Spis treści Budowa i nazewnictwo eterów

Spis treści Budowa i nazewnictwo eterów

Spis treści
1 Budowa i nazewnictwo eterów
2 Właściwości chemiczne eterów.
Budowa i nazewnictwo eterów
Eterami nazywa się związki organiczne, w których atom tlenu związany jest z dwiema resztami
węglowodorowymi, nie wyłączając grup aromatycznych. Etery o nieskomplikowanej budowie nazywa
się w sposób opisowy, jak podano niżej na Rys. Figure 1. Nazewnictwo systematyczne eterów
traktuje grupy —OR jako podstawniki (tzn. obecność danego ugrupowania zaznacza się tylko w
formie przedrostka). Ich nazwy wywodzi się od węglowodorów macierzystych z końcówką –oksy, np.:
grupa OCH3 – metoksy, grupa OCH2CH3 – etoksy, grupa OC6H5 – fenoksy, itp. Nazwy systematyczne
stosuje się dla eterów o bardziej skomplikowanej budowie. Przykłady podane są poniżej na Rysunku
Figure 2.
Figure 1: Przykładowe wzory strukturalne i nazwy prostych eterów.
CH3—O—CH3
eter dimetylowy
CH2=CH—O—CH3 eter winylowo-metylowy
CH3—O—C(CH3)3 eter metylowo-t-butylowy
C6H5—O—C6H5
eter difenylowy
Figure 2: Przykładowe nazwy systematyczne eterów.
CH3CH2—O—CH2CH2Cl 1-etoksy-2-chloroetan
1,3-dimetoksypropan-2-ol
Do eterów zalicza się też związki cykliczne z atomem tlenu jako członem pierścienia. Dla tych
związków stosuje się nazwy specjalne. Przykłady eterów cyklicznych podaje poniżej Rys. Figure 3.
Figure 3: Wzory strukturalne i nazwy niektórych eterów cyklicznych.
wzór
nazwa
oksiran (tlenek etylenu)
oksetan
oksolan (tetrahydrofuran)
furan
oksan (tetrahydropiran)
4H-piran
1,4-dioksan
Atom tlenu jest bardziej elektroujemny od węgla i ponadto zawiera dwie wolne pary elektronowe, co
przy nieliniowej budowie eterów (hybrydyzacja atomu tlenu jest typu
) powoduje występowanie
pewnego momentu dipolowego w cząsteczkach eterów. Etery nie tworzą wiązań wodorowych z
uwagi na brak atomu wodoru związanego z heteroatomem, wykazują więc dużo niższą temperaturę
wrzenia niż izomeryczne alkohole. Poniższa Tabela Figure 4. ilustruje te proste zależności we
właściwościach fizycznych:
Figure 4: Porównanie temperatur wrzenia eterów z alkanami i alkoholami.
wzór
temp. wrzenia
wzór
temp. wrzenia
CH3—O—CH3 -24°C
C2H5—O—C2H5
35°C
CH3CH2CH3
-42°C
CH3(CH2)3CH3
36°C
CH3CH2OH
78°C
CH3(CH2)2CH2OH 118°C
Międzycząsteczkowe oddziaływania dipol-dipol uwidaczniają się w eterze dimetylowym, dlatego
wykazuje on wyższą temperaturę wrzenia od zbliżonego do niego pod względem budowy
przestrzennej i masy molowej propanu. Dla wyższych eterów w porównaniu z odpowiednimi
alkanami analogiczne różnice nie występują, bowiem oddziaływania hydrofobowe (dyspersyjne)
zaczynają w nich przeważać.
Właściwości chemiczne eterów.
Wiązanie O—C w eterach jest znacznie mniej podatne na rozerwanie w porównaniu z wiązaniem
O—R i O—H w alkoholach, przeto etery są mniej reaktywne od alkoholi i fenoli. Mała reaktywność
eterów zbliża je raczej pod względem właściwości chemicznych do alkanów. Rozerwanie wiązania
O—C może nastąpić pod działaniem silnych kwasów takich jak jodowodorowy (HI) lub stężony
bromowodorowy (HBr). Zapisy takich reakcji pokazane są na Rys Figure 5. Są to reakcje substytucji
nukleofilowej, w których w pierwszym etapie następuje przykoordynowanie protonu do wolnej pary
elektronowej atomu tlenu z utworzeniem jonu oksoniowego, a następnie atak silnego nukleofila
jakim jest anion jodkowy (lub bromkowy).
Jon oksoniowy.
Rozszczepienie eterów pod działaniem kwasu jodowodorowego.
R—O—R + HI —→ R—O—H + R—I
R—O—R + 2HI —→ 2R—I + H2O
Ar—O—R + HI —→ Ar—OH + R—I
Etery cykliczne ulegają rozszczepieniu w nieco łagodniejszych warunkach. Odpowiedni przykład jest
pokazany na poniższym Rys. Figure 6.:
Rozszczepienie tetrahydrofuranu.
Wyjątkiem wśród eterów są pochodne oksiranu zwierające pierścień trójczłonowy, podobnie jak
wyjątkiem wśród cykloalkanów są pochodne cyklopropanu. Pochodne te, zwane również epoksydami,
mają duże znaczenie w syntezie organicznej. Stosunkowo łatwo jest je otrzymać z alkenów, łatwo też
ulegają rozszczepieniu pod wpływem różnych odczynników. A więc służą do wprowadzania różnych
grup funkcyjnych do łańcuchów węglowodorowych. Przykładowe reakcje otrzymywania i reakcji
oksiranu pokazane są poniżej na Rys. Figure 7.:
Otrzymywanie i przykład reakcji oksiranu.