თუ R და R ჯგუფები უბრალო ეთერში ერთნაირია, მაშინ მას სიმეტრიული ეწოდება, თუ განსხვავებულია - ასიმეტრიული. ორგანული ჯგუფების სახელები შედის ეთერის სახელში, მათი მოხსენიება ანბანური თანმიმდევრობადა დაამატეთ სიტყვა ეთერი, მაგალითად, C 2 H 5 OC 3 H 7 - პროპილ ეთილის ეთერი. სიმეტრიული ეთერებისთვის, პრეფიქსი "di" ჩასმულია ორგანული ჯგუფის სახელის წინ, მაგალითად, C 2 H 5 OC 2 H 5 არის დიეთილის ეთერი. მრავალი ეთერისთვის ხშირად გამოიყენება ტრივიალური (გამარტივებული) სახელები, რომლებიც ისტორიულად განვითარდა. ეთერებს ზოგჯერ მოიხსენიებენ, როგორც ნაერთებს, რომლებიც შეიცავს C–O–C ეთერის ფრაგმენტს, როგორც ციკლური მოლეკულის ნაწილს (ნახ. 1); ამავდროულად, ისინი კლასიფიცირდება როგორც ნაერთების სხვა კლასი, ჰეტეროციკლური ნაერთები. ასევე არის კავშირები სმ.ალდეჰიდები და კეტონები), რომლებიც შეიცავს C–O–C ფრაგმენტს, მაგრამ ისინი არ არიან კლასიფიცირებული ეთერებად, ეს არის ჰემიაცეტალები - ნაერთები, რომლებიც შეიცავს როგორც ალკოქსის, ასევე ჰიდროქსი ჯგუფებს ნახშირბადის ერთ ატომზე: > C (OH) OR და ასევე აცეტალები - ნაერთები, სადაც ნახშირბადის ერთ ატომს აქვს ორი RO ჯგუფი ერთდროულად: >C (OR) 2 (ნახ. 1). ქიმიურად ორის არსებობა შეკრული ატომები O ამ ნაერთებს ქიმიურად განასხვავებს ეთერებისგან.

ბრინჯი. ერთი. ეთერებიშეიცავს ეთერის ფრაგმენტს, როგორც ციკლური მოლეკულის ნაწილი (უფრო ხშირად ასეთი ნაერთები კლასიფიცირდება როგორც ჰეტეროციკლური), ასევე ჰემიაცეტალები და აცეტალები, რომლებიც შეიცავს ეთერის ფრაგმენტს, მაგრამ არ მიეკუთვნება კლასს ეთერები.

ეთერების ქიმიური თვისებები.

ეთერები არის უფერო სითხეები დამახასიათებელი (ე.წ. ეთერული) სუნით, პრაქტიკულად არ ერწყმის წყალს და განუსაზღვრელი ვადით ერევა უმეტეს ორგანულ გამხსნელებთან. ალკოჰოლებთან და ალდეჰიდებთან შედარებით, ეთერები ქიმიურად ნაკლებად აქტიურია, მაგალითად, ისინი მდგრადია ტუტეებისა და ტუტე ლითონების მიმართ (ლითონი Na გამოიყენება ეთერებიდან წყლის კვალის მოსაცილებლადაც კი). ტუტეებისგან განსხვავებით, მჟავები ჭრიან ეთერის ფრაგმენტს; ამისათვის უფრო ხშირად გამოიყენება წყალბადის ჰალოიდები, განსაკუთრებით ეფექტურია HI. ოთახის ტემპერატურაზე წარმოიქმნება როგორც ალკოჰოლი, ასევე ალკილის იოდიდი (ნახ. 2A), ხოლო გაცხელებისას წარმოიქმნება ალკილის იოდიდი და წყალი (ნახ. 2A), ე.ი. რეაქცია უფრო ღრმად მიმდინარეობს. არომატული ციკლების შემცველი ეთერები უფრო მდგრადია გახლეჩვის მიმართ, მათთვის შესაძლებელია მხოლოდ A-ს მსგავსი საფეხური, წარმოიქმნება ფენოლი და არ ემატება იოდი არომატულ ბირთვს (ნახ. 2C).

ბრინჯი. 2. ეთერული ფრაგმენტის გაყოფა HI-ს მოქმედებით

ჟანგბადის ატომი ეთერულ ფრაგმენტში შეიცავს თავისუფალ ელექტრონულ წყვილს C–Ö–Cამის გამო, ეთერებს შეუძლიათ მიამაგრონ სხვადასხვა ნეიტრალური მოლეკულები, რომლებიც მიდრეკილნი არიან დონორ-მიმღები ბმების წარმოქმნისკენ, ჟანგბადის ატომი აძლევს ელექტრონულ წყვილს (დონორს) ბმის შესაქმნელად, მიმღების როლი, რომელიც იღებს ამ წყვილს. თამაშობს შეერთების მოლეკულის ან იონის მიერ ( სმ. ამინები). შედეგად, არსებობს რთული ნაერთები(ნახ. 3).

ბრინჯი. 3. რთული ნაერთების წარმოქმნა ეთერების მონაწილეობით

შუქზე ატმოსფერული ჟანგბადის თანდასწრებით, ეთერები ნაწილობრივ იჟანგება პეროქსიდური ნაერთების R-O-O-R წარმოქმნით, რომლებსაც შეუძლიათ აფეთქება თუნდაც დაბალი გაცხელებით, ამიტომ ეთერის გამოხდის დაწყებისას მას წინასწარ ამუშავებენ შემცირებით. რომლებიც ანადგურებენ პეროქსიდებს, ხშირად საკმარისია ეთერის შენახვა მეტალის Na-ზე.

ეთერების მიღება.

უმეტესობა მოსახერხებელი გზა- ტუტე ლითონის ალკოჰოლატების ურთიერთქმედება R "ONa ალკილჰალოგენებთან RHal, ამ მეთოდის გამოყენება შესაძლებელია როგორც სიმეტრიული (ნახ. 4A) ასევე უსიმეტრიული ეთერების მისაღებად (ნახ. 4B). ინდუსტრიაში სიმეტრიული ეთერები მიიღება დეჰიდრატაციით (წყლის ელიმინაცია). ) გოგირდის მჟავების გამოყენებით ალკოჰოლური სასმელების (ნახ. 4B), ეს მეთოდი შესაძლებელს ხდის ეთერების მიღებას, რომელშიც ორგანული ჯგუფი R არაუმეტეს 5 C ატომისა.

ბრინჯი. 4. ეთერების მიღება

ეთერების გამოყენება

ძირითადად განისაზღვრება იმით, რომ ისინი ძალიან კარგად ხსნიან ბევრ ცხიმს, ფისს და ლაქს. ყველაზე ფართოდ გამოიყენება დიეთილის ეთერი (C 2 H 5) 2 O, ტექნიკური სახელწოდებაა „გოგირდის ეთერი“, ვინაიდან იგი მიიღება გოგირდმჟავას თანდასწრებით (ნახ. 4B). გარდა იმისა, რომ გამოიყენება როგორც გამხსნელი, ასევე როგორც რეაქციის საშუალება სხვადასხვა ორგანულ სინთეზში, იგი ასევე გამოიყენება ზოგიერთის მოპოვებისთვის (ექსტრაქციისთვის). ორგანული ნივთიერებებიმაგალითად, ალკოჰოლი, წყალხსნარები, ვინაიდან თავად ეთერი წყალში ძალიან ოდნავ ხსნადია. მედიცინაში გოგირდის ეთერი გამოიყენება ანესთეზიისთვის.

დიიზოპროპილის ეთერი (CH 3) 2 CHOCH (CH 3) 2 გამოიყენება როგორც გამხსნელი და როგორც საავტომობილო საწვავის დანამატი ოქტანური რიცხვის გასაზრდელად.

ანიზოლი C 6 H 5 OCH 3 (ნახ. 4) და FENETOL C 6 H 5 OS 2 H 5 (ნახ. 3) გამოიყენება როგორც შუალედური პროდუქტებისაღებავების, მედიკამენტების და სურნელოვანი ნივთიერებების მიღებისას.

დიფენილიეთერი (დიფენილ ოქსიდი) (C 6 H 5) 2 O გამო მაღალი ტემპერატურადუღილის წერტილი (259,3°C) და ქიმიური სტაბილურობა გამოიყენება როგორც სითბოს გადამცემი საშუალება. ისე რომ როცა გაცივდება ოთახის ტემპერატურაზეის არ წავიდა მყარი მდგომარეობა(მისი მფ. 28–29 ° C), მას ემატება დიფენილი (C 6 H 5) 2. ასეთი ნარევი, რომელსაც უწოდებენ Dautherm-ის ტექნიკას, შეუძლია იმუშაოს როგორც გამაგრილებელი ფართო არჩევანიტემპერატურა.

დიოქსანი, ციკლური ეთერი (CH 2 CH 2 O) 2 (ნახ.), ქიმიური თვისებებით მსგავსია ჩვეულებრივი ეთერების, მაგრამ მათგან განსხვავებით, ის უსასრულოდ ერწყმის წყალს და ორგანულ გამხსნელებს. ის ხსნის ცხიმებს, ცვილებს, ზეთებს, ეთერებს, ცელულოზებს; ასევე ფართოდ გამოიყენება როგორც რეაქციის საშუალება სხვადასხვა ორგანულ სინთეზში.

მიხაილ ლევიცკი

ეთერები ჟანგბადის შემცველი ნახშირწყალბადების ნაერთების ერთ-ერთი სახეობაა. ეთერები იყოფა ორ დიდ კლასად: რთული (მათ შესახებ შემდეგ სტატიაში ვისაუბრებთ) და მარტივი.

ეთერები ახდენენ ნარკოტიკულ ზემოქმედებას ადამიანზე, აღიზიანებენ სასუნთქი სისტემის ლორწოვან გარსს და თვალებს, იწვევს თავის ტკივილს, გულისრევას და ცრემლდენას; აფექტი ნერვული სისტემა, იწვევს ჯერ მღელვარებას, შემდეგ ძილიანობას და ღრმა ძილს. რეაგენტები ორგანიზმში შედიან, როგორც წესი, სასუნთქი ორგანოების მეშვეობით. რეგულარული ზემოქმედებით მათ შეუძლიათ გამოიწვიონ ბრონქიტი, ტრაქეიტი, პნევმონია, ჰემოგლობინის დონის დაქვეითება, თირკმელებისა და გულ-სისხლძარღვთა სისტემის დაავადებები.

ეთერების უმეტესობა მიეკუთვნება მეოთხე საშიშროების კლასს და არ საჭიროებს სპეციალური საშუალებებიდაცვა წარმოებაში.

ეთერების გამოყენება

როგორც გამხსნელი ორგანული სინთეზი, მოპოვება; ზეთების, ცხიმების, საღებავებისა და ლაქების გამხსნელი.
- ანტიოქსიდანტი რეზინისა და რეზინის წარმოებაში.
- აუცილებელი ინგრედიენტი მაღალი მოლეკულური წონის პოლიმერების წარმოებაში.
- ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები (სურფაქტანტები) საყოფაცხოვრებო ქიმიკატებში.
- ანესთეზიის საშუალებები მედიცინაში.
- საწვავის დანამატი ოქტანური რიცხვის გასაზრდელად; შუალედური პროდუქტი წამლების, არომატიზატორების, საღებავების სინთეზში.

ჩვენს ვებგვერდზე შეგიძლიათ შეიძინოთ რეაგენტები, რომლებიც მიეკუთვნება ეთერების კლასს, მაგალითად,. ეს არის ციკლური ეთერი, ერთ-ერთი ყველაზე მოთხოვნადი ეთერი. გამოიყენება საღებავების, ორგანული და არაორგანული ზეთების, ლითიუმის მარილების გამხსნელად; როგორც ქლორის გამხსნელების სტაბილიზატორი.

ციკლური ეთერები შეიცავს ინტრამოლეკულურ ეთერულ კავშირს და ჰეტეროციკლურია სტრუქტურით. ჟანგბადის შემცველი ნაერთები. მათი კლასიფიკაცია შესაძლებელია რგოლის ზომისა და ჟანგბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით. ციკლური ეთერების სახელწოდებისთვის გამოიყენება შემცვლელი, რადიკალურ-ფუნქციური, შემცვლელი ნომენკლატურა (ჩ. 1.5) და ჰეტეროციკლური ნაერთების ნომენკლატურა. ამავდროულად, პოლიესტერებისთვის, ე.ი. ჟანგბადის რამდენიმე ატომის შემცველი ნაერთებისთვის გამოიყენება როგორც შემცვლელი ნომენკლატურა (თავი 1.5.3) ასევე ჰეტეროციკლური ნაერთების ნომენკლატურა (თავი 12.1).

ჩანაცვლების ნომენკლატურის მიხედვით, გამოიყენება განუყოფელი პრეფიქსი „ეპოქსი-“, რომელიც მიუთითებს ჟანგბადის ხიდთან დაკავშირებული ნახშირბადის ატომების ციფრულ ლოკანტებზე.

რადიკალ-ფუნქციური ნომენკლატურის მიხედვით აქ გამოყენებული ფუნქციური კლასის სახელწოდება „ოქსიდი“ ემატება ჟანგბადის ატომთან დაკავშირებული ორვალენტიანი ნახშირწყალბადის რადიკალის სახელს.

სახელწოდების საფუძველი შემცვლელი ნომენკლატურის მიხედვით არის ციკლური ნახშირწყალბადი(თრ. 8.1) და გამოყენებულია შემცვლელი პრეფიქსი „ოქსა-“.

ჰეტეროციკლური ნაერთების ნომენკლატურის მიხედვით, ციკლური ეთერების პირველი წარმომადგენლის სახელი ოქსირანი.

ციკლური მონოეთერების მაგალითები და მათი სახელები:

1,2-ეპოქსიეთანი, 1,2-ეპოქსიბუტანი, 1,4-ეპოქსიბუტანი,

ეთილენის ოქსიდი, ბუტილენის ოქსიდი, ტეტრამეთილენის ოქსიდი,

ოქსირანი ეთილოქსირანი ტეტრაჰიდროფურანი.

3.4.4.1. 1,2-ეპოქსიდური ნაერთების სტრუქტურისა და თვისებების მახასიათებლები
(ოქსირანები)

ეპოქსიეთანი თითქმის მართკუთხა სამკუთხედიმნიშვნელოვნად დეფორმირებული ბმის კუთხეებით (> 60°), რომლებიც ძალიან განსხვავდება ჩვეულებრივი ეთერების კუთხეებისგან. შეგახსენებთ, რომ დიალკილის ეთერებში Р SOSარის 109 - 112 °, და კავშირის კუთხეებიგაჯერებული ნახშირბადის ატომი ასევე ახლოსაა 109°-თან.

ქიმიური თვისებებიოქსირანები განისაზღვრება მოლეკულაში არსებობით პოლარული ობლიგაციები C–O, ჟანგბადის ატომი ელექტრონების მარტოხელა წყვილებით და კუთხური ძაბვით სამწევრიან ციკლში. მათ გარდაქმნებს შორის ფუნდამენტური განსხვავება ისაა, რომ ეთერებისთვის დამახასიათებელი რეაქციები აქ მარტივად მიმდინარეობს და თან ახლავს რგოლის გახსნა, ე.ი. იქმნება დამატებითი პროდუქტები.

რეაქციები ასევე შეიძლება გაგრძელდეს სუსტ ნუკლეოფილებთან კატალიზატორის გარეშე, მაგალითად, წყლით, მაგრამ ამაღლებული ტემპერატურა; ძლიერ ნუკლეოფილებთან (ამინები, ორგანული მეტალის ნაერთები) ურთიერთქმედება მარტივად მიმდინარეობს:

მჟავა კატალიზი მნიშვნელოვნად იზრდება რეაქტიულობაეპოქსიდები ბმის პოლარობის გაზრდით C–Oთავდაპირველ სუბსტრატში:

ისე, რომ წყლისა და სპირტების დამატება მარტივად მიმდინარეობდეს.

იმ შემთხვევებში, როდესაც რდა რ¢ არის სხვადასხვა ნახშირწყალბადის რადიკალები, ეპოქსიდური რგოლის გაყოფის მიმართულება განისაზღვრება რეაქციის მექანიზმით. თუ მექანიზმი ბიმოლეკულურია, მაშინ ნუკლეოფილი თავს ესხმის ნაკლებად დაცულ (ჩანაცვლებულ) ნახშირბადის ატომს. თუ მჟავების თანდასწრებით შეიძლება ჩამოყალიბდეს სტაბილიზირებული კარბოკატიონი, მაშინ რეაქცია მიმდინარეობს მონომოლეკულური მექანიზმის მიხედვით, რომლის პირველი ეტაპი არის ერთ-ერთის გაყოფა. C–O- სუბსტრატის ობლიგაციები და ნუკლეოფილი შემდეგ მიმაგრებულია კარბოკაციონის ცენტრში. Მაგალითად:

ლუისის მჟავები უწყლო გარემოში იწვევს 1,2-ეპოქსიდური ნაერთების დიმერიზაციას, ოლიგომერიზაციას და პოლიმერიზაციას:

3.4.4.2. 1,2-ეპოქსიდური ნაერთების მომზადების მეთოდები

ოქსირანების მიღება შესაძლებელია ა-ჰალოგენით შემცვლელი სპირტების (ჰალოჰიდრინების) ინტრამოლეკულური ალკილაციით და ალკენების პირდაპირი დაჟანგვით.

მჟავა თვისებებიჰალოჰიდრინები იზრდება ჰალოგენის მიმღები ეფექტის გამო და თანდასწრებით ძლიერი საფუძველიწარმოიქმნება ანიონი, რომელშიც ნუკლეოფილური ჩანაცვლება:

ალკენების პირდაპირი დაჟანგვა მიმდინარეობს სქემის მიხედვით:

.

მაგალითად, ეპოქსიეთანი წარმოიქმნება ჰაერის ჟანგბადით ეთენის დაჟანგვის დროს ვერცხლის კატალიზატორის 520 გრადუსზე. რათა:

.

ამ რეაქციას დიდი ინდუსტრიული მნიშვნელობა აქვს. ეთილენის ოქსიდის მსოფლიო წარმოება წელიწადში 5 მილიონი ტონაა.

სხვა ალკენების ეპოქსიდური წარმოებულების მიღება შესაძლებელია ორგანული პეროქსი მჟავების გამოყენებით ( RCOOOH) - პრილეჟაევის რეაქცია* (ქ. 4.1.4.3, 6.4.6).

3.4.4.3. გვირგვინის ეთერები

გვირგვინის ეთერები არის ციკლური პოლიესტერები, რომლებიც შეიცავს 9-60 ატომს ციკლში, მათ შორის 3-დან 20 ეთერის ჟანგბადის ატომს. ისინი აღმოაჩინა ჩარლზ პედერსენმა 1960-იან წლებში, რისთვისაც 1987 წელს მიენიჭა ნობელის პრემია (დონალდ კრამთან და ჟან-მარი ლენთან ერთად).

ეს მაკროესტერები არის უფერო კრისტალური ან ზეთოვანი ნივთიერებები, რომლებიც მდგრადია მჟავებისა და ფუძეების მიმართ.

ჩ. პედერსენმა ასევე შესთავაზა გვირგვინის ეთერების ნომენკლატურა, ძირითადი წესებირომლებიც შემდეგია. გვირგვინის ჰაერის სახელწოდება მოიცავს: 1) საერთო რაოდენობამაკროციკლის ატომები, 2) ტერმინი "გვირგვინი", 3) ჟანგბადის ატომების რაოდენობა, ანუ გვირგვინის ნაერთის რგოლში ეთერის ერთეულების რაოდენობა. ამ მოლეკულაში არსებული არომატული ან ციკლოჰექსანის რგოლები აღინიშნება პრეფიქსებით "benzo-" და "cyclohexyl-". Მაგალითად:

დიბენზო-18-გვირგვინ-6.

ნომენკლატურის ეს წესები ყოველთვის ზუსტად ვერ აღწერს ნაერთში ობლიგაციების ტიპს და შემცვლელების პოზიციას, მაგრამ ისინი ძალიან მოსახერხებელია ჩვეულებრივი გვირგვინის ეთერებისთვის სიმეტრიული და შედარებით მარტივი სტრუქტურებით.

უმეტესობა მნიშვნელოვანი ქონებაგვირგვინის ეთერები - კომპლექსების წარმოქმნა ლითონებთან. შიდა ნაწილის ღრუ, როგორიცაა ასეთი მოლეკულა

,

საკმარისი ზომით კალიუმის იონისთვის და ჟანგბადის ექვსი ატომის არსებობა შესაძლებელს ხდის საკოორდინაციო ბმების ძლიერი სისტემის ჩამოყალიბებას:

რაც უფრო ახლოს არის ლითონის იონური დიამეტრი მაკროციკლის ღრუს დიამეტრთან, მით უფრო სტაბილურია კომპლექსი. ასე რომ, გვირგვინი-6 უფრო შესაფერისია კალიუმის იონებისთვის, ხოლო გვირგვინი-5 უფრო შესაფერისია ნატრიუმის იონებისთვის. ამიტომ, ამ ტიპის კომპლექსები საკმაოდ კარგად იხსნება ორგანულ გამხსნელებში.

AT ზოგადი შემთხვევამაკროციკლური პოლიესტერის სისტემის ცენტრში ღრუს არსებობა განსაზღვრავს ასეთი ნაერთების შთანთქმის უნარს. არაორგანული კატიონი, რომლის ზომა შეესაბამება ამ ღრუს ზომას და იქ შეინახეთ იონ-დიპოლების ძლიერი ურთიერთქმედების გამო დადებითი მუხტიიონი მარტოხელა ელექტრონული წყვილიჟანგბადის ექვსი ატომი, რომელიც აყალიბებს ღრუს.

გვირგვინის ეთერების გამოყენება ორგანული რეაქციებიდაკავშირებულია ისეთი კათიონური კომპლექსების წარმოქმნასთან, რაც შესაძლებელს ხდის დაშლას არაორგანული მარილებიარაპოლარულ გამხსნელებში და ხელს უწყობს არაგახსნადი ანიონის წარმოქმნას. ეს იწვევს ანიონის ბაზისურობის ზრდას და, გარდა ამისა, მისი მცირე ზომის გამო, გაუხსნელ ანიონს, როგორც ნუკლეოფილს, შეუძლია შეტევა სტერილურად შეფერხებულ რეაქციის ცენტრებზე.

გარკვეულწილად, გვირგვინის ეთერები ახდენენ ზოგიერთის მოქმედების სიმულაციას ბუნებრივი ნივთიერებები(მაგალითად, პეპტიდური ანტიბიოტიკი ვალინომიცინი), რომელიც აადვილებს იონების ტრანსპორტირებას უჯრედის მემბრანებში.

გვირგვინის ეთერების სინთეზირება ეთილენგლიკოლის ალკილაციით,
დიეთილენ გლიკოლი NOCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OH,
ტრიეთილენ გლიკოლი NOCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 OHშესაფერისი რეაგენტები, მაგ., 2,2¢-დიქლოროდიეთილის ეთერი O(CH 2 CH 2 Cl) 2.

ეპოქსიდები (ოქსირანები, ა-ოქსიდები) არის ციკლური ეთერები, რომლებიც შეიცავს ჟანგბადის ატომს სამწევრიან ციკლში.

ქვითარი

1. ალკენის დაჟანგვა.
2. ჰალოჰიდრინებიდან ინტრამოლეკულური ნუკლეოფილური ჩანაცვლებით.

ქიმიური თვისებები

სხვა ტიპის ეთერებისგან განსხვავებით, ეპოქსიდები ძალიან რეაქტიული ნაერთებია. თერმოდინამიურად არასტაბილური სამწევრიანი რგოლი ადვილად იხსნება ნუკლეოფილური რეაგენტების მოქმედებით.

ვარაუდობენ, რომ ეპოქსიდები წარმოიქმნება ჟანგბადით ფერმენტული დაჟანგვის შუალედური პროდუქტების სახით. ორმაგი ობლიგაციებინახშირბად-ნახშირბადი. მათი შემდგომი გარდაქმნები იწვევს შესავალს ჰიდროქსილის ჯგუფიბუნებრივ ნაერთებად.

ეთილენის ოქსიდი, ეთილენის ოქსიდი, ოქსირანი,

ეპოქსიდების უმარტივესი წარმომადგენელი (ციკლური ეთერები a-ოქსიდის სამწევრიანი რგოლით), უფერო გაზი ეთერული სუნით; ეთილენის ოქსიდი ძალიან ხსნადია წყალში, ალკოჰოლში, ეთერსა და ბევრ სხვა ორგანულ გამხსნელებში; აალებადი; ქმნის ასაფეთქებელ ნარევებს ჰაერთან. ეთილენის ოქსიდის ქიმიური თვისებები განისაზღვრება დაძაბული და, შედეგად, შედარებით ადვილად გახსნილი (მაღალი ტემპერატურისა და სხვადასხვა ქიმიური რეაგენტების მოქმედებით) ეპოქსიდური ციკლის არსებობით. ასე რომ, 400°C-მდე გაცხელებისას (Al 2 O 3-ის თანდასწრებით - 150-300°C-ზე) ეთილენის ოქსიდი იზომერირდება აცეტალდეჰიდში; ეთილენის ოქსიდის ჰიდროგენიზაცია (ნიკელზე მეტი 80°C) იწვევს ეთილის სპირტს.

სტრუქტურა, კარბონილის ნაერთების მიღება. რეაქციები ნუკლეოფილური დამატებაკარბონილის ჯგუფს; მჟავა და ბაზის კატალიზი. კარბონილის ნაერთების რეაქციები კრიპტობაზებთან. კარბონილის ნაერთების ენოლიზაცია. კარბონილის ნაერთების რეაქციები, რომლებიც მიმდინარეობს ენოლიზაციის ეტაპზე.

ალდეჰიდების და კეტონების თვისებები განისაზღვრება კარბონილის ჯგუფის >C=O აგებულებით.

კარბონილის ჯგუფში ნახშირბადის და ჟანგბადის ატომები sp 2 ჰიბრიდიზაციის მდგომარეობაშია. ნახშირბადი თავისი sp 2 ჰიბრიდული ორბიტალებით აყალიბებს 3 s ბმას (ერთ-ერთი მათგანია C–O ბმა), რომლებიც განლაგებულია ერთ სიბრტყეში, ერთმანეთის მიმართ დაახლოებით 120° კუთხით. სამი ჟანგბადის sp 2 ორბიტალიდან ერთი მონაწილეობს С–О s-ბმაში, დანარჩენი ორი შეიცავს გაუზიარებელ ელექტრონულ წყვილებს.

ჩამოყალიბდა p-ბმა რ- ნახშირბადის და ჟანგბადის ატომების ელექტრონები.

C=O ბმა უაღრესად პოლარულია. მისი დიპოლური მომენტი(2.6-2.8D) მნიშვნელოვნად აღემატება С–О ბმას ალკოჰოლებში. C=O მრავალჯერადი ბმის ელექტრონები, განსაკუთრებით უფრო მოძრავი p-ელექტრონები, გადაადგილდებიან ელექტროუარყოფით ჟანგბადის ატომში, რაც იწვევს ნაწილობრივი გაჩენას. უარყოფითი მუხტი. კარბონილის ნახშირბადი იძენს ნაწილობრივ დადებით მუხტს.

ამრიგად, ნახშირბადს ესხმიან ნუკლეოფილური რეაგენტები, ხოლო ჟანგბადს ესხმიან ელექტროფილები, მათ შორის H +.

ალდეჰიდების და კეტონების მოლეკულებში არ არსებობს წყალბადის ატომები, რომლებსაც შეუძლიათ შექმნან. წყალბადის ბმები. აქედან გამომდინარე, მათი დუღილის წერტილები უფრო დაბალია, ვიდრე შესაბამისი სპირტები. მეთანალი (ფორმალდეჰიდი) - აირი, ალდეჰიდები C 2 -C 5 და კეტონები C 3 - C 4 - სითხეები, უმაღლესი - მყარი. ქვედა ჰომოლოგები წყალში ხსნადია წყლის მოლეკულების წყალბადის ატომებსა და კარბონილის ჟანგბადის ატომებს შორის წყალბადის ბმების წარმოქმნის გამო. ნახშირწყალბადის რადიკალი მატულობს, წყალში ხსნადობა მცირდება.

კეტონების იზომერიზმი დაკავშირებულია რადიკალების სტრუქტურასთან და კარბონილის ჯგუფის პოზიციასთან ნახშირბადის ჯაჭვში. კეტონებს ხშირად უწოდებენ კარბონილის ჯგუფზე მიმაგრებული რადიკალების ან სისტემატური ნომენკლატურა: სათაურამდე გაჯერებული ნახშირწყალბადებიდაამატეთ სუფიქსი -ერთი და მიუთითეთ ნახშირბადის ატომის რაოდენობა, რომელიც დაკავშირებულია კარბონილის ჟანგბადთან. ნუმერაცია იწყება კეტონურ ჯგუფთან ყველაზე ახლოს ჯაჭვის ბოლოდან. კეტონის მოლეკულაში რადიკალები შეიძლება იყოს იგივე ან განსხვავებული. ამიტომ, კეტონები, ეთერების მსგავსად, იყოფა სიმეტრიულ და შერეულებად.
როგორ მივიღოთ.
1. სპირტების დაჟანგვა ან ჟანგვითი დეჰიდროგენაცია

1. ალკენების ოზონოლიზი

1. ალკენების Pb(OOCCH 3) 4 და KIO 4 დაჟანგვა

1. კატალიზური დაჟანგვაალკენები პალადიუმის კომპლექსების არსებობისას

ეთერების მიღების უმნიშვნელოვანესი მეთოდები დაკავშირებულია სპირტებისა და მათი წარმოებულების (ალკოჰოლატების) ნუკლეოფილურ რეაქციებთან - ჩ. 3.3.3.1 და 3.2.2.1. ეს გზებია:

ალკოჰოლის ინტერმოლეკულური დეჰიდრატაცია:

2 რ-ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡ რ- ო- რ

თუმცა, ეს მეთოდი ყველაზე შესაფერისია სიმეტრიული ეთერების მისაღებად, რადგან შერეული ეთერის მოპოვების მცდელობისას. ROR ალკოჰოლებისგან რ-ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡდა რ-ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡკომპოზიციის ეთერების მინარევების მნიშვნელოვანი რაოდენობა აღმოჩნდება სარეაქციო ნარევში RORდა რორ.

უილიამსონის რეაქცია არის მეთოდი, რომელიც შესაფერისია როგორც სიმეტრიული, ასევე შერეული ეთერების მისაღებად:

R-X+R-ო¯ ნა + რ-ო-რ+ NaX

მეთიალკილის ეთერების მისაღებად გამოიყენება სპირტების მეთილაცია, რისთვისაც გამოიყენება დიმეთილ სულფატი (თბ. 3.5.1) ან დიაზომეთანი.

R-ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡ + (თანჰ 3 ) 2 ᲘᲡᲔ 4 + NaOH  R-O-CH 3 + NaCH 3 ᲘᲡᲔ 4 + H 2 ო

დიმეთილ სულფატი

დიაზომეთანი

3.4.4. ციკლური ეთერები

ციკლური ეთერები შეიცავს ინტრამოლეკულურ ეთერულ კავშირს და წარმოადგენენ სტრუქტურულად ჰეტეროციკლურ ჟანგბადის შემცველ ნაერთებს. მათი კლასიფიკაცია შესაძლებელია რგოლის ზომისა და ჟანგბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით. ციკლური ეთერების სახელწოდებისთვის გამოიყენება შემცვლელი, რადიკალურ-ფუნქციური, შემცვლელი ნომენკლატურა (ჩ. 1.5) და ჰეტეროციკლური ნაერთების ნომენკლატურა. ამ შემთხვევაში, პოლიესტერებისთვის, ანუ ნაერთებისთვის, რომლებიც შეიცავს რამდენიმე ჟანგბადის ატომს, გამოიყენება როგორც ჩანაცვლების ნომენკლატურა (თავი 1.5.3) ასევე ჰეტეროციკლური ნაერთების ნომენკლატურა (თავი 12.1).

ჩანაცვლების ნომენკლატურის მიხედვით, გამოიყენება განუყოფელი პრეფიქსი ეპოქსიდური- ციფრული ლოკანებით ჟანგბადის ხიდთან დაკავშირებული ნახშირბადის ატომების მითითებით.

რადიკალ-ფუნქციური ნომენკლატურის მიხედვით აქ გამოყენებული ფუნქციური კლასის სახელწოდება „ოქსიდი“ ემატება ჟანგბადის ატომთან დაკავშირებული ორვალენტიანი ნახშირწყალბადის რადიკალის სახელს.

სახელის საფუძველი შემცვლელი ნომენკლატურის მიხედვით არის ციკლური ნახშირწყალბადი (თავი 8.1) და გამოიყენება ჩანაცვლების პრეფიქსი. ოქსი-.

ჰეტეროციკლური ნაერთების ნომენკლატურის მიხედვით, ციკლური ეთერების პირველი წარმომადგენლის სახელი ოქსირანი.

ციკლური მონოეთერების მაგალითები და მათი სახელები:

1,2-ეპოქსიეთანი, 1,2-ეპოქსიბუტანი, 1,4-ეპოქსიბუტანი,

ეთილენის ოქსიდი, ბუტილენის ოქსიდი, ტეტრამეთილენის ოქსიდი,

ოქსირანი ეთილოქსირანი ტეტრაჰიდროფურანი

3.4.4.1. 1,2-ეპოქსიდური ნაერთების (ოქსირანების) სტრუქტურისა და თვისებების მახასიათებლები

ეპოქსიეთანი არის თითქმის რეგულარული სამკუთხედი მნიშვნელოვნად დეფორმირებული ბმის კუთხეებით ( 60), რომელიც ძალიან განსხვავდება ჩვეულებრივი ეთერების კუთხეებისგან. შეგახსენებთ, რომ დიალკილის ეთერებში  SOSარის 109-112 და გაჯერებული ნახშირბადის ატომის ბმის კუთხეები ასევე ახლოსაა 109-სთან.

ოქსირანების ქიმიური თვისებები განისაზღვრება მოლეკულაში პოლარული ბმების არსებობით C–O, ჟანგბადის ატომი ელექტრონების მარტოხელა წყვილებით და კუთხური ძაბვით სამწევრიან ციკლში. მათ გარდაქმნებს შორის ფუნდამენტური განსხვავება მხოლოდ ისაა, რომ ეთერებისთვის დამახასიათებელი რეაქციები აქ მარტივად მიმდინარეობს და თან ახლავს რგოლის გახსნა, ე.ი. იქმნება დამატებითი პროდუქტები.

რეაქციები ასევე შეიძლება გაგრძელდეს სუსტ ნუკლეოფილებთან კატალიზატორის გარეშე, მაგალითად წყალთან, მაგრამ ამაღლებულ ტემპერატურაზე; ძლიერ ნუკლეოფილებთან (ამინები, ორგანული მეტალის ნაერთები) ურთიერთქმედება მარტივად მიმდინარეობს:

მჟავა კატალიზი მნიშვნელოვნად ზრდის ეპოქსიდების რეაქტიულობას ბმის პოლარობის გაზრდით. C–Oთავდაპირველ სუბსტრატში:

ისე, რომ წყლისა და სპირტების დამატება მარტივად მიმდინარეობდეს.

იმ შემთხვევებში, როდესაც რ და რ არის სხვადასხვა ნახშირწყალბადის რადიკალები, ეპოქსიდური რგოლის გაყოფის მიმართულება განისაზღვრება რეაქციის მექანიზმით. თუ მექანიზმი ბიმოლეკულურია, მაშინ ნუკლეოფილი თავს ესხმის ნაკლებად დაცულ (ჩანაცვლებულ) ნახშირბადის ატომს. თუ მჟავების თანდასწრებით შეიძლება ჩამოყალიბდეს სტაბილიზირებული კარბოკატიონი, მაშინ რეაქცია მიმდინარეობს მონომოლეკულური მექანიზმის მიხედვით, რომლის პირველი ეტაპი არის ერთ-ერთის გაყოფა. C–O- სუბსტრატის ობლიგაციები და ნუკლეოფილი შემდეგ მიმაგრებულია კარბოკაციონის ცენტრში. Მაგალითად:

ლუისის მჟავები უწყლო გარემოში იწვევს 1,2-ეპოქსიდური ნაერთების დიმერიზაციას, ოლიგომერიზაციას და პოლიმერიზაციას:

3.4.4.2. 1,2-ეპოქსიდური ნაერთების მომზადების მეთოდები

ოქსირანების მიღება შესაძლებელია α-ჰალოგენირებული სპირტების (ჰალოჰიდრინების) ინტრამოლეკულური ალკილაციით და ალკენების პირდაპირი დაჟანგვით.

ჰალოჰიდრინის მჟავე თვისებები იზრდება ჰალოგენის მიმღები ეფექტის გამო და ძლიერი ფუძეების არსებობისას წარმოიქმნება ანიონი, რომელშიც ხდება ნუკლეოფილური ჩანაცვლება:

ალკენების პირდაპირი დაჟანგვა მიმდინარეობს სქემის მიხედვით:

მაგალითად, ეპოქსიეთანი წარმოიქმნება ჰაერის ჟანგბადით ეთენის დაჟანგვის დროს ვერცხლის კატალიზატორის 520 გრადუსზე. რათა:

ამ რეაქციას დიდი ინდუსტრიული მნიშვნელობა აქვს. ეთილენის ოქსიდის მსოფლიო წარმოება წელიწადში 5 მილიონი ტონაა.

სხვა ალკენების ეპოქსიდური წარმოებულების მიღება შესაძლებელია ორგანული პეროქსი მჟავების გამოყენებით ( RCOOOH) - პრილეჟაევის რეაქცია* (ქ. 4.1.4.3, 6.4.6).

3.4. 4 .3. გვირგვინის ეთერები

გვირგვინის ეთერები არის ციკლური პოლიესტერები, რომლებიც შეიცავს 9-60 რგოლის ატომს, მათ შორის 3-დან 20 ეთერის ჟანგბადის ატომს. ისინი აღმოაჩინა ჩარლზ პედერსენმა 1960-იან წლებში, რისთვისაც 1987 წელს მიენიჭა ნობელის პრემია (დონალდ კრამთან და ჟან-მარი ლენთან ერთად).

ეს მაკროესტერები არის უფერო კრისტალური ან ზეთოვანი ნივთიერებები, რომლებიც მდგრადია მჟავებისა და ფუძეების მიმართ.

ჩ.პედერსენმა შემოგვთავაზა გვირგვინის ეთერების ნომენკლატურაც, რომლის ზოგადი წესები შემდეგია. გვირგვინის ეთერის სახელწოდება მოიცავს: 1) მაკროციკლის ატომების მთლიან რაოდენობას, 2) ტერმინს "გვირგვინი", 3) ჟანგბადის ატომების რაოდენობას, ანუ გვირგვინის ნაერთის რგოლში ეთერის ერთეულების რაოდენობას. . ამ მოლეკულაში არსებული არომატული ან ციკლოჰექსანის რგოლები აღინიშნება პრეფიქსებით ბენზო- და ციკლოჰექსილი-. Მაგალითად:

დიბენზო-18-გვირგვინ-6

ნომენკლატურის ეს წესები ყოველთვის ზუსტად ვერ აღწერს ნაერთში ობლიგაციების ტიპს და შემცვლელების პოზიციას, მაგრამ ისინი ძალიან მოსახერხებელია ჩვეულებრივი გვირგვინის ეთერებისთვის სიმეტრიული და შედარებით მარტივი სტრუქტურებით.

გვირგვინის ეთერების ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა მეტალებთან კომპლექსების წარმოქმნა. მაგალითად, ასეთი მოლეკულის შიდა ნაწილის ღრუ:

საკმარისი ზომით კალიუმის იონისთვის და ჟანგბადის ექვსი ატომის არსებობა შესაძლებელს ხდის საკოორდინაციო ბმების ძლიერი სისტემის ჩამოყალიბებას:

რაც უფრო ახლოს არის ლითონის იონური დიამეტრი მაკროციკლის ღრუს დიამეტრთან, მით უფრო სტაბილურია კომპლექსი. ასე რომ, 18-crown-6 უფრო შესაფერისია კალიუმის იონებისთვის, ხოლო 15-crown-5 უფრო შესაფერისია ნატრიუმის იონებისთვის. ამიტომ, ამ ტიპის კომპლექსები საკმაოდ კარგად იხსნება ორგანულ გამხსნელებში.

ზოგადად, მაკროციკლური პოლიესტერის სისტემის ცენტრში ღრუს არსებობა განსაზღვრავს ასეთი ნაერთების უნარს შთანთქას არაორგანული კატიონი, რომლის ზომა შეესაბამება ამ ღრუს ზომას და შეინარჩუნოს იგი იქ იონ-დიპოლური ძლიერი ურთიერთქმედების გამო. იონის დადებითი მუხტი ჟანგბადის ექვსი ატომის მარტოხელა ელექტრონული წყვილებით, რომლებიც აყალიბებენ ღრუს.

გვირგვინის ეთერების გამოყენება ორგანულ რეაქციებში დაკავშირებულია ისეთი კათიონური კომპლექსების წარმოქმნასთან, რაც შესაძლებელს ხდის არაორგანული მარილების დაშლას არაპოლარულ გამხსნელებში და ხელს უწყობს არაგახსნადი ანიონის წარმოქმნას. ეს იწვევს ანიონის ბაზისურობის ზრდას და, გარდა ამისა, მისი მცირე ზომის გამო, გაუხსნელ ანიონს, როგორც ნუკლეოფილს, შეუძლია შეტევა სტერილურად შეფერხებულ რეაქციის ცენტრებზე.

გარკვეულწილად, გვირგვინის ეთერები ახდენენ ზოგიერთი ბუნებრივი ნივთიერების (მაგალითად, პეპტიდური ანტიბიოტიკი ვალინომიცინის) მოქმედების სიმულაციას, რაც ხელს უწყობს იონების ტრანსპორტირებას უჯრედის მემბრანებში.

გვირგვინის ეთერების სინთეზირება ეთილენგლიკოლის, დიეთილენგლიკოლის ალკილაციით NOSN 2 CH 2 DOS 2 CH 2 ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡ, ტრიეთილენ გლიკოლი მაგრამCჰ 2 CH 2 DOS 2 CH 2 DOS 2 CH 2 ᲐᲠᲘᲡ ᲘᲡშესაფერისი რეაგენტები, მაგ., 2,2-დიქლოროდიეთილის ეთერი ო(CH 2 CH 2 კლ) 2 .