Actividad éteres y epóxidos

éteres y epóxidos

Química Orgánica

Madrigal Gutiérrez Evelyn Britania

Definición de éteres

En química orgánica y bioquímica, un éter es un grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos que contienen átomos de carbono, estando el átomo de oxígeno unido y se emplean pasos intermedios:

ROH + HOR' → ROR' + H2O Los éteres se caracterizan por su falta de reactividad química lo que les hace ser muy empleados como disolventes en un gran número de reacciones orgánicas. El éter de mayor importancia comercial es el dietil éter, llamado también éter etílico o simplemente éter.

éteres corona

Son aquellas moléculas que tienen varios éteres en su estructura y que además forman un ciclo se denominan éteres corona. En el nombre del éter corona, el primer número hace referencia al número de átomos que conforman el ciclo, y el segundo número, al número de oxígenos en el ciclo. Estos compuestos tienen orientados los átomos de oxígeno hacia el interior del ciclo, y las cadenas alquílicas hacia el exterior del ciclo, pudiendo complejar cationes en su interior. La importancia de este hecho es que estos compuestos son capaces de solubilizar sales insolubles en disolventes apolares. Dependiendo del tamaño y denticidad de la corona, esta puede tener mayor o menor afinidad por un determinado catión.

Estructuras de los éteres corona más importantes:

12-corona-4, 15-corona-5, 18-corona-6, difenil-18-corona-6, y diaza-18-corona-6

Definición de epóxidos

Los epóxidos son compuestos orgánicos formados por un átomo de oxígeno unido a dos átomos de carbono, que a su vez están unidos entre sí mediante un solo enlace covalente. Los epóxidos son líquidos a temperatura ambiente, incoloros y solubles en otros compuestos orgánicos como alcoholes, éteres o bencenos. La estructura general de un epóxido es la siguiente:

Propiedades físicas y químicas DE LOS éteres

VS

FÍSICAS

químicas

Los éteres presentan unos puntos de ebullición inferiores a los alcoholes, aunque su solubilidad en agua es similar. Dada su importante estabilidad en medios básicos, se emplean como disolventes inertes en numerosas reacciones. La importante solubilidad en agua se explica por los puentes de hidrógeno que se establecen entre los hidrógenos del agua y el oxígeno del éter.

Los éteres tienen muy poca reactividad química, debido a la dificultad que presenta la ruptura del enlace C—O. Por ello, se utilizan mucho como disolventes inertes en reacciones orgánicas. En contacto con el aire sufren una lenta oxidación en la que se forman peróxidos muy inestables y poco volátiles. Estos constituyen un peligro cuando se destila un éter, pues se concentran en el residuo y pueden dar lugar a explosiones.

Propiedades físicas y químicas DE LOS epóxidos

Propiedades físicas de los epóxidos:

Son compuestos polares con puntos de ebullición menores que los de los alcoholes y más altos que los éteres; son solubles en agua.

Propiedades químicas de los epóxidos:

Los epóxidos sufren con gran facilidad reacciones catalizadas por ácidos y pueden ser degradados por bases; los enlaces resultan más débiles que un éter ordinario y la molécula menos estable, por lo que generalmente se produce la apertura del anillo.

reacciones de éteres

Reacción Reacción de Arens-van DorpLa reacción de Arens-van Dorp o síntesis de Arens-van Dorp es un método de síntesis donde se hace reaccionar previamente un alquinil alquil éter con una base fuerte. Posteriormente, el alquinuro formado reacciona con el carbonilo de una cetona. El producto es un alcohol propargílico. Las bases más utilizadas son el amiduro de litio u organolitios (por ejemplo, el n-butilitio). Esta reacción es homóloga a una reacción de Grignard.

reacciones de éteres

Síntesis de éteres mediante aloximercuriación-desmercuriaciónEn el proceso de aloximercuriación-desmercuriación se añade una molécula de un alcohol a un doble enlace de un alqueno. Se obtiene un éter tal como se muestra a continuación:

Imagen. Aloximercuriación-desmercuriación

Si partimos del hexeno y lo hacemos reaccionar con acetato de mercurio en medio de etanol formaremos un éter mercurial, este éter al añadir boro hidruro de sodio los reduce y se forma el 2 metoxihexano como producto de mayor proporción debido a la orientación Markovnikov de la reacción.

Reacción de formación del 2-metoxihexano (producto Markovnikov)

reacciones de éteres

Síntesis de poliéteresLas poliéter sulfonas deben su nombre a la presencia de grupos éter y grupos sulfona en su cadena principal. Los polímeros de PES tienen altas temperaturas de transición vítrea (Tg), porque los grupos sulfona son muy rígidos. De hecho, la polifenil sulfona es tan rígida que no presenta temperatura de transición vítrea. Permanece dura como una roca hasta que se descompone aproximadamente a 500°C. Esto significa que no puede ser procesada. Para hacerla procesable, tenemos que hacer la cadena un poco más flexible, así el polimero se vuelve más dúctil a una temperatura razonable. Logramos esto introduciendo grupos flexibles en la cadena principal, es decir, enlaces éter.

Derivado del bisfenol A

reacciones de éteres

Se utiliza los enlaces derivados del bisfenol A para hacer la cadena más flexible. Este polímero tiene dos uniones éter en la unidad monomérica. Por esta razón se lo denomina más correctamente, una poliéter éter sulfona. La poliéter sulfona (o poliéter éter sulfona) se sintetiza al hacer reaccionar la sal sódica del bisfenol A con di-para-fluorofenilsulfona en un solvente como el dimetilsulfóxido (DMSO) entre 130 y 160°C.

Formación de póliéter sulfona

reacciones de epóxidos.

Reacción de Prileschajew Uno de los métodos más utilizados para la formación de epóxidos (éteres ciclicos u oxiranos) es la oxidación de alquenos mediante la reacción de Prileschajew. La reacción de Prileschajew, es una reacción concertada y se da con peroxiácidos (RCO3H).

reacciones de epóxidos.

Apertura de epóxidos en medio básico El ataque del nucleófilo se produce sobre el carbono menos sustituido y el oxígeno actúa como grupo saliente. La fuerza que impulsa esta reacción es la liberación de la tensión del anillo. Anillos de mayor tamaño no abren dado que no poseen dicha tensión anular.

Etapa 2. Equlibrio ácido-base con el agua del medio

Etapa 1. Ataque nucleófilo sobre el carbono menos sustituido

Otros ejemplos:

reacciones de epóxidos.

Reacciones de apertura de anillo epóxido - S N 1 vs S N 2, regioselectividad y estereoselectividad

Las reacciones de apertura del anillo pueden proceder por mecanismos S N 2 o S N 1, dependiendo de la naturaleza del epóxido y de las condiciones de reacción. Para el mecanismo S N 1, la estabilidad del intermedio cargado determina la regioselectividad. Para el mecanismo concertado S N 2, los esterinos son la consideración dominante. Si el epóxido es asimétrico, la estructura del producto variará según qué mecanismo domine. Cuando un epóxido asimétrico sufre solvolisis en metanol básico, la apertura del anillo ocurre por un mecanismo S N 2, y el carbono menos sustituido es el sitio de reacción nucleofílica, lo que lleva a lo que denominaremos producto B:

reacciones de epóxidos.

Reacciones de apertura de anillo epóxido - S N 1 vs S N 2, regioselectividad y estereoselectividad

Por el contrario, cuando ocurre la solvolisis en metanol ácido, la reacción ocurre por un mecanismo con carácter sustancial de S N 1, y el carbono más sustituido es el sitio de reacción. Como resultado, predomina el producto A.

Examinemos primero el caso básico, S N 2. El grupo lápida es un anión alcóxido, ya que no hay ácido disponible para protonar el oxígeno antes de la apertura del anillo. Un alcóxido es un grupo de salida pobre y, por lo tanto, es poco probable que el anillo se abra sin un 'empuje' del nucleófilo.

reacciones de epóxidos

Reacciones de apertura de epóxidos en el medio biológico:

aplicaciones de los éteres

Anestésico general

El éter tubo un inicio caótico en la medicina, siendo usado primeramente en forma gaseosa como una especie de droga de entretenimiento, especialmente popular en las mujeres, ya que estaba mal visto que estas tomaran alcohol, volviéndose rápidamente una alternativa.Su verdadero uso anestésico inició en la industria dental y rápidamente fue migrando al área quirúrgica, por su capacidad de inducir un sueño indoloro. Siendo el excéntrico William Morton el primero en utilizarla de manera general.

Antiinflamatorio

Si se quiere saber para qué sirve el éter con alcohol, la respuesta la tendremos en sus primeras aplicaciones médicas. El alcohol con éter era utilizado de manera frecuente como un método para reducir la hinchazón del vientre de una mujer luego de dar a luz, sirviendo también como anestésico local, siempre que fuera empleado de manera tópica y en bajas concentraciones.

aplicaciones de los éteres

Laboratorios docentes y veterinarios

Gracias a las propiedades anestésicas del éter, puede ser utilizado para su aplicación en fascinantes experimentos. Un ejemplo de ello es el uso de éter para adormecer moscas, las cuales luego son estudiadas con la intención de explicar sus procesos de reproducción y así ejemplificar de manera activa los principios de las leyes de Mendel asociadas a la genética hereditaria. En veterinaria, se aplica éter para adormecer a las garrapatas, comunes en muchos animales. Así se explican los procesos seguros de extracción.

En la industria

• El éter diffenilico por su alto punto de ebullición y su estabilidad térmica, se usa como líquido calefactor en instalaciones Industriales en lugar de vapor de agua a presión. El Producto Comercial Dowterm es una mezcla de éter difenilico y bifenilo
• Los poliéteres fenilicos, estos polimeros que se llaman policxifenilenos, son plásticos resistentes a temperaturas altas y aislantes eléctricos y se utilizan en planchas para televisores, automóviles y aparatos eléctricos.

aplicaciones de los epóxidos

Resinas epoxídicas

Se utilizan para lacas y esmaltes, para recubrimiento de metales y de pisos de laboratorio y fábricas químicas; por colada, se fabrican piezas eléctricas, y algunas compañías las utilizan, con rellenos de sílice, en sustitución de la porcelana para los aisladores de líneas eléctricas; también se usan para fabricar láminas para circuitos impresos y placas reforzadas con fibras de vidrio.

Además, son el adhesivo más eficaz para cerámica, vidrio, metales, etc. Por ello se usan en la construcción y en pequeños dosificadores, en el hogar; en general, el prepolímero y el endurecedor se venden separados y se mezclan en el momento de su aplicación. Es un producto caro y su uso se limita a casos de especial exigencia. Algunas industrias utilizan tetrabromo-bisfenol como copolímero para obtener resinas epoxi resistentes al fuego.

Bibliografía

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