内酯（羧基、羟基脱水生成的有机物）

有机物介绍

合并图册

环状结构的酯，常见的内酯为x=2,3或4,分别称为β-、γ-或δ-内酯。低级（环较小）内酯为具有香味的液体，易溶于水、乙醇及乙醚。

定义

若该分子的一个环中有且只有一个酯基，则为内酯。或者令其水解，如果该分子发生水解反应，看其产物是一分子化合物，还是两分子化合物。

命名

用传统方法命名内酯时，拆开内酯得到母体化合物羟基，将羧基（-COOH）旁的第一个碳原子定为α-位，第二个定为β-，第三个定为γ-，第四个定为δ-，依此类推。名称由成环羟基所处的位置、“-”、环内碳原子的个数及“内酯”二字构成。例子如γ-丁内酯（4-羟基丁酸形成的五元环内酯）。

内酯的IUPAC名称是将上述名称中的希腊字母用数字代替，α-、β-、γ-、δ-分别对应2-、3-、4-、5-。γ-丁内酯的IUPAC名称为“4-丁内酯”。

有机物性质

性质与开链羧酸酯相似，与水（酸或碱存在下）、醇或氨反应，生成相应的羟基酸、羟基酸酯或羟基酰胺。β-内酯通常由乙烯酮与醛、酮反应制取γ-或δ-内酯可由γ-或δ-卤代酸制取。一些从天然物中分离得到的大环内酯具有生物活性。例如γ-羟基丁酸HOCHCHCHCOOH能脱水而成γ-丁酸内酯或称1,4-丁内酯，与苛性钾作用即成γ-羟基丁酸钾HOCHCHCHCOOH。用作香料的香豆素是一种重要的芳香族内酯。

内酯一般难溶于水，易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂，密度一般比水小。低级内酯是具有芳香气味的液体。

低分子量酯是无色、易挥发的芳香液体。高级内酯常为无色无味的蜡状固体。低分子量的酯可以作许多有机化合物的溶剂，也可作清漆的溶剂。

制备方法

羟基羧酸在浓硫酸催化下加热脱水可以获得，但纯度较低，有大量的交酯和链酯等副产物生成，实际中极少应用。工业上可一般使用脱氢法、顺酐直接加氢法和顺酐酯化加氢法等。

γ-丁内酯制备流程

以工业制备γ-丁内酯（GBL）为例：

用1,4-丁二醇脱去一分子氢气获得。

流程简述：

γ-丁内酯工艺由反应系统、精制系统组成。

反应系统：1，4-丁二醇在催化剂的作用下生成产品GBL和副产品氢气。副产品氢气经甲烷化除去杂质送至丁二醇低压反应器使用。

GBL精制系统：GBL首先脱除轻组分，然后脱除重组分，纯度达到99.5%以上，送至成品槽。

顺丁烯二酸酐加氢法联产γ-丁内酯和1，4-丁二醇。

顺酐气相低压加氢法：将顺酐汽化后与氢气一起进入加氢反应器，在铜系列催化剂的作用下转化成为γ-丁内酯，同时产生少量四氢呋喃，经冷却后得到γ-丁内酯粗品，氢气循环使用；γ-丁内酯粗品经精馏得到γ--丁内酯和四氢呋喃。

顺酐直接加氢法是70年代由日本三菱油化和三菱化成开发的顺酐直接加氢工艺，该工艺的特点是顺丁烯二酸酐在加氢过程中除了生产BDO之外，还可以同时生成THF和GBL等产品，设置不同的工艺条件可以改变产品的组成。该工艺是将正丁烷制顺酐的气相氧化法和顺酐加氢技术结合起来的生产方法。仍以C4馏分为原料，整个流程包括顺酐生产、马来酸加氢及BDO精制。与顺酐酯化加氢法相比，该工艺以正丁烷氧化产物顺酐水溶液直接加氢为BD0，免去了顺酐脱水、提纯和酯化工序，将主要工序从8道减为4道，从而缩短了整个流程，减少了设备台数。

顺酐酯化加氢法是由英国戴维（Davy）工艺技术公司开发的顺酐酯化加氢工艺，该方法有三个步骤：

（1）顺酐与乙醇酯化发生反应；

（2）顺丁烯二酸二乙酯加氢氢解制得BDO；

（3）反应产物分离精制。

通过调节工艺条件，可以改变BDO、GBL与THF的比例。由于该工艺的BDO生产具有成本优势，所以近几年采用该工艺建设的新装置较多，也是BDO生产工艺主要发展趋势。

戴维顺酐工艺路线的主要优点在于通过调节工艺条件，可以改变1,4－丁二醇、γ－丁内酯（GBL）、四氢呋喃（THF）的产出比例。工业装置中如要设计1,4－丁二醇产量达最大值，可依据1,4－丁二醇和γ－丁内酯之间的化学平衡，采取将γ－丁内酯循环，直至γ－丁内酯耗尽的方法，以使1,4－丁二醇产量达最大值。另外，戴维顺酐工艺还具有其它的一些优点，如酯的转化率较高，反应条件温和，设备材质要求不高，催化剂价格低，寿命长，投资和生产成本均较低，1,4－丁二醇和四氢呋喃比例调节范围宽。

正丁烷/顺酐工艺实际上是将正丁烷转化为顺酐的气相氧化法和顺酐加氢技术结合起来，仍以C4馏分为原料，整个流程包括顺酐生产、马来酸加氢及1,4－丁二醇精制。该工艺只需要经过加氢和精制就能得到1,4－丁二醇，不需酯化工序，缩短了整个流程，减少了设备台数，相应降低了投资和操作维修费用，对顺酐纯度要求比较低。该工艺中催化剂的选择性高，使用寿命长，不需要更换催化剂，副产物生成量少，几乎能使顺酐全部转化为1,4－丁二醇，在加氢、回收和提纯工序对工艺条件稍加修改，也可生产四氢呋喃和γ－丁内酯。

生产过程为：

正丁烷（空气催化氧化）—→顺酐（与水充分接触）—→顺酸（在液相中两步催化加氢） —→BDO（精馏脱水）—→高纯度产品。

判断方法

若该分子的一个环中有且只有一个酯基，则为内酯。或者令其水解，如果该分子发生水解反应，看其产物是一分子化合物，还是两分子化合物。若是一分子那就是内酯，若是两分子则有可能是简单酯类化合物，或者是交酯。

有机物应用

内酯

知识拓展

内酯豆腐是从日本引进的一项新技术，用它取代以盐卤、石膏作豆腐凝固剂的传统加工方法，其产品色白、细嫩、无苦涩味，一般每公斤黄豆可以制作出6公斤豆腐，蛋白质含量比传统方法加工的豆腐高18%左右，经济效益明显提高。

工艺流程：大豆→石磨破碎→加水浸泡→磨浆→除沫过滤→煮熟→加葡萄糖内酯→凝固→加温→降温凝固即为成品。

主要原料：选用无霉变的黄豆，筛去杂物，去掉虫粒，磨碎后待用。

设备用具：石磨或破碎机、木桶或瓦缸、大锅、蒸笼等。

制作方法：将黄豆装入木桶或瓦缸内，然后倒入清凉水，每公斤黄豆掺入22公斤水。浸泡中换水3次，换水时要搅拌黄豆，进一步清除杂质，使PH值降低，防止蛋白质酸变。浸泡的时间为，去皮黄豆：室温15℃以下时浸泡6-8小时，20℃左右浸泡5～6小时，夏季气温高浸泡3小时左右。带皮黄豆：夏季浸泡4～5小时，春、秋季浸泡8～10小时，冬季浸泡24小时左右。陈黄豆可以相应延长一些时间。这样浸泡，能提高豆腐制品的光泽、筋度与出腐率。

将浸泡好的黄豆用石磨磨浆。石磨磨齿要均匀，磨出的豆浆才会既均匀又细。为了使黄豆充分释放蛋白质，要磨两遍。磨第一遍时，边磨边加凉水，共加水30公斤。磨完第一遍后，将豆浆再上磨磨第二遍，同时加入凉水15公斤。这时，黄豆与水的比例一般为1：5左右。磨完后，将豆浆用木桶或瓦缸装好。

取植物油或油脚，约占黄豆量的1%，装入容器，加入50℃～60℃的温水10公斤，用工具搅拌均匀。然后倒入豆浆中，即可消除泡沫。

消泡后，紧接着过滤。一般要过滤两次，边过滤边搅动。第二次过滤时，须加入适量凉水，将豆渣冲洗，使豆浆充分从豆渣中分离出来。过滤布的孔隙不能过大或过细。

然后将过滤好的豆浆一次倒入锅内，盖好盖加热，将豆浆烧开后煮2～3分钟即可。注意火不要烧得过猛，要一边加热一边用勺子扬浆，防止糊锅。煮好后，把豆浆倒入木盆里冷却。当豆浆冷却到30℃左右时，取葡萄糖酸内酯200克，溶于适量水中后，迅速将其加入豆浆中，并用勺子搅拌均匀。再将半凝固的豆浆倒入铝制容器或特制的塑料食品袋里，用蒸汽或蒸笼隔水加热20分钟左右，温度控制在80℃一90℃之间，切勿超过90℃。然后再次冷却，随着温度的降低，豆浆即形成细嫩、洁白的豆腐。