Ether aus Alkoholen: Alkoholdehydratisierung und Williamson-Ethersynthese

Die beiden gebräuchlichsten Methoden zur Herstellung von Ethern aus Alkoholen sind die Alkoholdehydratisierung und die Williamson-Ethersynthese.

Die Alkoholentwässerung wird zur industriellen Aufbereitung von Ethern eingesetzt. Bei der Methode handelt es sich um eine säurekatalysierte Dehydratisierung von Alkoholen über den S_N2-Mechanismus.

Betrachten Sie die Dehydratisierung von Ethanol in Gegenwart von Schwefelsäure, um Diethylether zu erhalten.

Die Reaktion beginnt mit einem Protonentransfer vom sauren Katalysator in die Hydroxylgruppe des Ethanols, wodurch ein Oxonium-Ion entsteht. Der Protonentransfer wandelt Hydroxyl, eine arme Abgangsgruppe, in ein Oxoniumion um, eine bessere Abgangsgruppe.

Anschließend greift ein zweites Ethanolmolekül, das als Nukleophil fungiert, das Oxoniumion in einer S_N2-Reaktion an und verdrängt ein Wassermolekül, wodurch ein neues Oxoniumion entsteht.

Schließlich schließt der Protonentransfer vom neuen Oxonium-Ion auf das Wasser die Reaktion ab, wobei Ethoxyethan als Endprodukt entsteht.

Die Methode der Alkoholdehydratisierung beschränkt sich auf die Herstellung symmetrischer Ether, die aus primären Alkoholen gewonnen werden. Sekundäre und tertiäre Alkohole können nicht verwendet werden, da sie zu Alkenen dehydrieren.

Darüber hinaus ist das Verfahren für die Herstellung von asymmetrischen Ethern ungeeignet, da es ein Gemisch von Ethern ergibt.

Eine allgemeinere Methode zur Herstellung von Ethern ist die Williamson-Ethersynthese. Es handelt sich um einen zweistufigen Prozess, der einen wichtigen Weg zur Herstellung asymmetrischer Ether darstellt.

Ein konkretes Beispiel ist die Synthese von Ethoxypropan aus Propanol.

Die Reaktion beginnt mit der Alkoholdeprotonierung, bei der Propanol mit Natriumhydrid, einer starken Base, zu einem Alkoxidion reagiert.

Der zweite Schritt ist eine S_N2-Reaktion, bei der das Alkoxidion als Nukleophil wirkt und das Iodidion verdrängt, wodurch der Äther entsteht.

Bei der Williamson-Ether-Synthese werden Methyl- oder Primäralkylhalogenide als Substrate bevorzugt, da diese weniger behindert werden und eine hohe S_N2-Reaktivität aufweisen.

Im Gegensatz dazu werden sekundäre oder tertiäre Alkylhalogenide weniger bevorzugt, da sie stärker behindert werden und stattdessen eliminiert werden.