醚的Williamson合成法

Williamson合成法是实验室中制备醚的最常见手段,其适用范围广泛,对称醚、非对称醚都可以用此法合成。考试的合成题中, 该方法也是频繁出现。

从本质上说,Williamson合成法其实就是卤代烃与醇钠或酚钠间发生的亲核取代反应:

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这里醇钠或酚钠作为亲核试剂,取代了底物卤代烃分子中的卤素原子,形成一根新的C-O键(上图中用红色标记)。 请注意这根新键的位置。遇上醚的合成,我们做逆合成分析时,其实就可以从这个位置,从氧的旁侧切开, 把目标醚分子断成两部分。含氧的部分来自于醇钠或酚钠,不含氧的部分自然来自于卤代烃。

当然,醚分子中总是存在两根C-O键,因此逆合成分析时总是存在两种可能,究竟哪种方式更适合,往往需要我们再 进一步判别。

例:合成甲基叔丁基醚(80版命名)/叔丁基甲基醚(17版命名)。
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从叔丁基一侧抑或从甲基一侧切开C-O键,逆合成分析存在两条思路。但若使用第一条路线,从叔丁基一侧切开的话, 则合成时需使用叔丁基溴这样的叔卤代烃与甲醇钠。而叔卤代烃我们很熟悉,消除倾向极高,醇钠本身又具有强碱性。 因此这两者相逢时,主要发生的将是消除,而不是我们希望的亲核取代成醚。故此路线不合适。

相反,若从甲基一侧切开,则卤代烃底物将是碘甲烷,不存在消除的可能,必然发生取代。至于叔丁醇钠,从叔丁醇 可以轻松制备。路线2将是合成目标产品的合适路线。

例:合成α-萘乙醚(80版命名)/乙基萘-1-基醚(17版命名)。
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同样存在从萘基一侧、从乙基一侧切断C-O键的两条路线,逆推情况如上图所示。若从萘基一侧切开,则卤代烃需使用 1-溴萘。而我们也知道芳香卤代烃卤素与芳环间存在共轭,C-X键键能较高,较难断开,实际很难与醇钠间发生亲核取代 反应,因此这条路线并不合适。

反之,从乙基一侧切开,通过α-萘酚钠与溴乙烷的反应,不存在任何困难。且酚钠较醇钠更易制备 (由于酚的酸性较水强,直接使用酚与NaOH的反应就可制备),因此该路线显然更优。