Gli ossidi di etere , chiamati anche più semplicemente etere , sono composti organici di formula generale RO-R ', dove i gruppi R e R' sono alchilici . Sono spesso utilizzati in chimica organica per proteggere le funzioni dell'alcol durante le reazioni di sintesi. Hanno anche molte proprietà in comune con queste ultime, dovute al legame carbonio-ossigeno e ai doppietti di ossigeno libero (vedere la sezione Geometria ).
Per quanto riguarda gli eteri non ciclici: rispetto all'ossigeno centrale, la catena alchilica più lunga è usata come suffisso e l'altra catena come prefisso di tipo alcossilico. Esempi: metossipropano (CH 3 -OC 3 H 7 ), etossietano (C 2 H 5 -OC 2 H 5 ).
Per quanto riguarda gli eteri ciclici si usa il nome che avrebbe un alcano ciclico se l'ossigeno nell'etere fosse sostituito da un carbonio e si aggiunge il prefisso “oxa”. Ad esempio, per un etere ciclico con 3 atomi di carbonio e 1 atomo di ossigeno: ossaciclobutano. Per un etere ciclico con 5 atomi di carbonio e 1 atomo di ossigeno: ossacicloesano.
Nell'ambito della teoria VSEPR , la molecola è di tipo AX 2 E 2 : geometria tetraedrica , molecola piegata. L'angolo ROR ′ è dell'ordine di 109 ° 28 ′, la lunghezza del legame CO è prossima a 140 μm (in teoria 143 μm ).
In condizioni normali, gli eteri sono, per la maggior parte, liquidi abbastanza volatili . I punti di ebollizione sono abbastanza vicini a quelli degli alcani e molto inferiori a quelli degli alcoli corrispondenti (a causa dell'assenza di legami idrogeno tra due molecole di eteri).
Solubilità in acqua molto elevata per eteri a catena di carbonio corta ( 4 atomi di carbonio ), molto bassa oltre i 12 atomi di carbonio : infatti, anche se non c'è un possibile legame idrogeno tra due molecole di eteri, possono esistere tra l'ossigeno dell'etere e gli atomi di idrogeno dell'acqua. A causa della loro miscibilità con molti prodotti organici, vengono spesso utilizzati come solventi.
Gli ossidi di etere sono molecole polari (a causa dei doppietti situati sull'ossigeno).
Vibrazione | Numero d'onda (cm −1 ) | Intensità |
---|---|---|
COC (asym) | 1260-1070 | forte |
COC (sym) | 1 055-870 | forte |
Questa molecola ha quindi due legami singoli carbonio-ossigeno e due coppie di ossigeno libero.
ma anche la base di Lewis .
Danno anche proprietà nucleofile all'ossido di etere.
Può verificarsi la rottura del legame CO, in presenza di alogenuro di idrogeno (principalmente ioduro):
L' etere dietilico è anche chiamato etere etilico o ethoxyethane: CH 3 - CH 2 - O - CH 2 - CH 3 o C 4 H 10 O .
Nel linguaggio comune, è spesso indicato come " etere " (o "etere solforico" o "etere etilico"). È stato utilizzato in medicina per le sue proprietà antisettiche e anestetiche e per la sua capacità di sciogliere le colle (residui di medicazioni adesive).
Oggi viene sostituito per l'anestesia umana da sostanze più affidabili e serve principalmente come un comune solvente organico.
La prima sintesi sarebbe stata effettuata da Valerio Cordus nel 1540 .
Metil vinil etereIl metil vinil etere , CH 3 -O-CH = CH 2 , che trasporta un gruppo vinile , è il più semplice etere alchene ed è anche un sintone utile nella sintesi organica , in particolare per l'inserimento di gruppi acilici .
Metil terz- butil etereIl metil terz- butil etere (MTBE) viene utilizzato per aumentare il numero di ottano dei combustibili. Il suo utilizzo è messo in discussione per la sua tossicità quando si trova diluito in acqua potabile, in particolare a causa delle perdite.
I principali eteri ciclici sono:
Famiglia | Numero di atomi di carbonio per ciclo |
La parte più semplice della famiglia |
Rappresentazione |
---|---|---|---|
Oxiranes (meglio conosciuti come epossidi) |
2 | Ossido di etilene | |
Oxetanes | 3 | 1,3-propilene ossido | |
Oxolanes | 4 | Tetraidrofurano | |
Oxanes | 5 | Tetraidropirano | |
Oxepanes | 6 | Hexahydrooxepine |
Questi eteri ciclici possono essere usati come solvente per dissolvere o estrarre prodotti. Possono anche essere usati come monomeri per formare polimeri mediante polimerizzazione ad apertura di anello .
Gli eteri della corona sono una famiglia chimica che di recente, con i criptandi , ha vinto il Premio Nobel per la Chimica nel 1987 a Charles J. Pedersen , Donald J. Cram e Jean-Marie Lehn .
Quelli più semplici hanno 4, 5 o 6 atomi di ossigeno legati da ponti alchilici. La loro cavità centrale consente di intrappolare cationi come Na + , Li + , K + , NH 4 + per sovrapposizione orbitale con i doppietti non leganti degli atomi di ossigeno.
Gli eteri corona più complessi vengono prodotti con 8… 30 atomi di ossigeno.
Si tratta di composti la cui tossicità resta da verificare.
Gli eteri glicolici sono i derivati del glicole etilenico (eteri tipo E : RO- (CH 2 -CH 2 ) n -O-R ') o del glicole propilenico (eteri P tipo : RO- [CH 2 - CH (CH 2 )] n - OR ', isomero alfa). Sono liquidi incolori e volatili che emanano un odore gradevole.
Si dissolvono in acqua e grasso ( anfifili ) e quindi passano facilmente attraverso la pelle.
Sono ampiamente utilizzati come solventi : vernici , pitture , colle , detergenti , trattamenti anticorrosione , fluidi da taglio , sgrassanti, ma anche in prodotti per la casa (lavavetri), cosmetici o farmaceutici.
Gli eteri glicolici mostrano una tossicità generalmente bassa (nessun effetto immediato), ma piuttosto osservata a lungo termine per le persone che manipolano grandi quantità (soprattutto gli operai). Diversi eteri glicolici sono vietati dall'importazione nell'Unione europea . Tra gli effetti tossici ci sono:
Williamson sintesi consiste nella produzione di eteri-ossidi di sostituzione nucleofila di un'alogenuri alchilici da un alcolato di ioni .
L'equazione generica per la reazione è:
Lo ione alcossido viene generato da un alcol utilizzando, ad esempio, un metallo riducente ( Na , K ) o lo ione idruro | H - . Gli ioni alcolati non possono esistere nell'acqua, quindi l'alcol corrispondente all'alcolato viene spesso utilizzato come solvente. È anche possibile utilizzare altri solventi polari, come dimetilsolfossido (DMSO) o dimetilformammide (DMF).
La sintesi di Williamson è pressoché limitata agli aloalcani primari (con essi si ottiene anche un'ottima resa); infatti, per aloalcani secondari o terziari, la reazione di eliminazione simultanea (siamo in presenza di una base forte) è molto importante. Otteniamo con loro una performance che va da mediocre a pessima. Si possono fare sintesi di Williamson intermolecolari o intramolecolari (formazione di eteri ciclici).
Il meccanismo di questa reazione è quello di un S N 2 :
È possibile convertire un derivato alogenato terziario o secondario in un ossido di etere mediante alcolisi. È sufficiente far reagire un alcol con un derivato alogenato. Il meccanismo è quindi quello di un S N 1 .
Il riscaldamento (moderato, oltre il quale si ottiene l' etilene ) di un alcool in presenza di un acido forte (generalmente acido solforico ) provoca la disidratazione dell'alcool, con formazione di un etere-ossido. Questa è una disidratazione intermolecolare con l'equazione:
Il tetraidrofurano (THF) (vedi sotto) viene così sintetizzato generalmente utilizzando l' 1,4-butandiolo portato a contatto con acido solforico.