Epóxido

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Epoxietano
Époxi genérico

Um epoxi é um éter cíclico com três átomos que formam um anel. Este anel define aproximadamente um triângulo equilátero que o torna altamente tenso. Esse anel sob tensão torna o epóxi mais reactivo que os outros éteres. Os epoxis simples são nomeados a partir do composto original óxido de etileno ou oxirano tal como o Clorometiloxirano. Como grupo funcional, os epóxis apresentam o prefixo epóxi, tal como no composto 1,2 epoxicicloheptano que também pode ser chamado Ciclohepatno epoxi.

A estrutura química do epóxi glicidol, um intermediário químico comum

Um polímero que contém grupos epóxis por reagir é chamado poliepóxi. As resinas epóxi são usadas como adesivos ou materiais estruturais. A polimerização de um epóxi produz um poliéter – por exemplo o Óxido de etileno polimeriza para produzir Polietileno glicol, também conhecido por óxido de polietileno.

Síntese[editar | editar código-fonte]

Os epoxies dominantes a nível industrial são o Óxido de etileno e Óxido de propileno que são produzidos a uma escala de 15 milhões e 3 milhões de toneladas respectivamente[1]

A epoxidação do etileno envolve a sua reacção catalítica de acordo com a seguinte estequiometria:

7 H2C=CH2 + 6 O2 → 6 C2H4O + 2 CO2 + 2 H2O

A reacção directa do Oxigénio com os alcenos é apenas útil para este epóxi, Outros alcenos não reagem de maneira útil, mesmo o propileno.

Peroxidação Olefínica[editar | editar código-fonte]

A maioria dos epóxis são gerados pelo tratamento dos alcenos com peróxidos contendo reagentes que doam um único átomo de Oxigénio. Os peróxidos reagentes típicos incluem a água oxigenada, ácidos peroxicarboxilicos e hidroperóxidos alquílicos. Em aplicações especializadas, outros peróxidos com grupos reagentes são empregues, tal como o dimetildioxirano.

Neste tipo de abordagem, a aplicação em maior escala é a produção de Óxido de propileno usando tanto o hidroperóxido de T-butil ou Hidroperóxido deEtilbenzeno.[2]

Normalmente, para operações laboratoriais a Reacção de Prilezhaev é empregue.[3] [4] Esta abordegem envolve a oxidação do Alceno com um peroxiácido tal como o ácido 3-cloroperbenzoico. Ilustrativo é a epoxidação de estireno com o Ácido perbenzóico para a obtenção de óxido de estireno.[5]

Prilezhaev Reaction

A reacção procede via, como é comummente chamado, de "mecanismo de borboleta.[6] O peroxido é visto como um electrófilo e o alceno como um nucleófilo. A reacção é considerada concertada (os números mostrados abaixo são simplificações). Mecanismo de borboleta

Os hidroperóxidos são também usados em epoxidações catalíticas Enântio selectivas tais como a Epoxidação de Sharpless e a epoxidação de Jacobsen. Nestes casos, o Oxigénio é entregue a partir de um óxido metálico ou peróxido. Conjuntamente com a epoxidação Shi, estas reacções são úteis para a síntese enantioselectiva de epóxidos chiral. Reagentes como a Oxiziridina também podem ser usados para gerar epóxis a partir de alcenos.

Substituição intramolecular SN2[editar | editar código-fonte]

Este método é uma variante da síntese de Wiliamson. Neste caso, um ião alcoxilo move um átomo de cloro dentro da mesma molécula. Os compostos percursores são chamados de halodrinas. Por exemplo, com 2-cloropropanol:[7] Methyloxirane from 2-chloroproprionic acid.png

Cerca de metade da produção mundial de Óxido de propileno é proveniente desta abordagem.[2] Uma formação de epóxi intramolecular é um dos passos-chave na Reacção de Darzens

Na reacção de Johnson-Corey-Chaykovsky os epóxis são gerados a partir de grupos carbonilo e sulfónio. Nesta reacção o sulfónio é o grupo que abandona em vez do cloro

Os epóxidos são líquidos, incolores, solúveis em álcool, éter e benzeno.

Referências

  1. Rebsdat, Siegfried; Dieter Mayer. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry: Ethylene Oxide (em en). 1 ed. Nova Iorque: Wiley-VCH, 2001.
  2. a b Kahlich, Dietmar; Uwe Wiechern et al. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (em en). [S.l.]: Wiley-VCH, 2011.
  3. March, Jerry. Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms and Structure (em en). 3ª ed. [S.l.]: John Wiley & Sons, 1985. 1512 p. 1 vol. ISBN 0471854727
  4. Prileschajew, Nikolaus. (1909). "Oxydation ungesättigter Verbindungen mittels organischer Superoxyde". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 42 (4): 4811-4815.
  5. Hibbert, Harold; Pauline Burt. Organic Syntheses: Styrene oxide (em en). 1ª ed. Londres: [s.n.], 1941. p. 494.
  6. Bartlett Rec. Chem. Prog 1950, 11 47.
  7. Koppenhoefer, B.; Schurig, V.. (1993). "(R)-Alkyloxiranes of High Enantiomeric Purity from (S)-2-Chloroalkanoic Acids via (S)-2-Chloro-1-Alkanols: (R)-Methyloxirane" (em inglês). Organic Syntheses 8: 434. Organic Syntheses.
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