прості ефіри
ПРОСТІ еФІРИ
Функціональна група простих ефірів складається з атома кисню, пов'язаного з двома алкільними групами або двома ароматичними (арильними) групами: R-О-R. Алкіли можуть бути однаковими або різними. Як видно з табл 7-1, прості ефіри незначно розчиняються у воді і при змішуванні з водою утворюють два шари. На цьому факті заснований спосіб поділу органічних речовин в лабораторії. Якщо суміш двох речовин, наприклад ізопропілового спирту і 1-хлорпропан, вилити в ділильну воронку, яка містить ефір і воду, то спирт виявиться розчинений переважно в воді, а галогеналкани, молекули якого малополярни і нездатні до утворення водневих зв'язків, повністю перейде в ефірний шар. Зливаючи нижній шар через кран воронки, ефірний розчин можна відокремити від водного і виділити речовини перегонкою.
Номенклатура простих ефірів
Прості ефіри називають зазвичай по правилам радикально-функціональної номенклатури, додаючи до назв двох радикалів слово "ефір":
У більш складних випадках використовують номенклатуру IUPAC і розглядають алкокси-групу як заступник. Наприклад, метілціклогексіловий ефір матиме назву метоксіціклогексан. Інший приклад:
Отримання простих ефірів
Зручним загальним методом отримання простих ефірів є синтез Вільямсона (див. Гл. 5).
Один з двох радикалів R переходить в ефір з молекули спирту. Другий R переходить з молекули галогеналкани. Найкращі виходи простого ефіру досягаються, якщо R - первинний радикал. У цьому випадку реакція йде по Механізму Наприклад:
Симетричні прості ефіри можна отримати межмолекулярноі дегідратацією первинних спиртів:
Для інших спиртів з цією реакцією конкурує освіту алкенов але іноді можна підібрати умови, при яких основним продуктом реакції буде простий ефір:
Реакції простих ефірів
Прості ефіри - досить інертні з'єднання. Вони стійкі до дії відновників, підстав і більшості кислот. Прості ефіри горять на повітрі, утворюючи воду і діоксид вуглецю. Вони реагують з бромоводо родом і иодоводорода з розщепленням ірной зв'язку і утворенням галогеналкани і спирту. Спирт при цьому тут же реагує з другої молекулою бромоводорода, перетворюючись також в галогеналкани:
Інертність простих ефірів робить їх зручними розчинниками.
Прості ефіри зазвичай отримують з алкокоід-аніонів і первинних стіна Кенів (синтез Вільямсона). Інший спосіб синтезу межмолекулярная дегідратація первинних спиртів. Прості ефіри досить інертні, але розщеплюються галогеноводородами.
Схема 7-2. Отримання і реакції простих ефірів
Практично важливі прості ефіри
Діетиловий ефір і два циклічних простих ефіру, які показані нижче, широко застосовуються як розчинники:
Ефіри з низькою молекулярною масою, такі, як діетиловий, вельми небезпечні в пожежному відношенні. Вони легко спалахують і добре горять. Крім того, прості ефіри при контакті з повітрям можуть утворювати вибухонебезпечні пероксиди.
Диізопропіловий ефір деякий час використовувався для загальної анестезії, але був витіснений більш безпечними і ефективними анестетиками, такими, як циклопропан і тіопенталнатрій. Евгенол, пахучий компонент гвоздичної масла, також має функціональну групу простого ефіру. Простими ефірами є і більшість неіонних поверхнево-активних речовин. Формула одного з них показана нижче. Ця речовина використовується як добавка до косметичних кремів для створення піни з суміші води і масел, які не змішуються з водою. Статевий фермою непарного шовкопряда являє собою циклічний простий ефір (оксиран, див. Наступний розділ):
Іншим цікавим типом простих ефірів є краун-ефіри. Таку назву вони отримали тому, що їх молекули за формою нагадують корону (від англійського слова crown - корона). Ефір, який показаний нижче, називається 18-краун-6. Він являє собою 18-членний цикл, в який входить 6 атомів кисню. Чудовим властивістю цієї сполуки є його здатність координуватися з іоном калію і робити солі калію розчинними в алканахі інших неполярних розчинниках, в яких солі зазвичай нерозчинні. Таким чином, для того щоб окислити циклогексанол перманганатом калію, досить додати до реакційної суміші невелика кількість ефіру 18-краун-6
Це призведе до розчинення перманганату в органічному розчиннику і прискоренню реакції.
Тричленні циклічні прості ефіри називаються оксиранами (епоксидами). Вони є важливими проміжними речовинами в органічних синтезах. Оксиран набагато більш реакційно здатні, ніж звичайні прості ефіри через наявність в їх молекулах напруженого тричленого циклу. Нуклеофіли легко реагують з оксіранамі, викликаючи розкриття нестабільного циклу:
Найпоширенішим матеріалом, що містить в молекулах оксиран фрагменти, є епоксидний клей. Будова мономерів таке:
При змішуванні цих двох речовин починається полімеризація і утворюється міцний полімер:
ЗВЕДЕННЯ ОСНОВНИХ ПОЛОЖЕНЬ ГОЛ. 7
1. Фізичні властивості з'єднань визначаються їх будовою. Значна полярність спиртів і утворення водневих зв'язків є причиною високих температур кипіння цих речовин і розчинності їх у воді. В ряду з'єднань одного класу виконується правило: чим більше молекулярна маса, тим вище температура кипіння і тим нижче розчинність в воді.
2. Відповідно до правил номенклатури IUPAC назви спиртів складаються з назви вуглеводню, до якого приєднана гідроокис сильна група, суфікса "ол", локанта гідроксильної групи, а також локантов і назв заступників. Радикально-функціональна номенклатура передбачає збільшення до слову "спирт" прикметника, утвореного від назви радикала, сполученого з гідроокис сильної групою. Використовуються також тривіальні назви.
3. Етиловий спирт входить до складу алкогольних напоїв. Для цих цілей його отримують з зерна ферментативним бродінням. Міцний спирт отримують фракційної перегонкою бродильной суміші. У деяких випадках етанол свідомо денатурируют, додаючи токсичні речовини, щоб зробити його непридатним для пиття.
4. Багато спирти отримують в промисловості гидратацией відповідних алкенів. Метанол синтезують взаємодією оксиду вуглецю і водню. У лабораторії спирти отримують відновленням альдегідів і кетонів, гідратацією алкенів і взаємодією реактивів Гриньяра з альдегідами, кетонами і складними ефірами.
5. Спирти можуть бути перетворені в цілий ряд інших з'єднань, таких, як алкоксиди металів, складні ефіри, альдегіди, кетони, карбонові кислоти, алкени, галогеналкани.
6. Назви простих ефірів будуються з назв груп, з'єднаних з атомом кисню, і слова "ефір". Можна також називати прості ефіри як алкоксізамещенние алкани.
7. Прості ефіри отримують по реакції Вільямсона або міжмолекулярної дегідратацією спиртів.
8. Прості ефіри дуже інертні, але під дією бромоводорода і иодоводорода піддаються розщепленню.
9. оксиран, тричленні прості ефіри, на відміну від інших простих ефірів, реагують з різними реагентами, утворюючи продукти розкриття тричленого циклу. На основі оксіранов отримують епоксидні смоли і клеї.