酸催化羧酸与醇酯化反应的计算化学研究

摘要

酯化反应是一类重要的化学反应类型，通常指醇与羧酸在酸催化下脱水生成酯的反应。本文以几个典型的酯化反应为例，通过量子化学计算，在分子层次上深入探讨了加成-消除、碳正离子和酰基正离子等三种常见的酯化反应机理，分析了反应的热力学和动力学性质。计算结果为理解有机化学教材中关于酯化反应的定性描述，如“酯化反应机理与羧酸和醇的类型有关”“酯化反应中酸脱羟基醇脱氢”“酯化反应速度较慢且为可逆反应”等，提供了直观物理图像和定量支持，有助于学生更深入全面地理解酯化反应。本文可作为引导本科生学习计算化学的教学案例，突出计算化学在解析物质结构与性能关系方面的重要作用。

关键词

酯化反应 / 羧酸 / 醇 / 反应机理 / 量子化学计算

基金资助

国家自然科学基金(22273051); 山东省高等教育本科教学改革研究项目(Z2022024,Z2022169); 山东大学教育教学改革研究项目(2024Z07,2023Y061,2023Y102); 济南市科技局“新高校20条”项目