醚
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醚（汉语拼音：mí，英语：Ether）是具有醚官能团的一类有机化合物。醚官能团是由一个氧原子连接两个烷基或芳基所形成，醚的通式为：R–O–R。它还可看作是醇或酚羟基上的氢被烃基所取代的化合物。[1]
醚类中最典型的化合物属：乙醚，它常用于有机溶剂与医用麻醉剂。由于其在化学中的常用性（乙醚是最常用的醚类提取溶剂），我们还有时将乙醚直接简称为“醚”。醚类化合物的应用常见于有机化学和生物化学，它们还可作为糖类和木质素的连接片段。
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结构和化学键
醚的结构通式为：R-O-R(R')、Ar-O-R或Ar-O-Ar(Ar')（R＝烃基，Ar＝芳烃基）。醚的键角约为110°，C-O键长为140pm，C-O键的旋转能垒的能量很小，而水、醇与醚分子中氧的键合能力也与此相似。根据价键理论，氧原子的杂化状态是sp3。
氧原子的电负性比碳更强，因此与氧连接的α氢原子酸性强于碳连接的α氢原子，然而其酸性比不上羰基α氢原子。
分类
醚可以根据醚键是否成环分为：直链醚和环醚两大类。 分子中含有多个-O-CH2-CH2-结构单元的大环醚称为冠醚。冠醚是一种大环多醚，因分子性状类似王冠而得名。 在直链醚中，氧原子所连接的两个烃基相同则称为：单醚； 两个烃基不相同则称为：混醚；两个烃基中有一个或两个是芳基的称为：芳香醚。
命名
醚的普通命名法是于烃基后加上“醚”字，习惯上对称醚的“二”字可省略。醚的两个不同基团排列顺序通常是：先小基团后大基团。芳香醚的命名习惯则为：苯基或芳烃基在前。英文命名则按字母顺序。冠醚的命名为 x-冠-y，x代表环总原子数，y代表环中氧原子数。
物理性质
醚分子不能互相形成氢键，因此它们具有和醇类相比较低的沸点。醚具有微弱的极性，这是由于醚官能团中碳氧碳的键角约110度，而碳氧之间的极性差异没有抵消（不同于二硫化碳之类的线型分子）。醚类极性不如醇、酯与酰胺类化合物，但是强于烯烃的极性。醚氧原子的孤电子对使它有可能与水分子形成氢键。
环状醚类比如四氢呋喃和1,4-二恶烷能与水混溶，这是因为这类醚分子的氧原子比起烷基醚（链状醚）来说更暴露于分子之外，所以极性比起后者更大。
反应
醚类总体来说化学活性都较低，但强于烷烃（环氧化物、酮、缩醛参见各自条目）。
与醚相关的重要反应讲解如下：[2]
醚的裂解
虽然醚能不轻易的发生水解反应，但于酸性条件下（如：氢溴酸或氢碘酸），可断裂为醇。盐酸条件下，断裂醚的速度非常慢。 如：甲醚制备溴代甲烷：
- ROCH3 + HBr → CH3Br + ROH
该类反应都是通过鎓中间体进行，如： [RO(H)CH3]+Br-.
有些醚类能于三溴化硼条件中迅速分解，有时还可用更强的路易斯酸如：三氯化铝反应，制备溴代烷烃。[3] 这些都取决于取代基的不同，还有些醚类可在特定的试剂中发生裂解，如非常强的碱。
过氧化物
临近氧原子，含有CH基团的一级醚或二级醚易形成有机过氧化物，如：乙醚过氧化物。该反应需要氧气（或者空气）参与，且在光、金属和醛的催化下加速反应。得到的过氧化物在高温或高浓度下具爆炸性，因此操作二异丙基醚、四氢呋喃等醚类溶剂大多都不可蒸干，而厂商在分装醚类试剂也会放入一些稳定剂，防止大量产生过氧化物。
作为路易斯碱
醚类可作为路易斯碱及Bronsted碱。强酸与醚发生反应，可提供给醚氧原子一个质子，从而形成：“鎓离子”，如：乙醚可以与三氟化硼形成络合物(BF3.OEt2) 。醚还可与二价镁络合成格氏试剂。多聚醚都可与碱金属离子牢固的结合。
α-卤代反应
该反应类似于醚的α氢原子发生过氧化的反应，如：单质氯制备α-氯代醚的反应。
== 合成 == 醚在实验室条件下可通过许多方法合成：
醇的脱水
醇可通过脱水反应制备醚：
- 2 R-OH → R-O-R +H2O（高温下）
该反应过程需要高温（通常在125°C）。该反应还需要酸的催化（通常为硫酸）。上述方法对于制备对称醚来说有效，但对于不对称醚却无能为力，如：乙醚易于通过此法制备，环醚也同样可用此方法制备（分子内脱水）。另外此方法还会引入一定的副产物，如分子内脱水产物：
- R-CH2-CH2(OH) → R-CH=CH2 + H2O
另外此法只能合成一些简单的醚，对于复杂的分子醚类分子不太试用。对于复杂分子则需要更温和的条件来合成。
威廉姆逊醚合成
卤代烃和醇盐发生亲核取代反应：
- R-ONa + R'-X → R-O-R' + NaX
该反应称作：威廉姆逊合成。该反应通过用强碱处理醇，形成醇盐，而后与带有合适离去基团的烃类分子反应。这里的离去基团包括：碘、溴等卤素，或磺酸酯。该方法对于芳香卤代烃一般不适用（如：溴苯，参见Ullmann缩合）。该方法还只局限于一级卤代烃才可得到较好的收率，对于二级卤代烃与三级卤代烃则由于太易生成E2消除产物而不适用。
在相似的反应中，烷基卤代烃还可与酚负离子发生亲核取代反应。R-X虽不能与醇反应，但酚却能够进行该反应（酚酸性远高于醇），它可通过一个强碱，如：氢化钠先形成酚负离子再进行反应。酚可取代卤代烃中的X离去基团，形成酚醚的结构，该过程为SN2机理。
- C6H5OH + OH- → C6H5-O- + H2O
- C6H5-O- + R-X → C6H5OR
Ullmann二芳醚合成
Ullmann二芳醚合成的反应很类似于威廉姆逊反应，不同之处在于底物是芳香卤代烃。该反应需要催化剂才能进行，如：铜。
醇对于烯烃的亲电加成反应
醇可与活化后的烯烃进行亲电加成：
- R2C=CR2+ R-OH → R2CH-C(-O-R)-R2
该反应需要酸催化，三氟醋酸汞(Hg(OCOCF3)2)常可作为这种反应的催化剂，反应生成具有弗拉基米尔·瓦西里耶维奇·马尔科夫尼科夫（Markovnikov）立体化学的醚类。使用相似的反应条件，四氢吡喃醚（THP)可作为一种醇的保护基。
制备环氧化合物
环氧化合物通常由烯烃氧化制备。在工业生产中，最重要的环氧化合物是：环氧乙烷，它通过乙烯和氧气制备。其他的过氧化合物还可通过以下方法制备：
重要的醚
参考文献
- ↑ 国际纯粹与应用化学联合会．"ethers"．化学术语总目录 在线版本．
- ↑ 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
- ↑ J. F. W. McOmie and D. E. West (1973). "3,3'-Dihydroxylbiphenyl". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 412.
外部链接
- ILPI page about ethers.
- An Account of the Extraordinary Medicinal Fluid, called Aether, by M. Turner, circa 1788, from Project Gutenberg
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参考来源
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