Функціональна група простих ефірів складається з атома кисню, пов'язаного з двома алкільними групами або двома ароматичними (арильними) групами: R-O-R. Алкільні групи можуть бути однаковими чи різними. Як видно з табл 7-1, прості ефіри трохи розчинні у воді і при змішуванні з водою утворюють два шари. На цьому факті заснований спосіб поділу органічних речовин у лабораторії. Якщо суміш двох речовин, наприклад ізопропілового спирту і 1-хлорпропану, вилити в ділильну лійку, що містить ефір і воду, спирт виявиться розчинений переважно у воді, а галогеналкан, молекули якого малополярні і нездатні до утворення водневих зв'язків, повністю перейде в ефірний шар. Зливаючи нижній шар через кран вирви, ефірний розчин можна відокремити від водного і виділити речовини перегонкою.
Номенклатура простих ефірів
Прості ефіри називають зазвичай за правилами радикально-функціональної номенклатури, додаючи до назв двох радикалів слово "ефір":
У більш складних випадкахвикористовують номенклатуру IUPAC та розглядають алкокси-групу як заступник. Наприклад, метилциклогексиловий ефір матиме назву метоксициклогексан. Інший приклад:
Отримання простих ефірів
Зручним методом отримання простих ефірів є синтез Вільямсона (див. гл. 5).
Один із двох радикалів R переходить в ефір із молекули спирту. Другий R переходить із молекули галогеналкану. Найкращі виходи простого ефіру досягаються, якщо R – первинний радикал. У цьому випадку реакція йде за Механізмом.
Симетричні прості ефіри можна отримати міжмолекулярною дегідратацією. первинних спиртів:
Для інших спиртів з цією реакцією конкурує утворення алкенів, але іноді можна підібрати умови, за яких основним продуктом реакції буде простий ефір:
Реакції простих ефірів
Прості ефіри – досить інертні сполуки. Вони стійкі до дії відновників, основ та більшості кислот. Прості ефіри горять на повітрі, утворюючи воду та діоксид вуглецю. Вони реагують з бромоводо родом та йодоводородом з розщепленням ірного зв'язку та утворенням галогеналкану та спирту. Спирт при цьому відразу реагує з другою молекулою бромоводню, перетворюючись також на галогеналкан:
Наприклад:
Інертність простих ефірів робить їх зручними розчинниками.
Прості ефіри зазвичай отримують з алкоїд-аніонів та первинних стінок кенів (синтез Вільямсона). Інший спосіб синтезу – міжмолекулярна дегідратація первинних спиртів. Прості ефіри досить інертні, але розщеплюються галогенів.
Схема 7-2. Отримання та реакції простих ефірів
Практично важливі прості ефіри
Діетиловий ефір і два циклічних простих ефіри, які показані нижче, широко застосовуються як розчинники:
Ефіри з низькою молекулярною масою, такі як діетиловий, дуже небезпечні в пожежному відношенні. Вони легко спалахують і добре горять. Крім того, прості ефіри при контакті з повітрям можуть утворювати вибухонебезпечні пероксиди.
Діізопропіловий ефір деякий час використовувався для загальної анестезії, але був витіснений більш безпечними та ефективними анестетиками, такими як циклопропан та тіопенталнатрій. Евгенол, пахучий компонент олії гвоздики, також має функціональну групу простого ефіру. Простими ефірами є більшість неіонних поверхнево-активних речовин. Формула одного з них показана нижче. Ця речовина використовується як добавка до косметичних кремів для створення піни із суміші води та олій, які не змішуються з водою. Статевою фермою непарного шовкопряда є циклічний простий ефір (оксиран, див. наступний розділ):
Іншим цікавим типом простих ефірів є краун-ефіри. Таку назву вони отримали тому, що їх молекули формою нагадують корону (від англійського слова crown – корона). Ефір, показаний нижче, називається 18-краун-6. Він являє собою 18-членний цикл, до якого входить 6 атомів кисню. Чудовою властивістю цього з'єднання є його здатність координуватися з іоном калію і робити солі калію розчинними в алканах інших неполярних розчинниках, в яких солі зазвичай нерозчинні. Таким чином, щоб окислити циклогексанол перманганатом калію, достатньо додати до реакційної суміші невелику кількість ефіру 18-краун-6
Це призведе до розчинення перманганату в органічному розчиннику та прискорення реакції.
Оксирани
Тричленні циклічні прості ефіри називаються оксиранами (епоксидами). Вони є важливими проміжними речовинами органічних синтезах. Оксирани набагато більш реакційно здатні, ніж звичайні прості ефіри через наявність у молекулах напруженого тричленного циклу. Нуклеофіли легко реагують з оксиранами, викликаючи розкриття нестабільного циклу:
Поширеним матеріалом, що містить у молекулах оксирано фрагменти, є епоксидний клей. Будова мономерів така:
При змішуванні цих двох речовин починається полімеризація та утворюється міцний полімер:
ЗВЕДЕННЯ ОСНОВНИХ ПОЛОЖЕНЬ ГЛ. 7
1. Фізичні властивості сполук визначаються їхньою будовою. Значна полярність спиртів та утворення водневих зв'язків є причиною високих температур кипіння цих речовин та розчинності їх у воді. У ряді сполук одного класу виконується правило: чим більша молекулярна маса, тим вища температура кипіння і тим нижча розчинність у воді.
2. Відповідно до правил номенклатури IUPAC назви спиртів складаються з назви вуглеводню, до якого приєднана гідрок сильна група, суфікса "ол", локанта гідроксильної групи, а також локантів та назв заступників. Радикально-функціональна номенклатура передбачає додаток до слова "спирт" прикметника, утвореного від назви радикала, з'єднаного з гідрок сильною групою. Використовуються також очевидні назви.
3. Етиловий спиртвходить до складу алкогольних напоїв. Для цих цілей його одержують із зерна ферментативним бродінням. Міцний спирт одержують фракційною перегонкою бродильної суміші. У деяких випадках етанол свідомо денатурують, додаючи токсичні речовини, щоб зробити його непридатним для пиття.
4. Багато спиртів одержують у промисловості гідратацією відповідних алкенів. Метанол синтезують взаємодією оксиду вуглецю та водню. У лабораторії спирти отримують відновленням альдегідів та кетонів, гідратацією алкенів та взаємодією реактивів Гриньяра з альдегідами, кетонами та складними ефірами.
5. Спирти можуть бути перетворені на цілу низку інших сполук, таких, як алкоксиди металів, складні ефіри, альдегіди, кетони, карбонові кислоти, алкени, галогеналкани.
6. Назви простих ефірів будуються з назв груп, з'єднаних з атомом кисню, та слова "ефір". Можна також називати прості ефіри як алкоксизаміщені алкани.
7. Прості ефіри одержують за реакцією Вільямсона або міжмолекулярною дегідратацією спиртів.
8. Прості ефіри дуже інертні, але під дією бромоводню та йодоводороду піддаються розщепленню.
9. Оксирани, тричленні прості ефіри, на відміну інших простих ефірів, реагують з різними реагентами, утворюючи продукти розкриття тричленного циклу. На основі оксиранів одержують епоксидні смоли та клеї.
Ключові слова
Прості ефіри є органічні речовини, В яких молекули містять вуглеводневі радикали, з'єднані атомом кисню. Записати це можна так: R"-O-R", де R" і R" є однаковими або різними радикалами.
Прості ефіри розглядаються як похідні спирти. Ці сполуки мають складові назви. При цьому використовується назва радикалів (за зростанням молекулярної маси) і, власне, слово СН3ОСН3, метилетиловий ефір С2Н5ОСН3 і так далі).
Симетричні з'єднання R-O-Rвиходять при міжмолекулярній спиртовій дегідратації. У одній молекулі у своїй відбувається розрив зв'язку О-Н, а інший - зв'язку С-О. Реакція може бути розглянута як нуклеофільного заміщенняАЛЕ-групи (в одній молекулі) групою RO (з іншої молекули).
Несиметричні сполуки R-O-R" формуються при взаємодії галогеновуглеводню та алкоголю.
Прості ефіри (на відміну від ізомерних їм спиртів) мають нижчі температури плавлення і кипіння. З водою сполуки майже змішуються. Це пов'язано з тим, що прості ефіри не формують через відсутність у їх полярних молекулах. зв'язків О-Н.
Сполуки є малоактивними. Вони мають нижчу здатність до реакції, ніж спирти.
Простими ефірами часто користуються як розчинниками через їхню здатність розчиняти багато органічних речовин.
До найважливішим сполукамвідносять гетероциклічні кислотовмісні речовини: діоксан та епоксид (етиленоксид).
Перший є добрим розчинником. Діоксан здатний поєднуватися як з вуглеводнями, так і з водою. Завдяки цим якостям цю сполуку називають ще "органічною водою". Діоксан токсичний, проте найбільшу небезпеку становлять його галогеновмісні дибензовиробні.
Ефіри целюлози є продуктами заміщення атома водню гідроксильних групах макромолекули целюлози алкільними або кислотними залишками. Синтез здійснюється з метою надання нових зокрема термопластичності та розчинності. При заміщенні кислотними залишками формуються складні при заміщенні алкільними залишками - прості сполуки.
Перші отримують у процесі ацилювання та етерифікації - при взаємодії целюлози з неорганічними та органічними кислотами, їх хлорангідридами та ангідридами. Найбільше практичне значеннянадається ксатогенатам. Ці сполуки отримують при взаємодії з неорганічними кислотами та застосовують їх при виготовленні целофану та віскозних волокон. Промислове значення мають нітрати целюлози. Їх використовують при отриманні лаків, плівок, бездимного пороху.
Зі сполук, отриманих при взаємодії з промисловості широко застосовують ацетати целюлози. Їх використовують при отриманні пластмас та плівок.
Існують також змішані целюлозні ефіри. Вони містять різні ацильні та алкільні заступники.
Властивості всіх целюлозних ефірів залежить від природи радикала. Значення має і ступінь заміщення та полімеризації.
Низькозаміщені прості сполуки розчиняються у водних лужних розчинахта воді. Це дозволяє застосовувати їх як загусники та стабілізатори в емульсіях у нафтовій, паперовій, текстильній, харчовій, фармацевтичній та інших галузях промисловості. Високозаміщені та прості) сумісні з пластифікаторами. Їх використовують у виготовленні пластмас та одержанні лаків.
Краун-ефіри є поліефірами, що містять у циклі кілька кисневих атомів. Формально їх розглядають як продукти циклоолігомеризації етиленового окису. Унікальною властивістю цих сполук є здатність формувати комплекси із солями різних Утворюються ці комплекси завдяки електростатичній взаємодії.
Визначення. Загальна формулапростих ефірів. Фізичні властивості
Прості ефіри - це органічні сполуки, до складу яких входять вуглеводневі радикали $R$ і $R"$, з'єднані атомом кисню. Прості ефіри можна як похідні спиртів.
Загальна формула ефіру $R-O-R"$, $Ar-O-R$ або $Ar-O-Ar$. Вуглеводневі радикали можуть бути однаковими або різними.
$CH_3-O-CH_3$ - диметиловий ефір;
Малюнок 2. Найпростіший алкілариловий ефір – метилфеніловий ефір (анізол). Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт
Найбільш важливе практичне значення мають такі циклічні ефіри:
Прості ефіри можуть бути:
- симетричними, якщо обидва радикали однакові (дифеніловий, діетиловий ефіри);
- несиметричними, якщо різні радикали (метил-етиловий, метилфеніловий ефіри).
У простих ефірах кут між зв'язками $C-O-C$ не дорівнює 180$^\circ$С. Тому дипольні моменти двох $C-O$-зв'язків не компенсують один одного. У результаті простих ефірів невеликий сумарний дипольний момент.
Більшість простих ефірів є газоподібними або рідкими речовинами. Але є винятки, наприклад, феноксибензол.
Прості ефіри та алкани з такою самою молекулярною вагою мають близькі значення температури кипіння. Однак у простих ефірів температури кипіння та плавлення значно нижчі, ніж у ізомерних спиртів.
Наприклад: температура кипіння н-гептану - 98$^\circ$С, метил- н-Пентилового ефіру - 100 $ ^ \ circ $ С і н-гексилового спирту - 157 $ ^ \ circ $ С.
Малюнок 6. Температури плавлення та кипіння деяких простих ефірів. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт
У простих ефірах водень пов'язаний тільки з вуглецем і відсутні водневі зв'язки, на відміну спирту. Тому ефіри практично не поєднуються з водою. Однак розчинність спиртів та простих ефірів у воді приблизно однакова.
Наприклад, н-бутиловий спирт та діетиловий ефір розчиняються у воді у співвідношенні 8 г на 100 г води. Розчинність простих ефірів у воді обумовлена утворенням водневих зв'язків між молекулами води та молекулами простого ефіру.
Прості ефіри добре розчиняють органічні речовини.
Абсолютний ефір
Абсолютний ефір - це ефір, в якому немає слідів вологи та спирту (наприклад, діетиловий ефір $C_2H_5-O-C_2H_5$, що використовується у реакції Гриньяра). Абсолютний ефір можна отримати перегонкою звичайного ефіру над концентрованою сульфатною кислотою, яка видаляє спирт, воду, перекису. Надалі абсолютний ефір зберігають над металевим натрієм.
Аналіз простих ефірів
Хімічна поведінка аліфатичних та ароматичних простих ефірів відповідає поведінці споріднених вуглеводнів. Прості ефіри відрізняються від вуглеводнів за розчинністю в холодній концентрованій сульфатній кислоті, що зумовлено здатністю простих ефірів утворювати солі оксонію.
Якщо простий ефір вже описали, то його можна ідентифікувати за фізичним властивостямабо хімічно, розщепленням при нагріванні з концентрованою йодистоводневою кислотою та подальшим розпізнаванням продуктів реакції.
Ароматичні ефіри можна перевести в тверді продукти нітрування або бромування та порівняти їх температури плавлення з раніше описаними похідними.
Розщеплення простого ефіру йодистоводневою кислотою використовують для визначення числа алкоксильних груп в алкілариловому ефірі методом Цейзелю.
Для розпізнавання ефіру проводять спектральний аналіз. В інфрачервоному спектрі простого ефіру немає характерної $O-H$-смуги спиртів, але є сильна смуга $C-O$ в області 1060-1300 см$^(-1)$: для алкілових ефірів 1060-1150см$^(-1)$, для арилових та вінілових ефірів 1200-1275 см$^(-1)$:
Малюнок 7.
Застосування деяких простих ефірів
Застосування простих ефірів ґрунтується на їх властивості добре розчиняти органічні речовини (смоли, жири тощо).
Діетиловий ефір (технічна назва «сірчаний ефір») застосовують:
- як реакційне середовище під час проведення органічних синтезів;
- для екстрагування деяких речовин (наприклад, спиртів водних розчинів);
- як розчинник синтетичних та природних смол, солей целюлози при виробництві пороху;
- як компонент палива в авіації;
- в медицині для інгаляційного та місцевого наркозу.
Діізопропіловий ефір:
- є прекрасним розчинником тваринних жирів, мінеральних та рослинних олій, синтетичних та природних смол;
- застосовують як добавку до моторного палива, підвищуючи цим октанове число;
- використовують виділення урану від продуктів його поділу;
- для екстрагування оцтової кислоти із водних розчинів.
Анізол та фенетол використовують як проміжні сполуки при отриманні ліків, барвників, запашних речовин. З фенетолу отримують фенетидин та його похідні, що застосовуються в медицині як жарознижувальні речовини.
Дифеніловий ефір (дифенілоксид) застосовують як теплоносій як суміш даутерм.
Циклічний ефір діоксан:
- хороший розчинник ацетилцелюлози, рослинних та мінеральних жирів та олій, восків, фарб;
- використовують як реакційне середовище для органічних синтезів;
- застосовують при стабілізації 1,1,1-трихлоретану для його транспортування в алюмінієвих ємностях та зберіганні.
Простими ефірами (етерами) називають сполуки загальної формули ROR". За номенклатурою ІЮПАК ефіри розглядаються як алкоксиалкани. При цьому більший радикал вважається основним. Для простих ефірів частіше, ніж для інших класів сполук, застосовується радикально-функціональна номенклатура. У цьому випадку назви утворюють з назв радикалів R і R', пов'язаних з атомом кисню, додаючи слово "ефір":
або
або етоксиетан 2-метокси-2-метилпропан
(діетиловий ефір) ( трет-бутилметиловий ефір, ТБМЕ)
Хорошими протонними розчинниками для проведення реакцій є целлозольв та метилцелозольв. Хорошим розчинником для поведінки реакцій гідроборування та відновлення гідроборатом натрію є диглим.
2-метоксиетанол 2-етоксиетанол діетиленглікольдіетиловий ефір
(метилцелозольв) (целозольв) (диглім)
Широке застосування знаходять циклічні ефіри:
окис етилену тетрагідрофуран тетрагідропіран 1,4-діоксан
Прості ефіри мають ту ж геометрію, що і Н2О (Гіллеспі). Валентний кут С-О-Свідповідає 112 про для СН 3 ОСН 3 , що близько до тетраедричного кута і вказує на sp 3-Гібридизацію атома кисню.
Молекули простих ефірів що неспроможні утворювати водневі зв'язку між собою, і тому вони значно летючі, ніж спирти з тим самим числом атомів вуглецю. Щільність ефірів менша, ніж води. Їх розчинність у воді, з якою вони можуть утворювати водневі зв'язки майже така ж, як і в ізомерних їм спиртів, наприклад, діетиловий ефір і 1-бутанол розчиняються у воді в кількості приблизно 8 г на 100 мл води.
Ефіри хімічно досить інертні і тому широко використовуються як розчинники. Багато ефірів мають приємний запах і спізнюються в парфумерії.
Упр.1.Зобразіть каркасні формули та назвіть за ІЮПАК та загальноприйнятими назвами наступні ефіри:
(б)
(В) 
(д) 
Відповідь:
(а) 2-метокси-2-метилпропані ( трет-бутилметиловий ефір), (б) 2-метокси-2-метилпропані ( трет-бутілетиловий ефір), (в) транс-2-етоксициклогексанол, (г) метоксіетен (вінілметиловий ефір).
1. Отримання простих ефірів
Існує три загальних методуотримання простих ефірів: міжмолекулярна дегідратація спиртів, взаємодія спиртів з алкенамією та реакція Вільямсона.
1.1. Міжмолекулярна дегідратація спиртів
У присутності концентрованої сірчаної кислоти, безводної фосфорної кислоти або таких каталізаторів як оксид або фосфат алюмінію від двох молекул спирту відщеплюється вода:
(1)діетиловий ефір
Механізм S N 2:
етилгідроксоній (М 1)
Діетилгідроксоній
Спосіб придатний для отримання симетричних простих ефірів з первинних нерозгалужених спиртів:
(2)b-брометиловий спирт b-диброметиловий ефір
Дегідратація 1,4-бутандіолу в присутності фосфорної кислоти призводить до утворення циклічного ефіру тетрагідрофурану (ТГФ):
(3)
1,4-бутандіол тетрагідрофуран (ТГФ)
Розглянутий метод придатний лише отримання симетричних простих ефірів з нерозгалужених первинних спиртів, крім такого випадку, коли один спирт третинний, а другий _ первинний:
(4)трет-бутанол 1-бутанол бутил- трет-бутиловий ефір
У промисловості міжмолекулярної дегідратацією спиртів одержують діетиловий, дибутиловий та ряд інших найпростіших ефірів.
Упр.2.Опишіть механізм реакції:
Відповідь:
Упр.3.Напишіть реакції отримання (а) діетилового, (б) дибутилового та (в) b-диброметилового ефірів та (г) тетрагідрофурану (ТГФ) та опишіть їх механізм.
1.2. Синтез ефірів з реакції Вільямсона
Ця реакція розглядалася раніше щодо алкілгалогенідів.
Алкоголяти металів легко вступають у реакції нуклеофільного заміщення, надаючи алкоксид-аніони RO - . У разі необхідності отримання асиметричних ефірів слід ретельно розглядати можливість використання галогенвуглеводнів та алкоголятів спиртів.
(5)
2-метоксипропан
(6)бензил- трет-бутиловий ефір
При синтезі алкіларилових ефірів необхідно на фенолят діяти алкілгалогенідом, оскільки арилгалогеніди не реагують з алкоголятами.
Упр.4.Напишіть реакції отримання наступних ефірів:
(б) Упр.5.З яких з'єднань за Вільямсоном можна отримати
(а) метилізопропіловий ефір, (б) трет-бутілетиловий ефір
(в) пропілфеніловий ефір? Поясніть вибір реагентів.
1.3. Приєднання спиртів до алкенів
У присутності кислоти спирти приєднуються до алкенів з утворенням ефірів. Механізм реакції нагадує механізм гідратації алкенів.
(7)
трет-бутилметиловий ефір
Механізм:
(М 2) 
Цей метод часто використовується для захисту гідроксильної групи первинних спиртів під час проведення реакцій з іншими функціональними групамицієї молекули, т.к. трет-бутильна група легко може бути знята при дії кислоти.
Упр.6.Маючи у своєму розпорядженні 3-бром-1-пропанол та ацетиленід натрію, запропонуйте схему отримання спочатку 4-пентин-1-олу, а потім
Які утворюються в результаті реакції одна з одною двох молекул спирту, - це прості ефіри. Зв'язок утворюється через кисневий атом. У ході реакції відщеплюється молекула води (H 2 O), при цьому один з одним взаємодіють два гідроксили. За номенклатурою симетричні ефіри, тобто такі, що складаються з однакових молекул, допускається називати тривіальними назвами. Наприклад, замість діетилового – етиловий. Назва з'єднань з різними радиклами будують за абеткою. За цим правилом метилетиловий ефір звучатиме правильно, навпаки – ні.
Структура
У зв'язку з різноманіттям спиртів, що вступають в реакцію, при їх взаємодії можуть утворитися прості ефіри, що істотно відрізняються за своєю структурою. Загальна формула структури даних сполук має такий вигляд: R-O-R ´ . Літери «R» позначають радикали спиртів, тобто, простіше кажучи, решту вуглеводневої частини молекули, крім гідроксилу. Якщо у спирту таких груп більше однієї, він може утворювати кілька зв'язків з різними сполуками. Молекули спиртів можуть мати у своїй структурі циклічні фрагменти і взагалі представляти полімери. Наприклад, при взаємодії целюлози з метанолом та/або етанолом утворюються прості ефіри. Загальна формула даних сполук при реакції однакових структурою спиртів виглядає так само (див. вище), але забирається знак дефісу. У решті випадків він означає, що радикали в молекулі простого ефіру можуть бути різними.
Циклічні ефіри
Особливий різновид простих ефірів – циклічні. Найбільш відомими серед них є оксіетан і тетрагідрофуран. Утворення простих ефірів даної структури відбувається внаслідок взаємодії двох гідроксилів однієї молекули багатоатомного спирту. Через війну формується цикл. На відміну від лінійних ефірів, циклічні здатні більшою мірою утворити водневі зв'язки, і тому вони менш леткі і краще розчиняються у воді.
Властивості простих ефірів
У фізичному плані прості ефіри є леткі рідини, але є досить багато і кристалічних представників.
Дані сполуки погано розчиняються у воді, і багато з них мають приємний запах. Є одна якість, завдяки якій у лабораторіях як органічні розчинники активно використовують прості ефіри. Хімічні властивості цих сполук досить інертні. Багато хто з них не піддається гідролізу - зворотній реакції, що відбувається за участю води і що призводить до утворення двох молекул спирту.
Хімічні реакції за участю ефірів
Хімічні реакції простих ефірів в основному здійсненні тільки при високій температурі. Наприклад, при нагріванні до температури вище 100 о С метилфеніловий ефір (C 6 H 5 -O-CH 3) взаємодіє з бромоводневою (HBr) або йодоводородною кислотою (HI) з утворенням фенолу та бромметилу (СН 3 Br) або йодметилу (СН 3 I) відповідно.
Таким же чином можуть реагувати багато представників цієї групи сполук, зокрема метилетиловий та діетиловий ефір. Галоген, як правило, приєднується до більш короткого радикалу, наприклад:
- З 2 Н 5 -O-СН 3 + HBr → СН 3 Br + З 2 Н 5 OH.
Іншою реакцією, в яку вступають прості ефіри, є взаємодія з кислотами Льюїса. Таким терміном називають молекулу або іон, який є акцептором та з'єднується з донором, що має неподілену пару електронів. Так, як такі сполуки можуть виступати фторид бору (BF 3), хлорид олова (SnCI 4). Взаємодіючи із нею, ефіри утворюють комплекси, звані оксонієвими солями, наприклад:
- C 2 H 5 -O-CH 3 + BF 3 → -B(-)F 3 .
Способи отримання простих ефірів
Отримання простих ефірів відбувається різними шляхами. Один із способів полягає в дегідратації спиртів з використанням як водовіднімний засіб концентрованої сірчаної кислоти (H 2 SO 4). Реакція протікає при 140 про С. У такий спосіб отримують лише сполуки з одного спирту. Наприклад:
- С 2 Н 5 ОН + H 2 SO 4 → С 2 Н 5 SO 4 Н + Н 2 O;
С 2 Н 5 SO 4 Н + НОС 2 Н 5 → С 2 Н 5 -О-С 2 Н 5 + H 2 SO 4 .
Як видно з рівнянь, синтез діетилового ефіру протікає у 2 ступені.
Інший спосіб синтезу простих ефірів відбувається за реакцією Вільямсона. Суть її полягає у взаємодії алкоголю калію або натрію. Так називаються продукти заміщення протону гідроксильної групи спирту на метал. Наприклад, етилат натрію, ізопропілат калію та інше. Ось приклад цієї реакції:
- СН 3 ONa + С 2 Н 5 Cl → СН 3 -О-З 2 Н 5 + KCl.
Ефіри з подвійними зв'язками та циклічні представники
Як в інших групах органічних сполуксеред простих ефірів виявляються з'єднання з подвійними зв'язками. Серед способів отримання цих речовин є особливі, характерні насичених структур. Полягають вони у використанні алкінів, по потрійному зв'язку яких відбувається приєднання кисню та утворення вінілових ефірів.
Вченими описано одержання простих ефірів циклічної структури (оксиранів) з використанням способу окислення алкенів надкислотами, що містять замість гідроксильної групи перекисний залишок. Ця реакція також проводиться під дією кисню у присутності срібного каталізатора.
Застосування простих ефірів у лабораторіях полягає в активному використанні даних сполук як хімічні розчинники. Популярним у цьому плані є діетиловий ефір. Як і всі сполуки цієї групи, він інертний, не реагує з розчиняються в ньому речовинами. Температура його кипіння становить трохи більше 35 про З, що зручно за необхідності швидкого упарювання.
У простих ефірах легко розчиняються такі сполуки, як смоли, лаки, барвники, жири. Похідні фенолу застосовуються в косметичній промисловості як консерванти та антиоксидансти. Крім того, ефіри додаються до миючих засобів. Серед даних сполук виявлені представники, які мають виражену інсектицидну дію.
Циклічні ефіри складної структуризастосовуються при отриманні полімерів (гліколід, лактид, зокрема), що використовуються в медицині. Вони виконують функцію биосорбируемого матеріалу, який, наприклад, використовується для шунтування судин.
Ефіри целюлози застосовуються у багатьох сферах людської діяльності, зокрема у процесі реставрації. Їх функція полягає у проклеюванні та зміцненні виробу. Вони використовуються при відновленні паперових матеріалів, живопису, тканин. Існує особлива методика, що полягає в опусканні старого паперу слабкий (2%) розчин метилцелюлози. Ефіри даного полімеру є стійкими до дії хімічних реагентів та екстремальних умов. навколишнього середовища, негорючі, тому застосовуються для надання міцності будь-яким матеріалам.
Деякі приклади використання конкретних представників ефірів
Прості ефіри застосовують у багатьох галузях людської діяльності. Наприклад, як добавка до моторного масла (діізопропіловий ефір), теплоносія (дифенілоксид). Крім того, ці сполуки використовуються як проміжні продукти для одержання ліків, барвників, ароматичних добавок (метилфеніловий та етилфеніловий ефіри).
Цікавим ефіром є діоксан, що відрізняється хорошою розчинністю і у воді, і дозволяє змішувати цю рідину з оліями. Особливість його одержання полягає в тому, що дві молекули етиленгліколю з'єднуються один з одним за гідроксильними групами. У результаті утворюється шестичленний гетероцикл із двома атомами кисню. Він утворюється під дією концентрованої сірчаної кислоти при 140°С.
Таким чином, прості ефіри, як і всі класи органічної хімії, відрізняються великою різноманітністю. Їхньою особливістю є хімічна інертність. Пов'язано це з тим, що, на відміну від спиртів, вони не мають атома водню у кисню, тому він не є таким активним. З цієї причини прості ефіри не утворюють водневі зв'язку. Саме внаслідок таких властивостей вони здатні змішуватися з різноманітними гідрофобними компонентами.
На закінчення хотілося б відзначити, що діетиловий ефір застосовується в експериментах генетики для присипання мух дрозофіл. Це лише мала частина того, де використовуються дані сполуки. Цілком можливо, що на основі простих ефірів у майбутньому виготовлять низку нових міцних полімерів з покращеною структурою порівняно з існуючими.
