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Los éteres son una clase de compuestos orgánicos que contienen un grupo éter , un átomo de oxígeno conectado a dos grupos alquilo o arilo . Tienen la fórmula general R – O – R ′, donde R y R ′ representan los grupos alquilo o arilo. Los éteres se pueden clasificar nuevamente en dos variedades: si los grupos alquilo son iguales en ambos lados del átomo de oxígeno , entonces es un éter simple o simétrico, mientras que si son diferentes, los éteres se denominan éteres mixtos o asimétricos. [1] Un ejemplo típico del primer grupo es el éter dietílico disolvente y anestésico. , comúnmente denominado simplemente "éter" ( CH 3 –CH 2 –O – CH 2 –CH 3 ). Los éteres son comunes en la química orgánica e incluso más frecuentes en la bioquímica, ya que son enlaces comunes en los carbohidratos y la lignina . [2]
Estructura y vinculación [ editar ]
Los éteres presentan enlaces C – O – C doblados. En dimetiléter , el ángulo de enlace es de 111 ° y las distancias C – O son de 141 pm . [3] La barrera a la rotación alrededor de los enlaces C – O es baja. La unión de oxígeno en éteres, alcoholes y agua es similar. En el lenguaje de la teoría del enlace de valencia , la hibridación en el oxígeno es sp 3 .
El oxígeno es más electronegativo que el carbono, por lo que los hidrógenos alfa a éteres son más ácidos que en los hidrocarburos simples. Sin embargo, son mucho menos ácidos que los hidrógenos de los grupos alfa a carbonilo (como en las cetonas o los aldehídos ).
Los éteres pueden ser simétricos del tipo ROR o asimétricos del tipo ROR '. Ejemplos de los primeros son éter dietílico , éter dimetílico , éter dipropílico , etc. Los éteres asimétricos ilustrativos son anisol (metoxibenceno) y dimetoxietano .
Nomenclatura [ editar ]
En el sistema de nomenclatura de la IUPAC , los éteres se nombran utilizando la fórmula general "alcoxialcano" , por ejemplo, CH 3 –CH 2 –O – CH 3 es metoxietano . Si el éter es parte de una molécula más compleja, se describe como un sustituyente alcoxi, por lo que –OCH 3 se consideraría un grupo " metoxi -" . El radical alquilo más simple se escribe al frente, por lo que CH 3 –O – CH 2 CH 3 se daría como metoxi (CH 3 O) etano (CH 2 CH 3).
Nombre trivial [ editar ]
Las reglas de la IUPAC a menudo no se siguen para éteres simples. Los nombres triviales de los éteres simples (es decir, aquellos con pocos o ninguno otros grupos funcionales) son un compuesto de los dos sustituyentes seguidos de "éter". Por ejemplo, etil metil éter (CH 3 OC 2 H 5 ), difeniléter (C 6 H 5 OC 6 H 5 ). En cuanto a otros compuestos orgánicos, los éteres muy comunes adquirieron nombres antes de que se formalizaran las reglas de nomenclatura. El éter dietílico se llama simplemente "éter", pero una vez se lo llamó aceite dulce de vitriolo . El metilfeniléter es anisol porque originalmente se encontraba en el anís . El aromáticolos éteres incluyen furanos . Los acetales (α-alcoxi éteres R – CH (–OR) –O – R) son otra clase de éteres con propiedades características.
Poliéteres [ editar ]
Los poliéteres son generalmente polímeros que contienen enlaces éter en su cadena principal. El término glicol generalmente se refiere a poliéter polioles con uno o más grupos terminales funcionales tales como un grupo hidroxilo . El término "óxido" u otros términos se usan para polímero de alta masa molar cuando los grupos terminales ya no afectan las propiedades del polímero.
Los éteres corona son poliéteres cíclicos. Algunas toxinas producidas por dinoflagelados como la brevetoxina y la ciguatoxina son extremadamente grandes y se conocen como poliéteres cíclicos o en escalera .
| Nombre de los polímeros con masa molar baja a media | Nombre de los polímeros con alta masa molar | Preparación | Unidad de repetición | Ejemplos de nombres comerciales |
|---|---|---|---|---|
| Paraformaldehído | Polioximetileno (POM) o poliacetal o poliformaldehído | Polimerización escalonada de formaldehído | –CH 2 O– | Delrin de DuPont |
| Polietilenglicol (PEG) | Óxido de polietileno (PEO) o polioxietileno (POE) | Polimerización por apertura de anillo de óxido de etileno | –CH 2 CH 2 O– | Carbowax de Dow |
| Polipropilenglicol (PPG) | Óxido de polipropileno (PPOX) o polioxipropileno (POP) | polimerización aniónica por apertura de anillo de óxido de propileno | –CH 2 CH (CH 3 ) O– | Arcol de Covestro |
| Politetrametilenglicol (PTMG) o politetrametilen éter glicol (PTMEG) | El politetrahidrofurano (PTHF) | Polimerización de apertura de anillo catalizada por ácido de tetrahidrofurano | –CH 2CH 2CH 2CH 2O– | Terathane de Invista y PolyTHF de BASF |
Los polímeros de éter fenílico son una clase de poliéteres aromáticos que contienen ciclos aromáticos en su cadena principal: éter polifenílico (PPE) y poli ( p- óxido de fenileno) (PPO).
Compuestos relacionados [ editar ]
Muchas clases de compuestos con enlaces C – O – C no se consideran éteres: ésteres (R – C (= O) –O – R ′), hemiacetales (R – CH (–OH) –O – R ′), ácido carboxílico anhídridos (RC (= O) –O – C (= O) R ′).
Propiedades físicas [ editar ]
Los éteres tienen puntos de ebullición similares a los de los alcanos análogos . Los éteres simples son generalmente incoloros.
| Datos seleccionados sobre algunos éteres de alquilo | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Éter | Estructura | pf (° C) | pb (° C) | Solubilidad en 1 litro de H 2 O | Momento dipolar ( D ) |
| Dimetil éter | CH 3 –O – CH 3 | −138,5 | −23,0 | 70 g | 1,30 |
| Éter dietílico | CH 3 CH 2 –O – CH 2 CH 3 | −116,3 | 34,4 | 69 g | 1,14 |
| Tetrahidrofurano | O (CH 2 ) 4 | −108,4 | 66,0 | Miscible | 1,74 |
| Dioxano | O (C 2 H 4 ) 2 O | 11,8 | 101,3 | Miscible | 0,45 |
Reacciones [ editar ]
Los enlaces de CO que comprenden éteres simples son fuertes. No reaccionan con todas las bases excepto con las más fuertes. Aunque generalmente de baja reactividad química , son más reactivos que los alcanos .
Los éteres especializados como epóxidos , cetales y acetales son clases de éteres no representativos y se analizan en artículos separados. Las reacciones importantes se enumeran a continuación. [4]
Escote [ editar ]
Aunque los éteres resisten la hidrólisis, son escindidos por ácido bromhídrico y ácido yodhídrico . El cloruro de hidrógeno escinde los éteres solo lentamente. Los éteres metílicos normalmente producen haluros de metilo:
- ROCH 3 + HBr → CH 3 Br + ROH
Estas reacciones proceden a través de intermedios de onio , es decir, [RO (H) CH 3 ] + Br - .
Algunos éteres experimentan una ruptura rápida con tribromuro de boro (incluso se usa cloruro de aluminio en algunos casos) para dar el bromuro de alquilo. [5] Dependiendo de los sustituyentes, algunos éteres se pueden escindir con una variedad de reactivos, por ejemplo, una base fuerte.
Formación de peróxido [ editar ]
Cuando se almacenan en presencia de aire u oxígeno, los éteres tienden a formar peróxidos explosivos , como el hidroperóxido de éter dietílico . La reacción se acelera con luz, catalizadores metálicos y aldehídos.. Además de evitar condiciones de almacenamiento que puedan formar peróxidos, se recomienda, cuando se utiliza un éter como disolvente, no destilarlo hasta sequedad, ya que los peróxidos que se hayan formado, al ser menos volátiles que el éter original, se concentrarán. en las últimas gotas de líquido. La presencia de peróxido en muestras viejas de éteres puede detectarse agitándolas con una solución recién preparada de un sulfato ferroso seguido de la adición de KSCN. La aparición de color rojo sangre indica la presencia de peróxidos. Las peligrosas propiedades de los peróxidos de éter son la razón por la que el éter dietílico y otros éteres que forman peróxido como el tetrahidrofurano (THF) o el éter dimetílico de etilenglicol (1,2-dimetoxietano) se evitan en los procesos industriales.
Bases de Lewis [ editar ]
Los éteres sirven como bases de Lewis . Por ejemplo, el éter dietílico forma un complejo con trifluoruro de boro , es decir, eterato de dietilo (BF 3 · OEt 2 ). Los éteres también se coordinan con el centro de Mg en los reactivos de Grignard . El éter cíclico thf es más básico que los éteres acíclicos. Forma complejos con muchos haluros metálicos.
Alfa-halogenación [ editar ]
Esta reactividad es similar a la tendencia de los éteres con átomos de hidrógeno alfa a formar peróxidos. La reacción con el cloro produce alfa-cloroéteres.
Síntesis [ editar ]
Los éteres se pueden preparar mediante numerosas rutas. En general, los éteres de alquilo se forman más fácilmente que los éteres de arilo, requiriendo a menudo las últimas especies catalizadores metálicos. [7]
La síntesis de éter dietílico por reacción entre etanol y ácido sulfúrico se conoce desde el siglo XIII. [8]
Deshidratación de alcoholes [ editar ]
La deshidratación de alcoholes produce éteres: [9]
- 2 R – OH → R – O – R + H 2 O a alta temperatura
Esta reacción de sustitución nucleofílica directa requiere temperaturas elevadas (alrededor de 125 ° C). La reacción es catalizada por ácidos, generalmente ácido sulfúrico. El método es eficaz para generar éteres simétricos, pero no asimétricos, ya que cualquiera de los OH puede protonarse, lo que daría una mezcla de productos. El éter dietílico se produce a partir de etanol mediante este método. Los éteres cíclicos se generan fácilmente mediante este enfoque. Las reacciones de eliminación compiten con la deshidratación del alcohol:
- R – CH 2 –CH 2 (OH) → R – CH = CH 2 + H 2 O
La ruta de deshidratación a menudo requiere condiciones incompatibles con moléculas delicadas. Existen varios métodos más suaves para producir éteres.
Síntesis de éter de Williamson [ editar ]
Desplazamiento nucleofílico de haluros de alquilo por alcóxidos
- R – ONa + R′ – X → R – O – R ′ + Na X
Esta reacción se llama síntesis de éter de Williamson . Implica el tratamiento de un alcohol parental con una base fuerte para formar el alcóxido, seguido de la adición de un compuesto alifático apropiado que tenga un grupo saliente adecuado (R – X). Los grupos salientes (X) adecuados incluyen yoduro , bromuro o sulfonatos . Este método generalmente no funciona bien con haluros de arilo (p. Ej., Bromobenceno, ver condensación de Ullmann a continuación). Asimismo, este método solo ofrece los mejores rendimientos para haluros primarios. Los haluros secundarios y terciarios son propensos a sufrir la eliminación de E2 al exponerse al anión alcóxido básico usado en la reacción debido al impedimento estérico de los grandes grupos alquilo.
En una reacción relacionada, los haluros de alquilo experimentan un desplazamiento nucleofílico por los fenóxidos . El R – X no se puede utilizar para reaccionar con el alcohol. Sin embargo, se pueden usar fenoles para reemplazar el alcohol mientras se mantiene el haluro de alquilo. Dado que los fenoles son ácidos, reaccionan fácilmente con una base fuerte como el hidróxido de sodio para formar iones fenóxido. El ion fenóxido sustituirá entonces al grupo –X en el haluro de alquilo, formando un éter con un grupo arilo unido a él en una reacción con un mecanismo S N 2 .
- C 6 H 5 OH + OH - → C 6 H 5 –O - + H 2 O
- C 6 H 5 –O - + R – X → C 6 H 5 O
Condensación de Ullmann [ editar ]
La condensación de Ullmann es similar al método de Williamson, excepto que el sustrato es un haluro de arilo. Tales reacciones generalmente requieren un catalizador, como el cobre.
Adición electrofílica de alcoholes a alquenos [ editar ]
Los alcoholes se agregan a los alquenos activados electrofílicamente .
- R 2 C = CR 2 + R – OH → R 2 CH – C (–O – R) –R 2
Se requiere catálisis ácida para esta reacción. A menudo, el trifluoroacetato de mercurio (Hg (OCOCF 3 ) 2 ) se utiliza como catalizador para la reacción que genera un éter con regioquímica de Markovnikov . Usando reacciones similares, los éteres de tetrahidropiranilo se usan como grupos protectores para alcoholes.
Preparación de epóxidos [ editar ]
Los epóxidos se preparan típicamente por oxidación de alquenos. El epóxido más importante en términos de escala industrial es el óxido de etileno, que se produce por oxidación del etileno con oxígeno. Otros epóxidos se producen por una de dos vías:
- Por oxidación de alquenos con un peroxiácido como el m -CPBA .
- Por la sustitución nucleofílica intramolecular de una base de una halohidrina.
Éteres importantes [ editar ]
| Óxido de etileno | Un éter cíclico. También el epóxido más simple . | |
| Dimetil éter | Gas incoloro que se utiliza como propelente en aerosol . Un combustible alternativo renovable potencial para motores diesel con un índice de cetano tan alto como 56–57. | |
| Éter dietílico | Líquido incoloro de olor dulce. Un solvente común de bajo punto de ebullición (pe 34,6 ° C) y un anestésico temprano . Utilizado como fluido de arranque para motores diesel. También se utiliza como refrigerante y en la fabricación de pólvora sin humo , junto con su uso en perfumería . | |
| Dimetoxietano (DME) | Un solvente miscible en agua que se encuentra a menudo en las baterías de litio (pe 85 ° C): | |
| Dioxano | Un éter cíclico y disolvente de alto punto de ebullición (pe 101,1 ° C). | |
| Tetrahidrofurano (THF) | Un éter cíclico, uno de los éteres simples más polares que se utiliza como disolvente. | |
| Anisol (metoxibenceno) | Un éter arílico y un componente principal del aceite esencial de semilla de anís . | |
| Éteres de corona | Poliéteres cíclicos que se utilizan como catalizadores de transferencia de fase . | |
| Polietilenglicol (PEG) | Un poliéter lineal, p. Ej. Utilizado en cosmética y farmacéutica . | |
| Polipropilenglicol | Un poliéter lineal, p. Ej. Utilizado en poliuretanos . | |
| Factor activador de plaquetas | Un éter lípido , un ejemplo con un éter en sn-1, un éster en sn-2 y un éter inorgánico en sn-3 del andamio de glicerilo. |
Ver también [ editar ]
- Ester
- Éter lípido
- Adicción al éter
- Ether (canción)
- Historia de la anestesia general
- Inhalador
Referencias [ editar ]
- ^ IUPAC , Compendio de terminología química , 2ª ed. (el "Libro de oro") (1997). Versión corregida en línea: (2006–) " ethers ". doi : 10.1351 / goldbook.E02221
- ^ Patai, Saul, ed. (1967). El enlace del éter (1967) . doi : 10.1002 / 9780470771075 . ISBN 9780470771075.
- ↑ Vojinović, Krunoslav; Losehand, Udo; Mitzel, Norbert W. (2004). "Agregación de diclorosilano-dimetil éter: un nuevo motivo en la formación de aductos de halosilano". Dalton Trans. (16): 2578-2581. doi : 10.1039 / b405684a . PMID 15303175 .
- ^ Wilhelm Heitmann, Günther Strehlke, Dieter Mayer "Éteres, alifáticos" en Enciclopedia de química industrial de Ullmann Wiley-VCH, Weinheim, 2002. doi : 10.1002 / 14356007.a10_023
- ^ JFW McOmie y DE West (1973). "3,3'-Dihidroxilbifenilo" . Síntesis orgánicas .; Volumen colectivo , 5 , p. 412
- ^ FACotton, SADuraj, GLPowell, WJRoth (1986). "Estudios estructurales comparativos de los solvatos de tetrahidrofurano de cloruro de metal (III) de transición temprana de primera fila". Inorg. Chim. Acta . 113 : 81. doi : 10.1016 / S0020-1693 (00) 86863-2 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ Frlan, Rok; Kikelj, Danijel (29 de junio de 2006). "Progresos recientes en la síntesis de diaril éter". Síntesis . 2006 (14): 2271–2285. doi : 10.1055 / s-2006-942440 .
- ^ Chisholm, Hugh, ed. (1911). . Encyclopædia Britannica . 9 (11ª ed.). Prensa de la Universidad de Cambridge. pag. 806.
- ^ Clayden; Greeves; Warren (2001). Química orgánica . Prensa de la Universidad de Oxford. pag. 129 . ISBN 978-0-19-850346-0.
