醚

醚（ㄇㄧˊ）（漢語拼音：mí，英語：Ether）是具有醚官能团的一类有机化合物。醚官能团是由一个氧原子连接两个烷基或芳基所形成，醚的通式为：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。^[1]

醚的一般结构

不是所有结构为R-O-R'的化学物质都是一种醚。

醚类中最典型的化合物属：乙醚，它常用于有机溶剂与医用麻醉剂。由于其在化学中的常用性（乙醚是最常用的醚类提取溶剂），我们还有时将乙醚直接简称为“醚”。結構最簡單的醚类是二甲醚 。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。

氧原子的电负性比碳更强，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，氧原子所连接的两个烃基相同则称为：单醚； 两个烃基不相同则称为：混醚；两个烃基中有一个或两个是芳基的称为：芳香醚。

命名

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。冠醚的命名为 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1,4-二噁烷能与水混溶，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。

一些烷基醚的理化数据
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
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

 

乙醚过氧化物多聚体的结构

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：^[2]

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：甲醚制备溴代甲烷：

ROCH₃ + HBr → CH₃Br + ROH

该类反应都是通过鎓中间体进行，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。^[3]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：“鎓离子”，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-卤代反应

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-氯代醚的反应。

合成

醚在实验室条件下可通过许多方法合成：

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。

威廉姆逊醚合成

卤代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

主条目：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）。
• 通过卤代醇分子内的亲核取代反应来制备。

重要的醚

	环氧乙烷	最小的环状醚。
	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。
	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。
	二甲氧基乙烷(DME)	一种高沸点溶剂 (沸点为 85°C)。
	二氧六环	一种高沸点的环状的醚 （沸点为101.1°C）。
	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。
	茴香醚(苯甲醚)	一种“芳香醚”，是大茴香种子精油的主要组分。
	冠醚	环状多聚醚用来做相转移催化剂。
	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）。

参考文献

1. 國際純化學和應用化學聯合會，化學術語概略，第二版。（金皮書）(1997)。在線校正版: (2006–) "ethers"。doi:10.1351/goldbook.E02221
2. Heitmann, Wilhelm; Strehlke, Günther; Mayer, Dieter. Ethers, Aliphatic. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA (编). Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim, Germany: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 2000-06-15: a10_023. ISBN 978-3-527-30673-2. doi:10.1002/14356007.a10_023 （英语）. 
3. J. F. W. McOmie and D. E. West (1973). "3,3'-Dihydroxylbiphenyl". Org. Synth.; Coll. Vol. 5: 412. 

外部链接

• page about ethers.
• An Account of the Extraordinary Medicinal Fluid, called Aether （页面存档备份，存于互联网档案馆）, by M. Turner, circa 1788, from Project Gutenberg