取代鹵素形成醚：威廉森合成 Substitution of Halogen to Form Ethers：Williamson Ether Sythesis

有機化學的基礎266

1.     「醇離子alkoxide ions」是很好的「親核性試劑」，能取代「鹵烷」的「鹵素離子」，產生新的「碳－氫」鍵；「醇離子」的製造方法，把「醇」放進「鹼」或「鹼金屬」：

2.     這個方法製造出來的「醚」，碳原子數比初始物質多，因此是更複雜的構造，這個反應稱為威廉森醚合成 Williamson ether synthesis，是SN2反應的直接應用，它把小型的初始物質組裝成更複雜的有機分子。

3.     因為威廉森醚合成反應需要走SN2反應路徑，當「鹵烷」是「一級」或「二級」的時候，會進行得比較順利。

4.     要用SN2這個路徑合成「第三級丁基乙基醚 t-butylethyl ether」，必須用「第三級丁醇離子 t-butoxide ion」作為「親核性試劑」，「乙基溴 ethyl bromide」作為「親電性試劑」。

5.     「乙醇離子」和「第三丁基溴」將無法產生「醚」，因為這條反應路徑的「過渡狀態」的取代基會擠在一起（crowing）。進行SN2反應時，載體的「第三級碳」的立體阻礙會提高過渡狀態的能量，使得競爭反應的速率相較之下更快。

6.     因此，「乙醇離子」與「第三丁基溴」反應時，「乙醇離子」扮演的角色就像「鹼」，造成「脫去反應」，製造出HBr產物。

7.     威廉森醚合成法，無法讓「第三級鹵烷」順利合成醚，至於「第二級鹵烷」，因為有競爭的脫去反應干擾，威廉森醚合成法只能產生少量的「醚」。

n   翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》