Dietyléter

Dietyléter (iné názvy: etyléter, éter, etoxyetán) je éter etanolu. Za normálnych podmienok ide o číru, bezfarebnú a extrémne horľavú kvapalinu s nízkym bodom varu a charakteristickou sladkastou vôňou. Je najrozšírenejším členom triedy zlúčenín, všeobecne nazývaných étery. Je izomérom butanolu. Dietyléter má chemický vzorec CH3-CH2-O-CH2-CH3. Je často používaným rozpúšťadlom a v minulosti tiež celkovým anestetikom. Vo vode sa rozpúšťa len obmedzene (6,9 g/100 ml). Difúzia dietyléteru vo vzduchu je 0,918·10−5 m2/s (298 K, 101,325 kPa).
Dejiny.
Zlúčeninu objavil buď Jābir ibn Hayyān v 8. storočí, alebo Alchymista Raimundus Lullusv roku 1275, ale neexistujú o tom v súčasnosti žiadne dôkazy. Látku prvýkrát syntetizoval Valerius Cordus v roku 1540 a nazval ju "olej sladkého vitriolu" ("oleum dulcis vitrioli") – to preto, že bol dietyléter pôvodne získaný destiláciou zmesi etanolu a kyseliny sírovej (známej ako "olej vitriolu"), a zaznamenal niektoré z jeho lekársky významných vlastností. Približne v rovnakom čase objavil Theophrastus Bombastus von Hohenheim, známy skôr ako Paracelsus, analgetické vlastnosti éteru. Názov "éter" dal látke August Siegmund Frobenius v roku 1730.
Metabolizmus.
Predpokladá sa, že je dietyléter metabolizovaný enzýmom zo skupiny cytochrómu P450.
Dietyléter inhibuje alkoholdehydrogenázu a preto spomaľuje metabolizmus etanolu. Inhibuje tiež odbúravanie iných látok vyžadujúcich oxidatívny metabolizmus.
Použitie.
Dietyléter je bežným laboratórnym rozpúšťadlom. Má obmedzenú rozpustnosť vo vode, preto sa často používa pre extrakciu kvapalina-kvapalina. Pretože má menšiu hustotu ako voda, vrstva dietyléteru je navrchu. Dietyléter sa využíva tiež ako rozpúšťadlo pre Grignardovu reakciu a pre mnoho ďalších reakcií využívajúcich organokovové reagenciá. Zvláštny význam má ako rozpúšťadlo pri výrobe celulózových plastov, napríklad acetátu celulózy. Dietyléter má vysoké cetánové číslo (85 – 96) a používa sa ako štartovacia kvapalina pre naftové a benzínové motory, vďaka jeho vysokej výparnosti a nízkej samozápalnej teplote. Z rovnakého dôvodu je tiež zložkou palivovej zmesi pre karburátorové motory zapaľované kompresiou (používané v leteckom modelárstve), kde sa mieša s petrolejom a ricínovým olejom v pomere 47% petroleja, 33% éteru a 20% ricínového oleja.
Použitie ako anestetikum.
William T. G. Morton sa zúčastnil prvej verejnej demonštrácie použitia éteru na anestéziu dňa 16. októbra 1846 v Ether Dome v Bostone. Crawford Williamson Long však jeho použitie ako celkového anestetika v chirurgii demonštroval súkromne úradníkom v Georgii už 30. marca 1842.
Éter sa niekedy používal namiesto chloroformu, pretože má vyšší terapeutický index, väčší rozdiel medzi odporúčaným dávkovaním a toxickým predávkovaním (~1,5 – 2,2). Z rovnakého dôvodu (a tiež vďaka nízkej cene) je stále preferovaným anestetikom v niektorých rozvojových krajinách.
Vďaka spojeniu s Bostonom sa používanie éteru stalo známe ako "Yankee Dodge".
Dnes je éter používaný len zriedkavo. Používanie horľavého éteru mizlo s tým, ako sa stali dostupnými nehorľavé anestetiká, napríklad halotán. Navyše má dietyléter množstvo nežiaducich vedľajších účinkov, napríklad postanestetickú nevoľnosť a zvracanie. Moderné anestetiká, napríklad metylpropyléter (Neothyl) a metoxyflurán (Penthran) majú tieto účinky podstatne menšie.
Použitie v medicíne (vonkajšie).
Zmes s etanolom sa používala v zdravotníctve ako dezinfekčný (a zároveň očisťujúci) prostriedok pod názvom éteralkohol.
Dietyléter je možné tiež použiť na anestéziu kliešťov pri ich odstraňovaní z kože. Dietyléter spôsobí uvoľnenie kliešťa, takže sa už hlavičkou nedrží v koži.
Použitie ako rekreačná droga.
Anestetické účinky éteru z neho robia rekreačnú drogu. Dietyléter nie je tak jedovatý ako iné rozpúšťadlá zneužívané ako rekreačné drogy. Fyzickú závislosť ale nespôsobuje, návyk však áno.
Éter zmiešaný s etanolom sa v 19. storočí, počas jedného zo západných ťažení proti konzumácii alkoholu, predával ako všeliek a rekreačná droga. Vtedy sa považovalo za neslušné, aby dámy požívali alkoholické nápoje, preto niekedy miesto nich konzumovali drogy s obsahom éteru. Jednou z vtedy predávaných látok bol liek proti kašľu zvaný Hoffmannove kvapky (tiež hoffmannské) s obsahom éteru a alkoholu. Éter je náročne používať samotný, preto sa pre rekreačné užívanie často miešal s inými drogami, napríklad etanolom. Je ho možné tiež užívať inhalačne. V oblasti Malej Litvy (na pravom pobreží dolného toku rieky Nemunas a na pobreží Kurského zálivu, najviac v litovských okresoch Šilutė a Tauragė) je dosť silne rozšírený zvyk užívať éter (tu ho nazývajú Anodia), najčastejšie nakvapkaný alebo naliaty na cukor. V tejto oblasti sa častejšie ako inde vyskytujú úmrtia po predávkovaní. Zdrojom éteru v tejto oblasti najčastejšie bolo a dosiaľ je pašeráctvo z Kaliningradskej oblasti Ruska. Podobným spôsobom ako v Malej Litve bol éter populárny tiež medzi Lemkami.
Vzhľadom na nemiešateľnosť éteru s vodou a ku skutočnosti, že sa v ňom výborne rozpúšťajú nepolárne organické zlúčeniny, sa používal tiež pri výrobe voľnej kokaínovej bázy a je uvedený v Tabuľke II Dohovoru OSN proti nedovolenému obchodovaniu s omamnými a psychotropnými látkami ako prekurzor.
Výroba.
Dietyléter sa len zriedkavo pripravuje v laboratóriách, pretože je to nebezpečné a éter je pre legálne laboratória ľahko dostupný. Väčšina dietyléteru vzniká ako vedľajší produkt hydratácie (vo fáze pár) etylénu na etanol. Tento proces využíva ako katalyzátor kyselinu fosforečnú na pevnom nosiči a je ho možné upraviť tak, aby vznikalo viac éteru, pokiaľ ho treba. Dehydratácia etanolu (vo fáze pár) na katalyzátore oxide hlinitom môže mať výťažnosť dietyléteru až 95 %.
Dietyléter je možné pripravovať v laboratóriách aj v priemyselnom meradle kyslou syntézou. Etanol sa zmieša so silnou kyselinou, typicky kyselinou sírovou H2SO4. Kyselina disociuje a spôsobuje vznik vodíkových iónov H+. Vodíkový ión protonuje elektronegatívny atóm kyslíka v molekule etanolu, čo dáva molekule kladný náboj:
Nukleofilný atóm kyslíka deprotonovaného etanolu substituuje molekulu vody z protonovanej (elektrofilnej) molekuly etanolu, čím vzniká voda, vodíkový ión a dietyléter.
Reakcia musí prebiehať pri teplotách pod 150 °C, aby bolo zaistené, že produktom tejto reakcie nie je eliminačný produkt (etylén). Pri vyšších teplotách sa etanol dehydratuje na etylén. Reakcia, pri ktorej vzniká dietyléter, je spätná, takže sa nakoniec vytvorí rovnováha medzi reaktantmi a produktmi. Pre dobrú výťažnosť je potrebné, aby sa éter oddestiloval z reakčnej zmesi skôr, ako sa prevedie späť na etanol (využitie Le Chatelierovho princípu).
Inou reakciou, ktorú je možné použiť na prípravu éterov, je Williamsonova éterová syntéza, kde alkoxid (pripravovaný rozpúšťaním alkalického kovu v alkohole) vykonáva nukleofilnú substitúciu na alkylhalogenide.
Bezpečnosť.
Dietyléter je náchylný na tvorbu peroxidov a môže tvoriť výbušný dietyléterperoxid. Peroxidy majú vyšší bod varu a po vyschnutí vybuchujú už pri slabom dotyku. Dietyléter sa preto typicky dodáva so stopovými množstvami antioxidantu BHT (2,6-di-terc-butyl-4-metylfenol), ktorý tvorbu peroxidov obmedzuje. Ako stabilizátor sa používa tiež fenidon v koncentrácii 0,001 % (10 ppm).. Pri uložení éteru na hydroxide sodnom sa vznikajúce peroxidy vyzrážajú. Vodu a peroxidy je možné odstrániť buď destiláciou sodíka a benzofenónu, alebo prechodom cez stĺpec aktivovaného oxidu hlinitého.
Dietyléter je extrémne horľavá látka. Je potrebné sa vyhnúť styku s otvoreným ohňom, ale aj s elektricky ohrievanými zariadeniami. Teplota samovznietenia je iba 170 °C, takže je možné dietyléter zapáliť aj iba horúcim povrchom bez plameňa či iskry. Bežnou praxou v chemických laboratóriách je pre ohrievanie alebo destiláciu éteru použitie pary (čo limituje teplotu do 100 °C).
Pri koncentrácii 200 ppm sú pary dietyléteru zistiteľné čuchom ako dráždivé. Do 400 ppm sa neprejavujú žiadne významné účinky. Koncentrácia 2 000 ppm už pôsobí ľahko narkoticky, koncentrácia 35 000 ppm (3,5%) vyvoláva počas 30 minút hlbokú narkózu.