La réaction de Williamson a une large portée, est largement utilisée en laboratoire et en synthèse industrielle, et reste la méthode la plus simple et la plus populaire de préparation des éthers. Les éthers symétriques et asymétriques sont facilement préparés. La réaction intramoléculaire des halohydrines, en particulier, donne des époxydes.
Dans le cas des éthers asymétriques, il existe deux possibilités pour le choix des réactifs, et l’un d’entre eux est généralement préférable soit sur la base de la disponibilité, soit sur celle de la réactivité. La réaction de Williamson est également fréquemment utilisée pour préparer indirectement un éther à partir de deux alcools. L’un des alcools est d’abord converti en un groupe partant (généralement un tosylate), puis les deux sont mis à réagir ensemble.
L’alcoolate (ou aryloxyde) peut être primaire, secondaire ou tertiaire. L’agent alkylant, quant à lui, est de préférence primaire. Les agents alkylants secondaires réagissent également, mais les tertiaires sont généralement trop enclins aux réactions secondaires pour être d’une utilité pratique. Le groupe partant est le plus souvent un halogénure ou un ester sulfonate synthétisé pour les besoins de la réaction. Comme les conditions de la réaction sont plutôt forçantes, les groupes protecteurs sont souvent utilisés pour pacifier d’autres parties des molécules en réaction (par exemple d’autres alcools, amines, etc.)
La synthèse des éthers de Williamson est une réaction courante dans le domaine de la chimie organique en synthèse industrielle et dans les laboratoires d’enseignement de premier cycle. Les rendements de ces synthèses d’éthers sont traditionnellement faibles lorsque les temps de réaction sont raccourcis, ce qui peut être le cas avec les périodes de cours des laboratoires de premier cycle. Si l’on ne laisse pas les réactions à reflux pendant la durée appropriée (entre 1 et 8 heures à une température comprise entre 50 et 100 °C), la réaction peut ne pas être menée à son terme, ce qui entraîne un faible rendement global du produit. Pour atténuer ce problème, la technologie des micro-ondes est maintenant utilisée pour accélérer les temps de réaction pour des réactions telles que la synthèse de l’éther de Williamson. Cette technologie a transformé les temps de réaction qui nécessitaient un reflux d’au moins 1,5 heure en un passage rapide de 10 minutes aux micro-ondes à 130 °C et cela a augmenté le rendement de l’éther synthétisé d’une fourchette de 6-29% à 20-55% (les données ont été compilées à partir de plusieurs sections de laboratoire différentes incorporant la technologie dans leurs synthèses).
Il y a également eu des avancées significatives dans la synthèse des éthers lors de l’utilisation de températures de 300 °C et plus et l’utilisation d’agents alkylants plus faibles pour faciliter une synthèse plus efficace. Cette méthodologie permet de rationaliser le processus de synthèse et rend la synthèse à l’échelle industrielle plus réalisable. La température beaucoup plus élevée rend l’agent alkylant faible plus réactif et moins susceptible de produire des sels comme sous-produit. Cette méthode s’est avérée très sélective et particulièrement utile pour la production d’éthers aromatiques tels que l’anisole qui a des applications industrielles croissantes.