Epoksidaatioissa

Epoksidaatioissa tarkoitetaan alkeenin eli hiilten kaksoissidaman reaktiota, jossa oksygeeniatomi kiinnittyy molekyyliin muodostaen kolmenjäsenisen epoksidin (oksirengin). Reaktio on tyypillisesti stereoselektiivinen ja tapahtuu syn-merkityksessä, jolloin alkeiden cis-konfiguraatio säilyy epoksidin muodostuessa.

Useimmat epoksidaatioreaktiot perustuvat elektrofiiliseen hapen lisäykseen C=C-viertaan. Tavanomaisia hapettimia ovat peratsaatit kuten mCPBA ja heterogeeniset tai homogeeniset järjestelmät, joissa happi toimitetaan esimerkiksi peroksidien tai destyylien avulla. Eri reagenteilla voidaan saavuttaa erilaisia reaktiokyvykkyyksiä ja sivutuotteita, ja reaktio on usein pykäläinen aleneva reaktiarku.

Stereosidonnaisesti, epoksidaatio voi olla stereoselektiivinen, ja käytetyt katalyytit mahdollistavat myös enantioselectiivisen epoksidaation. Esimerkiksi Sharplessin asenteinen epoksidaatio hyödyntää allyylisten alkoholeja ja kromaattista Ti(IV)-yhdisteiden katalyysia sekä tartraattieettereitä, ja tuottaa epoksideja vahvalla enantiomäärällä. Muita menetelmiä edustavat Mn-salen-katalyytit ja erilaiset oksidaattorit, jotka mahdollistavat epoksidaation ilman erityisiä asetaattityyppejä.

Sovellukset ovat laajat: epoksidit ovat tärkeitä rakennuspalikoita orgaanisessa synteesissä, sekä makro- ja pienimolekyylisissä tuotteissa. Teollisesti tunnetuimpia esimerkkejä ovat eteeninoksidi (ethylene oxide) ja propeenoksidi (propylene oxide), jotka ovat avainasemassa polymeerien ja syanihappojen synteesissä. Epoksidit voivat avautua nukleofiilien kanssa halohydriiniksi, glykoliksi tai muiksi funktionalisoinneiksi.

Turvallisuus- ja ympäristövaikutukset sekä reaktioiden huolellinen ohjaus ovat olennaisia, sillä epoksidit ja hapettimet voivat olla räjähdysherkkiä, tulenarkoja tai herkkiä käsittelylle.