Эфиры (общие сведения, физические, химические и фармакологические свойства, применение в медицине и фармации)
Общие сведения
Эфиры (от греческого слова Aethеr - эфир, небо, воздух) (простые эфиры) - это производные спиртов, энола и фенолов (общая формула R-O-R '). Если радикалы одинаковы, то эфиры - симметричные, если разные - несимметричные или смешанные. В зависимости от природы радикалов различают диалкил, диарилови, дициклоалкилови, арилалкил, алкилвинилови и др. К эфиры относятся также Глим, карбитолы, целлозоли и некоторые гетероциклические соединения (1,4-диоксан, оксиран, оксолан, тетрагидрофуран и т.п.).
Названия эфиров образуют от названий углеводородных радикалов путем добавления суффикса -ный и слова «эфир», например, СН3-О-СН3 - диметиловый эфир, СН3-О-С2Н5 - метилетиловий эфир.
Эфиры рассматривают как алкокси-, циклоалкокси-, арилоксипроизводные углеводородов, в этом случае сложнее радикал считается родоначальной структурой: CH3-О-СН 2 СН 3 - метоксиетан, С2Н5О-С3Н7 - этоксипропан, С6Н5-ОСН3 - метоксибензол.
Некоторые эфиры имеют тривиальные названия: С6Н5-ОСН3 - анизол, С6Н5-С2Н5 - фенетол, 2-СН3ОС6Н4ОН - гваякол. Диметиловый и метилэтиловый эфиры при обычных условиях являются газами. Все остальные эфиры - это бесцветные жидкости или кристаллические вещества с приятным или характерным «эфирным» запахом, плохорастворимые в воде, хорошо - в органических растворителях (таблица).
Физические, химические и фармакологические свойства
Таблица. Свойства эфиров
| Формула | Название | Ткип, оС | Тпл, оС |
| СН3ОСН3 | Диметиловый эфир (метоксиметан) | -23.7 | -138,5 |
| СН3ОС2Н5 | Метилетиловый эфир (метоксиетан) | 8 | - |
| С2Н5ОС2Н5 | Диэтиловый эфир (этоксиэтан) | 34,6 | -116,3 |
| С2Н5ОСН = СН2 | метилвиниловый эфир (этоксиэтилен) | 36 | - |
| С3Н7ОС3Н7 | Дипропиловый эфир (пропоксипропан) | 91 | -122 |
| С6Н5ОСН3 | Метоксибензол (анизол) | 155 | -37 |
| С6Н5ОС2Н5 | Этоксибензол (фенетол) | 172 | -33 |
| С6Н5ОС6Н5 | Дифениловый эфир (феноксибензол) | 259 | 27,5 |
Эфиры достаточно инертными веществами. Разведенные минеральные кислоты, водные растворы щелочей и щелочные металлы с ними не взаимодействуют. Реакционная способность виниловых и арилових эфиров обусловлена углеводородными радикалами. Через неразделенные пары электронов на атоме кислорода эфиры проявляют слабые основные свойства и с концентрированными минеральными кислотами образуют неустойчивые соли оксония.
[RR'-OH] + Cl-,
а с кислотами Льюиса - эфираты (RR'OBF3). Диалкиловые и алкилариловые эфиры разлагаются под действием НЕ к галогеналканами и соответствующего спирта или фенола:
СН3ОСН3 + НЕТ → СН3ОН + СН3И.
Диариловые эфиры устойчивы к действию концентрированной йодоводистой кислоты. Расщепление метил и этилалкиловых эфиров используют для количественного определения метокси- и этоксигруп (метод Цейзеля). Концентрированная H2SO4 превращает эфиры сложные субстанции серной кислоты, а виниловые эфиры в кислой среде гидролизуются до альдегидов или кетонов и спиртов:
Виниловые эфиры способны полимеризоваться, что используется в синтезе ВМС. При действии алкилнатрия или алкиллития на эфиры происходит β-элиминирования с образованием алкенов:
CH3CH2OCH2CH3 + RNa 1arrow.eps CH2 = CH2 + C2H5ONa + RH.
Арилалкил эфиры под действием H2SO4, AlCl3 изомеризируются в орто и пара-алкилзамещенные фенолы, а алилфенилови эфиры - в орто и пара-алилфенолы. При длительном стоянии эфиры окисляются кислородом воздуха с образованием взрывоопасных гидропероксидов R-O-OH и пероксидов R-O-O-R. Поэтому перед использованием простых эфиров необходимо делать пробу с раствором KI. Наличие пероксидов подтверждает буро-коричневый цвет раствора. Для разрушения эфирных пероксидов обрабатывают NaOH или восстановителями Na2SO3, FeSO4 и др. Для получения симметричных эфиров используют реакцию межмолекулярной дегидратации спиртов в присутствии концентрированной H2SO4 или других водозабирающих веществ. Важным методом синтеза симметричных и несимметричных эфиров реакция алкоголятов и фенолятов с алкилгалогенидами (реакция Вильямсона). Для синтеза арилалкиловых эфиров вместо арилгалогенидов можно применять диалкилсульфаты:
C6H5ONa + (CH3) SO4 C6H5OCH3 + CH3OSO3Na.
эфиры также образуются по реакции присоединения спиртов или фенолов к олефинов. При нагревании спиртов с ацетиленом получают алкилвиниловые эфиры
HC = -CH + HOCH2CH3 1arrow.eps CH2 = CH-O-C2H5.
Взаимодействие ацетилена с диазометаном приводит к образованию алкил- и арилметиловых эфиров.
Применение в медицине и фармации
Диэтиловый эфир применяют для изготовления настоев, экстрактов некоторых лекарственных форм для наружного применения, ограниченно - в хирургической практике для наркоза. Его смесь с этанолом в пропорции 1: 3 под названием капель Гофмана используют при головокружении. Бутилвиниловый эфир является исходным продуктом синтеза поливинилбутилового эфира, который применяют при фурункулах, трофических язвах, ожогах, обморожениях (бальзам М.Ф. Шостаковского или винилин). К арилалкиловым эфирам можно отнести и димедрол, который применяют как антигистаминный препарат. Эфиры - растворители жиров, лаков и других органических соединений. Используются в производстве ароматических веществ, красителей.
Литература
- Химическая энциклопедия. В 5 т. - М., 1990. - Т. 5.
- Черных В.П., Зименковский Б.С., Гриценко И.С. Органическая химия / Под общ. ред. В.П. Черных. - второй изд. - Х., 2007.