醚
醚（ether）是一种含有醚键的有机化合物，可以看作是水的两个氢原子被烃基取代得到的化合物，也可以看作是醇或酚羟基中的氢被烃基取代的产物。其中，醚的官能团为醚键—O—，与醇分子互为官能团异构体。醚的通式为：R-O-R'、 arO-R或Ar-O-Ar'（R是烃基，Ar是芳基），两个烃基可以相同，称为简单醚；也可以不同，称为混合醚。根据烃基种类不同，醚又可分为饱和醚、不饱和醚和芳醚。氧和碳还可以形成环状结构，称为环醚。
大多数醚在常温下为无色液体，有香味，醚和醇、酚不同，分子间不能形成氢键，无缔合现象，其沸点比分子量相近的醇或酚低许多，而与分子量相近的烷烃的沸点相差不大，比水轻，与水、碱或稀酸共热时不起变化。醚是重要的有机溶剂，性质比较稳定，为不活泼的有机化合物。
醚类化合物通常具有麻醉作用，一般不饱和醚强于饱和醚，卤醚强于脂肪醚，且低分子量脂肪醚的麻醉催眠作用，其强度随碳链的加长而增强，毒性也随之增高。如乙醚，是临床上最早用于外科手术的全身性吸入麻醉剂；恩氟烷、甲氧氟烷等都是常用的吸入麻醉药。此外，醚类化合物在食品领域可用作食品添加剂，在化工领域用作化工原料，具有广泛的应用。
历史
人类最早认识的醚是通过醇脱水获得的，如乙醇与脱水剂浓硫酸作用后即可得到乙醚。早在16世纪，瑞士医生帕拉采尔苏斯的著作中就讲述到酒精与硫酸作用得到一种麻醉性液体，正是乙醚。1540年，瑞士植物学家柯德斯明确提出将乙醇与浓硫酸共同蒸馏以制取乙醚。
1818年，英国物理学家和化学家M.迈克尔·法拉第曾在著作中提到乙醚有致人昏迷的作用，其效应与氧化亚氮相似。1842年，美国医生朗格在乡村应用乙醚麻醉作颈部肿瘤摘除术获成功，此后他继续用乙醚麻醉进行了其他小手术。但是，由于朗格居处僻地，其成果并不为世人所知。1846年美国医生莫顿在英国化学家杰克逊的协助下，应用乙醚麻醉拔牙获成功。莫顿在同年10月在著名外科医生沃伦进行的一次割除颈部肿瘤的手术中，进行乙醚麻醉表演，揭开了现代麻醉史的序幕。
随着科学技术的不断进步，人们开始研究和开发更多种类的醚类化合物。例如，19世纪40年代末，菲利普斯等系统地研究了环氧乙烷的各种消毒性能，给出了实际消毒应用参数。随着对醚类化合物性质的深入研究，人们逐渐发现乙醚具有副作用大等缺点，因此开始寻找更为安全的替代品。例如，七醚在1968年由美国里根合成，1984年日本购得专利，继续实验研究，80年代后期用于临床；地氟烷是1966年由美国特雷尔合成，90年代初应用于临床等。
冠醚是在1962年由美国化学家佩德森合成的。他在1967年日本东京第七届国际配位化合物学术会议上首次公布了这一研究报告。因冠醚结构的形状像皇冠，因此称之为“冠醚”。随后，他系统地阐述了60多种新型环状聚醚多元醇化合物的合成方法，同时深入地研究了冠醚化合物对碱金属和碱土金属离子的络合作用。1968年，法国化学家莱恩在佩德森所作研究的基础上，合成了一类在大环聚醚上再多一环的“穴醚”。加州大学洛杉矶分校的克拉姆则在佩德森基本发现的基础上，合成了一系列具有光学活性的冠醚化合物。唐纳德·克拉姆和莱恩也因为在“冠醚"研究上做出的贡献，和佩德森共同获得了1987年的诺贝尔化学奖。
分类
醚是水分子中的氢都被烃基取代的衍生物。—O—称为醚键，是醚的官能团。醚可以根据醚键是否成环而分为链醚和环醚两大类。在链醚中，当与氧相连的两个烃基结构相同时，称为简单醚，通式为ROR，如H3C-O-CH3；与氧相连的两个烃基结构不同时，称为混合醚，通式为ROR’，如H3C-O-C2H5。
根据醚分子中两个烃基的结构可分为：饱和醚、不饱和醚和芳香醚。当与氧相连的两个烃基都是烷烃时，称为饱和醚；当与氧相连的两个烃基中至少有一个是不饱和烃时，称为不饱和醚。若两个烃基中至少有一个是芳香烃基时，则称为芳醚；若烃基与碳链连成环，则称为环醚。如：
命名
普通命名法
结构简单的醚用普通命名法命名。命名时先写两个烃基名称，后面加上醚字，基字可省略。例如：
混醚在命名时，将较小的烃基放在前面。若烃基中有一个是芳香基时，将芳香基放在前面。例如：
系统命名法
醚系统命名法命名时，把较小的烷基和氧原子合并在一起得到的烷氧基作为取代基，把另一个较大的烃基作为母体，称为“某烷氧基某某”。若有不饱和烃基时，则选择不饱和程度最大的烃基作为母体，例如：
环醚可以看做是相应烷烃经过氧代形成的环状醚类化合物，也称为环氧化合物。环醚的命名一般以烷为母体，称为环氧某“烷”，也可按杂环化合物的名称命名，例如：
冠醚为分子中具有-(OCH2CH2)n-重复单位的大环醚。由于其形状像皇冠，故称冠醚。冠醚有其特定的命名法：可表示为x-冠-y， x表示环上原子总数，y表示环上氧原子总数。例如：
基本性质
物理性质
常温下，二甲醚和甲乙醚为气体，其余通常为无色液体，有特殊气味。低级醚易挥发。由于醚分子中的氧原子与两个烃基相连，没有活泼的氢原子，因此醚分子之间不能形成氢键，故沸点比分子量相近的醇低得多。例如，正丁醇的沸点为117.8℃，乙醚的沸点为34.6℃。
大多数的醚难溶或不溶于水，但小分子的醚可以与水分子形成分子间氢键，故小分子的醚在水中有一定的溶解度，其溶解度的大小与同碳数的醇相近。例如，乙醚与正丁醇在水中的溶解度约为8g/100mL。但环氧乙烷、四氢呋喃、1,1,4－二氧六环则均可与水互溶，这是由于它们的氧原子暴露程度较高，易与水分子形成氢键。醚既能溶于其他有机溶剂，又能溶解许多其他有机化合物。常作为有机反应和药物合成中的溶剂。
化学性质
醚与一般的碱、氧化剂、还原剂等均不发生反应。常温下与钠也不起反应，因而可用金属钠干燥醚。但醚有碱性，遇酸可形成盐，甚至发生醚键的断裂。低级醚还具有高度的挥发性、易燃。如乙醚蒸气与空气可形成爆炸性混合气体，在电火花引发下即可引起爆炸，使用时要注意。
盐的生成
醚是一种弱碱，pKb值为17.5。遇强无机酸（如浓盐酸、硫酸等）可形成𨦡盐。醚由于生成盐可溶于强酸中，但𨦡盐不稳定，遇水分解成醚和酸。该性质可分离提纯醚并且可以用来区别醚与烃或卤代烃。
醚还可以与缺电子的路易斯酸（如三氟化硼、氯化铝、碘化甲基镁等）形成配位化合物。这是由于硼或铝原子有空轨道，可以接受氧原子的未共用电子对，生成三氟化硼或三氯化铝的乙醚配位化合物。例如：
醚键的断裂
醚与质子生成𨦡盐后，C-O键变弱，因此在强酸的作用下加热，醚键会断裂。常用碘化氢或氢溴酸断裂醚键，形成卤代烷和醇或酚。例如：
其中，混合醚与卤化氢共热时，一般是小的烃基生成卤代烷，芳香醚总是生成酚和卤代烷。
过氧化物的生成
醚的α-碳连有氢时，能被空气中的氧气氧化生成过氧化物。例如：
醚的过氧化物不易挥发，在受热或受到摩擦时，很容易发生爆炸。所以，醚一般保存在深色玻璃瓶中，也可加入抗氧化剂防止过氧化物的生成。在蒸馏乙醚前，一般应检查是否含有过氧化物。常用的检验方法是用碘化钾淀粉试纸检验，若存在过氧化物，试纸显蓝色。除去乙醚中过氧化物的方法是向其中加入硫酸亚铁或亚硫酸钠等还原剂。
Claisen重排
苯基烯丙基醚及其类似物在加热条件下发生分子内重排，生成邻烯丙基苯酚的反应，称为Claisen（克莱森）重排。该反应是一个周环反应，反应过程中不形成活性中间体，旧键的断裂和新键的形成是同步进行的。反应过程中，通过电子迁移形成环状过渡态。若苯基烯丙基醚的两个邻位已有取代基，则烷基可迁移到对位。反应过程为：
醚的卤化
醚即使在常温也能与卤族元素发生激烈作用，但乙醚却可作为在0℃左右所进行的溴化反应的溶剂。氯比溴更易与醚作用，气态苯甲醚的甲基在220-225℃时可被氯氯化。
结构
醚键C-O-C是醚类化合物的结构特征，其中氧原子是以sp3杂化状态分别与两个烃基的碳形成两个σ键，氧原子上有两对孤对电子占据sp3杂化轨道。
芳基醚中氧原子与芳环相连，类似于酚，故芳环上的亲电取代反应容易发生，且难发生C-O键断裂类型的反应。烃基醚中氧原子与sp3杂化态的碳原子相连，类似于醇，故在酸性条件下，能发生亲核取代。
制备方法
Williamson醚合成法
无论是对称醚还是混合醚，都可以由一分子醇先制得金属盐后，再和卤代物或磺酸酯等发生亲核取代反应来制得，这个方法称为Wiliamson醚合成法。
此法是一个双分子亲核取代反应，既可用于简单醚的制备，也可用于混合醚的制备。但要注意，卤代烃应选用伯或仲卤代烃，叔卤代烃在反应条件下可能发生分子内消除反应生成烯烃。例如，制备叔丁基乙醚：
醇的脱水
在浓硫酸作用下，醇分子间脱水可制备对称醚。此法适用于伯醇制备醚。若用仲醇或叔醇将易发生分子内消除生成烯烃。
芳卤与酚钠作用
芳卤与酚钠作用也称乌尔曼反应（Ulmann反应），是合成二芳醚的重要方法，通常在高温或有铜盐、亚铜盐存在下进行，一般用非质子强极性溶剂来提高芳基氧阴离子的亲核性。
Mitsunobu偶联反应
Mitsunobu偶联反应是在Ph3P和偶氮二甲酸二乙酯（DEAD）作用下，伯醇、仲醇与酚反应可以高产率地生成相应的醚，这是生成混醚的一种重要的方法。芳基烷基醚和环醚的产率良好，二烷基醚不适合此法。反应式为：
加成反应
通过醇酚对烯烃的加成反应和醇酚对醛的加成反应制备醚：
烯烃的环氧化
烯烃在过氧酸的作用下生成1,2-环氧化物，称为环氧化反应。常用的过氧酸有过氧乙酸、三氟过氧乙酸、过氧苯甲酸、过氧间氯苯甲酸等。烯烃的环氧化是过氧酸对烯烃的亲电加成反应，双键碳连有给电子基时，反应较易进行。反应的立体化学为顺丁烯二酸二丁酯加成，环氧化物保留原料烯烃的构型，即顺式或反式，反式－己二烯二酸的烯烃分别生成顺式或反式的环化物，且过氧酸是从位阻较小的方向进攻烯烃。
应用
医药
醚类化合物在医药领域应用广泛。如乙醚具有麻醉作用，是临床上最早用于外科手术的全身性吸入麻醉剂，但后来发现有毒副作用，对呼吸和循环有拟制作用，已被新型吸入麻醉剂卤代醚类代替，如异氟醚、七氟醚等。其中异氟醚具有麻醉性能强、麻醉诱导迅速、平顺、舒适、肌松较好等优点；七氟醚具有血气分配系数低、不刺激呼吸道、血流动力学稳定、起效及苏醒迅速且可控性好等优点。而环氧乙烷是一种广谱、高效的气体杀菌化学消毒剂，对消毒物品的穿透力强，可以杀灭大多数病原菌，主要用于外科器材和对热不稳定的药品等进行气体熏蒸消毒等。
食品
与食品有关的醚类化合物包括β-乙醚、叔丁基对羟基茴香醚、聚氧丙烯甘油醚、蔗糖聚丙烯醚及乙基芳樟基醚等。
β-萘乙醚亦称橙花素Ⅱ，具有粉香、花香、柑橘香以及葡萄、浆果的味道，可用于调配葡萄、香荚兰、车厘子等食用香精。
叔丁基对羟基茴香醚为白色或微黄色结晶状物，易溶于乙醇、丙二醇和油脂，不溶于水。作为脂溶性抗氧化剂，可稳定食品中的色素和抑制类化合物的氧化，适宜用于油脂食品和富脂食品。由于其热稳定性好，因此可以在油煎或焙烤条件下使用。另外叔丁基对羟基茴香醚对动物性脂肪的抗氧化作用较强，而对不饱和植物脂肪的抗氧化作用较差，可与其他脂溶性抗氧化剂混合使用。
聚氧丙烯甘油醚为无色或淡黄色油状液体，味苦，无挥发性，可溶于乙醚、乙醇、丙酮、四氯化碳等，也溶于苯及其他芳烃溶剂，难溶于水，具有消泡能力强、抑泡性持久和热稳定性好等优点，通常在酵母、味精的加工中，用作消泡剂。
化工
醚类化合物常作为化工原料、溶剂等，在化工领域有重要作用。例如，乙醚可用作油类、染料、生物碱、脂肪、天然没药树、合成树脂、硝化纤维素、碳氢化合物、亚麻油、石油树脂、脂松香脂、香料、非硫化橡胶等的优良溶剂，毛纺、棉纺工业用作油污洁净剂，发射药工业用于制造无烟火药，感光工业用于生产胶棉和照相软片，有机高分子化合物合成中用于制造睛纶、纤维素六硝酸酯和塑料，有机工业中用作格氏反应的中间体，分析化学中用作化学试剂。二甲醚作为一种新兴的基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，在制药燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。高纯度的二甲醚可代替氟利昂用作气溶胶喷射剂和制冷剂；可代替甲醇用作甲醛生产的新原料；可作为民用燃料气；可作为城市管道煤气的调峰气、液化石油气掺混气；也是柴油发动机的替代燃料等。
危害
毒性
醚类对中枢神经具有麻醉作用，早期多出现兴奋症状，很快转入抑制表现。停止接触后，麻醉作用很快消失。各种醚的麻醉作用程度相差很大，无规律性。一般不饱和醚强于饱和醚，卤醚强于脂肪醚，小分子醚强于大分子醚。醚类对皮肤和黏膜有一定的刺激作用，其中卤代醚刺激性最大。随着卤原子和不饱和程度增加，其刺激性和毒性相应增强。大多数醚类中存在的过氧化物对人体也会造成毒性。有机高分子化合物纤维素醚类则多呈粉末状固体，经口毒性小，无经呼吸道和皮肤吸收的危险。醚类品种特别多，但烷基醚、不饱和烃醚、不对称构造的烃醚等多数醚类物质一般人接触机会少。多数醚类不引起明显急性中毒症状。
防护措施
接触醚类化合物需佩戴过滤式防毒面具、化学安全防护眼镜，穿防静电工作服或相应的化学防护服，佩戴橡胶或防苯耐油手套等防化学品手套，工作现场严禁吸烟，注意个人清洁卫生。中毒者应脱离接触，对症治疗。如用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，用流动清水或生理盐水冲洗眼睛；吸入者迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅，输氧或人工呼吸；食入者饮足量水催吐，及时就医。
常见的醚
甲醚
甲醚（甲基 ether）的CAS号115-10-6，分子式C2H6O或CH3OCH3，又称二甲醚。甲醚熔点141.5℃，沸点23.7℃，蒸气压为533.2kPa（20℃），闪点-41℃，液态相对密度为0.66，气态相对密度1.62。甲醚为无色气体，有醚类特有的气味，性质稳定，能溶于水、醇、乙醚，易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。甲醚主要用作制冷剂、溶剂、萃取剂、聚合物的催化剂和稳定剂。二甲醚一般经呼吸道侵入体内，是弱麻醉剂，对中枢神经系统有抑制作用，吸入后可引起麻醉、窒息感，对呼吸道和皮肤有刺激作用。
乙醚
乙醚的CAS号60-29-7，分子式为(CH3CH2)2O或C4H10O，又称二乙（基）醚。乙醚的熔点为-116.2℃，沸点34.6℃，蒸气压为58.92kPa（20℃），闪点-45℃，液态相对密度0.71，气态相对密度2.56。乙醚为无色透明液体，有芳香气味，极易挥发，性质稳定，微溶于水，溶于乙醇、苯、三氯甲烷等多数有机溶剂，低闪点、易燃。乙醚主要用作溶剂，医药上用作麻醉剂。
苯甲醚
苯甲醚分子式C6H5OCH3，俗称茴香醚，为无色液体，具芳香气味，密度0.994g/cm3，熔点-37.5℃，沸点155℃。不溶于水，可溶于醇和醚。苯甲醚可与三氯化磷等发生芳核上的亲电取代反应；与碘化氢共热，醚键发生断裂，生成碘烷和苯甲醇。制备苯甲醚可采用卤烷与醇金属作用，用苯甲钠与氯代甲烷作用，也可用甲基化试剂硫酸二甲酯与苯酚在碱性水溶液中反应制得。苯甲醚主要用于有机合成原料。
二氯乙醚
二氯乙醚的CAS号为111-44-4，分子式C4H8Cl2O或CICH2CH2OCH2CH2Cl，又称β,β'-二氯代二乙醚、2,2'-二氯乙醚。二氯乙醚的熔点52℃，沸点178.5℃，蒸气压0.10kPa（20℃），闪点55℃，液态相对密度1.22（20℃），气态相对密4.93，为带有辣味和水果味的无色透明液体，稳定，不溶于水，可混溶于乙醇、醚、多数有机溶剂，遇明火、高热易燃，受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性烟气，燃烧分解产生有毒刺激性氯化物烟气，与氧化剂接触会猛烈反应。二氯乙烷主要用于溶剂、土壤熏蒸杀虫剂，是有机合成的原料。
环醚
四氢呋喃
四氢喃亦称四氢氧杂茂或1,4-环氧丁烷，是杂环化合物呋喃的完全氢化产物。分子式为C4H8O，是一种无色透明液体，具有类似乙酸的气味。密度为0.888g/cm3，沸点为66℃，凝固点为-65℃。四氢呋喃溶于水、乙醇、乙醚和多数有机溶剂，能与水完全互溶，并组成共沸混合物，在空气中容易氧化形成易爆的过氧化物。四氢呋喃的溶解能力强（称为万能溶剂），能溶解许多种高分子化合物，可作为多数合成和天然树脂的溶剂，应用广泛。如作为合成纤维、合成橡胶的溶剂，从水溶液中提取脂肪酸的溶剂，还用于制造萃取剂，彩釉玻璃、防腐涂料和人造革的表面处理剂等。
环氧乙烷
环氧乙烷又称氧化乙烯，分子式C2H4O。常温下系无色有醚味的气体（沸点0.5℃），易液化，能以任意比例与水及大多数有机溶剂互溶。气态环氧乙烷易在空气中爆炸，但液态环氧乙烷无爆炸性。环氧乙烷是一种最简单的环醚，因分子中有三元环氧结构，易断裂，可发生多种反应，所以环氧乙烷的应用领域十分广泛。环氧乙烷的最大作用是生产乙二醇，并用于生产非离子型表面活性剂、缩乙二醇类、药物中间体、乙醇胺、合成洗洁精、农药、油品添加剂、乳化剂、防腐涂料等。
吡喃
吡喃是一种含有一个氧杂原子的六元杂环化合物，分子式为C5H6O。有两种同分异构体，分别称为α-吡喃（1,2-吡喃）和γ-吡喃（1,4-吡喃）。
α-吡喃未被单独分离出来。γ-吡喃的沸点为80℃，在空气中迅速变色，不稳定。吡喃的电子结构与苯系类似，环中氧原子具有极强的碱性，因此吡喃易与强酸形成盐。常见的有盐酸盐、高氯酸盐等，成盐后性质较稳定。许多重要的天然物质，如色素、糖、抗生素、生物碱均含有吡喃或吡喃盐的环系，如五碳糖或己糖形式的六元环的半缩醛结构，称为吡喃糖。
冠醚
冠醚是20世纪60年代研制出来的一类具有特殊性能的化合物。因其分子是具有-OCH2CH2-重复单位的大环多醚，其形状像皇冠，故称为冠醚。冠醚是根据成环的总原子数m和其中所含的氧原子数n来命名的，称之为m-冠-n。
冠醚最主要的特点是分子中有一个空腔，因而可与很多金属离子配合。随分子中空腔大小不同，可与不同的金属离子配合。例如，12-冠-4和15-冠-5能分别与锂和钠离子配合，而18-冠-6中空腔的直径约0.3nm，与钾离子的直径相近，因此18-冠-6能与KX（X指的是OH-，CN-，MnO4-，F-，I-带电粒子）形成稳定的配位化合物。
冠醚分子内圈氧原子可与水形成氢键，故有亲水性。它的外圈都是碳氢键，又有亲脂性，因此冠醚能将水相中的试剂包在内圈，将其带到有机相中，从而加速非均相有机反应的速度。故冠醚可用作相转移催化剂。
冠醚参与的相转移催化反应选择性强、产品纯度高、分离容易，也不必使用昂贵的非质子极性溶剂，因此用途非常广泛。冠醚有一定的毒性，对皮肤和眼睛有刺激作用。
参考资料
关于食品添加剂新品种氨基乙酸（羟基乙腈法）等的公告（2017年第3号）.国家食品安全风险评估中心.2024-03-04