Простые эфиры
Свойства и методы получения простых эфиров, которые, согласно тривиальной номенклатуре называют по радикалам, связанным с атомом кислорода, добавляя слово "эфир". Межмолекулярная дегидратация спиртов, алкоксимеркурирование алкенов и реакция Вильямсона.
| Рубрика | Химия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.01.2015 |
| Размер файла | 151,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ
Согласно тривиальной номенклатуре простые эфиры называют по радикалам, связанным с атомом кислорода, добавляя слово "эфир".
По номенклатуре ИЮПАК эфиры рассматривают как алкоксиалканы. Корень слова определяет самая длинная алкильная группа.
Простые эфиры относятся к числу малореакционноспособных веществ и стабильны по отношению ко многим реагентам, но они чувствительны по отношению к кислороду и легко образуют взрывчатые гидроперекиси, которые являются причиной взрыва при неосторожном обращении.
ПОЛУЧЕНИЕ ПРОСТЫХ ЭФИРОВ
Существует три общих метода получения простых эфиров: межмолекулярная дегидратация спиртов, алкоксимеркурирование алкенов и реакция Вильямсона.
Межмолекулярная дегидратация спиртов
Это наиболее старый способ получения простых эфиров пригоден для получения симметричных простых эфиров из неразветвленных первичных спиртов.
Третичные спирты в этих условиях образуют алкены в результате внутримолекулярной дегидратации. Межмолекулярная дегидратация имеет крайне ограниченное применение в практике. В промышленности этим способом получают диэтиловый, дибутиловый и ряд простейших эфиров,
Б. Алкоксимеркурирование алкенов
Алкоксимеркурирование алкенов по существу аналогично оксимеркурированию, где роль "внешнего" нуклеофильного агента выполняет спирт, который используют в качестве растворителя. Для получения эфиров, содержащих третичную или вторичную алкильную группу в качестве электрофильного агента целесообразно использовать трифторацетат ртути.
Демеркурирование осуществляет с помощью боргидрида натрия. Суммарный результат соответствует присоединению спирта по двойной связи алкена в соответствии с правилом Марковникова.
Синтез простых эфиров по Вильямсону
Синтез простых эфиров по Вильямсону заключается во взаимодействии алкилгалогенидов с алкоголятами щелочных металлов. По существу реакция Вильямсона представляет собой классический пример SN2 замещения у насыщенного атома углерода.
Так можно получать как симметричные, так и несимметричные эфиры.
Эта старая реакция неожиданно обрела второе рождение после открытия нового класса простых эфиров-краун-эфиров. Краун-полиэфирами называют макроциклические полиэфиры, содержащие несколько атомов кислорода в цикле. В названиях краун-эфиров первая цифра указывает на размер цикла, а вторая определяет число атомов кислорода в цикле.
Первый краун-полиэфир - дибензо-18-краун-6 был получен в 1967 году с помощью реакции Вильямсона между динатриевой солью пирокатехина и бис-"-хлорэтиловым эфиром.
Другие краун-полиэфиры получают при конденсации дигалогенидов или дисульфонатов с дианионами диолов. В качестве примеров приведем синтез 18-краун-6 - наиболее важного из краун-эфиров и 24-краун-8.
Краун-полиэфиры образуют стабильные комплексы с катионами непереходных и переходных металлов. Стабильность этих комплексов зависит от соответствия диаметра катиона размеру полости кольца, а также от координационного числа катиона металла. Комплексообразование краун-полиэфиров, их сернистых и азотных аналогов, а также полициклических краун-соединений- так называемых криптандов с катионами металлов составляет самостоятельный раздел современной аналитической химии.
СВОЙСТВА ПРОСТЫХ ЭФИРОВ
В химическом отношении простые эфиры характеризуются высокой инертностью по отношению ко многим реагентам, особенно основной природы. Они не расщепляются металлоорганическими соединениями, гидридами и амидами щелочных металлов, а также комплексными гидридами бора и алюминия. Простые эфиры практически незаменимы в качестве растворителей при получении магнийорганических и других металлоорганических соединений, а также для реакций восстановления алюмогидридами и его производными. Сольватирующая способность эфиров как растворителей основана на их свойствах жестких оснований Льюиса. Эфиры образуют очень прочные комплексы с жесткими кислотами Льюиса - BF3, AlBr3, AlR3, SbCl5, SbF5, SnCl4, ZnCl2 и т.д. состава 1:1 или 2:1.
Как основания Льюиса простые эфиры образуют комплексы с галогенами, в которых эфир играет роль донора, а галоген акцептора. Раствор иода в эфире окрашен в коричневый цвет в отличие от фиолетовой окраски иода в растворах в алканах.
Сдвиг максимума поглощения при комплексообразовании позволяет оценить прочность комплекса. Кроме того в ультрафиолетовой области появляется новая полоса поглощения, называемой полосой переноса заряда. Такие комплексы получили название комплексов с переносом заряда (КПЗ). Эфиры образуют соли триалкилоксония при взаимодействии с очень сильными алкилирующими агентами.
Триэтилоксонийборфторид легко получается при взаимодействии эфирата трехфтористого бора с эпихлоргидрином в абсолютном эфире.
В настоящее время соли триалкилоксония получают при взаимодействии простых эфиров с алкилтрифлатами или алкилфторсульфонатами. Катион триалкилоксония - сильнейший алкилирующий агент почти для любого, даже слабого нуклеофильного агента.
На способности простых эфиров давать соли оксония основаны способы расщепления простых эфиров под действием бромистоводородной или иодистоводородной кислот, а также тригалогенидов бора.
1. Кислотное расщепление простых эфиров
Простые эфиры расщепляются при нагревании до 120-150о с концентрированными водной 48% HBr или HI. В столь же жестких условиях расщепляются простые эфиры фенолов.
Однако эфиры, содержащие третичную алкильную группу, расщепляются очень легко.
Кислотное расщепление простых эфиров следует рассматривать как реакцию нуклеофильного замещения у насыщенного атома углерода. В зависимости от природы алкильных групп, связанных с кислородом, реализуется либо SN1, либо SN2- механизмы. Если эфир содержит первичные или вторичные алкильные группы, реализуется SN2- механизм, в котором бромид- или иодид-ион атакует протонированную форму эфира по менее замещенному атому углерода. В этом случае расщепление отличается высокой региоселективностью и, как правило, образуется только один их двух возможных спиртов (вторичный) и первичный алкилгалогенид.
Хлорид- и фторид-ионы в воде сильно сольватированы за счет водородных связей и обладают недостаточной нуклеофильностью для кислотного расщепления простых эфиров по SN2- механизму.
Простые эфиры с третичной алкильной, бензильной или аллильной группами реагируют по SN1- механизму с образованием карбокатиона в качестве интермедиата. Эти реакции идут в мягких условиях, а в качестве кислотного агента можно использовать трифторуксусную кислоту.
В препаративном отношении гораздо более удобными реагентами для расщепления эфиров являются BCl3 или BBr3. В этих случаях расщепление проходит уже при -20оС. Это особенно необходимо при наличии других функциональных групп или тогда, когда возможна изомеризация углеродного скелета.
эфир радикал атом алкен
2. Радикальные реакции простых эфиров
Подобно алканам простые эфиры вступают в реакции радикального замещения, однако галогенирование эфиров отличается региоселективностью и осуществляется в a-положение по отношению к атому кислороду. Столь высокая региоселективность галогенирования объясняется относительной стабильностью радикала
где неспаренный электрон на 2р-орбитали перекрывается с неподеленной парой 2р-электронов атома кислорода.
Атом галогена в a-галогензамещенных эфирах легко замещается под действием различных нуклеофилов, например:
Простые эфиры проявляют повышенную склонность к автоокислению в присутствии кислорода с образованием перекисей. Эта реакция протекает по цепному радикальному механизму.
Аутоокисление эфиров представляет большую опасность при работе с эфирами, поскольку гидроперекиси, накапливающиеся при перегонке, могут детонировать при слабом нагреве. Поэтому они должны быть тщательно удалены из любого простого эфира до перегонке с помощью восстановителей: солей железа (II) или олова (II).
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Типы спиртов в зависимости от строения радикалов, связанных с атомом кислорода. Радикально-функциональная номенклатура спиртов, их структурная изомерия и свойства. Синтез простых эфиров, реакция Вильямсона. Дегидратация спиртов, получение алкенов.
презентация [870,1 K], добавлен 02.08.2015Основные классы органических кислородосодержащих соединений. Методы получения простых эфиров. Межмолекулярная дегидратация спиртов. Синтез простых эфиров по Вильямсону. Получение симметричных простых эфиров из неразветвленных первичных спиртов.
презентация [273,9 K], добавлен 24.01.2014Межмолекулярная дегидратацией спиртов. Синтез эфиров по реакции Вильямсона. Присоединение спиртов к алкенам. Синтез эфиров сольватомеркурированием - демеркурированием алкенов. Присоединение спиртов к алкинам. Триметилсилиловые эфиры. Силилирование.
реферат [156,5 K], добавлен 04.02.2009Способы получения, физические свойства, биологическое значение и методы синтеза простых эфиров. Примеры сложных эфиров, их химические и физические свойства. Методы получения: этерия, взаимодействие ангидридов со спиртами или солей с алкилгалогенидами.
презентация [405,8 K], добавлен 06.10.2015Понятие простых эфиров, их сущность и особенности, общая формула, характеристика и химические свойства, образование названий. Отличительные черты циклических эфиров, причины их распространения и сферы использования. Представления и межфазном катализе.
реферат [94,8 K], добавлен 04.02.2009Общее определение сложных эфиров алифатичеких карбоновых кислот. Физические и химические свойства. Методы получения сложных эфиров. Реакция этерификации и ее стадии. Особенности применения. Токсическое действие. Ацилирование спиртов галогенангидридами.
реферат [441,9 K], добавлен 22.05.2016Общее понятие и изучение номенклатуры циклических эфиров как химических соединений содержащих один атом кислорода. Описание строения и физических свойств этилоксирана, его реакционная способность. Присоединение спиртов и химические свойства эфиров.
реферат [588,4 K], добавлен 27.04.2015Представители проcтых эфиров целлюлозы: алкилцеллюлоза, бензилцеллюлоза, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза. Способы получения, применение, производство простых эфиров целлюлозы. Экологический аспект производства.
курсовая работа [34,6 K], добавлен 09.04.2011Изучение физических свойств сложных эфиров, которые широко распространены в природе, а также находят свое применение в технике и промышленности. Сложные эфиры высших карбоновых кислот и высших одноосновных спиртов (восков). Химические свойства жиров.
презентация [869,6 K], добавлен 29.03.2011Физические и химические свойства спиртов, их взаимодействие с щелочными металлами. Замещение гидроксильной группы спирта галогеном, дегидратация, образование сложных эфиров. Производство этилового, метилового и других видов спиртов, области их применения.
презентация [1,5 M], добавлен 07.04.2014Основные способы получения спиртов. Гидрогенизация окиси углерода. Ферментация. Синтез спиртов из алкенов. Синтез спиртов из галогеноуглеводородов, из металлоорганических соединений. Восстановление альдегидов, кетонов и эфиров карбоновых кислот.
реферат [150,9 K], добавлен 04.02.2009Классификация, свойства, распространение в природе, основной способ получения эфиров карбоновых кислот путем алкилирования их солей алкилгалогенидами. Реакции этерификации и переэтерификация. Получение, восстановление и гидролиз сложных эфиров (эстеров).
лекция [151,9 K], добавлен 03.02.2009Основные методы получения силиловых эфиров енолов. Применение силиловых эфиров енолов в синтезе. Силиловые эфиры енолов как С-нуклеофилы. Синтез исходных соединений. Реакции бис-(2,6-триметилсилилокси) бициклов нонандиена-2,6. Реакция с электрофилами.
курсовая работа [763,0 K], добавлен 21.11.2008Виды спиртов, их применение, физические свойства (кипение и растворимость в воде). Ассоциаты спиртов и их строение. Способы получения спиртов: гидрогенизация окиси углерода, ферментация, брожение, гидратация алкенов, оксимеркурирование-демеркурирование.
реферат [116,8 K], добавлен 04.02.2009Открытие сольватирующих растворителей, названных "краун-эфиры" из-за изящной коронообразной формы молекул. Ценные свойства соединений, их образование, номенклатура и методы синтеза. Расширение возможностей экспериментальной химии как следствие открытия.
реферат [1,6 M], добавлен 22.04.2012Открытие сложных эфиров первооткрывателем, русским академиком Тищенко Вячеславом Евгеньевичем. Структурная изомерия. Общая формула сложных эфиров, их классификация и состав, применение и получение. Липиды (жиры), их свойства. Состав пчелиного воска.
презентация [1,6 M], добавлен 19.05.2014Номенклатура сложных эфиров. Классификация и состав основных сложных эфиров. Основные химические свойства, производство и применение бутилацетата, бензойного альдегида, анисового альдегида, ацетоина, лимонена, земляничного альдегида, этилформиата.
презентация [703,6 K], добавлен 20.05.2013Процессы гидратации и дегидратации в промышленности. Присоединение воды к олефинам по правилу Марковникова. Внутримолекулярная и межмолекулярная дегидратация. Основные катализаторы реакций. Побочные реакции и селективность процесса. Гидратация ацетилена.
презентация [0 b], добавлен 07.08.2015Электронное строение и физико-химические свойства спиртов. Химические свойства спиртов. Область применения. Пространственное и электронное строение, длины связей и валентные углы. Взаимодействие спиртов с щелочными металлами. Дегидратация спиртов.
курсовая работа [221,6 K], добавлен 02.11.2008Свойства диэтилового эфира малеиновой кислоты. Практическое применение диэтилмалеата - использование в качестве органического растворителя. Методика синтеза. Дикарбоновые кислоты. Реакция этерификации. Механизм этерификации. Метод "меченых атомов".
курсовая работа [585,5 K], добавлен 17.01.2009
