Формула простых эфиров: изометрия и номенклатура

Общие сведения

Сложные эфиры (от греческого слова эфир — эфир, небо, воздух) (эфиры) — производные спиртов, енолов и фенолов (общая формула ROR ‘). Если радикалы одинаковые, простые эфиры симметричны, если разные — асимметричны или смешаны. В зависимости от природы радикалов различают диалкил, диарилов, дициклоалкил, арилалкил, алкилвинил и т.д. Простые эфиры также включают глим, карбитолы, целлозол и некоторые гетероциклические соединения (1,4-диоксан, оксиран, оксолан, тетрагидрофуран и т.д.).

Названия эфиров образованы от названий углеводородных радикалов путем добавления суффикса -ny и слова «эфир», например, CH3-O-CH3 — диметиловый эфир, CH3-O-C2H5 — метилэтиловый эфир.

Сложные эфиры считаются алкокси, циклоалкокси, арилокси производными углеводородов; в этом случае радикал считается более сложным как исходная структура: CH3-O-CH 2 CH 3 — метоксиэтан, C2H5O-C3H7 — этоксипропан, C6H5-OCH3 — метоксибензол.

Некоторые эфиры имеют банальные названия: С6Н5-ОСН3 — анизол, С6Н5-С2Н5 — фенетол, 2-СН3ОС6Н4ОН — гваякол. Диметиловый и метилэтиловый эфиры при нормальных условиях являются газами. Все остальные эфиры представляют собой бесцветные жидкости или кристаллические вещества с приятным или характерным «эфирным» запахом, плохо растворяются в воде, хорошо — в органических растворителях (таблица).

Получение простых эфиров.

Наиболее удобным методом является взаимодействие алкоголятов щелочных металлов R’ONa с алкилгалогенидами RHal, этот метод может быть использован для получения как симметричных (рис. 4A), так и асимметричных (рис. 4B) эфиров. В промышленности симметричные эфиры получают путем обезвоживания (удаления воды) спиртов с помощью серной кислоты (рис. 4В); этот метод позволяет получать простые эфиры, содержащие не более 5 атомов углерода в органической группе R.

Анализ простых эфиров

Химическое поведение алифатических и ароматических простых эфиров согласуется с поведением родственных углеводородов. Эфиры отличаются от углеводородов растворимостью в холодном концентрированном сульфате кислоты из-за способности простых эфиров образовывать соли оксония.

Если эфир уже был описан, то его можно идентифицировать по физическим свойствам или химически, путем расщепления путем нагревания с концентрированным йодистым водородом и последующего распознавания продуктов реакции.

Ароматические сложные эфиры могут быть превращены в твердые продукты нитрования или бромирования и их точки плавления по отношению к производным, описанным выше.

Расщепление эфира иодистым водородом используется для определения количества алкоксигрупп в алкилариловом эфире по методу Цейзеля.

Спектральный анализ проводится для распознавания эфира. В инфракрасном спектре простого эфира нет полосы $ OH $, характерной для спиртов, но есть сильная полоса $ CO $ в области 1060-1300 см $ ^ {- 1} $: для алкиловых эфиров 1060-1150 см $ ^ {- 1} $, для ариловых и виниловых эфиров 1200–1275 см $ ^ {- 1}$:

Рисунок 7.

Применение некоторых простых эфиров

Использование эфиров основано на их способности хорошо растворять органические вещества (смолы, жиры и т.д.).

Диэтиловый эфир (техническое название «серный эфир») используется:

  • как реакционная среда для органических синтезов;
  • для извлечения определенных веществ (например, спиртов из водных растворов);
  • как растворитель синтетических и природных смол, солей целлюлозы при производстве пороха;
  • как топливный компонент в авиации;
  • в медицине при ингаляции и под местной анестезией.

Диизопропиловый эфир:

  • это отличный растворитель для животных жиров, минеральных и растительных масел, синтетических и природных смол;
  • используется как добавка к моторному топливу, повышая тем самым октановое число;
  • используется для отделения урана от продуктов его деления;
  • для извлечения уксусной кислоты из водных растворов.

Анизол и фенетол используются в качестве промежуточных продуктов при приготовлении лекарств, красителей и ароматизаторов. Из фенетола мы получаем фенетидин и его производные, используемые в медицине как жаропонижающие вещества.

Дифениловый эфир (дифенилоксид) используется в качестве теплоносителя, например, смеси доутерм.

Циклический эфир диоксана:

  • хороший растворитель для ацетата целлюлозы, растительных и минеральных жиров и масел, восков, красок;
  • используется в качестве реакционной среды для органических синтезов;
  • используется для стабилизации 1,1,1-трихлорэтана для его транспортировки в алюминиевых контейнерах и хранения.

Абсолютный эфир

Абсолютный эфир — это эфир, не содержащий влаги и спирта (например, диэтиловый эфир $ C_2H_5-O-C_2H_5 $, используемый в реакции Гриньяра). Абсолютный эфир можно получить путем перегонки простого эфира над концентрированным сульфатом кислоты, который удаляет спирт, воду и перекись. Впоследствии абсолютный эфир хранится на металлическом натрии.

Физические, химические и фармакологические свойства

Таблица. Свойства эфиров

Формула Имя Ткип, оС Tm, oC
CH3OSN3 Диметиловый эфир (метоксиметан) -23,7 -138,5
CH3OS2H5 Метилэтиловый эфир (метоксиэтан) 8
2Н5ОС2Н5 Диэтиловый эфир (этоксиэтан) 34,6 -116,3
C2H5OCH = CH2 метилвиниловый эфир (этоксиэтилен) 36
3Н7ОС3Н7 Дипропиловый эфир (пропоксипропан) 91 -122
6Н5ОСН3 Метоксибензол (анизол) 155 -37
6Н5ОС2Н5 Этоксибензол (фенетол) 172 -33
6Н5ОС6Н5 Дифениловый эфир (феноксибензол) 259 27,5

Сложные эфиры — довольно инертные вещества. Разбавленные минеральные кислоты, водные растворы щелочей и щелочных металлов с ними не взаимодействуют. Реакционная способность простых виниловых и ариловых эфиров обусловлена ​​углеводородными радикалами. Через неразделенные пары электронов на атоме кислорода простые эфиры проявляют слабые основные свойства и образуют нестабильные оксониевые соли с концентрированными минеральными кислотами.

RR’-OH + Cl-,

и с кислотами Льюиса, эфиратами (RR’OBF3). Диалкиловые и алкилариловые эфиры под действием НЕ разлагаются на галогеналканы и соответствующий спирт или фенол:

CH3OCH3 + NO → CH3OH + CH3I.

Диариловые эфиры устойчивы к концентрированному йодистому водороду. Расщепление метилового и этилалкилового эфиров используется для количественного определения метокси- и этоксигрупп (метод Цейзеля). Концентрированная H2SO4 превращает сложные эфиры сложных веществ серной кислоты, а виниловые эфиры в кислой среде гидролизуются в альдегиды или кетоны и спирты:

Виниловые эфиры способны к полимеризации, что используется при синтезе ВМС. Под действием алкил натрия или алкиллития на простые эфиры отщепление происходит с образованием алкенов:

CH3CH2OCH2CH3 + RNa 1 стрелка. Eps CH2 = CH2 + C2H5ONa + RH.

Арилалкиловые эфиры под действием H2SO4, AlCl3 изомеризуются в орто- и пара-алкилзамещенные фенолы, а алилфениловые эфиры — в орто- и пара-алилфенолы. При длительном покое простые эфиры окисляются кислородом воздуха с образованием взрывоопасных гидропероксидов RO-OH и пероксидов ROOR. Поэтому перед использованием эфиров необходимо провести тест с раствором KI. Наличие перекисей подтверждает коричневатый цвет раствора. Для разрушения пероксидов эфира их обрабатывают NaOH или восстановителями Na2SO3, FeSO4 и т.д. Для получения симметричных сложных эфиров используют реакцию межмолекулярной дегидратации спиртов в присутствии концентрированной H2SO4 или других веществ, поглощающих воду. Важным методом синтеза симметричных и асимметричных эфиров является реакция алкоголятов и фенатов с алкилгалогенидами (реакция Вильямсона). Для синтеза арилалкиловых эфиров вместо арилгалогенидов можно использовать диалкилсульфаты:

C6H5ONa + (CH3) SO4 C6H5OCH3 + CH3OSO3Na.

простые эфиры также образуются путем добавления к олефинам спиртов или фенолов. Простые алкилвиниловые эфиры получают нагреванием спиртов с ацетиленом

HC = -CH + HOCH2CH3 1 стрелка. Eps CH2 = CH-O-C2H5.

Реакция ацетилена с диазометаном приводит к образованию алкиловых и арилметиловых эфиров.

Оцените статью
Блог про химию