Википедија

Etar (hemija)

Etri su organska hemijska jedinjenja kod kojih se javlja C-O-C grupa.[1] Grupa C-O-C je veoma stabilna. Razlaže se tek pod uticajem jakih kiselina ili baza, što je posledica činjenice da su etri slabo reaktivna jedinjenja. U najprostijem slučaju etri se sastoje iz dve organske grupe (R) povezane atomom kiseonika (R-O-R).[2] Takođe postoje i veoma poznati polietri, kod kojih se javlja dve ili više C-O-C grupa. Ciklični etri su poznati pod nazivom krunskih etara.[3] Prosti etri koji sadrže samo alkil grupu su jaka polarna jedinjenja. Dimetilni etar CH3OCH3 и CH3OC2H5 su gasovi. Svi etri koji sadrže alkil grupu su tečnosti sa jakim narkotičkim dejstvom. U današnjoj medicini se koriste neke vrste etra.[4]

Opšta struktura etra. R i R' predstavljaju bilo koji alkil ili aril supstituent.

Struktura i vezivanje uredi

Eteri imaju savijene veze C–O–C. U dimetil etru, ugao veze je 111°, a C–O rastojanja su  pm.[5] Prepreka rotaciji oko C–O veza je niska. Veza kiseonika u etrima, alkoholima i vodi je slična. U jeziku teorije valentnih veza, hibridizacija na kiseoniku je sp3.

Kiseonik je elektronegativniji od ugljenika, te su tako alfa vodonici do etara kiseliji nego u jednostavnim ugljovodonicima. Međutim, oni su daleko manje kiseli od alfa vodonika pored karbonilnih grupa (kao što su oni ketonima ili aldehidima).

Etri mogu biti simetrični, tipa ROR, ili asimetrični, tipa ROR'. Primeri prvih su dietil etar, dimetil etar, dipropil etar itd. Ilustrativni nesimetrični etri su anizol (metoksibenzen) i dimetoksietan.

Nomenklatura uredi

U sistemu IUPAC nomenklature, etri se imenuju pomoću opšte formule „alkoksialkan“, na primer CH3–CH2–O–CH3 je metoksietan. Ako je etar deo složenijeg molekula, on se opisuje kao alkoksi supstituent, te se –OCH3 smatra „metoksi-“ grupom. Jednostavniji alkilni radikal je napisan ispred, tako da se CH3–O–CH2CH3 naziva metoksi (CH3O) etan (CH2CH3).

Trivijalno ime uredi

IUPAC pravila se često ne poštuju za jednostavne etre. Trivijalni nazivi za jednostavne etre (tj. one bez ijednog ili sa nekoliko drugih funkcionalnih grupa) kompozit su od dva supstituenta iza kojih sledi „etar“. Na primer, etil metil etar (CH3OC2H5), difeniletar (C6H5OC6H5). Što se tiče ostalih organskih jedinjenja, vrlo česti etri stekli su imena pre nego što su formalizovana pravila za nomenklaturu. Dietil etar se jednostavno naziva „etar“, ali se nekada zvao slatko ulje vitriola. Metil fenil etar je anizol, jer je prvobitno pronađen u semenu anisa. Aromatični etri uključuju furane. Acetali (α-alkoksi etri R–CH(–OR)–O–R) su druga klasa etara sa karakterističnim svojstvima.

Polietri uredi

Polieteri su uglavnom polimeri koji sadrže etarske veze u svom glavnom lancu. Termin glikol se generalno odnosi na polietarske poliola sa jednom ili više funkcionalnih krajnjih grupa kao što je hidroksilna grupa. Izraz „oksid” ili drugi izrazi koriste se za polimere sa visokom molarnom masom kada krajnje grupe više ne utiču na svojstva polimera.

Krunski etri su ciklični polietri. Neki toksini koje proizvode dinoflagelate, poput brevetoksina i ciguatoksina, izuzetno su veliki i poznati su kao ciklični polietri.

Alifatični polietri
Naziv polimera male do srednje molarne mase Naziv polimera sa velikom molarnom masom Priprema Ponavljajuća jedinica Primeri prodajnih naziva
Paraformaldehid Polioksimetilen (POM) ili poliacetil ili poliformaldehid Postepena polimerizacija formaldehida –CH2O– Delrin iz Duponta
Polietilen glikol (PEG) Polietilen oksid (PEO) ili polioksietilen (POE) Polimerizacija otvaranja prstena etilen oksida –CH2CH2O– Karbovaks od preduzeća Dau
Polipropilen glikol (PPG) Polipropilen oksid (PPOX) ili polioksipropilen (POP) Polimerizacija anjonskog otvaranja prstena propilen oksida –CH2CH(CH3)O– Arkol od Kovestra
Politetrametilen glikol (PTMG) ili politetrametilen etar glikol (PTMEG) Politetrahidrofuran (PTHF) Polimerizacija kiselinski katalizovanog otvaranja prstena tetrahidrofurana –CH
2CH
2CH
2CH
2O–		 Teratan od Inviste i PolyTHF od preduzeća BASF

Polimeri fenil etra su klasa aromatičnih polietera koji sadrže aromatične prstenove u svom glavnom lancu: polifenil etar (PPE) i Poli(p-fenilen oksid) (PPO).

Srodna jedinjenja uredi

Mnoge klase jedinjenja sa vezama C–O–C ne smatraju se etrima: Estri (R–C(=O)–O–R′), hemiacetali (R–CH(–OH)–O–R′), anhidridi karboksilnihz kiselina (RC(=O)–O–C(=O)R′).

Fizička svojstva uredi

Eteri imaju tačke ključanja slične tačkama analognih alkana. Jednostavni eteri su uglavnom bezbojni.

Odabrani podaci o nekim alkil etrima
Etar Struktura Tačka topljenja (°C) Tačka ključanja (°C) Rastvoriljivost u 1 litru H2O Dipolni momenat (D)
Dimetil etar CH3–O–CH3 −138,5 −23,0 70 g 1,30
Dietil etar CH3CH2–O–CH2CH3 −116,3 34,4 69 g 1,14
Tetrahidrofuran O(CH2)4 −108,4 66,0 Meša se 1,74
Dioksan O(C2H4)2O 11,8 101,3 Meša se 0,45

Reakcije uredi

 
Struktura polimernog dietil etar peroksida

C-O veze koje sadrže jednostavne etre su jake. One su nereaktivne prema svim, osim najjačih baza. Iako generalno niske hemijske reaktivnosti, etri su reaktivniji od alkana.

Specijalizovani eteri kao što su epoksidi, ketali i acetali su nereprezentativne klase etara i o njima se govori u odvojenim člancima. Važne reakcije su navedene u nastavku.[6]

Razlaganje uredi

Vidi još: Razlaganje etara

Iako se etri opiru hidrolizi, oni se razlažu bromovodoničnom kiselinom i jodovodoničnom kiselinom. Vodonik hlorid sporo razlaže etre. Metil eteri obično daju metil halide:

ROCH3 + HBr → CH3Br + ROH

Ove reakcije se odvijaju preko onijum intermedijara, tj. [RO(H)CH3]+Br−.

Neki etri se brzo cepaju sa bor tribromidom (u nekim slučajevima se koristi čak i aluminijum hlorid) da bi se dobio alkil bromid.[7] U zavisnosti od supstituenata, neki etri mogu biti razdeljeni različitim reagensima, npr. jakom bazom.

Formiranje peroksida uredi

Kada se čuvaju u prisustvu vazduha ili kiseonika, eteri imaju tendenciju da formiraju eksplozivne perokside, kao što je dietil eter hidroperoksid. Reakciju ubrzavaju svetlost, metalni katalizatori i aldehidi. Pored izbegavanja uslova skladištenja koji mogu stvoriti perokside, preporučuje se da kada se etar koristi kao rastvarač, da se ne destiluje do suvoće, jer će svi peroksidi koji su nastali, usled manje isparljivosti od originalnog etra, postaju koncentrovani u poslednjih nekoliko kapi tečnosti. Prisustvo peroksida u starim uzorcima etra može se otkriti tresenjem sa sveže pripremljenim rastvorom fero sulfata, praćenim dodavanjem KSCN. Pojava krvavo crvene boje ukazuje na prisustvo peroksida. Opasna svojstva etarskih peroksida su razlog što se u industrijskim procesima izbegavaju dietil etar i drugi etri koji formiraju peroksid poput tetrahidrofurana (THF) ili etilen glikol dimetil etra (1,2-dimetoksietan).

Luisove baze uredi

 
Struktura VCl3(thf)3.[8]

Eteri služe kao Luisove baze. Na primer, dietil etar obrazuje kompleks sa bor trifluoridom, tj. dietil eteratom (BF3·OEt2). Eteri se takođe koordiniraju sa Mg centrom u Grinjarovim reagensima. Ciklični etar THF je bazniji od acikličkih etara. On formira komplekse sa mnogim metalnim halidima.

Alfa-halogenacija uredi

Ova reaktivnost je slična tendenciji etara sa alfa atomima vodonika da stvaraju perokside. Reakcijom sa hlorom nastaju alfa-hloroetri.

Sinteza uredi

Etri se mogu pripremiti brojnim rutama. Generalno alkil etri se obrazuju lakše od aril etara, i potonjim jedinjenjima su često potrebni metalni katalizatori.[9]

Sinteza dietil etara reakcijom između etanola i sumporne kiseline poznata je od 13. veka.[10]

Dehidratacija alkohola uredi

Etri se najčešće dobijaju dehidratacijom alkohola:[11] 2 ROH + H2SO4 --> ROR + H2O

 

Ova direktna reakcija nukleofilne supstitucije zahteva povišene temperature (oko 125 °C). Reakciju katalizuju kiseline, obično sumporna kiselina. Metoda je efikasna za stvaranje simetričnih etara, ali ne i nesimetričnih etera, jer se bilo koje OH može protonirati, što bi dalo mešavinu proizvoda. Ovom metodom se iz etanola proizvodi dietil etar. Ovim pristupom se lako generišu i ciklični etri. Reakcije eliminacije se takmiče sa dehidracijom alkohola:

R–CH2–CH2(OH) → R–CH=CH2 + H2O

Dehidrataciona ruta često zahteva uslove koji su nekompatibilni sa osetljivim molekulima. Postoji nekoliko blažih metoda za proizvodnju etara.

Vilijamsonova sinteza etara uredi

Nukleofilno premeštanje alkilhalogenid pomoću alkoksida

R–ONa + R′–X → R–O–R′ + NaX

Ova reakcija se naziva Vilijamsonova sinteza etara. To uključuje tretiranje matičnog alkohola sa jakom bazom da bi se formirao alkoksid, čemu sledi dodavanjem odgovarajućeg alifatskog jedinjenja koje nosi odgovarajuću odlazeću grupu (R–X). Pogodne odlazeće grupe (X) uključuju jodid, bromid ili sulfonate. Ova metoda obično nije primenljiva na aril halide (npr. bromobenzen, videti Ulmanovu kondenzaciju ispod). Slično tome, ova metoda jedino daje dobre prinose za primarne halide. Sekundarni i tercijarni halidi su podložni E2 eliminaciji pri izlaganju baznom alkoksidnom anjonu koji se koristi u ovoj reakciji, zbog sternih prepreka velikih alkilnih grupa.

U povezanoj reakciji, alkil halidi se podvrgavaju nukleofilnoj zameni fenoksidima. R–X se ne može koristiti za reakciju sa alkoholom. Međutim, fenoli se mogu koristiti za zamenu alkohola uz održavanje alkil halida. S obzirom da su fenoli kiseli, oni lako reaguju sa jakom bazom poput natrijum hidroksida dajući fenoksidne jone. Fenoksidni jon će tada zameniti –X grupu u alkil halidu, formirajući etar sa arilnom grupom vezanom za njega u reakciji sa SN2 mehanizmom.

C6H5OH + OH− → C6H5–O− + H2O
C6H5–O− + R–X → C6H5OR
 

Važni etri uredi

  Etilen oksid Ciklični etar. Takođe najjednostavniji epoksid.
  Dimetil etar Bezbojni gas koji se koristi kao propelant aerosolnog spreja. Potencijalno obnovljivo alternativno gorivo za dizel motore sa cetanskim brojem do 56–57
  Dietil etar Bezbojna tečnost sa slatkim ukusom. Uobičajeni rastvarač sa niskom tačkom ključanja (t.k. 34,6 °C) i rani anestetik. Koristi se kao tečnost za pokretanje dizel motora. Takođe se koristi kao rashladno sredstvo i u proizvodnji bezdimnog baruta, a nalazi primenu i u parfimeriji.
  Dimetoksietan (DME) Rastvarač koji se meša sa vodom, i često je prisutan u litijumskim baterijama (t.k. 85 °C):
  Dioksan Ciklični etar i rastvarač visoke tačke ključanja (t.k. 101.1 °C).
  Tetrahidrofuran (THF) Ciklični etar, jedan od najpolarnijih jednostavnih etara koji se koristi kao rastvarač.
  Anizol (metoksibenzen) Aril etar i glavni sastojak esencijalnog ulja anisovog semena.
  Krunski etri Ciklični polietri koji se koriste kao katalizatori faznog transfera.
  Polietilen glikol (PEG) Linearni polietar, npr. koristi se u kozmetici i farmaciji.
  Trombocit-aktivirajući faktor Etarski lipid, primer sa etrom na sn-1, etrom na sn-2, i neorganskim etrom na sn-3 glicerilske osnove.

Reference uredi

  1. ^ Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart; Wothers, Peter (2001). Organic Chemistry (I izd.). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-850346-0. 
  2. ^ IUPAC. „ethers”. Kompendijum hemijske terminologije (Internet izdanje).
  3. ^ Smith, Michael B.; March, Jerry (2007). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure (6th izd.). New York: Wiley-Interscience. ISBN 0-471-72091-7. 
  4. ^ Patai, Saul, ur. (1967). The Ether Linkage (1967). ISBN 9780470771075. doi:10.1002/9780470771075. 
  5. ^ Vojinović, Krunoslav; Losehand, Udo; Mitzel, Norbert W. (2004). „Dichlorosilane–Dimethyl Ether Aggregation: A New Motif in Halosilane Adduct Formation”. Dalton Trans. (16): 2578—2581. PMID 15303175. doi:10.1039/b405684a. 
  6. ^ Wilhelm Heitmann, Günther Strehlke, Dieter Mayer "Ethers, Aliphatic" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry Wiley-VCH, Weinheim, 2002. . doi:10.1002/14356007.a10_023.  Nedostaje ili je prazan parametar |title= (pomoć)
  7. ^ J. F. W. McOmie and D. E. West (1973). „3,3′-Dihydroxylbiphenyl”. Org. Synth. ; Coll. Vol., 5, str. 412 
  8. ^ F.A.Cotton, S.A.Duraj, G.L.Powell, W.J.Roth (1986). „Comparative Structural Studies of the First Row Early Transition Metal(III) Chloride Tetrahydrofuran Solvates”. Inorg. Chim. Acta. 113: 81. doi:10.1016/S0020-1693(00)86863-2. 
  9. ^ Frlan, Rok; Kikelj, Danijel (29. 6. 2006). „Recent Progress in Diaryl Ether Synthesis”. Synthesis. 2006 (14): 2271—2285. doi:10.1055/s-2006-942440. 
  10. ^ Chisholm, Hugh, ur. (1911). „Ether”. Encyclopædia Britannica (na jeziku: engleski). 9 (11 izd.). Cambridge University Press. str. 806. 
  11. ^ Clayden; Greeves; Warren (2001). Organic chemistry . Oxford University Press. str. 129. ISBN 978-0-19-850346-0. 

Spoljašnje veze uredi

 
Etar na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Етар_(хемија)&oldid=26122197”