Диэтиловый эфир - Википедия - Diethyl ether

Диэтиловый эфир
Формула скелета
Шариковая модель
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Этоксиэтан
Другие имена
Диэтиловый эфир; Детер; Этиловый эфир; Этилоксид; 3-оксапентан; Этоксиэтан; Диэтилоксид; Растворитель эфирный; Серный эфир
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
1696894
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.000.425 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 200-467-2
25444
КЕГГ
Номер RTECS
  • KI5775000
UNII
Номер ООН1155
Характеристики
C4ЧАС10О
Молярная масса74.123 г · моль−1
ВнешностьБесцветная жидкость
ЗапахСухой, ромовый, сладковатый запах[1]
Плотность0,7134 г / см3, жидкость
Температура плавления -116,3 ° С (-177,3 ° F, 156,8 К)
Точка кипения 34,6 ° С (94,3 ° F, 307,8 К) [2]
6,05 г / 100 мл[3]
бревно п0.98[4]
Давление газа440 мм рт. Ст. При 20 ° C (58,66 кПа при 20 ° C)[1]
−55.1·10−6 см3/ моль
1,353 (20 ° С)
Вязкость0.224 cP (25 ° С)
Структура
1.15 D (газ)
Термохимия
172,5 Дж / моль · К
253,5 Дж / моль · К
−271,2 ± 1,9 кДж / моль
-2732,1 ± 1,9 кДж / моль
Фармакология
N01AA01 (ВОЗ)
Опасности
Главный опасностиЧрезвычайно легковоспламеняющийся, вредный для кожи, разлагается до взрывоопасных перекисей в воздухе и на свету.[1]
Паспорт безопасностиВидеть: страница данных
Внешний паспорт безопасности материала
Пиктограммы GHSGHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS07: Вредно
Сигнальное слово GHSОпасность
H224, H302, H336
P210, P233, P240, P241, P242, P243, P261, P264, P270, P271, P280, P301 + 312, P303 + 361 + 353, P304 + 340, P312, P330, P370 + 378, P403 + 233, P403 + 235, P405, P501
NFPA 704 (огненный алмаз)
точка возгорания -45 ° С (-49 ° F, 228 К) [7]
160 ° С (320 ° F, 433 К)[7]
Пределы взрываемости1.9–48.0%[5]
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
73000 частей на миллион (крыса, 2 часа)
6500 частей на миллион (мышь, 1,65 ч)[6]
106000 частей на миллион (кролик)
76000 частей на миллион (собака)[6]
NIOSH (Пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
TWA 400 частей на миллион (1200 мг / м3)[1]
REL (Рекомендуемые)
Нет установленного REL[1]
IDLH (Непосредственная опасность)
1900 частей на миллион[1]
Родственные соединения
Связанный Эфиры
Диметиловый эфир
Метоксипропан
Родственные соединения
Диэтилсульфид
Бутанолы (изомер )
Страница дополнительных данных
Показатель преломления (п),
Диэлектрическая постоянная (εр), так далее.
Термодинамический
данные
Фазовое поведение
твердое тело – жидкость – газ
УФ, ИК, ЯМР, РС
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Диэтиловый эфир, или просто эфир, является органическое соединение в эфир класс по формуле (C
2ЧАС
5)
2О, иногда сокращенно Et
2О (видеть Символы псевдоэлементов ). Это бесцветный, очень летучий сладко пахнущий ("эфирный запах"), чрезвычайно горючая жидкость. Обычно используется как растворитель в лабораториях и как пусковая жидкость для некоторых двигателей. Ранее он использовался как общий наркоз, пока не были разработаны негорючие препараты, такие как галотан. Он использовался как рекреационный наркотик вызывать интоксикация. Это структурный изомер из бутанол.

Производство

Большая часть диэтилового эфира производится как побочный продукт паровой фазы. гидратация из этилен сделать этиловый спирт. Этот процесс использует твердые опоры фосфорная кислота катализаторы и может быть отрегулирован для производства большего количества эфира, если возникнет необходимость.[8] Паровая фаза обезвоживание этанола над некоторыми глинозем катализаторы могут дать выход диэтилового эфира до 95%.[9]

Диэтиловый эфир можно получить как в лабораториях, так и в промышленных масштабах путем синтеза кислого эфира.[10] Этиловый спирт смешивается с сильной кислотой, обычно серная кислота, H2ТАК4. Кислота диссоциирует в водной среде производят гидроксоний ионы, H3О+. Ион водорода протонирует то электроотрицательный атом кислорода этиловый спирт, давая молекуле этанола положительный заряд:

CH3CH2ОН + Н3О+ → CH3CH2ОЙ2+ + H2О

А нуклеофильный атом кислорода непротонированного этанола вытесняет молекула воды из протонированной (электрофильный ) молекула этанола, дающая воду, ион водорода и диэтиловый эфир.

CH3CH2ОЙ2+ + CH3CH2ОН → Н2O + H+ + CH3CH2ОСН2CH3

Эта реакция должна проводиться при температуре ниже 150 ° C, чтобы гарантировать, что продукт отщепления (этилен ) не является продуктом реакции. При более высоких температурах этанол дегидратируется с образованием этилена. Реакция образования диэтилового эфира обратима, поэтому в конечном итоге равновесие между реагентами и продуктами. Получение хорошего выхода эфира требует, чтобы эфир был отогнан из реакционной смеси до того, как он превратится в этанол, используя преимущества Принцип Ле Шателье.[нужна цитата ]

Другой реакцией, которую можно использовать для получения простых эфиров, является реакция Синтез эфира Вильямсона, в котором алкоксид (производится растворением щелочной металл в спирте, который будет использоваться) выполняет нуклеофильное замещение на алкилгалогенид.[нужна цитата ]

Использует

Он особенно важен в качестве растворителя при производстве целлюлозных пластиков, таких как ацетат целлюлозы.[8]

Топливо

Диэтиловый эфир имеет высокую цетановое число 85–96 и используется как пусковая жидкость в сочетании с нефтяными дистиллятами для бензиновых и дизельных двигателей[11] из-за его высокой волатильности и низкого точка возгорания. Пусковая жидкость на основе эфира продается и используется в странах с холодным климатом, поскольку она может помочь при холодном запуске двигателя при минусовых температурах. По той же причине он также используется как компонент топливной смеси для карбюраторные двигатели с воспламенением от сжатия. Этим диэтиловый эфир очень похож на один из его предшественников, этиловый спирт.[нужна цитата ]

Лаборатория использует

Диэтиловый эфир - это жесткий Основание Льюиса, которое реагирует с различными кислотами Льюиса, такими как I2, фенол и Al (CH3)3, а его базовые параметры в Модель ECW EB = 1.80 и CB = 1,63. Диэтиловый эфир - обычная лаборатория апротонный растворитель. Он ограничил растворимость в воды (6,05 г / 100 мл при 25 ° C[3]) и растворяет 1,5 г / 100 г (1,0 г / 100 мл) воды при 25 ° C.[12] Это, в сочетании с его высокой летучестью, делает его идеальным для использования в качестве неполярного растворителя в жидкость-жидкостная экстракция. При использовании с водным раствором слой диэтилового эфира находится сверху, поскольку он имеет нижнюю плотность чем вода. Это также обычный растворитель для Реакция Гриньяра в дополнение к другим реакциям с участием металлоорганических реагентов. Поскольку он применяется при производстве запрещенных веществ, он включен в прекурсор Таблицы II под Конвенция Организации Объединенных Наций о борьбе с незаконным оборотом наркотических средств и психотропных веществ а также такие вещества, как ацетон, толуол и серная кислота.[13]

Анестезиологическое использование

Панно из памятника в Бостоне, посвященного демонстрации Мортоном анестезирующего действия эфира.

Уильям Т. Г. Мортон участвовал в публичной демонстрации эфирного наркоза 16 октября 1846 г. Эфирный купол в Бостон, Массачусетс. Тем не мение, Кроуфорд Уильямсон Лонг теперь известно, что он продемонстрировал частное использование в качестве общий наркоз в хирургии чиновникам в Джорджии еще 30 марта 1842 года, и Лонг публично продемонстрировал использование эфира в качестве хирургического анестетика перед демонстрацией в Бостоне шесть раз.[14][15][16] Британские врачи знали об анестезирующих свойствах эфира еще в 1840 году, когда его широко прописывали вместе с опиумом.[17] Диэтиловый эфир в значительной степени вытеснил использование хлороформ как общий анестетик из-за более благоприятного эфира терапевтический индекс, то есть большая разница между эффективной дозой и потенциально токсичной дозой.[18]

Диэтиловый эфир не угнетает миокард скорее он стимулирует симпатическую нервную систему, что приводит к гипертонии и тахикардии. Он безопасно используется у пациентов с шоком, поскольку сохраняет рефлекс барорецепторов.[19] Его минимальное воздействие на угнетение миокарда, респираторный драйв, низкая стоимость и высокий терапевтический индекс позволяют ему продолжать использовать в развивающихся странах.[20] Диэтиловый эфир также можно смешивать с другими анестетиками, такими как хлороформ сделать C.E. смесь, или хлороформ и алкоголь сделать ТУЗ. смесь. В 21 веке эфир используется редко. Использование легковоспламеняющегося эфира было заменено негорючими анестетиками на основе фторированных углеводородов. Галотан был первым разработанным таким анестетиком, и другие используемые в настоящее время ингаляционные анестетики, такие как изофлуран, десфлуран и севофлуран, представляют собой галогенированные эфиры.[21] Было обнаружено, что диэтиловый эфир имеет нежелательные побочные эффекты, такие как тошнота и рвота после анестезии. Современные анестетики уменьшают эти побочные эффекты.[14]

До 2005 года он был на Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения для использования в качестве обезболивающего.[22][23]

Медицинское использование

Когда-то эфир использовался в фармацевтических препаратах. Смесь спирта и эфира, одной части диэтилового эфира и трех частей этанола, была известна как «Дух эфира», Хоффмана Анодин или капли Хоффмана. В Соединенных Штатах эта смесь была удалена из Фармакопея в какой-то момент до июня 1917 г.[24] как исследование, опубликованное Уильям Проктер-младший. в Американский фармацевтический журнал еще в 1852 г. показал, что существуют различия в рецептурах между коммерческими производителями, между международными фармакопея, и по оригинальному рецепту Хоффмана.[25] Он также используется для лечения Икота путем закапывания в полость носа.[26]

Рекреационное использование

Смотрите также: Эфирная зависимость

Обезболивающее и опьяняющее действие эфира сделали его наркотиком для развлечения. Диэтиловый эфир в дозировке анестетика - это средство для дыхания, которое давно используется в рекреационных целях. Одним из недостатков является высокая воспламеняемость, особенно в сочетании с кислородом. Одним из преимуществ является четко определенная граница между терапевтическими и токсическими дозами, что означает, что человек потеряет сознание до того, как будет достигнут опасный уровень растворенного эфира в крови. Обладая сильным густым запахом, эфир вызывает раздражение слизистой оболочки дыхательных путей и вызывает дискомфорт при дыхании, а при передозировке вызывает слюноотделение, рвоту, кашель или спазмы. При концентрациях в воздухе 3–5% анестезирующий эффект может медленно достигаться за 15–20 минут дыхания примерно 15–20 мл эфира, в зависимости от массы тела и физического состояния. Эфир вызывает очень долгую стадию возбуждения перед потемнением.[нужна цитата ]

Рекреационное использование эфира также имело место на организованных вечеринках в 19 веке под названием эфирные шалости, где гостям предлагалось вдохнуть терапевтическое количество диэтилового эфира или оксид азота, вызывая состояние возбуждения. Долго, как и коллеги-стоматологи Гораций Уэллс, Уильям Эдвард Кларк и Уильям Т. Г. Мортон заметил, что во время этих собраний люди часто получали незначительные травмы, но, похоже, не проявляли никакой реакции на травму или не вспоминали, что это произошло, демонстрируя анестезирующий эффект эфира.[27]

В XIX - начале XX веков среди польских крестьян было популярно питье эфира.[28] Это традиционный и все еще относительно популярный рекреационный наркотик среди Лемки.[29] Обычно его употребляют в небольшом количестве (кропка, или "точка") залили молоко, сахарная вода или апельсиновый сок в рюмка. Известно, что как лекарство он вызывает психологическая зависимость, иногда называемое эфироманией.[30][требуется медицинская цитата ]

Метаболизм

А цитохром P450 Предполагается, что фермент метаболизирует диэтиловый эфир.[31]

Диэтиловый эфир подавляет алкогольдегидрогеназа, и, таким образом, замедляет метаболизм этиловый спирт.[32] Он также подавляет метаболизм других препаратов, требующих окислительный метаболизм.Например, диазепам требует окисления в печени, тогда как его окисленный метаболит оксазепам не.[33]

Безопасность и стабильность

Диэтиловый эфир легко воспламеняется и может образовывать взрывоопасные смеси пар / воздух.[34]

Поскольку эфир тяжелее воздуха, он может собираться низко над землей, а пар может перемещаться на значительные расстояния к источникам возгорания, что не обязательно должно быть открытым пламенем, но может быть горячей плитой, паровой трубой, нагревателем и т.[34] Пар может воспламениться из-за статического электричества, которое может накапливаться, когда эфир переливается из одного сосуда в другой. Температура самовоспламенения диэтилового эфира составляет 160 ° C (320 ° F). Обычной практикой в ​​химических лабораториях является использование пара (таким образом, ограничение температуры до 100 ° C (212 ° F)), когда эфир необходимо нагревать или перегонять. Распространение диэтилового эфира в воздухе 9.18 × 10−6 м2/ с (298 К, ​​101,325 кПа).[нужна цитата ]

Эфир чувствителен к свету и воздуху, склонен к образованию взрывоопасных веществ. перекиси.[34] Пероксиды эфира имеют более высокую температуру кипения, чем эфир, и при высыхании являются контактными взрывчатыми веществами.[34] Коммерческий диэтиловый эфир обычно поставляется со следовыми количествами антиоксидант бутилированный гидрокситолуол (BHT), что снижает образование пероксидов. Хранение более едкий натр осаждает промежуточные гидропероксиды простого эфира. Воду и перекиси можно удалить дистилляцией из натрий и бензофенон, или пройдя через столбец активированный оксид алюминия.[35]

История

Соединение могло быть синтезировано либо Джабир ибн Хайян в 8 веке[36] или же Рамон Лулль в 1275 г.[36][37] Он был синтезирован в 1540 г. Валериус Кордус, который называл его «сладкое масло купороса» (олеум дульсе купорос) - название отражает тот факт, что он получен путем перегонки смеси этиловый спирт и серная кислота (тогда известное как купоросное масло) - и отметил некоторые из его лечебные свойства.[36] Примерно в то же время Парацельс обнаружил обезболивающее свойства молекулы у собак.[36] Название эфир было дано веществу в 1729 г. Август Зигмунд Фробениус.[38]

Считалось, что это соединение серы, пока идея не была опровергнута примерно в 1800 году. [39]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж Карманный справочник NIOSH по химической опасности. "#0277". Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ "Диэтиловый эфир". ChemSpider. Получено 19 января 2017.
  3. ^ а б Индекс Merck, 10-е издание, Марта Виндхольц, редактор, Merck & Co., Inc, Рэуэй, Нью-Джерси, 1983, стр. 551
  4. ^ «Диэтиловый эфир_msds».
  5. ^ Карл Л. Яс, Справочник по химическим свойствам, McGraw-Hill, Нью-Йорк, 1999, стр. 567.
  6. ^ а б «Этиловый эфир». Немедленно опасные для жизни и здоровья концентрации (IDLH). Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  7. ^ а б «Этиловый эфир MSDS». J.T. Бейкер. Архивировано из оригинал на 2012-03-28. Получено 2010-06-24.
  8. ^ а б "Эфиры, Лоуренс Карас и У. Дж. Пиль". Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера. John Wiley & Sons, Inc. 2004.
  9. ^ Этиловый эфир, Chem. Справочник по экономике. Менло-Парк, Калифорния: SRI International. 1991 г.
  10. ^ Коэн, Юлиус Беренд (1920). Учебник органической химии, том 1. Лондон: Macmillan and Co., стр.39. структура этилового спирта диэтилового эфира cohen julius.
  11. ^ «Пусковая жидкость повышенной прочности: как это работает». Valvovine. Архивировано из оригинал на 2007-09-27. Получено 2007-09-05.
  12. ^ Х. Х. Роули; Wm. Р. Рид (1951). «Растворимость воды в диэтиловом эфире при 25 °». Варенье. Chem. Soc. 73 (6): 2960. Дои:10.1021 / ja01150a531.
  13. ^ Microsoft Word - RedListE2007.doc В архиве 27 февраля 2008 г. Wayback Machine
  14. ^ а б Хилл, Джон В. и Колб, Дорис К. Химия меняет времена: 10-е издание. п. 257. Пирсон: Прентис Холл. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси. 2004 г.
  15. ^ Мэдден, М. Лесли (14 мая 2004 г.). "Кроуфорд Лонг (1815–1878)". Энциклопедия Новой Джорджии. Пресса Университета Джорджии. Получено 13 февраля, 2015.
  16. ^ "Кроуфорд У. Лонг". День врача. Южная медицинская ассоциация. Архивировано из оригинал 13 февраля 2015 г.. Получено 13 февраля, 2015.
  17. ^ Граттан, Н. "Лечение маточного кровотечения". Провинциальный медико-хирургический журнал. Vol. 1, No. 6 (7 ноября 1840 г.), p. 107.
  18. ^ Кальдероне, Ф.А. (1935). «Исследования дозировки эфира после преанестезиологического лечения наркотиками (барбитураты, сульфат магния и морфин)» (PDF). Журнал фармакологии и экспериментальной терапии. 55 (1): 24–39.
  19. ^ https://anesthesiageneral.com/ether-effects/
  20. ^ «Эфир и его эффекты в анестезии». 2010-10-31. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  21. ^ Морган, Дж. Эдвард-младший и др. (2002). Клиническая анестезиология 3-е изд. Нью-Йорк: Мак Гроу-Хилл. п. 3.
  22. ^ «Примерный перечень ВОЗ основных лекарственных средств (пересмотрен в апреле 2003 г.)» (PDF). apps.who.int (13-е изд.). Женева, Швейцария: Всемирная организация здравоохранения. Апрель 2003 г.. Получено 6 сентября 2017.
  23. ^ «Примерный перечень ВОЗ основных лекарственных средств (пересмотрен в марте 2005 г.)» (PDF). apps.who.int (14-е изд.). Женева, Швейцария: Всемирная организация здравоохранения. Март 2005. Архивировано с оригинал (PDF) 5 августа 2005 г.. Получено 6 сентября 2017.
  24. ^ Национальный аптекарь, том 47, июнь 1917 г., стр.220
  25. ^ Проктер-младший, Уильям (1852 г.). "На анодином ликере Хоффмана". Американский фармацевтический журнал. 28.
  26. ^ ncbi, Лечение икоты закапыванием эфира в полость носа.
  27. ^ «Как эфир превратился из развлекательного« веселого »препарата в первый хирургический анестетик». Смитсоновский журнал. Получено 2020-10-11.
  28. ^ Зандберг, Адриан (2010). «Краткая статья« Деревни… Пахнет эфирными парами »: Эфир в Силезии до 1939 года». История болезни. 54 (3): 387–396. Дои:10.1017 / s002572730000466x. ЧВК  2890321. PMID  20592886.
  29. ^ Кашицкий, Нестор (30 августа 2006 г.). "Emkowska Watra w dyni 2006 - pilnowanie ognia pamięci". Histmag.org - история подшевки (по польски). Краков, Польша: i-Press. Получено 2009-11-25. Dawniej eteru używało się w lecznictwie do narkozy, ponieważ ma właściwości halucynogenne, a już kilka kropel inhalacji wystarczyło do silnego znieczulenia pacjenta. Jednak eter, jak każda ciecz, może teoretycznie być napojem. Łemkowie tę teorię praktykują. Mimo to, название skroplonego eteru - "kropki" - ich "napojem narodowym" byłoby przesadą. Chociaż stanowi to pewną część mitu "bycia emkiem".
  30. ^ Кренц, Соня; Циммерманн, Грегуар; Колли, Стефан; Зуллино, Даниэле Фабио (август 2003 г.). «Эфир: забытая зависимость». Зависимость. 98 (8): 1167–1168. Дои:10.1046 / j.1360-0443.2003.00439.x. PMID  12873252.
  31. ^ 109. Мутантный штамм 241 Aspergillus flavus, блокированный при биосинтезе афлатоксина, не накапливает транскрипт aflR. Мэтью П. Браун и Гэри А. Пейн, Университет штата Северная Каролина, Роли, Северная Каролина 27695 fgsc.net
  32. ^ П. Т. Норманн; А. Рипель; Дж. Морланд (1987). «Диэтиловый эфир ингибирует метаболизм этанола in vivo за счет взаимодействия с алкогольдегидрогеназой». Алкоголизм: клинические и экспериментальные исследования. 11 (2): 163–166. Дои:10.1111 / j.1530-0277.1987.tb01282.x. PMID  3296835.
  33. ^ Ларри К. Кифер; Уильям А. Гарланд; Нил Ф. Олдфилд; Джеймс Э. Свагздис; Брюс А. Мико (1985). «Ингибирование метаболизма N-нитрозодиметиламина у крыс эфирной анестезией» (PDF). Исследования рака. 45 (11, п. 1): 5457–60. PMID  4053020.
  34. ^ а б c d «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-11-13. Получено 2014-02-15.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  35. ^ У. Л. Ф. Армарего; К. Л. Чай (2003). Очистка лабораторных химикатов. Бостон: Баттерворт-Хайнеманн. ISBN  978-0-7506-7571-0.
  36. ^ а б c d Тоски, Джудит А; Бэкон, Дуглас Р.; Калверли, Род К. (2001). История анестезиологии. В: Бараш, Пол Г.; Каллен, Брюс Ф; Стултинг, Роберт К. Клиническая анестезия (4-е изд.). Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. п. 3. ISBN  978-0-7817-2268-1.
  37. ^ Hademenos, George J .; Мерфри, Шон; Захлер, Кэти; Уорнер, Дженнифер М. (12 ноября 2008 г.). PCAT Макгроу-Хилла. Макгроу-Хилл. п. 39. ISBN  978-0-07-160045-3. Получено 2011-05-25.
  38. ^ «VIII. Рассказ о spiritus vini æthereus, вместе с несколькими экспериментами, предпринятыми с ним». Философские труды Лондонского королевского общества. 36 (413): 283–289. 1730. Дои:10.1098 / рстл.1729.0045. S2CID  186207852.
  39. ^ Чисхолм, Хью, изд. (1911). «Эфир». Британская энциклопедия. 9 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 806.

внешняя ссылка