Простые эфиры. Краун-эфиры. Представления о межфазном катализе. Реакции простых эфиров

Введение

Простыми эфирами (этерами) называют соединения общей формулы ROR'. По номенклатуре ИЮПАК эфиры рассматриваются как алкоксиалканы. При этом больший радикал считается основным. Для простых эфиров чаще, чем для других классов соединений, применяется радикально-функциональная номенклатура. В этом случае названия образуют из названий радикалов R и R’, связ

анных с атомом кислорода, добавляя слово "эфир":

или или

этоксиэтан 2-метокси-2-метилпропан

(диэтиловый эфир) (трет-бутилметиловый эфир, ТБМЭ)

Хорошими протонными растворителями для проведения реакций являются целлозольв и метилцеллозольв. Хорошим растворителем для поведения реакций гидроборирования и для восстановления гидроборатом натрия является диглим.

2-метоксиэтанол 2-этоксиэтанол диэтиленгликольдиэтиловый эфир

(метилцеллозольв) (целлозольв) (диглим)

Широкое применение находят циклические эфиры:

окись этилена тетрагидрофуран тетрагидропиран 1,4-диоксан

Простые эфиры имеют ту же геометрию, что и Н2О (Гиллеспи). Валентный угол С-О-С соответстввует 112о для СН3ОСН3, что близко к тетраэдрическому углу и указывает на sp3-гибридизацию атома кислорода.

Молекулы простых эфиров не могут образовывать водородные связи между собой, и поэтому они значительно более летучи, чем спирты с тем же числом атомов углерода. Плотность эфиров меньше, чем воды. Их растворимость в воде, с которой они могут образовывать водородные связи почти такая же как и у изомерных им спиртов, например, диэтиловый эфир и 1-бутанол растворяются в воде в количестве примерно 8 г на 100 мл воды.

Эфиры химически довольно инертны и поэтому широко используются в качестве растворителей. Многие эфиры имеют приятный запах и используются в парфюмерии.

(а) (б) (в)

(г) (д)

Ответ:

(а) 2-метокси-2-метилпропани (трет-бутилметиловый эфир), (б) 2-метокси-2-метилпропани (трет-бутилэтиловый эфир), (в) транс-2-этоксициклогексанол, (г) метоксиэтен (винилметиловый эфир).

Краун-эфиры. Представления о межфазном катализе

Краун-эфирами (точнее краун-полиэфирами) называют макроциклические полиэфиры, содержащие несколько атомов кислорода в цикле. Формально их можно рассматривать как продукты циклоолигомеризации окиси этилена. В названиях краун-эфиров первая цифра указывает на размер цикла, а вторая определяет число атомов кислорода в цикле.

Уникальное свойство краун-эфиров состоит в способности образовывать комплексы с солями щелочных металлов. Эти комплексы получаются за счет электростатического взаимодействия.

15-краун-5 18-краун-6 дициклогексан-18-краун-6

Способность к комплексообразованию проявляется уже при синтезе краун-эфиров. Так при обработке гидроксидом калия смеси триэтиленгликоля и получаемого из него дихлорида (хлорекса) их молекулы координируясь располагаются в пространстве таким образом, что становится возможной циклизация:

(28)

хлорекс 18-краур-6

Выход краун-эфиров очень сильно зависит от природы катиона основания. Наиболее высокий выход 18-краун-6-полиэфира достигается при использова-нии алкоголятов калия. Это указывает на то, что катион выполняет роль матри-цы при образовании цикла. Размер цикла определяется координационным числом катиона щелочного металла. Координационное число К+ по отношению к кислородсодержащим лигандам равно шести, поэтому катион калия наиболее эффективен при получении 18-краун-6-полиэфира с шестью атомами кислоро-да в цикле.

Влияние катиона на размер образующегося цикла получило название матричного, или «темплатного», эффекта. Краун-полиэфиры вступают во взаимодействие с катионами типа гость-хозяин:

Краун-полиэфиры образуют стабильные комплексы с катионами переходных и непереходных металлов. Стабильность этих комплексов зависит от соответствия диаметра катиона размеру полости кольца, а также от координационного числа катиона металла.

ион Li+ Na+ K+ Rb+ Mg+ Ca+

диаметр, пм 136 194 266 294 164 286

(пикометр; 1 пм = 10-12 м или 1 пм = 0.01Å)

Краун-полиэфиры делают различные соли растворимыми в неполярных растворителях. Такие соли как KF, KCN и CH3COOK могут быть перенесены в апротонные растворители используя каталитические количества 18-краун-6 и эти соли смогут участвовать в реакциях нуклеофильного замещения с органическими субстратами:

 Скачать реферат