コア コンセプト
このチュートリアルは、エーテル官能基に関するものです。エーテル基の構造とそれらが関与する反応について説明します。
他の記事で取り上げるトピック
- 機能グループ
- エステル官能基
- アミノ官能基
エーテル官能基とは?
エーテル基は、各側に単結合した R 基を持つ酸素原子で構成されます。これらの R グループは同じである可能性がありますが、常に同じであるとは限りません。
エーテルでは、酸素は両側で炭素に結合する必要があります。 R 基の 1 つが水素原子である場合、その化合物はアルコールです。
イーサ グループの概要
- 構造:2 つのアルキル基に単結合した酸素
- 式:R-O-R'
- 原子量:≥46.07 g/mol
- pH:一般に塩基性。酸素の非共有電子対により、エーテルはルイス塩基として機能できます
- pKa:プロトン化すると、エーテルの pKa は約 -3 になります
- ジエチルエーテルは一般的な溶媒です
命名規則
イーサの命名は非常に簡単です。 2 つの R グループはアルファベット順に命名され、接尾辞「-ether」が続きます。両方の R グループが同じ場合、接頭辞「di-」が R グループの名前の前に付きます。以下は、名前付きのエーテルの例です。
エーテル基反応
エーテルは、多くの場合、反応物よりも溶媒として多くの反応に関与します。エーテルは、C-O 単結合を切断するのが難しいため、反応しない傾向があります。エーテルが関与する最も有名な反応は、アルコキシドがハロゲン化アルキルと反応してエーテルを形成するウィリアムソン エーテル合成です。
合成は別として、エーテルは特定の状況下でのみ反応します。たとえば、エポキシドは、酸素原子と炭素原子が直接結合して 3 員環を形成するエーテルの一種です。結合角が小さいため、環は歪み、酸性または塩基性条件のいずれかで切断される可能性があります。
ウィリアムソンのエーテル合成
第一級または第二級ハロゲン化アルキルがアルコキシドと反応すると、反応生成物はエーテルになります。エーテルの一方の側はハロゲン化アルキルからのアルキル鎖であり、もう一方の側はアルコキシドから来たアルキル鎖です。アルコキシドは任意の RO グループです。
合成は SN として進行するため、ハロゲン化アルキルは第一級または第二級でなければなりません。 2反応。求核性アルコキシドがハロゲン化アルキルに対して裏面攻撃を実行するには、十分なスペースが必要です。これは、第三級アルキルハライドがウィリアムソンエーテル合成を受けることができないことを意味します.
エポキシドの形成と開口
エポキシドはエーテルの一種です。それらは、酸素と2つの炭素原子を含む複素環式化合物です。エポキシドを形成する 1 つの方法は、ハロヒドリンに塩基と熱を加えることです。ハロヒドリンは、OH 基とハライドの両方を含む化合物です。
エポキシドは、アルケンがメタクロロ過安息香酸 (m-CPBA) と反応するときにも形成されます。
エポキシド環は、酸性および塩基性条件下で開くことができます。酸性条件では、求核剤はより置換された側の環を攻撃します。求電子性炭素で立体化学が逆転します。
基本的な条件では、求核試薬は置換されていない側の環を攻撃します。
溶媒としてのエーテル
エーテルは、さまざまな有機反応で溶媒として機能します。それらは適度に極性があり、非プロトン性です。これは、エーテルが水素結合しか受け入れられないことを意味します。
ジエチルエーテル
この官能基の最もよく知られた例の 1 つは、ジエチル エーテルです。ジエチルエーテルは、さまざまな反応に有用な溶媒です。歴史的に、それは麻酔薬として使用されていました。ただし、可燃性のため、ジエチル エーテルの代替品がより一般的です。現代の産業では、環状エーテル テトラヒドロフランは、ジエチル エーテルの可燃性のため、ジエチル エーテルよりも一般的です.
ジエチルエーテルは揮発性が高いです。沸点は 34.6°C ですが、開いた容器に入れておくとジエチル エーテルは急速に蒸発します。
エーテル系溶媒は、酸塩化物のエステル化にしばしば関与します。このタイプの反応は、カルボニル基の隣の塩素原子をアルコキシ基で置換することです。アルコキシ基は、酸素が R 基を化合物の残りの部分に接続する RO 基です。
練習問題
- 次の 4 つのエーテルの構造を描いてください:
- ジイソプロピルエーテル
- シクロブチルメチル エーテル
- ジフェニルエーテル
- ジシクロペンチル エーテル
次の反応の生成物を予測してください:
