Epossidi

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Un epossido è un etere ciclico in cui l'ossigeno è uno degli atomi di un anello a tre termini.

Vengono classificati, per ovvie ragioni, come eteri, ma a differenza di essi presentano una reattività del tutto eccezionale e delle sintesi differenti.

La reattività degli epossidi è causata dalla tensione angolare dell'anello a tre termini. Infatti l'ibridizzazione sp³ presuppone angoli di legame di 109°, contro i 60° formati dagli epossidi. Questo porta ad una facile apertura dell'anello.

[modifica] Nomenclatura

Gli epossidi più semplici vengono nomenclati come derivati dell'ossido di etilene, che è l'epossido base. Se l'epossido fa parte di un altro sistema ciclico si utilizza il prefisso epossi-. I nomi comuni sono ottenuti dall'alchene di partenza seguito da ossido o preceduto da ossido di.

[modifica] Sintesi

• Ossidazione di alcheni:

Si utilizzano acidi perossicarbossilici, ovvero acidi carbossilici di formula -COOOH anziché -COOH. È il metodo di maggior impiego nelle sintesi fatte in laboratorio.

        RCOOOH
R-CH=CH2 ---> R-CH--CH2
                 \ /
                  O 

• Sostituzione nucleofila interna delle aloidrine:

     X
     |
R-CH-CH2 + NaOH + H2O --> R-CH--CH2 + NaX + H2O
  |                          \ /
  OH                          O

In questa reazione X può essere un atomo di cloro o un atomo di bromo; in alternativa ad NaOH è anche possibile utilizzare K₂CO₃

• Sintesi dell'ossido di etilene:

              Ag
2CH2=CH2 + O2 --> CH2-CH2
                   \ /
                    O

Questa sintesi non funziona con altri alcheni, però è l'unica ad essere stata portata su scala industriale.

[modifica] Reazioni

• Apertura dell'anello per reazione con nucleofili:

R-CH-CH2 + CH3O-Na+ --> R-CH-CH2-OCH3
   \ /                    |
    O                     O-Na+

Si tratta, più precisamente, di una reazione di sostituzione nucleofila 2 interna alla molecola.

• Apertura dell'anello mediante catalisi acida:

              H+
CH2-CH2 + H2O --> HO-CH2-CH2-OH
 \ /
  O

Il prodotto dell'apertura dell'anello mediante catalisi acida per l'ossido di etilene è il glicole etilenico, prodotto interessante per utilizzi di vario genere.

• Riduzione:

   R                     R
   |                     |
R'-C-CH2 + LiAlH4 --> R'-C-CH3  
   \ /                   |
    O                    OH

• Reazione con i reattivi di Grignard:

                                     H3O+
CH2-CH2 + R-Mg-X --> R-CH2-CH2-O-MgX+ ---> R-CH2-CH2-OH 
 \ /
  O