Klasyfikacja i przykłady ETERY

Transkrypt

1 ETERY I EPKSYZWIĄZKI Klasyfikacja i przykłady ETERY acykliczne R--R cykliczne trójczłonowe czteroczłonowe pięcioczłonowe sześcioczłonowe tlenek etylenu (oksiran) oksetan tetrahydrofuran tetrahydropiran 1,3-dioksolan 1,3-dioksan 1,4-dioksan Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 1

2 ETERY ETERY ACYKLICZNE Wzór ogólny: R--R CH 3 CH 2 --CH 2 CH 3 eter dietylowy Alifatyczne symetryczne: R = R = alkil CH 3 CH 3 CH 2 --CHCH 3 eter etylowo-izopropylowy Alifatyczne niesymetryczne: R R = alkil eter difenylowy Arylowe symetryczne: R = R = aryl Br eter 2-bromofenylowo-fenylowy Arylowe niesymetryczne: R R = aryl 2 N CH 3 4-metoksynitrobenzen Alifatyczno-arylowe : R = alkil, R = aryl Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 2

3 NMENKLARURA ETERÓW I EPKSYZWIĄZKÓW Etery acykliczne mają ogólny wzór R 1 R 2, gdzie R 1 i R 2 są grupami alkilowymi lub arylowymi. Nazwy eterów można tworzyć stosując nomenklaturę podstawnikową lub grupowo-funkcyjną. Nazwy podstawnikowe eterów tworzy się przez wymienienie nazwy grupy R 1 (lub R 2 ) przed nazwą węglowodoru odpowiadającego drugiej grupie R 2 H (lub R 1 H ). Wyboru grupy (R 1 lub R 2 ), która jest uznawana jako węglowodór, dokonuje się zgodnie z hierarchią ich starszeństwa. CH 3 CH 2 --CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 --CH=CH 2 CH 3 CH(CH 3 )CH 2 --CH 3 1-etoksypropan etoksyetylen 1-metoksy-2-metylopropan CH 3 CH 2 CH 3 CH 3 metoksybenzen (anizol) 1-etoksy-1-metylocyklopentan Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 3

4 NMENKLARURA ETERÓW I EPKSYZWIĄZKÓW Nazwy grupowo-funkcyjne eterów tworzy się przez wymienienie po słowie eter nazw grup R 1 i R 2 w formie przymiotnikowej i w kolejności alfabetycznej, przy czym nazwy tych grup oddziela się łącznikiem (kreską). W przypadku eterów o budowie symetrycznej (R 1 = R 2 ) nazwę grupy poprzedza się przedrostkiem di-. CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 C 6 H 5 CH 2 CH 3 C 6 H 5 C 6 H 5 eter dietylowy eter propylowo-metylowy eter etylowo-fenylowy eter difenylowy Cykliczne etery trójczłonowe nazywa się dołączając przedrostek epoksy do nazwy związku macierzystego. etercyklopentylowo-fenylowy H 2 C CH 2 epoksyetan lubtleneketylenu CH 3 CH 2 C CH 2 CH 3 1,2-epoksy-2-metylobutan lub 2-metylo-1,2-epoksybutan ClCH 2 HC CH 2 1-chloro-2,3-epoksypropan lub(chlorometylo)epoksyetan Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 4

5 NMENKLARURA ETERÓW I EPKSYZWIĄZKÓW H 2 C CH 2 oksiran 4 1 oksetan 4 3 Epoksydy można traktować jako związki heterocykliczne -oksirany CH 3 CH 2 C CH 2 CH 3 2-etylo-2-metylooksiran ClCH 2 HC CH 2 2-(chlorometylo)oksiran H 3 C 2-etylo-3,3-dimetylooksetan THF 1,3-dioksolan 1,3-dioksan 1,4-dioksan 6 H 3 C 5 4 C 2 H Numerację pierścienia zaczyna się od atomu tlenu; podstawniki mają mieć możliwie najniższe lokanty. Przykłady eterów cyklicznych o pierścieniach cztero-, pięcio- i sześcioczłonowych 3 2 CH 2 H N 2 Cl furan 4-(hydroksymetylo)- 5-nitro- 2-chloro-1,4-diokan 1,3-dioksolan 1,3-dioksan

6 METDY TRZYMYWANIA ETERÓW ACYKLICZNYCH DWDNIENIE (DEHYDRATACJA) ALKHLI H 2 S 4 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 H CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 butan-1-ol ok. 135 C eterdibutylowy otrzymywanie głównie eterów symetrycznych, zazwyczaj z alkoholi pierwszorzędowych CH 3 CH 3 CH CH 3 alkohol tert-butylowy + CH 3 CH 2 H etanol CH H + 3 CH 3 C CH 2 CH 3 (- H 2 ) CH 3 eter tert-butylowo-etylowy etery o budowie mieszanej Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 6

7 METDY TRZYMYWANIA ETERÓW ACYKLICZNYCH ALKHLIZA HALGENKÓW ALKILWYCH (GŁÓWNIE 3 ) CH 3 Cl CH 3 C 2 H 5 C 2 H 5 H (nadmiar) 1-chloro-1-metylocykloheksan 1-etoksy-1-metylocykloheksan REAKCJA WILLIAMSNA! DMS CH 3 (CH 2 ) 2 CH 2 Na + ClCH 2 (CH 2 ) 2 CH 3 CH 3 (CH 2 ) 3 (CH 2 ) 3 CH 3 (- NaCl) butan-1-olansodu 1-chlorobutan eterdibutylowy Mechanizm typu S N 2 alkoholan 1º halogenek alkilowy eter etanolan sodu jodek metylu eter etylowo-metylowy Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 7

8 METDY TRZYMYWANIA ETERÓW ACYKLICZNYCH GRANICZENIA REAKCJI WILLIAMSNA propanolan sodu bromek t-butylu eter t-butylowo-propylowy izobutan propan-1-ol t-butanolan sodu 1-bromopropan eter t-butylowo-propylowy prawidłowa synteza eteru t-butylowopropylowego: Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 8

9 METDY TRZYMYWANIA ETERÓW ACYKLICZNYCH GRANICZENIA REAKCJI WILLIAMSNA Reakcja daje dobre wyniki w przypadku halogenków 1º; 2º halogenki często ulegają eliminacji i wydajność eteru jest bardzo niska; 3º halogenki ulegają tylko eliminacji. Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 9

10 SYNTEZA ETERÓW ALKILW-FENYLWYCH o-nitrofenol 2-butoksynitrobenzen (80%) Halogenki arylowe nie ulegają reakcji substytucji nukleofilowej Wyjątek stanowią halogenki zaktywowane grupami silnie elektronoakceptorowymi. Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 10

11 METDY TRZYMYWANIA EPKSYZWIĄZKÓW Z 1,2-HALGENHYDRYN H H Cl 2, H 2 NaH aq H cykloheksen Cl trans-2-chlorocykloheksanol H H 1,2-epoksycykloheksan REAKCJA ALKENÓW Z PERKSYKWASAMI C 6 H 5 H C=C H C 6 H 5 trans-stilben CH 3 CH CH 2 Cl 2 C 6 H 5 H C C H C 6 H 5 trans-2,3-difenylooksiran CH 3 C() 2 H kwas peroksyoctowy CH Cl kwas m-chloroperoksybenzoesowy Zachowanie konfiguracji alkenu! Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW cyklohepten MCPBA CH 2 Cl 2, 25oC H H 1,2-epoksycykloheptan (wyd. 78%) 11

12 WŁAŚCIWŚCI FIZYCZNE ETERÓW Bezbarwne ciecze o dość przyjemnym zapachu. temperatury wrzenia są znacznie niższe od temperatur wrzenia odpowiednich alkoholi (o tej samej liczbie atomów węgla) zbliżone do temperatur wrzenia węglowodorów, w których grupa CH 2 - została zastąpiona atomem tlenu). Związek Wzór T wrz. M. cz. Rozp. w wodzie butan-l-ol CH 3 (CH 2 ) 2 CH 2 H 118 C g/100 ml eter dietylowy CH 3 CH 2 --H 2 CH 3 35 C g/100 ml pentan CH 3 CH 2 -CH 2 -H 2 CH 3 36 C g/100 ml Dobrze rozpuszczalne w alkoholach, ponieważ tworzą z nimi wiązania wodorowe. Niższe etery (dimetylowy) całkowicie, a wyższe częściowo rozpuszczalne w wodzie, ponieważ tworzą wiązania wodorowe z wodą. wiązanie wodorowe Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 12

13 ZASTSWANIE ETERÓW tetrahydrofuran THF 1,4-dioksan dioksan dimetoksyetan DME rozpuszczalniki w syntezie organicznej Etery są szalenie łatwo palne i mają działanie narkotyzujące. Praca z eterami wymaga szczególnej ostrożności! związki inkluzyjne Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 13

14 REAKCJE ETERÓW RZSZCZEPIENIE HALGENWDRAMI UŻYTYMI W NADMIARZE eter mieszanina halogenków eter protonowany eter mieszanina halogenku i alkoholu mieszanina halogenków SZEREG REAKTYWNŚCI HALGENWDRÓW HI > HBr >> HCl Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 14

15 REAKCJE ETERÓW RZSZCZEPIENIE ETERÓW ALIFATYCZNYCH eter dietylowy bromek etylu eter etylowo-propylowy jodek etylu 1-jodopropan RZSZCZEPIENIE ETERÓW ALKILW-ARYLWYCH RZSZCZEPIENIE ETERÓW CYKLICZNYCH etoksybenzen fenol jodek etylu Etery alkilowo-arylowe zawsze rozpadają się na odpowiedni fenol i jodek alkilu. THF 1,4-dibromobutan Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 15

16 REAKCJE KSIRANÓW (EPKSYZWIĄZKÓW) STERESELEKTYWNE TWIERANIE SYMETRYCZNYCH KSIRANÓW WDĄ LUB ALKHLAMI W BECNŚCI KWASU MINERALNEG 1,2-epoksycyklopentan trans-1,2-cyklopentanodiol trans-2-metoksycyklopentanol Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 16

17 REAKCJE KSIRANÓW (EPKSYZWIĄZKÓW) STERESELEKTYWNE TWIERANIE SYMETRYCZNYCH KSIRANÓW ZWIĄZKAMI GRIGNARDA PDSUMWANIE Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 17

18 REAKCJE KSIRANÓW (EPKSYZWIĄZKÓW) REGISELEKTYWNE TWIERANIE KSIRANÓW atak nukleofila na wyżej rzędowy atom węgla! 1,1-dimetylooksiran 2-etoksy-2-metylopropan-1-ol atak nukleofila na niżej rzędowy atom węgla! 1-etoksy-2-metylopropan-2-ol 2º 3º s+ s- MCNY nukleofil zawsze przyłącza się do niżej rzędowego atomu węgla 18 Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW

19 PLIMERYZACJA EPKSYDÓW - żywice epoksydowe 1. Przygotowanie prepolimeru łańcuch bisfenol A epichlorohydryna lepka ciecz lub topliwe c. stałe prepolimer 2. Utwardzanie utwardzacz (amina) nietopliwa, nierozpuszczalna chemoodporna Chemia rganiczna, dr inż. Ewa Mironiuk-Puchalska, WChem PW 19