Williamsonエーテル合成

原理

Williamsonエーテル合成の正体は、求核剤電子が余っていて、電子の足りない相手（求電子剤）へ電子対を差し出して結合をつくる化学種。がアルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。であるSN2そのもの。前段としてアルコール（ここではエタノール）を金属ナトリウムや水素化ナトリウムNaHで脱プロトン分子が水素イオン（H⁺）を塩基に引き抜かれて手放す操作。プロトン化の逆である。し、アルコキシド CH₃CH₂O⁻ を作っておく——これが単純なSN2ページ（OH⁻を求核剤にする最小例）との文脈上の違いで、求核剤を『使いたいエーテルの片割れ』としてあらかじめ仕込む点がこの反応の設計思想。生成したアルコキシドは酸素上に負電荷を持つ強い求核剤で、ハロゲン化アルキルの電子が薄い炭素（δ+電気陰性度の差で結合の電子が偏り、δ＋とδ－の部分電荷が生じること。）へ孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。を差し出して新しいC–O結合を作る。ちょうどその裏側で炭素と臭素の結合電子が丸ごと臭素へ移ってBr⁻が抜け、攻めと脱離が釣り合って中間体反応の途中で一時的にできる、ある程度の寿命を持つ化学種。遷移状態とは別物である。を作らずに一気にエーテルができる。

選択性

Q.非対称エーテルを作るとき、アルコキシドとハロゲン化アルキルにどう役割を振り分けるのか
A.SN2なので、炭素を攻められる側（アルコキシド）と、背面攻撃求核剤が脱離基のちょうど反対側から近づく攻め方。立体配置が反転する。を受ける側（ハロゲン化アルキル）に反応の型で役割が決まる。立体障害の少ない1級ハロゲン化アルキルをSN2を受ける側に選ぶのが定石で、2級・3級はSN2が遅く、強塩基であるアルコキシドによってE2脱離（アルケン生成）に流れてしまう。ここではブロモエタン（1級）が背面攻撃を受け、エトキシドが攻める。どちらの炭素骨格をアルコキシド側・ハロゲン化物側にするかを選べるので、非対称エーテルも設計して作れる。

駆動力

電子が余ったアルコキシド求核剤が電子の薄い炭素（δ+）を攻めるという有機反応の基本の一手に加え、抜けたあと負電荷を安定に抱えられる良い脱離基結合の電子対を持ったまま分子から抜けていく原子や原子団。抜けたあと安定なほど良い脱離基となる。Br⁻が出ていくことで反応が進む。臭素は電気陰性度結合の電子対を引き寄せる強さの尺度。大きい原子ほど電子を引き、分極を生む。が強く、結合電子を丸ごと引き受けて負電荷を安定に持てるので抜けやすい良い脱離基になる。1級基質＋良い脱離基＋強い求核剤という、SN2に最も有利な組み合わせ。

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