تفاعلات الإيثرات

ما هي تفاعلات الإيثرات؟

تتمتع الإيثرات بتفاعل كيميائي منخفض نسبيًا لكنّها لا تزال أكثر تفاعلًا من الألكانات وعلى الرغم من أنّها تقاوم عملية التحلل المائي إلا أنّها غالبًا ما تنقسم بواسطة الأحماض، ممّا يؤدي إلى تكوين هاليد ألكيل وكحول.

تميل الإيثرات إلى تكوين بيروكسيدات في وجود الأكسجين أو الهواء. الصيغة العامة لها هي (R – O – O – R) ويمكن أن تعمل الإيثرات كقواعد لويس وبرونستيد حيث تعمل على التبرع بالإلكترونات في التفاعلات أو قبول البروتونات ويمكن تكوين الإيثرات في المختبر من خلال تجفيف الكحولات عند درجة حرارة عالية والإزاحة النيوكليوفيلية لهاليدات الألكيل بواسطة ألكوكسيدات:

(R-ONa + R’-X → RO-R ‘+ NaX)

أو إضافة الكحول إلى الألكينات:

(R2C = CR2 + R-OH → R2CH-C (-OR) -R2)

على الرغم من أنّ الإيثرات خاملة نسبيًا تجاه التفاعل إلا أنّها عادةً ما تظهر خصائص مذيبة جيدة للعديد من المركبات العضوية غير القطبية. قوة الذوبان القوية هذه إلى جانب التفاعل المنخفض تجعل الإيثرات مذيبات جيدة لتشغيل التفاعلات. يعتبر الانقسام المحفز بالحمض والذي يحدث عندما يختلط حمض الهيدروديك (HI) مع الإيثر هو التفاعل الأكثر أهمية الذي تتعرض له الإيثرات ويستمر هذا التفاعل عبر آلية استبدال محبة للنواة.

تتفاعل إيثرات الألكيل الأولية والثانوية بواسطة آلية (S N2)، بينما تنقسم الإيثرات الثلاثية والبنزيلية والألكلية بواسطة آلية (S N1) وسيكون تفاعل (S N2) النموذجي هو تفاعل إيثيل أيزوبروبيل إيثر مع (HI). بالنسبة للتفاعلات من النوع (S N1) يتشكل هاليد الألكيل من جزء الجزيء الأصلي الذي يشكل الكاتيون الأكثر استقرارًا. وهكذا فإنّ تفاعل (t -) بيوتيل إيثيل إيثر مع (HI) يعطي (t -) بيوتيل يوديد وكحول إيثيل.

تفاعل الانقسام بالأحماض في الإيثرات:

التفاعل الأكثر شيوعًا للإيثرات هو انقسام رابطة (C – O) بواسطة الأحماض القوية. قد يحدث هذا بواسطة آليات (SN1) أو (E1) ويعتبر الحمض المترافق للإيثر وسيطًا في جميع هذه التفاعلات تمامًا كما كانت الأحماض المترافقة وسيطة في تفاعلات كحولية معينة.

تعتبر الإيثرات مركبات غير تفاعلية نسبيًا. ارتباط الإيثرات مستقر تمامًا تجاه القواعد والعوامل المؤكسدة والعوامل المختزلة. لذلك يجب أن نتذكر أنّه فيما يتعلق بترابط الإيثر تخضع الإيثرات لنوع واحد فقط من التفاعل وهو تفاعل انشقاق بالأحماض يحدث الانقسام فقط في ظل ظروف قاسية تمامًا مثل الأحماض المركزة (عادةً HI أو HBr) ودرجات الحرارة المرتفعة وينتج إيثر الديالكيل مبدئيًا هاليد ألكيل وكحول وقد يتفاعل هذا الكحول بشكل أكبر ويشكل مولًا ثانيًا من هاليد الألكيل.

إنّ الأكسجين الموجود في الإيثر أساسي على غرار أكسجين الكحول. لا شك في أنّ التفاعل الأولي بين الإيثر والحمض هو تكوين الإيثر البروتوني ويتضمن حدوث الانقسام.

تفاعلات الإيثرات التي تتأثر بمجموعة الألكيل:

• تفاعل الاحتراق: تعتبر الإيثرات شديدة الاشتعال وتشكل خلائط شديدة الانفجار مع الهواء الذي يعطي ثاني أكسيد الكربون والماء.

• تفاعل الهلجنة: تخضع مجموعة الألكيل لتفاعل إحلال مع الكلور أو البروم. المنتج الناتج هو الأثير المهلجن في غياب ضوء الشمس.ومع ذلك، في وجود ضوء الشمس فإنّه يحل محل جميع ذرات الهيدروجين من الإيثرات.

تفاعل الإيثر بسبب الأكسجين الإيثري:

تتصرف الإيثرات كقواعد لويس بسبب وجود زوجين منفردين من الإلكترونات على ذرة الأكسجين لذلك، فإنّها تشكل الأملاح مع الأحماض القوية وتعد أملاح الأكسونيوم قابلة للذوبان في محلول حامضي ويمكننا تسهيل تجديد الإيثر عن طريق التحلل المائي لهذه الأملاح. تشكل الإيثرات أيضًا معقدات تنسيق مع أحماض لويس مثل (AlCl₃) و(RMgX) وما إلى ذلك لذلك يمكننا استنباط حقيقة أنّ الإيثرات هي مذيبات جيدة جدًا لكواشف (Grignard).

تفاعل تكوين البيروكسيدات:

تشكل الإيثرات ارتباط بيروكسيد بالأكسجين عندما نعرضها للهواء أو الأكسجين المعالج بالأوزون في وجود ضوء الشمس أو الأشعة فوق البنفسجية. هذه البيروكسيدات شديدة السمية بطبيعتها إنّها سوائل زيتية وتتحلل بعنف حتى بتركيزات منخفضة لذلك، يجب أن نتأكد من عدم تبخر الإسترات حتى الجفاف لأنّه قد يؤدي ذلك إلى ردود فعل متفجرة.

إلى جانب ذلك، يجب علينا أيضًا التحقق من نقاء الإيثر قبل استخدامه كعامل مخدر حيث يعطي الإيثر غير النقي (الذي له ارتباط بيروكسيد) لونًا أحمر عند اهتزازه بكبريتات الأمونيوم الحديدية وثيوسيانات البوتاسيوم وقد يكون هذا مميتًا للمرضى الذين نجرب التخدير عليهم. يمكننا أن نجعل هذه الإيثرات خالية من روابط البيروكسيد بتقطيرها بحمض الكبريتيك عالي التركيز وأيضًا يمكننا التحقق من تكوين البيروكسيد عن طريق إضافة كمية قليلة من (Cu₂O) إلى الإيثر.