11.3
Genel Bakış
Eterler organik bileşiklerden çeşitli yöntemlerle hazırlanabilir. Bunlardan bazıları aşağıda tartışılmaktadır,
Alkol Dehidrasyonuyla Eterl…
Alkollerden eter hazırlamak için en yaygın iki yöntem alkol dehidrasyonu ve Williamson eter sentezidir.
Alkol dehidrasyonu, eterlerin endüstriyel olarak hazırlanması için kullanılır. Yöntem,Sn2 mekanizması yoluyla alkollerin asit katalizli dehidrasyonunu içerir.
Dietil eter vermek için sülfürik asit varlığında etanolün dehidrasyonunu düşünün.
Reaksiyon, asit katalizöründen etanolün hidroksil grubuna bir proton transferi ile başlar ve bir oksonyum iyonu oluşturur. Proton transferi, zayıf bir ayrılan grup olan hidroksil'i daha iyi ayrılan bir grup olan bir oksonyum iyonuna dönüştürür.
Daha sonra, bir nükleofil görevi gören ikinci bir etanol molekülü, bir SN2 reaksiyonunda oksonyum iyonuna saldırırve bir su molekülünün yerini alarak yeni bir oksonyum iyonu oluşturur.
Son olarak, yeni oksonyum iyonundan suya proton transferi, reaksiyonu tamamlar ve nihai ürün olarak etoksietan verir.
Alkol dehidrasyon yöntemi, birincil alkollerden türetilen simetrik eterlerin hazırlanması ile sınırlıdır. İkincil ve üçüncül alkoller, alkenlere dehidre oldukları için kullanılamazlar.
Ek olarak, yöntem asimetrik eterlerin hazırlanması için uygun değildir, çünkü bir eter karışımı verir.
Eterleri hazırlamak için daha genel bir yöntem Williamson eter sentezidir. İki aşamalı bir işlemdir ve asimetrik eterlerin hazırlanması için önemli bir yol sağlar.
Spesifik bir örnek, propanolden etoksipropan sentezidir.
Reaksiyon, propanolün bir alkoksit iyonu oluşturmak için güçlü bir baz olan sodyum hidrit ile reaksiyona girdiği alkol deprotonasyonu ile başlar.
İkinci adım, alkoksit iyonunun bir nükleofil gibi davrandığı ve iyodür iyonunun yerini alarak eteri oluşturduğu bir SN2 reaksiyonudur.
Williamson eter sentezi, substrat olarak metil veya birincil alkil halojenürleri tercih eder, çünkü bunlar daha az engellenir ve yüksek SN2 reaktivitesinesahiptir.
Buna karşılık, ikincil veya üçüncül alkil halojenürler, daha fazla engellendikleri ve bunun yerine elimine edildikleri için daha az tercih edilir.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: How does acid-catalyzed alcohol dehydration produce ethers?
Acid-catalyzed alcohol dehydration begins with proton transfer from the acid catalyst to the hydroxyl group, forming an oxonium ion—a better leaving group than hydroxyl. A second alcohol molecule then attacks this oxonium ion via an SN2 mechanism, displacing water and forming a new oxonium ion. Final proton transfer to water yields the ether product.
Q2: Why is alcohol dehydration limited to primary alcohols and symmetrical ethers?
Secondary and tertiary alcohols preferentially dehydrate to alkenes rather than ethers because elimination competes favorably with substitution. Additionally, using different primary alcohols yields a mixture of ethers, making the method unsuitable for asymmetrical ether preparation. These limitations make alcohol dehydration practical only for symmetrical ethers from primary alcohols.
Q3: What is the Williamson ether synthesis and why is it more versatile?
Williamson ether synthesis is a two-step process that deprotonates an alcohol with a strong base like sodium hydride to form an alkoxide ion, which then undergoes an SN2 reaction with an alkyl halide to form the ether. This method is more versatile because it produces asymmetrical ethers and avoids the mixture problems and elimination side reactions associated with alcohol dehydration.
Q4: Why do methyl and primary alkyl halides work best in Williamson ether synthesis?
Methyl and primary alkyl halides are preferred substrates because they are less sterically hindered and exhibit high SN2 reactivity. Secondary and tertiary alkyl halides are more hindered and undergo elimination instead of substitution, reducing ether yield. The nucleophilic alkoxide ion attacks the carbon bearing the halide most effectively when steric hindrance is minimal.
Q5: What role does the alkoxide ion play in Williamson ether synthesis?
The alkoxide ion, formed by deprotonating an alcohol with a strong base, acts as the nucleophile in the SN2 reaction. It attacks the carbon of the alkyl halide, displacing the halide as a leaving group and forming the ether product. The alkoxide's strong nucleophilicity and basicity make it ideal for this substitution reaction.
Q6: How do temperature conditions affect alcohol dehydration outcomes?
Temperature significantly influences whether alcohol dehydration produces ethers or alkenes. At lower temperatures like 413 K with sulfuric acid, ethanol dehydration yields ethoxyethane. At higher temperatures around 443 K, the same reaction produces ethene instead. This temperature dependence reflects the competing pathways of substitution and elimination.
Q7: What is the mechanism difference between alcohol dehydration and Williamson synthesis?
Alcohol dehydration uses an acid catalyst to activate the hydroxyl group and proceeds via an SN2 mechanism where one alcohol acts as substrate and another as nucleophile. Williamson synthesis uses a strong base to deprotonate the alcohol first, then the resulting alkoxide nucleophile attacks an alkyl halide via SN2. Both follow SN2 mechanisms but differ in activation strategy and substrate requirements.