Klorohydriinimetodi

Klorohydriinimetodi, eli chlorohydrin-route, on kaksivaiheinen kemiallinen menetelmä alkeeniensä epoksien (oksirenejen) valmistukseen halohydriinin välivaiheen kautta. Ensimmäisessä vaiheessa alkeeni reagoi kloorin ja veden kanssa muodostaen halohydriinin (R-CH(OH)-CH2Cl), jonka syntyminen on tyypillisesti anti-vaikutuksella. Toisessa vaiheessa emäksen vaikutuksesta halohydriini deprotonoidaan ja sisäiseen SN2-reaktioon päädytään epoksidiin, jolloin kloori lähtee.

Prosessi on erityisesti tunnettu teollisessa epoksidien valmistuksessa, jossa eteenpäin käytetään esim. eteenin epoksidia (ethylene oxide). Esimerkki: eteenille reagoidaan kloorin kanssa veden kanssa muodostaen 2-chloroetanolin halohydriinin, ja tämän jälkeen emäksen avulla halohydriini cyclisoituu epoksidiksi sekä vetykloridin suoloiksi. Reaktiokokonaisuutta voidaan kirjata näin: CH2=CH2 + Cl2 + H2O → HO-CH-CH2Cl; HO-CH-CH2Cl + NaOH → C2H4O (epoksidi) + NaCl + H2O.

Stereokemia ja reaktiokauppa: halohydriinin syntyessä tapahtuu usein anti-additio, jolloin OH- ja Cl- sijoittuvat vastakkaisiin hiiliketjuihin. Epoksidin muodostuminen taas tapahtuu SN2-tyyppisesti ja siihen vaikuttavat substituentit sekä alkeenin rakenne. Menetelmää voidaan soveltaa useisiin alkeeneihin, mutta raskaimien alkeenien tapauksissa regio- ja stereokemialliset seikat sekä halohydriinin hallinta voivat asettaa haasteita.

Klorohydriinimetodi tarjoaa nopean reaktiopolun epoksidien valmistukseen, mutta siihen liittyy kloorin ja mahdollisten sivutuotteiden turvallisuus- ja hävitysvaatimuksia, minkä vuoksi vaihtoehtoiset epoksidoitumismenetelmät (esim. peräkkäiset mCPBA- tai t-butokatalysoidut reaktiot) voivat olla valikoidumpia tietyissä sovelluksissa.