醚 （Ether）

醚（Ether）
國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授

醚是有機化合物中的一類，含有醚基：一個氧原子連接兩個（取代）烷基或芳香基，通式為R-O-R’。一個典型的例子是二乙基醚，常用來當作溶劑且具麻醉性，簡稱為『乙醚』(ethoxyethane,乙氧基乙烷 CH3-CH2-O-CH2-CH3).

物理性質
醚類分子之間無法形成氫鍵，相較於類似的醇類，有相對低的沸點。然而，醚和互為同分異構物的醇間沸點差距，會隨著在碳鏈較長時顯得較小，因為此時疏水性的碳鏈比起氫鍵具有較高的主導性。
醚類具有低極性，因為官能基的C – O – C鍵角約為110度，C – O的偶極矩無法抵銷。醚類比烯烴較具有極性，但沒有像類似結構的醇類、酯類或醯胺類強。然而，在氧原子上的兩對孤對電子可以跟水分子間形成氫鍵，造成醇（例如：正丁醇，9.1mL/100mL水）和醚（乙醚，9.7mL/100mL水）的溶解度有相當的差異性。

環醚如四氫呋喃(THF)和1,4-環氧己烷與水完全互溶，因為相對於脂肪醚，有較多裸露的氧原子可以形成氫鍵。醚類可當作路易士鹼。舉例來說，乙醚會和硼化物形成錯合物，如三氟化硼-乙醚錯合物(BF3.OEt2)。在格里納試劑反應中，醚也會與鎂產生配位。

命名法
在國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的命名系統中，醚類依照通式「烴氧基烴」命名。舉例來說，CH3-CH2-O-CH3即是「甲氧基乙烷」。若醚類是在一個更複雜分子中的一部分，它會被描述成一個「烴氧-」取代基，所以-OCH3被視為甲氧基。較單純的烴基寫在前面，所以CH3-O-CH2CH3被叫做甲氧基(CH3O)乙烷(CH2CH3)。而另一種通俗命名法，先描述這兩個烴基再加上「醚」字，例如上面的例子以「乙基-甲基醚」命名。

類似結構
醚類不應與下列幾種同樣具有R-O-R結構的化合物混淆：
 氧原子在芳香環結構中的芳香族化合物，如呋喃。
 其中一個和氧相鄰的碳原子和氧或氮或硫連接的化合物。
1. 酯類 R-C(=O)-O-R
2. 縮醛類 R-CH(-O-R)-O-R
3. 胺類 R-CH(-NH-R)-O-R
4. 酐 R-C(=O)-O-C(=O)-R
第一級、第二級、第三級醚
「第一級醚」、「第二級醚」、「第三級醚」等用語，有時用來表示醚中，與氧原子相鄰的碳。在第一級醚中，此碳原子只和一個碳原子連接，如二乙基醚CH3-CH2-O-CH2-CH3。第二級醚的例子如二異丙基醚(CH3)2CH-O-CH(CH3)2。而第三丁基醚(CH3)3C-O-C(CH3)3為第三級醚的例子。

聚醚類
聚醚是含有超過一個醚基的化合物。雖然這個用語通常是指聚合物，如：聚乙二醇或聚丙二醇，但有時也包括一些低分子化合物，如：冠醚。
乙醚在實驗室中可以製備:
* 分子間的醇類脫水:
R-OH + R-OH → R-O-R + H2O…………分子間脫水
這個直接的反應需要苛刻的條件(加熱到140℃加上酸催化劑，通常使用濃硫酸)。但事實上只適合用來製造對稱醚，不適用於非對稱醚，因為這個反應會產生醚的混合物，以致於通常不用。如下所示：
3ROH + 3R’- OH → R-O-R + R’-或+ R’- O-R + 3H2O
另外，必須控制情況避免過度加熱到170℃，導致分子內脫水，產生烯烴化合物。另外，醇纇一定過量使用。
R-CH2- CH2(OH) → R-CH=CH2 + H2O…………分子內脫水
這樣的條件可能毀壞一些的官能基.因此還有其他較為溫和的方法來製備醚類。
※親核試劑取代烷基鹵化物
R-O- + R-X → R-O-R + x-
這反應稱 Williamson醚的合成，是由醇與強鹼作用，形成烷氧陰離子後加在鹵化烴上作用而得，其中鹵化烴含有適當的離去基，包括碘、溴、磺酸根都可以是離去基。但當烷換成芳香族(如溴苯[bromobenzene])時，這個方法則不適用，但如果離去基（leaving group）隔了一個(至少)碳鍵再接上苯環則反應照常進行。然而這個方法對於一級碳可得到不錯的產率，但對於二級碳及三級碳，由於立障的效應，烷氧陰離子則進行E2反應得到烯烴。而芳香醚的製備利用Ullmann condensation。

※苯酚陰離子對鹵烷的親核取代反應
鹵烷不與醇發生反應，但是酚則可與之作用，因為酚類呈酸性，所以容易和強鹼起反應(如NaOH)形成苯酚陰離子。苯酚離子會置換出在鹵烷中的離去基。為SN2反應機構。
HO-C6H5 + OH- → O–C6H5
O–C6H5 + R-X R-O-C6H5
※醇對烯類的親核加成反應
R2C=CR2 + R-OH → R2CH-C(-O-R)-R2
在這個反應需要酸催化，通常使用三氟乙酸汞(Hg(OCOCF3)2進行催化，得到的產物遵守馬可尼可夫法則。四氫呋喃可用來作為醇的保護基。
※環醚可由環氧化物來製備
以過氧化物氧化烯烴(如m-CPBA)。
分子內的親核置換反應。
※通常醚具有極低的化學活性。其有機反應有：
 水解
醚只在劇烈的條件下則能發生水解，例如與三溴化硼或氫溴酸一起煮沸。具有鹵素的無機酸如氫氯酸會裂解醚但是非常的緩慢。僅有氫碘酸和氫溴酸和醚反應的速率是觀察的到的。氯化鋁也可以裂解某些芳香醚。
 親核取代
環氧化物或三元環的環醚都對親核反應極為敏感，且極易以此方法進行反應。
 過氧化物的形成
一級醚和二級醚具有CH基，其靠近醚上的氧，在氧、光、金屬和醛類雜質催化反應下很容易形成具爆炸性的有機過氧化物 （如過氧化乙醚），非常危險。基於這個原因，在工業生產中都避免使用醚類溶劑(如乙醚和四氫呋喃)。