إپوكسيد

مهـا

ساهم بشكل رئيسي في تحرير هذا الموضوع

الصيغة العامة للإيبوكسيدات

الإپوكسيد Epoxide هوتعبير عن إيثر ثلاثي حلقي (ذرة أكسجين مرتبطة بذرتي كربون). تكون الحلقة تقريباً مثلث متساوي الأضلاع، مما يجعله عالي الانفعال، فالحلقة المنعملة (ذات الطاقة العالية) يمكن حتى تنفتح بكواشف عدة مما يجعل الإبوكسيدات أكثر تفاعلاً من الإيثرات الأخرى.

أكسيد الإثيلين

تحتل ذرة الأكسجين أحد رؤوس المثلث، أي أنه مركب حلقي غير متجانس.

وأبسط هذه المركبات تأخذ اسمها من المركب الأب أكسيد الإثيلين أوالأوكسيران Oxirane، مثل كلورومثيل‌أوكسيران chloromethyloxirane. وكمجموعة وظيفية، فإن الإپوكسيدات يسبق اسم جميع منها بالسابقة "إپوكسي" كما في المركب 1,2-epoxycycloheptane الذي يمكن حتى يـُسمى أيضاً cycloheptene epoxide، أوببساطة cycloheptene oxide.

البنية الكيميائية لگليسيدول الإپوكسيد, مركب كيميائي وسطي شائع.

الپوليمر الحاوي على وحدات من الإبوكسيد غير المتفاعل يسمى پولي‌إپوكسيد Polyepoxide أوإپوكسي epoxy. راتنجات الإپوكسي تستعمل كمواد لاصقة ومواد بناء. پلمرة إپوكسيد تنتج پولي‌إيثر، عملى سبيل المثال أكسيد الإثيلين يتبلمر ليعطي پولي‌إثيلين گليكول، المعروف أيضاً بإسم أكسيد الپولي‌إثيلين.

التخليق

هناك عدة طرق لتحضير الإپوكسيدات، هي:

فوق أكسدة الاولفين

معاملة الألكن مع فوق الحموض Olefin peroxidation

عاملنا ألكين هوحلقي الهبتان مع فوق حمض (RCO₃H) هوفوق حمض ميتاـ كلوروبنزوئيك، فتشكل الإيبوكسيد وهوتعبير عن 1-2 إيبوكسي حلقي الهبتان.

وهذه الطريقة الأكثر استخداماً لتحضير الإيبوكسيدات في المخابر.

معظم الإپوكسيدات يتم توليدها بمعالجة ألكينات alkene بكواشف تحتوي على فوق الأكسيد peroxide.

يتواصل التفاعل عبر ما يشيع تسميته "آلية الفراشة." ويـُنظـَر إلى فوق الأكسيد على أنه محب للإلكترون، وللألكين على أنه محب للنواة. ويعتبر التفاعل منسـَقاً (الأرقام في الآلية المعروضة أدناه هي للتبسيط).

إحلال S_N2 داخل الجزيء

أوالتحضير من هالوالهيدرينات. هذه الطريقة هي تنويعة من تخليق إيثر وليامسون. في هذه الحالة، يحل أيون ألكوكسيد محل ذرة كلوريد داخل نفس الجزيء. المركبات السابقة تسمى هالوهيدرينات.

الهالوهيدرين الذي يحوي هالوجين (بروم، كلور ....) ومجموعة OH، نحضره بداية من الألكِن بمفاعلته مع الهالوجين والماء، ثم نعامله في وسط قلوي (NaOH) فيعطي الإيبوكسيد.

تقريباً نصف انتاج العالم من أكسيد الپروپيلين يأتي من هذا الطريق، فتفاعل تشكيل الإپوكسيد داخل الجزيء هوأحد المراحل الرئيسية في تفاعل دارزنس.

ففي تفاعل جونسون-كوري-تشايكوڤسكي تتولد الإبوكسيدات من مجموعات الكربونيل وإليدات السلفونيوم. وفي هذا التفاعل،قد يكون السلفونيوم هوالمجموعة المغادرة بدلاً من الكلوريد.

الإپوكسدة المحبة للنواة

الإپوكسدة غير المتماثلة

تفاعل فتح الحلقة Ring opening

بوسط حمضي ثم ماءAcid catalyzed epoxide opening

يتم شطر الإيبوكسيدات عند معالجتها بحمض تماما كباقي الإيثرات، لكن يمكن حتى يتم ذلك تحت شروط أخف وذلك بسبب التوتر في الحلقة ring strain . وكما سنلاحظ، فإن وجود حمض مميه (حمض وماء) وممدد بدرجة حرارة الغرفة كافٍ ليقوم بحلمهة الإيبوكسيدات إلى "مفروق 1،2ديولات" Trans1,2diols

في التفاعل السابق تم وضع الإيبوكسيد في وسط حمضي فأخذ الأكسجين بروتوناً فتشكلت شارة أوكسونيوم ، ويمضى المزدوج الالكتروني ويتشكل كاربوكاتيون C⁺ ، ثم تأتي جزيئة ماء لترتبط على الـ C⁺ أوبعدها يُطرد بروتون من الماء فيبقى OH ويتشكل ديول ترانس.

وبنفس الآلية يعطينا أكسيد الإثيلين في وسط حمضي ديول هوالإثيلين غليكول