人名反應 · 反應機構

Williamson 醚合成

Williamson 醚合成是讓烷氧離子(或苯氧離子)與甲基或一級鹵烷進行 SN2 反應來製備醚。本例先以氫氧根使苯酚去質子化,再以碘甲烷使苯氧離子甲基化,得到苯甲醚。

Williamson 醚合成機構:氫氧根使苯酚去質子化;苯氧離子取代碘甲烷上的碘離子,生成苯甲醚。
Williamson 醚合成:總反應、每一步彎箭頭與重點。點一下即可在 MolDraw 中開啟並編輯。

總反應

R–O⁻ Na⁺ + R′–X → R–O–R′ + NaX(R′ = 甲基或一級烷基)

烷氧離子或酚氧離子取代甲基或一級鹵烷上的鹵素(SN2)。

逐步反應機構

  1. 苯氧離子。氫氧根移去酸性的 O–H 質子
  2. SN2。苯氧離子進攻甲基碳

每一步都逐一核對電子:彎箭頭恰好得到圖中所畫的結構。

開啟並編輯此反應機構

重點

  • 讓立體障礙大的一方作為烷氧離子,並搭配甲基或一級鹵化物。
  • 三級鹵化物會發生脫去(E2)而不是取代。
  • 醇(pKa ≈ 16)需要 NaH 等較強的鹼;酚(pKa 10)只需 NaOH。
  • 分子內版本可製備環醚(環氧化物、THF)。

JEE 與 NEET 考試重點

  • 把龐大的基團放在烷氧離子上,並使用甲基/一級鹵化物。
  • 三級鹵化物會生成烯類(E2)而不是醚:三級丁基甲基醚要由 (CH₃)₃CO⁻ + CH₃Br 製得,而不是 CH₃O⁻ + (CH₃)₃CBr。
  • 芳基鹵化物不能作為親電試劑:芳基醚應由苯氧離子 + 鹵烷製得。
  • 反應機構為 SN2:被進攻的碳構型翻轉。

常見問題

為什麼無法以 Williamson 合成製備二(三級丁基)醚?

任何組合都需要三級鹵化物,而它遇到強鹼性的烷氧離子會發生 E2 脫去。

哪種組合能得到苯甲醚?

苯氧化鈉 + 碘甲烷(或硫酸二甲酯)。甲氧離子 + 溴苯則不會反應。

Williamson 合成的反應機構是什麼?

烷氧離子的氧從背面以一步 SN2 進攻帶有鹵素的碳。

在 MolDraw 中繪製

上方按鈕會把完整圖示(總反應、編號的反應機構與重點)以一般可編輯結構開啟。你可以更換取代基、替原子重新上色,或匯出 PNG、SVG 或 chemfig 程式碼用於筆記與投影片。同一張圖也收錄在「Templates」面板的「Name reactions」中。