Epoksid je cikličnietar sa tročlanim prstenom. Ovaj prsten aproksimativno definišeekvilateralni trougao, iz kog razloga je visokonapregnut. Napregnutost prstena čini epokside reaktivnijim od drugih etara. Jednostavni epoksidi se imenuju po jedinjenju iz kog su izvedeni,etilen oksid ili oksiran, kao uhlorometiloksiran. Kaofunkcionalna grupa, epoksidi se označavaju saepoksi prefiksom, npr.1,2-epoksicikloheptan, koji se isto tako nazivaciklohepten epoksid, ili jednostavnociklohepten oksid.[1][2][3]
Polimer koji sadrži neizreagovane epoksidne jedinice se nazivapoliepoksid iliepoksi. Epoksi smole se koriste kaoadhezivi i strukturni materijali. Polimerizacija epoksida dajepolietar, npr.etilen oksid se polimerizuje da formirapolietilen glikol, takođe poznat kao polietilen oksid.
Industrijski najzastupljeniji epoksidi suetilen oksid ipropilen oksid, koji se proizvode u količinama od oko 15 i 3 miliona tona respecktivno.[4] Epoksidacija etilena je katalitička reakcija s kiseonikom koja ima sledećustehiometriju:
Direktna reakcija kiseonika ialkena je korisna samo za ovaj epoksid. Drugi alkeni ne reaguju uspešno. To važi čak i zapropilen.
Većina epoksida se generiše tretiranjemalkena sa reagensima koji sadržeperoksid, koji donira jedan atom kiseonika. Tipični peroksidni reagensi suvodonik-peroksid, peroksikarboksilna kiselina (generisanain-situ ili pri-formirana), i alkil hidroperoksidi. U specijalnim slučajevima, drugi reagensi koji sadrže peroksid se koriste, nprdimetildioksiran.
Ovaj pristup nalazi primenu u proizvodnji propilen oksida iz propilena koristeći bilot-butil hidroperoksid ilietilbenzen hidroperoksid.[5] U laboratorijskim uslovima se češće koristi Prilezhaeva reakcija.[6][7] U ovoj reakciji dolazi do oksidacije alkenaperoksikiselinom kao što jem-CPBA. Jedan od primera je epoksidacijastirenaperbenzoinskom kiselinom dostiren oksida:[8]
Ova reakcija ima takozvani „mehanizam leptira“.[9] Peroksid deluje kaoelektrofil, a alken kaonukleofil.
Hidroperoksidi se takođe koriste u katalitičkojenantioselektivnoj epoksidaciji, kao što suŠarples epoksidacija iJakobsenova epoksidacija. U tim slučajevima, kiseonik se prenosi sa metalnog oksida iliperoksida. Zajedno saŠi epoksidacijom, te reakcije su korisne za enantioselektivnu sintezuhiralnih epoksida.Oksaziridinski reagensi se isto takom mogu koristiti za generisanje epoksida iz alkena.
Ovaj metod je varijantaViliamsonove sinteze etara. U ovom slučaju,alkoksidni jon zamenjuje atom hlora unutar istog molekula. Prekursorska jedinjenja suhalohidrini. Na primer, sa2-hloropropanolom se formira propilen oksid:[10]
Aproksimativno, polovina proizvedenogpropilen oksida nastaje ovim putem.[5] Reakcija intramolekularnog formiranja epoksida je jedan od ključnih koraka uDarzensovoj reakciji.
Elektron-deficitarni olefini, poputenona iakrilnih derivata mogu da budu epoksidovani upotrebom nukleofilnih jedinjenja kiseonika (npr. peroksida). Ta reakcija ima dvostepeni mehanizam. Prvo kiseonik vršinukleofilnu konjugovanu adiciju da formira stabilizovanikarbanjon. Taj karbanjon zatim napada isti atom kiseonika, zamenjujući njegovu odlazeću grupu, i zatvarajući epoksidni prsten.
Ugljenikovi atomi epoksida su aproksimativnosp3-hibridizovani, tako da mogu da budustereogene pozicije. U zavisnosti od reakcionog mehanizma i geometrije alkenskog početnog materijala,cis i/ilitrans epoksidnidiastereomeri se mogu formirati. Ako postoje drugi stereocentri u početnom materijalu, oni mogu da utiču na relativnu stereohemiju epoksidacije. Ta diastereoselektivnost je oblik „supstratne kontrole“ reakcije. Epoksidacioni agensi koji poseduju stereogene strukture mogu da utiču na stereohemiju epoksidnog produkta („reagensna kontrola“ reakcije).
Tipične epoksidne reakcije su naveden ispod.
