ウィリアムソン合成は、脱プロトンからエーテルを生成する有機的な手順ですアルコールと有機ハロゲン化物。アレクサンダー ウィリアムソンは、1850 年にこの有機反応を発明しました。これには、アルコキシド イオンと主要なハロゲン化アルキルとの間の SN2 反応が含まれます。この反応は、エーテルの組成の発見に貢献したため、有機化学の歴史において重要です。ウィリアムソン合成について明確に紹介した後は、その概念に興味を持つ必要があります。それでは、反応メカニズムを知ることから始めましょう。
一般的な反応メカニズム
一般的な応答メカニズムは次のとおりです:
R-OΘ+R' — X → R -O- R' + X¯
ナトリウム エトキシドとクロロエタンを一緒に使用して塩化ナトリウムを生成するときに生成される反応で、ジエチル エーテルがその例です。生成される反応は次のとおりです:
[Na]+[C2H5O] − + C2H5Cl → C2H5OC2H5 + [Na ]+[Cl]−
ウィリアムソン合成のメカニズム
SN2 二分子求核置換機構がウィリアムソンのエーテル合成反応を支配しています。求核剤による求電子剤の裏側攻撃は、配位過程におけるＳＮ２反応過程で生じる。 SN2 反応では、かなり電気陰性度の適切な脱離基 (多くの場合ハロゲン化物) が存在する必要があります。
ウィリアムソン合成における求核試薬は、脱離基を含む求電子炭素を攻撃するアルコキシド イオン (RO) です。それは通常、ハロゲン化アルキルまたはアルキルトシレートである。脱離反応として二次・三次脱離点が続くので、脱離点は一次炭素でなければなりません。立体障害のため、このプロセスはジ-tert ブチル エーテルなどの嵩高いエーテルの生成を促進せず、代わりにアルケンの生成を促進します。
ウィリアムソン エーテル合成に有効なハロゲン化アルキルはどれですか?
ウィリアムソン エーテル合成では SN2 反応が使用されます。 SN2 反応は、求核試薬がハロゲン化アルキルに対して「裏面攻撃」を行う単一のステップで発生するため、立体障害が SN2 メカニズムの「主要な障壁」となります。 SN2 メカニズムの割合は、ハロゲン化メチルで最も顕著であり、その後に一次、二次、三次が続きます。ウィリアムソン エーテル反応も同じプロセスに従います。
Williamson は、基質としてハロゲン化メチルおよびハロゲン化第一級アルキルとうまく機能します.
酸化銀エーテルの合成
ウィリアムソン エーテル合成の変形では、酸化銀 (Ag2O) をしっかりしたベース。このバージョンでは、強塩基とアルコキシド中間体の作成が必要ないため、従来のウィラムソン合成入門よりも環境が穏やかです。この反応は、糖の -OH 基を効果的にエーテルに変換します。
エーテル合成のためのアルコキシ水銀化
アルケンがトリフルオロアセテートのアルコールと反応すると、アルコキシ水銀生成物が形成されます水銀（II）塩の存在 [(CF3CO2)2Hg]。水素化ホウ素ナトリウム (NaBH4) による脱水銀により、エーテルが生成されます。一般に、この反応により、アルケンへのアルコールのマルコフニコフ付加により、エーテルが生成されます。アルコール反応物が溶媒として使用され、酢酸水銀の代わりにトリフルオロ酢酸水銀（ＩＩ）塩が使用されることに注意すべきである。ほとんどの 1o、2o、および 3o アルコールは、このプロセスで効果的に利用できます。
分子内ウィリアムソン エーテル
ウィリアムソン合成は、環状エーテルの製造にも使用できます。 1 つの炭素にヒドロキシル基があり、別の炭素にハロゲン原子がある分子が必要です。この化合物は、それ自体で SN2 メカニズムを実行し、ハロゲン アニオンと環状エーテルを生成します。エーテルを取得する別の方法は、ハロ アルコールを環状エーテルに変換することです。
この反応は、酸素に結合した水素が OH- アニオンから解離することによって引き起こされます。これによりハロゲンが脱離し、ハロゲンラジカルと環状エーテルが形成されます。環のサイズは、環状エーテルが開発されるかどうかを決定するもう 1 つの要素です。五員環、六員環、四員環、八員環の次に三員環が早いです。エントロピーとエンタルピーの両方の要因が、それぞれの環形成速度に影響を与えます。
エントロピーとエンタルピーの寄与
環の形成に大きなエンタルピーの影響を与えるのは環の歪みですが、形成に影響を与える要因はこれだけではありません。その場合、最も大きな歪みを持つリングは、最もゆっくりと発達する可能性があります。エントロピーの状況により、これは環展開の傾向ではありません。環が小さいほどエントロピーが小さくなり、分子の秩序化が少ないため、より有利になります。
ただし、近接効果として知られる別の現象により、リングの作成はこのプロセスに関与しません。近接効果によると、炭素鎖の求核部分は求電子炭素に非常に近いため、分子の初期状態では小さな環ひずみしか見られません。
副反応
ウィリアムソン反応は、塩基触媒によるアルキル化剤の除去と頻繁に競合します。脱離基のタイプ、および反応環境 (特に溶媒と温度) は、どちらが優先されるかに大きく影響します。特に、特定のアルキル化剤組成物は、特に除去されやすい可能性がある。アリールオキシドは周囲の求核試薬であるため、ウィリアムソン合成は、求核試薬がアリールオキシド イオンであると思われる場合はいつでも、アルキル化と競合する可能性があります。
結論
当面、この件に関して言えることは以上です。ウイリアムソン合成の紹介からメカニズム、副反応まで網羅しました。ただし、以下のウィリアムソン合成の質問の部分では、ウィリアムソン反応に関する特定の懸念に対処しました.理解を深めるために、それらをお読みください。
