アルケンのエポキシ化

エポキシ化

実験室スケールでアルケンをmークロロ過安息香酸のような過酸RCO₃Hで処理すると、酸化が起こってエポキシドができる。

エポキシドは、三員環に酸素原子をもった環状エーテルということを知らなければならない。

以下に、例を示す。

エポキシ化の反応機構

過酸は中間体を無くして、一段階機構で二つのCーO結合が二重結合の同じ面にできるようにアルケンに酸素分子を渡す。

渡される酸素はカルボニル基から一番遠い酸素原子である。

エポキシドを合成する別の方法

エポキシドを合成するもう一つの方法として、アルケンへのHOーXの求電子付加で作られるハロヒドリンを利用するものがある。

つまり、ハロヒドリンを塩基で処理すると、HXが脱離してエポキシドが生成する。

加水分解について

エポキシドは水による酸触媒開環反応を行って、グリコールとも呼ばれる1,2-ジアルコールができる。

これは、アルケンのエポキシ化ー加水分解の二段階反応の全体の結果は、ーOHが二つの二重結合炭素のおのおのに付加するヒドロキシ化であることを示している。

世界では毎年、1800万トン以上のエチレングリコールが、エチレンのエポキシ化とそれに続く加水分解によって製造され、主に自動車の不凍液に使われている。

ヒドロキシ化を四酸化オスミウムで

ヒドロキシ化は、アルケンを四酸化オスミウムOsO4で処理することにより、中間体のエポキシドを経由することなしに直接行うことができる。

代わりに、OsO₄がアルケンに付加して一段階で生成する環状オスミウム酸エステル中間体を経由して起こる。

続いて、環状オスミウム酸エステルは亜硫酸水素ナトリウムNaHSO3水溶液を用いて分解される。

しかし、OsO₄は非常に高価で有毒であるから、より安全なNMOの存在下で反応が行われる。

NMO：N-methylmorpholine N-oxide

また、OsO₄を触媒量用いることにより反応が行われる。

問題

どんな生成物が得られるか

cis-2-ブテンとm-クロロ過安息香酸との反応でどんな生成物が得られるか。

出発物を予測する