Für die Diss-Spur durch Nas, sieh Äther (Lied)

Äther ist eine Klasse von organischen Zusammensetzungen, die eine Äther-Gruppe — ein Sauerstoff-Atom enthalten, das mit zwei alkyl oder aryl Gruppen — von der allgemeinen Formel R-O-R verbunden ist'. Ein typisches Beispiel ist das Lösungsmittel und Narkosemittel diethyl Äther, der allgemein auf einfach als "Äther" (CH CH O CH CH) verwiesen ist. Äther ist in der organischen Chemie üblich und in der Biochemie durchdringend, weil sie allgemeine Verbindungen in Kohlenhydraten und lignin sind.

Struktur und das Abbinden

Äther zeigt C-O-C Verbindung, die durch einen Band-Winkel von ungefähr 104.5 ° und C-O Entfernungen ungefähr um 13:40 Uhr definiert ist. Die Barriere für die Folge über die C-O Obligationen ist niedrig. Das Abbinden von Sauerstoff im Äther, alcohols, und Wasser ist ähnlich. Auf der Sprache der molekularen Augenhöhlentheorie ist die Kreuzung an Sauerstoff sp.

Sauerstoff ist mehr electronegative als Kohlenstoff, so ist das hydrogens Alpha zum Äther mehr acidic als in einfachen Kohlenwasserstoffen. Sie sind viel weniger acidic als hydrogens Alpha zu ketones jedoch.

:Depending auf den Gruppen an R und Ŕ, Äther wird in zwei Typen eingeteilt:

1) Einfacher Äther oder symmetrischer Äther

2) Mischäther oder unsymmetrischer Äther

Nomenklatur

Die Namen für den einfachen Äther (d. h. diejenigen mit niemandem oder wenigen anderen funktionellen Gruppen) sind eine Zusammensetzung der zwei vom "Äther" gefolgten substituents. Äthyl-Methyl-Äther (CHOCH), diphenylether (CHOCH). IUPAC Regeln wird häufig für den einfachen Äther nicht gefolgt. Bezüglich anderer organischer Zusammensetzungen hat sehr allgemeiner Äther Namen erworben, bevor Regeln für die Nomenklatur formalisiert wurden. Äther von Diethyl wird einfach "Äther" genannt, aber wurde einmal süßes Öl von Schwefelsäure genannt. Methyl phenyl Äther ist anisole, weil es im Anissamen ursprünglich gefunden wurde. Der aromatische Äther schließt furans ein. Acetals (α-alkoxy Äther R-CH (-ODER)-o-r) sind eine andere Klasse des Äthers mit charakteristischen Eigenschaften.

Im IUPAC Nomenklatur-System wird Äther mit der allgemeinen Formel "alkoxyalkane" genannt, zum Beispiel CH CH O ist CH methoxyethane. Wenn der Äther ein Teil eines komplizierteren Moleküls ist, wird es als ein alkoxy substituent beschrieben, so würde-OCH als eine "methoxy-" Gruppe betrachtet. Der einfachere alkyl Radikale wird in der Vorderseite geschrieben, so würde CH-O-CHCH als methoxy (CHO) Äthan (CHCH) gegeben. Die Nomenklatur, die zwei alkyl Gruppen zu beschreiben und "Äther", z.B "Äthyl-Methyl-Äther" im Beispiel oben anzuhängen, ist ein trivialer Gebrauch.

Polyäther

Polyäther ist Zusammensetzungen mit mehr als einer Äther-Gruppe.

Der Krone-Äther ist Beispiele des niedrig-molekularen Polyäthers. Einige Toxine, die durch dinoflagellates wie brevetoxin und ciguatoxin erzeugt sind, sind in einer Klasse bekannt als zyklisch oder Leiter-Polyäther.

Polyäther bezieht sich allgemein auf Polymer, die den Äther funktionelle Gruppe in ihrer Hauptkette enthalten. Der Begriff Glykol wird für niedrig zum mittleren Reihe-Mahlzahn-Massenpolymer vorbestellt, wenn die Natur der Endgruppe, die gewöhnlich eine hydroxyl Gruppe, noch Sachen ist. Der Begriff "Oxyd" oder andere Begriffe wird für das hohe Mahlzahn-Massenpolymer gebraucht, wenn Endgruppen nicht mehr Polymer-Eigenschaften betreffen.

Polyäther von Aliphatic

Aromatischer Polyäther

Die phenyl Äther-Polymer sind eine Klasse des Polyäthers, der aromatische Zyklen in ihrer Hauptkette enthält: Äther von Polyphenyl (PPE) und Poly (p-phenylene Oxyd) (PPO).

Zusammenhängende Zusammensetzungen

Viele Klassen von Zusammensetzungen mit C-O-C Verbindungen werden als Äther nicht betrachtet: Esters (R-C (=O)-o-r), hemiacetals (R-CH (-OH)-o-r), carboxylic saure Anhydride (FERNSTEUERUNG (=O)-o-c (=O) R).

Physikalische Eigenschaften

Äther-Moleküle können Wasserstoffobligationen mit einander nicht bilden, auf relativ niedrige Siedepunkte im Vergleich zu denjenigen des analogen alcohols hinauslaufend. Der Unterschied, jedoch, in den Siedepunkten des Äthers und ihres isometrischen alcohols wird niedriger, wie die Kohlenstoff-Ketten länger werden, weil die Wechselwirkungen von van der Waals der verlängerten Kohlenstoff-Kette über die Anwesenheit des Wasserstoffabbindens herrschen.

Äther ist ein bisschen polar. Der C-O-C Band-Winkel in der funktionellen Gruppe ist ungefähr 110 °, und die C-O Dipole annullieren nicht. Äther ist mehr polar als alkenes, aber so nicht polar wie alcohols, esters, oder amides der vergleichbaren Struktur. Jedoch macht die Anwesenheit zwei einsamer Paare von Elektronen auf den Sauerstoff-Atomen das Wasserstoffabbinden mit Wassermolekülen möglich.

Zyklischer Äther wie tetrahydrofuran und 1,4-dioxane ist in Wasser wegen des mehr ausgestellten Sauerstoff-Atoms für das Wasserstoffabbinden verglichen mit dem aliphatic Äther mischbar.

Reaktionen

Äther ist im Allgemeinen von der niedrigen chemischen Reaktionsfähigkeit, aber sie sind mehr reaktiv als alkanes (epoxides, ketals, und acetals sind unvertretende Klassen des Äthers und werden in getrennten Artikeln besprochen). Wichtige Reaktionen werden unten verzeichnet.

Äther-Spaltung

Obwohl Äther Hydrolyse widersteht, werden sie durch Mineralsäuren wie Hydrobromic-Säure und hydroiodic Säure zerspaltet. Wasserstoffchlorid zerspaltet Äther nur langsam. Methyl-Äther gewährt normalerweise Methyl-Halogenide:

:ROCH + HBr  CHBr + ROH

Diese Reaktionen gehen über onium Zwischenglieder, d. h. [RO (H) CH] Br weiter.

Ein Äther klebt schnell mit Bor tribromide (sogar Aluminiumchlorid wird in einigen Fällen verwendet), das alkyl Bromid zu geben. Abhängig vom substituents kann ein Äther mit einer Vielfalt von Reagenzien, z.B starke Basis zerspaltet werden.

Peroxyd-Bildung

Wenn versorgt, in Gegenwart von Luft oder Sauerstoff neigt Äther dazu, explosive Peroxyde wie Diethyl-Äther-Peroxyd zu bilden. Die Reaktion wird durch das Licht, die Metallkatalysatoren und die Aldehyde beschleunigt. Zusätzlich zum Vermeiden von Lagerungsbedingungen, um wahrscheinlich Peroxyde zu bilden, wird es empfohlen, wenn ein Äther als ein Lösungsmittel verwendet wird, um es zur Trockenheit als nicht zu destillieren, werden irgendwelche Peroxyde, die sich geformt haben können, weniger flüchtig seiend als der ursprüngliche Äther, konzentriert in den letzten paar Fällen von Flüssigkeit werden.

Basen von Lewis

Äther dient als Basen von Lewis und Basen von Bronsted. Starke Säuren protonate der Sauerstoff, um "onium Ionen zu geben." Zum Beispiel, diethyl Äther bildet einen Komplex mit Bor trifluoride, d. h. diethyl etherate (BFOEt). Äther koordiniert auch zum Mg (II) Zentrum in Reagenzien von Grignard. Polyäther, einschließlich vieler Antibiotika, cryptands, und Krone-Äthers, bindet alkalisches Metall cations stark.

Alpha-Halogenierung

Diese Reaktionsfähigkeit ist mit der Tendenz des Äthers mit Alpha-Wasserstoffatomen verwandt, um Peroxyde zu bilden. Chlor gibt Alpha-chloroethers.

Synthese

Äther kann im Laboratorium auf mehrere verschiedene Weisen bereit sein.

Wasserentzug von alcohols

Der Wasserentzug von alcohols gewährt Äther:

: 2 R-OH  R-O-R + HO bei der hohen Temperatur

Diese direkte Reaktion verlangt erhobene Temperaturen (ungefähr 125 °C). Die Reaktion wird durch Säuren, gewöhnlich Schwefelsäure katalysiert. Die Methode ist wirksam, um symmetrischen Äther, aber ziemlich symmetrischen Äther zu erzeugen. Äther von Diethyl wird von Vinylalkohol durch diese Methode erzeugt. Zyklischer Äther wird durch diese Annäherung sogleich erzeugt. Solche Reaktionen müssen sich mit Wasserentzug des Alkohols bewerben:

: R-CH-CH (OH)  R-CH=CH + HO

Der Wasserentzug-Weg verlangt häufig mit feinen Molekülen unvereinbare Bedingungen. Mehrere mildere Methoden bestehen, um Äther zu erzeugen.

Äther-Synthese von Williamson

Versetzung von Nucleophilic von alkyl Halogeniden durch alkoxides

: R-ONa + R '-x  R-O-R' + NaX

Diese Reaktion wird die Äther-Synthese von Williamson genannt. Es schließt Behandlung von Elternteilalkohol mit einer starken Basis ein, um den alkoxide zu bilden, der von der Hinzufügung einer passenden Aliphatic-Zusammensetzung Lager einer passenden abreisenden Gruppe (R-X) gefolgt ist. Passende abreisende Gruppen (X) schließen iodide, Bromid oder sulfonates ein. Diese Methode arbeitet gewöhnlich gut für aryl Halogenide nicht (z.B bromobenzene (sieh Kondensation von Ullmann unten). Ebenfalls gibt diese Methode nur die besten Erträge für primäre Halogenide. Sekundäre und tertiäre Halogenide sind anfällig, um E2 Beseitigung auf der Aussetzung vom grundlegenden alkoxide Anion zu erleben, das in der Reaktion wegen der steric Hindernis von den großen alkyl Gruppen verwendet ist.

In einer zusammenhängenden Reaktion, alkyl Halogenide erleben nucleophilic Versetzung durch phenoxides. Der R-X kann nicht verwendet werden, um mit dem Alkohol zu reagieren. Jedoch kann Phenol verwendet werden, um den Alkohol zu ersetzen, während man das alkyl Halogenid aufrechterhält. Da Phenol acidic ist, reagieren sie sogleich mit einer starken Basis wie Natriumshydroxyd, um phenoxide Ionen zu bilden. Das phenoxide Ion wird dann die-X Gruppe im alkyl Halogenid einsetzen, einen Äther mit einer aryl Gruppe bildend, die ihm in einer Reaktion mit einem SN2 Mechanismus beigefügt ist.

: CHOH + OH  CH-O + HO

: CH-O + R-X  CHOR

Kondensation von Ullmann

Die Kondensation von Ullmann ist der Methode von Williamson ähnlich, außer dass das Substrat ein aryl Halogenid ist. Solche Reaktionen verlangen allgemein einen Katalysator wie Kupfer.

Hinzufügung von Electrophilic von alcohols zu alkenes

Alcohols tragen zu aktiviertem alkenes von electrophilically bei.

: RC=CR + R-OH  RCH-C (-o-r)-R

Saure Katalyse ist für diese Reaktion erforderlich. Häufig wird Quecksilber trifluoroacetate (Hg (OCOCF)) als ein Katalysator für die Reaktion, geneating ein Äther mit Markovnikov regiochemistry verwendet. Das Verwenden ähnlicher Reaktionen, tetrahydropyranyl Äther wird als Schutzgruppen für alcohols verwendet.

Vorbereitung von epoxides

Epoxides sind normalerweise durch die Oxydation von alkenes bereit. Der wichtigste epoxide in Bezug auf die Industrieskala ist Äthylen-Oxyd, das durch die Oxydation von Äthylen mit Sauerstoff erzeugt wird. Andere epoxides werden durch einen von zwei Wegen erzeugt:

• Durch die Oxydation von alkenes mit einem peroxyacid wie M CPBA.
• Durch den nucleophilic intramolekularen Grundersatz eines halohydrin.

Wichtiger Äther

Links

• ILPI Seite über den Äther.
• Eine Rechnung des Außergewöhnlichen Medizinischen Flüssigen, genannten Narkoseäthers, durch M. Turner, um 1788, aus dem Projekt Gutenberg