Williamson-Ethersynthese

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Die Williamson-Synthese (siehe auch Ethersynthese) dient der Herstellung von symmetrischen und unsymmetrischen Ethern. Sie wurde bereits im 19. Jahrhundert durch ihren Namensgeber Alexander W. Williamson entwickelt.[1] Die Williamson-Synthese ist ein Sonderfall der nucleophilen Substitution (SN), bei dem als Nucleophil ein Alkoholat (Alkyl-O, Aryl-O etc.) eingesetzt wird. Der Reaktionsmechanismus entspricht einer SN1- oder SN2-Reaktion:

Williamson ether synthesis

Die Williamson-Ethersynthese ist in ihrer technischen Durchführung ein zweistufiger Prozess. Zunächst muss aus der Alkoholkomponente ein Alkoholat hergestellt werden, zumeist durch Umsetzung des Alkohols mit elementarem Natrium oder Kalium. Alternativ kann auch mit den entsprechenden Hydriden Natriumhydrid oder Kaliumhydrid gearbeitet werden. Letztere Variante hat den Vorteil, dass die Hydride an feuchter Luft stabiler sind und als pulverförmige Stoffe besser wägbar sind.

In einem zweiten Schritt wird das Alkoholat mit dem Elektrophil umgesetzt. Als Elektrophile werden häufig die Alkylchloride, Alkylbromide oder Alkyliodide verwendet, auch Sulfonsäureester wie die der p-Toluolsulfonsäure oder der Methansulfonsäure sind gebräuchlich.

Ein geeignetes Lösungsmittel für die Reaktion ist entweder der Alkohol selbst oder ein anderes polares Lösungsmittel wie Dimethylsulfoxid (DMSO), Dimethylformamid (DMF) oder Hexamethylphosphorsäuretriamid (HMPT).

Da die Ether oft flüchtige Verbindungen sind, können sie meist während der Reaktion aus dem Reaktionsgemisch fortlaufend abdestilliert werden.

Ein Spezialfall der Williamson-Ethersynthese ist die Verwendung von Silber(I)-oxid zum Verethern von Alkoholen und Alkylhalogeniden.[2]

Williamson silveroxid.svg

Eliminierung statt Substitution[Bearbeiten]

Die Williamson-Ethersynthese gelingt in der Regel nicht mit tertiären Halogenalkanen. Beim Versuch, sie mit Alkoholaten zu Ethern umzusetzen, erfolgt statt der Williamson-Synthese (= Substitution) eine Eliminierung unter Bildung eines Alkens. So entsteht beispielsweise aus der Reaktion von 2-Iod-2-methylpropan mit Natriummethanolat das 2-Methyl-prop-1-en (Isobuten) und nicht der Ether:

Eliminierung statt Substitution

Ein Ether lässt sich auf diese Weise nur herstellen, wenn man ein tertiäres Alkoholat (z. B. tert-Butylat statt Methanolat) einsetzt.

Literatur[Bearbeiten]

  • Organikum, 16. Auflage, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften Berlin 1985, S. 198 ISBN 3-326-00076-6.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Henry M. Leicester, Herbert S. Klickstein: Theory of Aetherification. In: Philosophical Magazine 1850, 37, 350–356.
  2. Masato Tanabe, Richard H. Peters: (R,S)-Mevalonolactone-2-13C. In: Organic Syntheses, 1981, 60, S. 92, doi:10.15227/orgsyn.060.0092; Coll. Vol. 7 (1990), S. 386 (PDF).