由γ-或δ-鹵代酸制取。一些從天然物中分離得到的大環(huán)內酯具有生物活性。例如γ-羥基丁酸HOCHCHCHCOOH能脫水而成γ-丁酸內酯或稱1,4-丁內酯，與苛性鉀作用即成γ-羥基丁酸鉀HOCHCHCHCOOH。用作香料的香豆素是一種重要的芳香族內酯。

內酯一般難溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有機溶劑，密度一般比水小。低級內酯是具有芳香氣味的液體。

低分子量酯是無色、易揮發(fā)的芳香液體。高級內酯常為無色無味的蠟狀固體。低分子量的酯可以作許多有機化合物的溶劑，也可作清漆的溶劑。

制備方法

羥基羧酸在濃硫酸催化下加熱脫水可以獲得，但純度較低，有大量的交酯和鏈酯等副產物生成，實際中極少應用。工業(yè)上可一般使用脫氫法、順酐直接加氫法和順酐酯化加氫法等。

γ-丁內酯制備流程

以工業(yè)制備γ-丁內酯（GBL）為例：

用1,4-丁二醇脫去一分子氫氣獲得。

流程簡述：

γ-丁內酯工藝由反應系統(tǒng)、精制系統(tǒng)組成。

反應系統(tǒng)：1，4-丁二醇在催化劑的作用下生成產品GBL和副產品氫氣。副產品氫氣經甲烷化除去雜質送至丁二醇低壓反應器使用。

GBL精制系統(tǒng)：GBL首先脫除輕組分，然后脫除重組分，純度達到99.5%以上，送至成品槽。

順丁烯二酸酐加氫法聯(lián)產γ-丁內酯和1，4-丁二醇。

順酐氣相低壓加氫法：將順酐汽化后與氫氣一起進入加氫反應器，在銅系列催化劑的作用下轉化成為γ-丁內酯，同時產生少量四氫呋喃，經冷卻后得到γ-丁內酯粗品，氫氣循環(huán)使用；γ-丁內酯粗品經精餾得到γ--丁內酯和四氫呋喃。

順酐直接加氫法是70年代由日本三菱油化和三菱化成開發(fā)的順酐直接加氫工藝，該工藝的特點是順丁烯二酸酐在加氫過程中除了生產BDO之外，還可以同時生成THF和GBL等產品，設置不同的工藝條件可以改變產品的組成。該工藝是將正丁烷制順酐的氣相氧化法和順酐加氫技術結合起來的生產方法。仍以C4餾分為原料，整個流程包括順酐生產、馬來酸加氫及BDO精制。與順酐酯化加氫法相比，該工藝以正丁烷氧化產物順酐水溶液直接加氫為BD0，免去了順酐脫水、提純和酯化工序，將主要工序從8道減為4道，從而縮短了整個流程，減少了設備臺數。

順酐酯化加氫法是由英國戴維（Davy）工藝技術公司開發(fā)的順酐酯化加氫工藝，該方法有三個步驟：

（1）順酐與乙醇酯化發(fā)生反應；

（2）順丁烯二酸二乙酯加氫氫解制得BDO；

（3）反應產物分離精制。

通過調節(jié)工藝條件，可以改變BDO、GBL與THF的比例。由于該工藝的BDO生產具有成本優(yōu)勢，所以近幾年采用該工藝建設的新裝置較多，也是BDO生產工藝主要發(fā)展趨勢。

戴維順酐工藝路線的主要優(yōu)點在于通過調節(jié)工藝條件，可以改變1,4－丁二醇、γ－丁內酯（GBL）、四氫呋喃（THF）的產出比例。工業(yè)裝置中如要設計1,4－丁二醇產量達最大值，可依據1,4－丁二醇和γ－丁內酯之間的化學平衡，采取將γ－丁內酯循環(huán)，直至γ－丁內酯耗盡的方法，以使1,4－丁二醇產量達最大值。另外，戴維順酐工藝還具有其它的一些優(yōu)點，如酯的轉化率較高，反應條件溫和，設備材質要求不高，催化劑價格低，壽命長，投資和生產成本均較低，1,4－丁二醇和四氫呋喃比例調節(jié)范圍寬。

正丁烷/順酐工藝實際上是將正丁烷轉化為順酐的氣相氧化法和順酐加氫技術結合起來，仍以C4餾分為原料，整個流程包括順酐生產、馬來酸加氫及1,4－丁二醇精制。該工藝只需要經過加氫和精制就能得到1,4－丁二醇，不需酯化工序，縮短了整個流程，減少了設備臺數，相應降低了投資和操作維修費用，對順酐純度要求比較低。該工藝中催化劑的選擇性高，使用壽命長，不需要更換催化劑，副產物生成量少，幾乎能使順酐全部轉化為1,4－丁二醇，在加氫、回收和提純工序對工藝條件稍加修改，也可生產四氫呋喃和γ－丁內酯。

生產過程為：

正丁烷（空氣催化氧化）—→順酐（與水充分接觸）—→順酸（在液相中兩步催化加氫） —→BDO（精餾脫水）—→高純度產品。

判斷方法

若該分子的一個環(huán)中有且只有一個酯基，則為內酯?；蛘吡钇渌?，如果該分子發(fā)生水解反應，看其產物是一分子化合物，還是兩分子化合物。若是一分子那就是內酯，若是兩分子則有可能是簡單酯類化合物，或者是交酯。

有機物應用

內酯

知識拓展

內酯豆腐是從日本引進的一項新技術，用它取代以鹽鹵、石膏作豆腐凝固劑的傳統(tǒng)加工方法，其產品色白、細嫩、無苦澀味，一般每公斤黃豆可以制作出6公斤豆腐，蛋白質含量比傳統(tǒng)方法加工的豆腐高18%左右，經濟效益明顯提高。

工藝流程：大豆→石磨破碎→加水浸泡→磨漿→除沫過濾→煮熟→加葡萄糖內酯→凝固→加溫→降溫凝固即為成品。

主要原料：選用無霉變的黃豆，篩去雜物，去掉蟲粒，磨碎后待用。

設備用具：石磨或破碎機、木桶或瓦缸、大鍋、蒸籠等。

制作方法：將黃豆裝入木桶或瓦缸內，然后倒入清涼水，每公斤黃豆摻入22公斤水。浸泡中換水3次，換水時要攪拌黃豆，進一步清除雜質，使PH值降低，防止蛋白質酸變。浸泡的時間為，去皮黃豆：室溫15℃以下時浸泡6-8小時，20℃左右浸泡5～6小時，夏季氣溫高浸泡3小時左右。帶皮黃豆：夏季浸泡4～5小時，春、秋季浸泡8～10小時，冬季浸泡24小時左右。陳黃豆可以相應延長一些時間。這樣浸泡，能提高豆腐制品的光澤、筋度與出腐率。

將浸泡好的黃豆用石磨磨漿。石磨磨齒要均勻，磨出的豆?jié){才會既均勻又細。為了使黃豆充分釋放蛋白質，要磨兩遍。磨第一遍時，邊磨邊加涼水，共加水30公斤。磨完第一遍后，將豆?jié){再上磨磨第二遍，同時加入涼水15公斤。這時，黃豆與水的比例一般為1：5左右。磨完后，將豆?jié){用木桶或瓦缸裝好。

取植物油或油腳，約占黃豆量的1%，裝入容器，加入50℃～60℃的溫水10公斤，用工具攪拌均勻。然后倒入豆?jié){中，即可消除泡沫。

消泡后，緊接著過濾。一般要過濾兩次，邊過濾邊攪動。第二次過濾時，須加入適量涼水，將豆渣沖洗，使豆?jié){充分從豆渣中分離出來。過濾布的孔隙不能過大或過細。

然后將過濾好的豆?jié){一次倒入鍋內，蓋好蓋加熱，將豆?jié){燒開后煮2～3分鐘即可。注意火不要燒得過猛，要一邊加熱一邊用勺子揚漿，防止糊鍋。煮好后，把豆?jié){倒入木盆里冷卻。當豆?jié){冷卻到30℃左右時，取葡萄糖酸內酯200克，溶于適量水中后，迅速將其加入豆?jié){中，并用勺子攪拌均勻。再將半凝固的豆?jié){倒入鋁制容器或特制的塑料食品袋里，用蒸汽或蒸籠隔水加熱20分鐘左右，溫度控制在80℃一90℃之間，切勿超過90℃。然后再次冷卻，隨著溫度的降低，豆?jié){即形成細嫩、潔白的豆腐。