醚

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醚（Ether）是一种有机化合物，其特征为具有醚官能团。醚官能团是由一个氧原子连接两个烷基或芳基所形成，通式为：R–O–R。它还可看作是醇或酚羟基上的氢被烃基所取代的化合物。

乙醚是一种常见的醚类，它常用于有机溶剂与医用麻醉剂。由于其在化学中常用（乙醚是最常用的醚类溶剂），有时亦直接简称为“醚”。结构最简单的醚类则是二甲醚。醚类化合物的应用常见于有机化学和生物化学，它们还可作为糖类和木质素的连接片段。

## 结构和化学键

醚的结构通式为：R-O-R(R')、Ar-O-R或Ar-O-Ar(Ar')（R＝烃基，Ar＝芳烃基）。醚的键角约为110°，C-O键长为140pm，C-O键的旋转能垒的能量很小，而水、醇与醚分子中氧的键合能力也与此相似。根据价键理论，氧原子的杂化状态是sp3。

氧原子的电负度比碳更强，因此与氧连接的α氢原子酸性强于碳连接的α氢原子，然而其酸性比不上羰基α氢原子。

## 分类

醚可以根据醚键是否成环分为直链醚和环醚两大类。

分子中含有多个乙烯氧基（-CH2CH2O-）结构单元的大环醚称为冠醚。冠醚是一种大环多醚，因分子形状类似王冠而得名。

在直链醚中，氧原子所连结的两个烃基相同者被称为单醚，不同者被称为混醚，若含芳基者则被称为芳香醚。

## 命名

2-`[`苯氧基(烯丙氧基)甲爪基`]`氧杂环丙烷顾名思义是一种烯氧直链醚、苯氧直链醚兼三元环醚醚的普通命名法是于烃基后加上“醚”字，习惯上对称醚的“二”字可省略。醚的两个不同基团排列顺序通常是：先小基团后大则为：苯基或芳烃基在前。英文命名则按字母顺序。

遇到复杂的直链氧时，使用烃氧基（如烷氧基、烯氧基、苯氧基等）官能团命名。例如，“1,2-二(1-丙烯氧基)乙烷”（1,2-di(1-propenoxy)ethane）、“1,2-双(烯丙氧基)乙烷”（1,2-Bis(allyloxy)ethane）等等。

环醚则使用氧杂环命名法命名，但氧杂环丙烷通常用环氧基作用到烷烃的方式命名。遇到对称的冠醚时，还可命名为 x-冠-y，x代表环总原子数，y代表环中氧原子数。

## 物理性质

醚分子不能互相形成氢键，因此它们具有和醇类相比较低的沸点。醚具有微弱的极性，这是由于醚官能团中碳氧碳的键角约110度，而碳氧之间的极性差异没有抵消（不同于二硫化碳之类的线型分子）。醚类极性不如醇、酯与酰胺类化合物，但是强于烯烃的极性。醚氧原子的孤电子对使它有可能与水分子形成氢键。

环状醚类比如四氢呋喃和1,4-二𫫇烷能与水混溶，这是因为这类醚分子的氧原子比起烷基醚（链状醚）来说更暴露于分子之外，所以极性比起后者更大。

常见烷基醚的理化数据

醚｜结构｜熔点(°C)｜沸点 (°C)｜一升水当中的溶解度 H2O｜偶极矩 (D)

甲醚｜CH3-O-CH3｜-138.5｜-23.0｜70 g｜1,30

甲乙醚｜CH3-O-CH2CH3｜-113｜7.4

乙醚｜CH3CH2-O-CH2CH3｜-116.3｜34.4｜6.9 g｜1.14

正丁醚｜C8H18O｜−95｜141｜0.3

二叔丁醚｜C8H18O｜−61｜107.2

甲基叔丁基醚｜C5H12O｜−109｜55.2｜42

四氢呋喃｜O(CH2)4｜-108.4｜66.0｜互溶｜1.74

二氧六环｜O(C2H4)2O｜11.8｜101.3｜互溶｜0.45

## 反应

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醚类总体来说化学活性都较低，但强于烷烃（环氧化物、酮、缩醛参见各自条目）。

与醚相关的重要反应讲解如下：

### 醚的裂解

虽然醚不能轻易的发生水解反应，但于酸性条件下（如：氢溴酸或氢碘酸），可断裂为醇。盐酸条件下，断裂醚的速度非常慢。如：甲醚制备溴化甲烷：

ROCH3 + HBr → CH3Br + ROH

该类反应都是通过𬭩中间体进行，如：RO(H)CH3+Br-.

有些醚类能于三溴化硼条件中迅速分解，有时还可用更强的路易斯酸如：三氯化铝反应，制备溴代烷烃。这些都取决于取代基的不同，还有些醚类可在特定的试剂中发生裂解，如非常强的碱。

### 过氧化物

临近氧原子，含有CH基团的一级醚或二级醚易形成有机过氧化物，如：乙醚过氧化物。该反应需要氧气（或者空气）参与，且在光、金属和醛的催化下加速反应。得到的过氧化物在高温或高浓度下具爆炸性，因此操作二异丙基醚、四氢呋喃等醚类溶剂大多都不可蒸干，而厂商在分装醚类试剂也会放入一些稳定剂，防止大量产生过氧化物。

### 作为路易斯碱

醚类可作为路易斯碱及布仑斯惕碱。强酸与醚发生反应，可提供给醚氧原子一个质子，从而形成：“𬭩离子”，如：乙醚可以与三氟化硼形成络合物(BF3.OEt2)。醚还可与二价镁络合成格氏试剂。多聚醚都可与碱金属离子牢固的结合。

### α-卤化反应

该反应类似于醚的α氢原子发生过氧化的反应，如：单质氯制备α-氯化醚的反应。

## 合成

醚在实验室条件下可通过许多方法合成，以下枚举数种。

### 醇的脱水

醇可通过脱水反应制备醚：

2 R-OH → R-O-R +H2O（高温下）

该反应过程需要高温（通常在125°C）。该反应还需要酸的催化（通常为硫酸）。上述方法对于制备对称醚来说有效，但对于不对称醚却无能为力，如：乙醚易于通过此法制备，环醚也同样可用此方法制备（分子内脱水）。另外此方法还会引入一定的副产物，如分子内脱水产物：

R-CH2-CH2(OH) → R-CH=CH2 + H2O

另外此法只能合成一些简单的醚，对于复杂的分子醚类分子不太试用。对于复杂分子则需要更温和的条件来合成。

### 威廉森醚合成

卤化烃和醇盐发生亲核取代反应：

R-ONa + R'-X → R-O-R' + NaX

该反应称作：威廉姆逊合成。该反应通过用强碱处理醇，形成醇盐，而后与带有合适离去基团的烃类分子反应。这里的离去基团包括：碘、溴等卤素，或磺酸酯。该方法对于芳香卤代烃一般不适用（如：溴苯，参见Ullmann缩合）。该方法还只局限于一级卤代烃才可得到较好的收率，对于二级卤代烃与三级卤代烃则由于太易生成E2消除产物而不适用。

在相似的反应中，烷基卤代烃还可与酚负离子发生亲核取代反应。R-X虽不能与醇反应，但酚却能够进行该反应（酚酸性远高于醇），它可通过一个强碱，如：氢化钠先形成酚负离子再进行反应。酚可取代卤代烃中的X离去基团，形成酚醚的结构，该过程为SN2机理。

C6H5OH + OH- → C6H5-O- + H2O

C6H5-O- + R-X → C6H5OR

### Ullmann二芳醚合成

Ullmann二芳醚合成的反应很类似于威廉姆逊反应，不同之处在于底物是芳香卤代烃。该反应需要催化剂才能进行，如：铜。

### 醇对于烯烃的亲电加成反应

醇可与活化后的烯烃进行亲电加成：

R2C=CR2+ R-OH → R2CH-C(-O-R)-R2

该反应需要酸催化，三氟醋酸汞(Hg(OCOCF3)2)常可作为这种反应的催化剂，反应生成具有弗拉基米尔·瓦西里耶维奇·马尔科夫尼科夫（Markovnikov）立体化学的醚类。使用相似的反应条件，四氢吡喃醚（THP）可作为一种醇的保护基。

### 制备环氧化合物

环氧化合物通常由烯烃氧化制备。在工业生产中，最重要的环氧化合物是：环氧乙烷，它通过乙烯和氧气制备。其他的过氧化合物还可通过以下方法制备：

- 通过过氧酸和烯烃来制备，如：间氯过氧苯甲酸（mCPBA）。
- 通过卤化醇分子内的亲核取代反应来制备。

## 重要的醚

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｜环氧乙烷｜最小的环状醚。

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｜甲醚｜一种新型的可再生替代燃料，可以和十六烷以一定的比例混合作为柴油内燃机的燃料。

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｜乙醚｜一种常用的低沸点溶剂 (沸点：34.6°C)，早期用作麻醉剂。可以用作启动柴油发动机的燃料。

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｜二甲氧基乙烷(DME)｜一种高沸点溶剂 (沸点为 85°C)。

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｜二氧六环｜一种高沸点的环状的醚 （沸点为101.1°C）。

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｜四氢呋喃(THF)｜一种环状醚类，是有机合成当中极性最大醚类溶剂之一。

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｜茴香醚(苯甲醚)｜一种“芳香醚”，是大茴香种子精油的主要组分。

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｜冠醚｜环状多聚醚用来做相转移催化剂。

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｜聚乙二醇(PEG)｜一种线形的多聚醚，可以用作化妆品添加剂或者药物材料（其具有高水溶性，可以让一些非水溶性分子大大增加水溶性）。

## 外部链接

- ILPI page about ethers.
- An Account of the Extraordinary Medicinal Fluid, called Aether , by M. Turner, circa 1788, from Project Gutenberg