Оксиранами (старое название эпоксиды) называют трехчленные циклические соединения, содержащие один атом кислорода в цикле.
Окись этилена
Простейший оксиран обычно называют окисью этилена. Ее получают в промышленности путем пропускания смеси этилена с воздухом или с кислородом над серебряным катализатором
(16)
оксиран (окись этилена)
Был также разработан промышленный метод окисления одной из двойных связей бутадиена до эпоксидной группы:
(17)
3,4-эпокси-1-бутен
Методы получения оксиранов
Окисление алкенов надкислотами
Наиболее широко используемым методом получения оксиранов является действие на алкены надкислотами:
(18)
циклогексен м
-хлорнадбензойная 1,2-эпоксицикло- м
-хлорбензойная
кислота гексан кислота
Окисление алкенов органическими надкислотами сопровождается присоединением кислорода по двойной связи, в результате чего образуются
a-оксиды (Н.А. Прилежаев). Был предложен следующий механизм этой реакции:
(М 5)
Присоединение кислорода по двойной связи в реакции эпоксидирования представляет собой син
-процесс. Например, циклогексен реагирует с м
-хлорнадбензойной кислотой с образованием 1,2-эпоксициклогексана:
(19)
цис
-2-бутен цис
-2,3-диметилоксиран
(2R,3S)-2,3-диметилоксиран (мезо форма)
Эпоксид образуется той же конфигурации, что и исходный алкен:
(20)
(2R,3R)-2,3-диметилоксиран (23,3S)-2,3-иметилоксиран
Внутримолекулярное замещение галогенгидринов
Оксираны получают также действием щелочей на галогенгидрины (вариант реакции Вильямсона):
(21)
пропилен пропиленхлоргидрин окись пропилена
Таким путем из монохлоргидринов глицерина получают глицидный спирт, а из дихлоргидринов – эпихлоргидрин.
(22)
монохлоргидрины глицерина глицидный спирт
(23)
аллилхлорид дихлоргидрины глицерина эпихлоргидрин
Реакции оксиранов
Эпоксиды из-за легкости раскрытия очень напряженного эпоксидного цикла чрезвычайно реакционноспособны. В общем виде реакцию можно записать так:
где Nu = OH, OR, OAr, OOCR, Hal, NH2
, NR2
, SH, CN, N3
идр.
Реакция может катализироваться кислотами. Это особенно необходимо, когда раскрытие цикла осуществляется слабым нуклеофилом, например водой или спиртом:
(24)
(М 6)
Таким образом, эпоксидирование с последующим гидролизом в присутствии кислоты является методом анти гидроксилирования
алкенов. Напомним, что син гидроксилирование
алкенов осуществляется окислением разбавленным раствором перманганата калия.
Катализирумый кислотой гидролиз 1,2-эпоксициклогексана приводит к образованию транс
-1,2-циклогександиола в виде двух энантиомеров:
(25)
1,2-эпоксициклогексан транс-
1,2-циклогександиол
Присоединение хлороводорода к окиси этилена приводит к образованию этиленхлоргидрина:
(25)
В присутствии кислот или оснований окись этилена димеризуется в
1,4-диоксан:
(26)
1,4-диоксан
Реагируя с сероводородом, окись этилена дает тиогликоль, который далее реагирует еще с одной молекулой окиси этилена давая тиодигликоль.
Если в тиодигликоле заменить гидроксильные группы на атомы хлора то будет получен иприт:
Из окиси этилена и аммиака получают этаноламины:
При щелочном катализе не симметричный оксиран атакуется по наименее замещенному атому углерода:
окись пропилена
1-этокси-2-пропанол
При кислотном катализе не симметричный оксиран атакуется по наиболее замещенному атому углерода:
(27)
2-метил-1,2-эпоксипропан 2-метокси-2-метил-1-пропанол
В протонированном эпоксиде более разветвленный атом углерода несет более положительный заряд, чем менее замещенный.
Этиленгликоль, реагируя с окисью этилена превращается в диэтиленгли-коль, триэтиленгликоль и т.д. до полимера:
При добавлении к окиси этилена следов воды образуется полимер:
Аналогичным образом окись этилена реагирует со спиртами:
(28)
Целлозольвы далее, могут реагировать еще с одной молекулой окиси этилена давая карбитолы:
(26)
Взаимодействие оксиранов с магнийорганическими соединениями следует рассматривать как бимолекулярное нуклеофильное замещение у насыщенного атома углерода оксирана под действием карбаниона металлоорганического соединения.
Оксирановый цикл раскрывается также под действием диалкилкупратов, причем замещение происходит при наименее замещенном атоме углерода:
(27)
Другие работы по теме:
Предельные углеводороды
Алканы - предельные углеводороды, содержащие только простые связи углерода. Получение алканов: промышленный метод, нитрование и окисление. Углеводороды, содержащие двойную связь углерода - алкены или этиленовые углеводороды. Диеновые углеводороды.
Окисление алкенов
Санкт-Петербургский Государственный Технологический Институт (Технический Университет) Кафедра органической химии Факультет 4 Курс III Группа 476
Биологическая роль каротиноидов
Тюменская Государственная Медицинская Академия кафедра медицинской химии Биологическая роль каротина и каротиноидов. Научный руководитель: профессор Сторожок Н.М.
Технология производства эпоксидных смол
Технологический процесс изготовления эпоксидной смолы, ее взаимодействие с различными отвердителями. Характеристика различных эпоксидных компаундов. Пенопласты из эпоксидных смол. Технология герметизации погружного насоса эпоксидным компаундом.
Химия каренов
Принципы реализации ионного механизма при молекулярных перегруппировках карановых монотерпеноидов, протекающих через ионы с высокой степенью делокализации заряда. Особенности происхождения радикальных перегруппировок при фотохимических реакциях.
Пестециды
Понятие пестицидов. Их роль в борьбе с вредителями сельскохозяйственных растений. Роль пестицидов в загрязнении почв. Биотическое и абиотическое разложение этих веществ. Альтернативные методы борьбы с вредителями. Нетоксические вещества. Ризоплан.
Переработка полимеров
ВВЕДЕНИЕ Полимерные молекулы представляют собой обширный класс соединений, основными отличительными характеристиками которых являются большая молекулярная масса и высокая конформационная гибкость цепи. Можно с уверенностью сказать, что и все характеристические свойства таких молекул, а также связанные с этими свойствами возможности их применения обусловлены вышеуказанными особенностями.
Синтез и свойства полилевоглюкозана и некоторых его производных
Получение левоглюкозана при термообработке хлопковой целлюлозы в интервале температур 350-400° при пониженном давлении, аморфность его структуры. Стадии термического распада целлюлозы. Исследования по синтезу полилевоглюкозана, его эфиров и производных.
Валеология Вайнер учебник для вузов
Э.Н. Вайнер ВАЛЕОЛОГИЯ Учебник для вузов Рекомендован Учебно-методическим объединением педагогического образования Министерства образования Российской Федерации
Печёночная недостаточность
МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСТЕТ КАФЕДРА ПАТОФИЗИОЛОГИИ Патофизиология печени.
Патология тканевого роста Опухоли
ПАТОЛОГИЯ ТКАНЕВОГО РОСТА. ОПУХОЛИ Опухолевый процесс, как и другие типические патологические процессы, может развиваться в любом органе или ткани. Факторы, вызывающие развитие опухоли, распространены в производстве, в окружающей среде, быту. Поскольку опухоль представляет собой особый вид патологии, знание причин и механизмов развития и возникновения необходимо для формирования врачебного мышления.
Фармакология
АДРЕНЭРГИЧЕСКИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА (4) Определение: адренэргические препараты - это лекарственные вещества, которые препятствуют или воспроизводят эффекты катехоламинов. Главная роль адренэргической системы - в регуляции сердечно-сосудистой системы.
Антиоксидантная система плазмы крови в норме и при патологии
Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита. Характеристика антиоксидантной системы организма. Неферментативная, ферментативная антиоксидантная система. Антиоксиданты плазмы крови. Определение церулоплазмина.
Малахов Геннадий Целительные силы (том1)
www.koob Геннадий Петрович Малахов Целительные силы том 1 Содержание Предисловие автора Часть первая Чистка организма Толстый кишечник Система очищения организма и толстый кишечник
Обработка пищевых продуктов
Характеристика всех технологических процессов обработки пищевых продуктов и приготовления полуфабрикатов, блюд и кулинарных изделий. Требования к качеству продукции. Изменения свойств продуктов под влиянием различных способов их тепловой обработки.
Методы контроля загрязнения окружающей среды
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Современные методы контроля химических веществ, загрязняющих окружающую среду, - это, по сути, Физико-химические методы. Иногда их объединяют термином “инструментальные методы анализа”. Данная тема огромна, поэтому мы рассмотрим лишь наиболее перспективные из физико-химических методов, оптимально сочетающие в себе целый ряд качеств: высокую точность и воспроизводимость результатов анализа, высокую чувствительность и, несмотря на эти жесткие требования, доступность аппаратуры и возможность быстрого освоения ее.
Спирты
История открытия спиртов. Нахождение в природе. Физические свойства. Химические свойства. Получение и производство. Применение.
Молекулярные основы канцерогенеза. Онкогены
Предпосылки появления и развития рака в организме человека, его доля в общем количестве смертей людей. Рак как совокупность генных болезней, характеризующихся клеточной пролиферацией, опухолевые клетки и их действие. Факторы, стимулирующие канцерогенез.
Зрение
Оглавление 1.Введение Глава 1. Обзор литературы 1.1. Строение глаза, процесс зрения 1.1.1.Строение глаза 1.1.2. Аккомодация 1.1.3. Строение сетчатки
Витамин К
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Химический факультет Реферат по теме: Витамин К Работу выполнил: студент 442 гр. (ф/х)
Инженерная психология
Понятие об эргономике и инженерной психологии. Понятие об ударной волне, ее характеристики. Организация работ по ликвидации ЧС (общие положения).