Main menu

Pages

الإيثرات : التسمية - التصنيف – التحضير - الخواص الفيزيائية – التفاعلات - Ethers

 


 

الإيثرات : التسمية - التصنيف – التحضير - الخواص الفيزيائية – التفاعلات - Ethers


الإيثرات Ethers  

الإيثرات هي مركبات  تتميز جزيئاتها بارتباط ذرة الأكسجين بذرتي كربون  مكونة ما يسمى بالرابطة الإيثيرية C-O-C     

 

التسمية

تسمى الإيثرات البسيطة عن طريق تسمية المجموعتين العضويتين المتصلتين بذرة الأكسجين ثم تتبع بكلمة إيثر Ether

 

أمثلة  

 

تسمى الإيثرات

كما  عند تسمية الإيثرات معقدة التركيب  أو التي بها أكثر  من رابطة إيثيرية فتسمى كمشتقات  Alkoxy  

 

تسمى الإيثرات

 

أمثلة  

 

تسمى الإيثرات

 

التصنيف

تصنف الإيثرات على حسب المجموعات العضوية المتصلة بذرة الأكسجين  إلى :- 

1               ـ إيثرات أليفاتية : وهي التي تتصل فيها ذرة الأكسجين  بمجموعتي ألكيل مثل : 

 

إيثرات أليفاتية

 

2               إيثرات أروماتية : تتصل فيها ذرة الأكسجين  بمجموعتي آريل أوتكون إيثرات حلقية  مثل : 

 

إيثرات أروماتية

 

3               إيثرات مختلطة : تتصل فيها ذرة الأكسجين  بمجموعة آريل ومجموعة ألكيل مثل : 

 

إيثرات مختلطة

 

4               إيثرات حلقية : تكون فيها الرابطة الإيثيرية جزًءً من الحلقة مثل : 

 

إيثرات حلقية

  

 

 

 

تحضير الإيثرات Preparation of ethers

1 ـ نزع الماء من الكحول : ويتم بإضافة حمض الكبريتيك وتسخين الكحول عند درجة حرارة 140oم . 

 

نزع الماء من الكحول

تعتبر هذه الطريقة محدودة في تحضير الإيثرات حيث تستخدم لتحضير الإيثرات المتماثلة من الكحولات الأولية فقط حيث ينتج ألكين بجانب الإيثر عند استخدام كحول ثانوي ، كما  عند استخدام كحول ثالثي لا يتكون الإيثر وذلك بسبب الإعاقة الفراغية لمجموعات الألكيل وعند استخدام كحولات أولية مختلفة لتحضير إيثر مختلط فأنه سينتج خليط من الإيثرات غير المتماثلة . 

 

نزع الماء من الكحول

  عند استخدام الإيثانول كمذيب وبتركيز عال مع tert-Butyl alcohol فأنه يتكون إيثر مختلط وبمردود 95% كما  يلي :- 

 

نزع الماء من الكحول


2              ـ اصطناع ويليامسون Williamson synthesis  نسبة للعالم الإنجليزي Alexander.W.Williamson حيث يعتبر من أهم الطرق لتحضير الإيثرات المختلطة وذلك بتفاعل هاليد الألكيل مع Sodium alkoxide أو Sodium phenoxide  

 

اصطناع ويليامسون Williamson synthesis

 

  

مبتدئًاً بالمركب n-Butane كيف تحصل على n-Butyl ether ؟  

 

مبتدئًاً بالمركب n-Butane كيف تحصل على n-Butyl ether ؟

 

ـ إضافة الكحول للألكين : 

يضاف الكحول للألكين في وجود حمض الكبريتيك المخفف كما  يلي :- 

 

ـ إضافة الكحول للألكين :

  ويضاف الكحول للألكين باستخدام أسيتات الزئبقيك Alkoxymercuration-reduction كما  يلي :- 

 

ـ إضافة الكحول للألكين :

 

تحضير الإيثرات الحلقية  

1ـ تحضير أكسيد الإيثيلين 

 أ ـ من مركبات  هالوهيدرين From halohydrin  

 

1ـ تحضير أكسيد الإيثيلين    أ ـ من مركبات  هالوهيدرين From halohydrin

 

ب ـ أكسدة الألكين : يصنع بإمرار الإيثيلين على الفضة كحفاز في الهواء الجوي وتحت ضغط ودرجة حرارة (200 ـ 400oم ) . 

 

ب ـ أكسدة الألكين : يصنع بإمرار الإيثيلين على الفضة كحفاز في الهواء الجوي وتحت ضغط ودرجة حرارة (200 ـ 400oم ) .

 

2 ـ تحضير الدايوكسان  

أ ـ من تقطير أكسيد الإيثلين مع حمض الكبريتيك المخفف . 

 

2 ـ تحضير الدايوكسان    أ ـ من تقطير أكسيد الإيثلين مع حمض الكبريتيك المخفف .

ب ـ يحضر بتقطير إيثيلين جلايكول مع حمض الكبريتيك المدخن Fuming sulphuric acid ( وهو عبارة عن حمض الكبريتيك مذاب فيه غاز SO3 )  

 

ب ـ يحضر بتقطير إيثيلين جلايكول مع حمض الكبريتيك المدخن Fuming sulphuric acid ( وهو عبارة عن حمض الكبريتيك مذاب فيه غاز SO3 )

 

تحضير الإيثرات الأروماتية  

 

تحضير الإيثرات الأروماتية

 

تحضير الإيثرات البنزيلية : تحضر من الكحول كما  يلي :- 

 

تحضير الإيثرات البنزيلية : تحضر من الكحول كما  يلي :-

 

الخواص الفيزيائية  

1 ـ درجة الغليان  : للإيثرات درجات غليان منخفضة نظرا لعدم مقدرتها على تكوين روابط هيدروجينية بين جزيئاتها حيث لاتوجد ذرة هيدروجين مرتبطة بذرة الأكسجين ، وبمقارنة درجات غليانها مع درجات غليان الألكانات المقابلة لها في الوزن الجزيئي نجد أن لها درجات غليان أعلى وذلك بسبب قطبية جزيئاتها . 

 


  

تتأثر قطبية الإيثرات بطول السلسلة الهيدروكربون ية حيث كلما ازداد طول السلسلة كلما قلت قطبية جزئ الإيثر وبالتالي تقترب درجات غليانها من درجات غليان الألكانات المقابلة لها في الوزن الجزيئي . 

 


درجات غليان الإيثرات أقل من درجات غليان الكحولات المقابلة لها في الوزن الجزيئي وذلك لمقدرة الكحولات على تكوين روابط هيدروجينية بين جزيئاتها . 

 


 

2 ـ الذوبانية  :  للإيثرات ذوبانية منخفضة في الماء حيث أنها تكون روابط هيدروجينية ضعيفة جدا مع هيدروجين الماء نظرا لحجم مجموعات الألكيل التي تعيق ارتباط ذرة الأكسجين  بذرة الهيدروجين  فمثلا نجد أن أعلى الإيثرات الأليفاتية ذوبانية هو Dimethyl ether حيث يذوب كل 37 حجم منه في حجم واحد من الماء وذلك بسبب صغر مجموعة المثيل وذوبانية  Diethyl ether والمتشكل الكحولي 1-Butanol هي نفسها تقريبًاً . 

 


  

وللإيثرات الحلقية المشبعة ذوبانية عالية جدًاً في الماء حيث يمتزج كل من الدايوكسان و THF بأي نسبة مع الماء (∞)  

 

Furan  إيثر غير مشبع THF إيثر مشبع ، فكيف تفسر قيم العزم القطبي ودرجتي الغليان لكل منهما ؟

Furan  إيثر غير مشبع THF إيثر مشبع ، فكيف تفسر قيم العزم القطبي ودرجتي الغليان لكل منهما ؟
يرجع انخفاض قيمة العزم القطبي للـ Furan رغم احتوائه على إلكترونات  π للرنين داخل الحلقة الذي يجعل الشحنة غير تمركزة على ذرة الأكسجين عكس THF الذي تكون فيه إلكترونات σ مشدودة تجاه ذرة الأكسجين ذات الكهروسالبية العالية وبالتالي يكون جزئ THF أعلى  قطبية وأعلى درجة غليان .


 

 

 

 


تفاعلات الإيثرات Reaction of ethers

تتفاعل الإيثرات مع الأحماض المعدنية القوية المركزة مثل HBr , HI , H2SO4 حيث تنكسر الرابطة الإيثيرية وتفسير مقدرة حمضي  HI , HBr على كسر الرابطة الإيثيرية هو أن أيوني البروم واليود نيوكلوفيلات أفضل من أيون الكلور بسبب الحجم . 

 

تفاعلات الإيثرات Reaction of ethers

  

تؤثر الإعاقة المجسامية على نواتج التفاعل حيث يتكون هاليد ألكيل  أولي في التفاعل السابق بسبب الإعاقة في جزئ الإيثر وفي التفاعل التالي يتكون الألكين بدًلاً من هاليد الألكيل . 

 

تفاعلات الإيثرات Reaction of ethers

عند ما يكون المركب الهيدروكسيلي الناتج كحول فأن التفاعل يعتمد على درجة الحرارة حيث يتفاعل مع الزيادة من الحمض على الساخن وينتج هاليد ألكيل ، كما  إذا كان التفاعل على البارد فلا يتفاعل الكحول الناتج مع الحمض ، كما  إذا كان فينولي فأنه لا يتفاعل مع الحمض

    

 

يمكن أن تتكسر الرابطة الإيثيرية في الإيثر البنزايلي باستخدام الهيدروجين بعملية تعرف باسم  Hydrogenolysis  وهي عبارة عن إضافة الهيدروجين على الرابطة الإيثيرية المنشطرة حيث يستخدم في هذا التفاعل حفاز مشابه للحفاز المستخدم في هدرجة روابط بآي في الألكينات والألكاينات مثل البلاديوم أو النيكل أو البلاتين . 

 

تفاعلات الإيثرات Reaction of ethers

يسمح الثبات الناتج عن الرنين لجذر البنزيل Benzyl radical بالتكون عن طريق كسر  الرابطة   C-O ، ويحدث تفاعل مشابه مع الكحولات البنزيلية فقط تحت نفس الظروف ويكون مردود هذا التفاعل عالِ جدًاً ،  ولا يحدث مع الكحولات غير البنزيلية ( o3 , o2 , o1) تحت نفس الظروف . 

    

تفاعلات الإيثرات Reaction of ethers

تتفاعل الإيثرات مع الماء في وجود حمض الكبريتيك المخفف والضغط وتنتج الكحولات المقابلة . 

 

تفاعلات الإيثرات Reaction of ethers

 

التفاعل مع الهالوجينات  : تتفاعل الإيثرات مع الكل ور والبروم باستبدال ذرة الهيدروجين المرتبطة بذرة الكربون المكونة للرابطة الإيثرية . 

 

التفاعل مع الهالوجينات  : تتفاعل الإيثرات مع الكل ور والبروم باستبدال ذرة الهيدروجين المرتبطة بذرة الكربون المكونة للرابطة الإيثرية .

وعند إجراء التفاعل في وجود الضوء يستبدل كل الهيدروجين الموجود في الإيثر . 

 

التفاعل مع الهالوجينات  : تتفاعل الإيثرات مع الكل ور والبروم باستبدال ذرة الهيدروجين المرتبطة بذرة الكربون المكونة للرابطة الإيثرية .

 

التفاعل مع ثلاثي بروميد البورون Boron tribromide   

 

التفاعل مع ثلاثي بروميد البورون Boron tribromide

 

 

تفاعلات الإيثرات الحلقية ( الإيبوكسيدات )    

تفاعلات فتح الحلقة  : إن الإجهاد العالي في الحلقة الثلاثية لجزئ الإيبوكسيد يجعل الحلقة ذات فاعلية أعلى تجاه الإحلال النيوآلوفيلي ويعتبر تفاعل فتح الحلقة لـ Ethylene oxide مهم جدًاً في التصنيع الكيميائي لما ينتج عنه من مواد لها استعمالات واسعة وفيما يلي بعض هذه المواد وأهميتها : 

 

1              ـ عند استخدام الماء في وجود حمض مركز فأن الرابطة C-O تنكسر وينتج Ethylene glycol الذي يستخدم كمانع للتجمد في مبردات السيارات . 

 

تفاعلات الإيثرات الحلقية ( الإيبوكسيدات )

2              ـ عند استخدام الكحولات بدًلاً من الماء تنتج مركبات  إيثر كحولية تعرف تجاريًاً باسم Cellosolves مثل 2-Methoxy ethanol الذي يضاف إلى وقود الطائرات النفاثة Jet fuels لمنع تكون البلورات الثلجية. 

 

تفاعلات الإيثرات الحلقية ( الإيبوكسيدات )

3              ـ عند إجراء التفاعل باستخدام الأمونيا ينتج Ethanol amine الذي يستخدم في نزع كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون من الغاز الطبيعي . 

تفاعلات الإيثرات الحلقية ( الإيبوكسيدات )



التفاعل مع هاليد الهيدروجين :   

 

التفاعل مع هاليد الهيدروجين :

إعادة ترتيب كلايزن Claisen rearrangement

عند تفاعل فينوكسيد الصوديوم مع بروميد الأليل ينتج أليل فينيل إيثر نتيجة لاصطناع ويليامسون .    

 

إعادة ترتيب كلايزن Claisen rearrangement

وعند تسخين الإيثر الناتج عند درجة حرارة ( 200- 250oم) تحدث إعادة ترتيب كلايزن . 

  

إعادة ترتيب كلايزن Claisen rearrangement

 

اكتب معادلة توضح إعادة ترتيب كلايزن للإيثر Butenyl phenyl ether -2 ؟ 

 

اكتب معادلة توضح إعادة ترتيب كلايزن للإيثر Butenyl phenyl ether -2 ؟

  

 

 

ما هو الناتج المتوقع من تفاعل البروم مع p-Methoxy toluene في وجود FeBr3 ولماذا؟ 

 

ما هو الناتج المتوقع من تفاعل البروم مع p-Methoxy toluene في وجود FeBr3 ولماذا؟

تتم الهلجنة بالبروم على ذرة الكربون المجاورة لمجموعة Methoxy حيث أنها أنشط وأقوى في التوجيه من مجموعة OR > alkyl > halide ) Methyl

 

 

عند سلفنة m-Methoxy toluene يعطي خليط من النواتج فما هي التراكيب البنائية المتوقعة لها مع الشرح ؟ 

    

عند سلفنة m-Methoxy toluene يعطي خليط من النواتج فما هي التراكيب البنائية المتوقعة لها مع الشرح ؟

لا يتكون هذا  الناتج



  وذلك بسبب الإعاقة الفراغية الناتجة عن المجموعتين على الحلقة .

 

 

 

 

    

كيف تجري التحويلات التالية ؟ 

  1) Anisole 1-Bromo-2-methoxy benzene

 

1) Anisole → 1-Bromo-2-methoxy benzene

           

  2) Benzene Phenetole

 

2) Benzene → Phenetole

 

 

 

 

 

المصادر

  • الكيمياء العضوية الحديثة . د عادل جرار  ، الطبعة الأولى (2002) / دار أويا للطباعة والنشر والتوزيع ـ طرابلس ـ الجماهيرية العظمى . 
  •   الكيمياء العامة . فريدريك لونجو . مترجم . منشورات الأردن . (1981) / مجمع اللغة العربي الأردني . 

  • Organic Chemistry / G. Patrick  . ( Second edition) , 2004 , BIOS Scientific , UK .
  • Organic Chemistry / G. Marc Loudon  . ( Fourth edition ) , 2002 , Oxford University Press , Inc . USA
  •   Stereochemistry /  David G. Morris  , 2001, Royal Society of Chemistry , UK .
  •  Organic Chemistry / Philip S. Bailey , Christina A. Bailey . ( Sixth edition ) ,  2000, Prentice-Hall , Inc . New Jersey .
  •  Organic Chemistry / Graham Solomons , Craig Fryhle . ( Seventh edition ) , 2000,  John Wiley & Sons .
  • Organic Chemistry / Thomas N. Sorrell , 1999, University Science Books .
  • Foundations of  Organic Chemistry / Michael Hornby , Josephine  Peach  , 1997,  Oxford University Press , Inc .  New York .
  • Textbook of Practical Organic Chemistry / Vogel's. ( Fifth edition ) , 1996,  Longman , Edinburgh Gate , UK .
  • Organic Chemistry / John McMurry . ( Fourth edition ) , 1996, T I P , Inc .USA
  • Organic Chemistry / Morrison , Boyd . ( Fifth edition ) , 1987,  Allyn  and  Bacon  , Inc .
  • Introduction to Organic Chemistry / Douglas Applequist , Charles Depuy , Kennth  L. Rinehart , (Third edition ) ,1982 , John Wiley & Sons , Inc .
  • Organic Chemistry " A Short Course " / Harold  Hart ,  Robert  D.  Schuetz .  ( Fifth edition ) , 1978 , Houghton Mifflin Company . USA .
  • Organic Chemistry / Douglas C. Neckers , Michael P. Doyle , 1977 , John Wiley  & Sons , Inc . USA .
  • Solution Manual /Douglas C. Neckers , Michael P. Doyle , Erich C, 1977 , John  Wiley & Sons , Inc .
  •  Fundamental Principal  Lecturer in Organic Chemistry / I. Finar, Sixth edition  ,1976, Longman , London .
  • Organic Chemistry / G. A. Taylor , 1975, Longman Group Limited , London .
  • Essential of Organic and Biochemistry / Donald  J. Burton , Joseph  I. Routh .   1974,  W. B. Saunders Company . Toronto , Canada .
  • Inorganic Chemistry , Principles of Structure  and  Reactivity  / James HuHeey ,  Ellen A. Keiter , Richard  L. Keiter  . ( Fourth edition ) , 1993, Harper Collins .
  • General Chemistry / James E. Brady . ( Fifth edition ) , 1990, John Wiley & Sons ,  Inc . Canada .
  • Chemical Principles / William L. Masterton , Emil J. Slowinski , Conrad  L.  Staitski . ( fifth edition ) , 1981, Holt-Saunders Japan , LTD .
  • General Chemistry / Luder , Zuffanti , Shepard , Vernon . ( Third edition ) , 1966,
  •  W. B. Saunders Company . London W. C. I
  • Biochemical Calculations / Irwin H. Segel . ( Second Edition ) , 1975



Comments

contents title