Epoksidaatio

Epoksidaatio on orgaanisen kemian reaktio, jossa hiili–hiili-kaksoissidos muuttuu epoksidiksi eli oksirengas muodostuu kahdelle hiilelle ja yhdelle happiatomille. Epoksidit ovat arvokkaita välituotteita, joista voidaan avata rengas nucleofilien vaikutuksesta erilaisiksi 1,2-dioliksi, alkoholeiksi tai muiksi funktioituiksi yhdisteiksi. Reaktio säilyttää lähtöaineen stereokstitution, joten cis-alkeneista saadaan cis-epoksideja ja trans-alkeneista trans-epoksideja.

Yleisimpiä epoksidaation menetelmiä ovat peroksidien käyttö sekä hapon tai katalyytin avulla tapahtuva hapen lisäys. Tunnetuimpia reaktanteja ovat perotrooksidinen happi (esim. meta-chloro-perbenzoiinihappo, mCPBA) sekä veden kanssa käytettävät katalyyttiset järjestelmät. Asymmetrisissä epoksidaatioissa voidaan käyttää erityiskatalyyttejä: Sharplessin epoksidaatio allyylialkoholeille, Mn-salen-katalyytit Jacobsenin ja muut järjestelmät tuottavat ennakoitua enantioselectiota.

Mekanismin kannalta epoksidaatio on useimmiten konsertoitu [2+1]-cycloadditio, jossa happi lisätään yhtäaikaisesti molemmille hiilille. Tämä synteettinen lisäys säilyttää alkuaineiden suhteen asennon, jolloin stereokonfiguraatio on ennustettavissa.

Sovellukset: epoksidit ovat keskeisiä rakennuspalikoita organisessa synteesissä, niitä käytetään myös polymeerien ja epoxy-resiinien valmistuksessa. Teollisesti huomattava esimerkki on etyleenoksidin valmistus eteenin reaktiosta happea katalysoidun reaktion ja hopeakatalyysin avulla; etyleenoksidi on tärkeä raaka-aine glykolien ja muiden polymeeri- ja fungtionalisoitujen yhdisteiden valmistuksessa. Epoksidaation valvonta ja valitut katalyytit mahdollistavat laajan sovelluskirjon sekä stereokontrollin.

---