Synteza Williamsona – Wikipedia

. Synteza Williamsona jest reakcją organiczną tworzącą tlenku eteru z organicznej halogenu i alkoholu. Ta reakcja została opracowana przez Aleksandra Williamsona w 1850 roku ^{[[[ 2 ]} .
Ta reakcja jest ważna w historii chemii organicznej, ponieważ pomogła udowodnić strukturę tlenków eterowych.

Zazwyczaj reakcja ta implikuje jon alkoholowy reagujący z halogenurą alkilową lub halogenowaną pochodną (R-X) przez A S _N 2. Alkohol powstaje w wyniku aktywacji nukleofilowej z alkoholu. Aby ta synteza miała dobrą wydajność, alkilowo -halogeuura musi być pierwotna. Wydajność maleje wraz z wielkością R-X, ponieważ alkohol jest silną zasadą, dlatego nawet zimno wtórne i trzeciorzędowe R-X ulegają β-eliminacją. Ogólny mechanizm jest następujący ^{[[[ 3 ]} :

Należy pamiętać, że błędem jest wskazanie strzałki mechanizmu z tlenu bezpośrednio do grupy R ‘, która reprezentuje resztę cząsteczki, z tego powodu strzałka pojawia się na pośredniego C. (Atomy wodoru nie są reprezentowane.)

Przykładem jest reakcja między etanolanem sodu z chloroetanem z utworzeniem eteru dietylowego i chlorku sodu:

Na ⁺ C ₂ H ₅ O ^– + C ₂ H ₅ Cl → c ₂ H ₅ OC ₂ H ₅ + Na ⁺ Cl ^–

Synteza Williamsona ma dość szerokie spektrum użytkowania. Jest szeroko stosowany zarówno w laboratorium, jak i w branży i pozostaje najprostszą i najpopularniejszą metodą przygotowywania tlenków eterowych. Ta synteza łatwo przygotowuje się symetryczne i symetryczne etyki. W szczególności reakcja wewnątrzcząsteczkowa u halogenohydryn daje epoksydy.

W przypadku syntezy asymetrycznych eterów istnieje wybór między dwoma rodzajami odczynników (każda strona może początkowo być fluorogenną lub alkoholem), ogólnie wybieramy w zależności od dostępności odczynnika i jego reaktywności. Często można również zastosować syntezę Williamsona z dwóch alkoholi; Jeden z nich jest przekształcany w falogenera (ogólnie przy użyciu tosylanu), a następnie dwa odczynniki są ustawione w celu reagowania razem.

Alkohol może być pierwotny, wtórny lub trzeciorzędny. Z drugiej strony alkyant agenta musi być preferencyjnie pierwotny. Związki wtórne również reagują, ale ludzie trzeciorzędowi są na ogół zbyt duże podlegające reakcjom pasożytniczym, aby były przydatne. Grupa początkowa jest najczęściej fluenerem lub estrem sulfonianu zsyntetyzowanego dla potrzeby reakcji. Ponieważ warunki reakcji są raczej trudne, grupy ochronne są często stosowane w celu ochrony innych wrażliwych grup przed zastosowanymi cząsteczkami (na przykład innej grupy alkoholowej, grupy aminy).

Ponieważ jony alkoholu są bardzo reaktywne, są ogólnie przygotowywane bezpośrednio przed reakcją lub generowane na miejscu ; w laboratorium. Pokolenie to przeprowadza się przez reakcję alkoholu z bazą węglanową lub wodorotlenek potasu, podczas gdy w branży często stosuje się katalizator transferu fazowego. Można zastosować szeroki zakres rozpuszczalników, ale stawki dowodowe i rozpuszczalniki apolowe mają tendencję do znacznie zmniejszania szybkości reakcji, wynikającą z spadku wolnego nukleofilu. Z tego powodu na ogół używamy acetonitrylu i N W N -Dimétyloformamid.

Reakcja Williamsona jest zwykle przeprowadzana w 50– 100 ° C. I odbywa się w ciągu ośmiu godzin. Często całkowita transformacja początkowych odczynników jest trudna do osiągnięcia, a reakcje pasożytnicze są powszechne. Zasadniczo uzyskujemy wydajności od 50 do 90% w laboratorium, a prawie ilościowe konwersje są uzyskiwane przez procesy przemysłowe.

Kataliza na ogół nie jest konieczna w laboratorium. Jeśli jednak stosuje się niereaktywny środek alkilant (na przykład chlorek alkilu), szybkość reakcji można znacznie poprawić, dodając katalityczną ilość rozpuszczalnej soli jodku (umożliwiając przeniesienie halogenu, tworząc bardziej reaktywną pochodną jodku, A wariant reakcji Finkelsteina). W skrajnych przypadkach można dodać sole srebra, takie jak tlenek srebra (i) ^{[[[ 4 ]} :

Jon srebra (i) jest skoordynowany z grupą opuszczającą halogenurę, aby umożliwić łatwiejsze odejście. Można również stosować katalizatory transferu fazowego (takie jak bromek tetrabutyloamoniowy lub 18-bouronne-6) w celu zwiększenia rozpuszczalności alkoholowej, nadając mu miękki kontr-jone.

Reakcja Williamsona często konkuruje z podstawowym środowiskiem alkilującego agenta ^{[[[ 3 ]} , a charakter grupy opuszczającej, a także warunki reakcji (w szczególności temperatura i rozpuszczalnik) mogą mieć silny wpływ na ulubioną reakcję. W szczególności niektóre środki alkilujące mogą mieć strukturę, która powoduje, że sprzyjają reakcjom eliminacji.
Kiedy nukleofil jest aromatycznym alkoholem, reakcja Williamsona konkuruje z alkilacją cyklu.