Reaksi Epoksidasi

A.      Oksidasi alkena dengan asam peroksikarboksilat

Metode laboratorium yang paling umum untuk sintesis epoksida dari alkena adalah oksidasi dengan asam peroksikarboksilat (Brown et al., 2009). Epoksidasi biasanya terjadi melalui reaksi dengan suatu asam peroksi yang seringkali disiapkan secara in situ. Asam-asam peroksi ini merupakan hasil dari reaksi dari asam karboksilat atau suatu gugus asil yang lain dengan hidrogen peroksida bersama dengan katalis asam jika diperlukan (Gunstone, 1996). Telah diketahui bahwa urutan efektifitas katalis yaitu, asam sulfat, asam fosfat, asam nitrat, dan asam klorida (Dinda et al., 2008). Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Asam peroksiformat atau asam peroksiasetat secara luas digunakan dalam skala industri, tetapi asam peroksi yang lain kadang-kadang lebih bagus digunakan dalam skala laboratorium, seperti asam peroksitrifluoroasetat, asam peroksilaurat, asam peroksibenzoat, asam 3-kloroperoksibenzoat, dan asam monoperoksi yang merupakan turunan dari asam suksinat, asam maleat atau asam phtalat anhidrid (Gunstone, 1996).

B.       Epoksidasi Asimetris Sharpless

Satu dari reaksi organik yang sangat bermanfaat telah diketahui pada beberapa dekade terakhir adalah epoksidasi asimetris dari alil alkohol dengan katalis titanium yang dikembangkan oleh Professor Barry Sharpless, Universitas Stanford. Reagen yang digunakan terdiri dari tert-butil hidroperoksida, titaium tetraisopropoksida [Ti(O-iPr)i], dan dietil tartrat. Bentuk dari asam tartrat yang digunakan dalam epoksidasi Sharpless adalah (+)-dietil tartrat atau enantiomernya, (-)-dietil tartrat (Brown et al., 2009).

C.       Substitusi nukleofilik internal oleh halohidrin

Salah satu metode untuk persiapan epoksida dari alkena yaitu melibatkan pemberian perlakuan terhadap alkena dengan klorin atau bromin dalam air untuk membentuk klorohirdrin atau bromohidrin kemudian diikuti oleh perlakuan halohidrin dengan basa agar terjadi pemindahan Cl^- secara intramolekular. Di bawah ini merupakan langkah-langkah untuk mengubah propena menjadi 1-kloro-2-propanol, kemudian menjadi metiloksiren (propilen oksid).

Konversi halohidrin menjadi epoksida dengan suatu basa merupakan stereoselektif dan dapat ditinjau sebagai reaksi S_N2. Ion hidroksida atau basa lainnya memisahkan proton dari grup hidroksil halohidrin untuk membentuk ion alkoksida, suatu nukleofil yang bagus, yang menggantikan halogen yang terdapat pada karbon terdekat. Sebagaimana semua reaksi S_N2,  penyerangan nukleofil adalah dari arah belakang ikatan C-X dan menyebabkan inversi dari konfigurasi rantai karbon pada bagian yang terjadi substitusi.

Pada kasus ini, penggantian alkoksida dan penghilangan ion halida terjadi pada atom-atom karbon yang berdekatan (Brown et al., 2009).

D.      Epoksidasi dengan molekul oksigen menggunakan katalis perak

Etilen oksid merupakan salah satu dari sedikit epoksida yang disintesis dalam skala industri, dilakukan dengan cara melewatkan etilen dan udara melalui katalis perak (Brown et al., 2009). Epoksidasi dengan katalis perak merupakan metode yang paling murah dan paling ramah lingkungan. Akan tetapi, kegunaan metode ini seringkali terbatas pada beberapa substrat, seperti etilen dan butadien, sementara untuk alkena yang lain akan memberikan hasil yang sangat rendah (Dinda et al., 2008).

    Sumber:

   Brown, H.W., Foote, S.C., Iverson, L.B, and Anslyn, V.E., 2009, “Organic Chemistry”, pp. 431-433, Brooks/Cole Cengage Learning, Belmont.

    Dinda, S., Patwardhan, V.A., Goud., V.V., and Pradhan, C.N., 2008, “ Epoxidation of Cottonseed Oil by Aqueous Hydrogen Peroxide Catalised by Liquid Inorganic Acids”, Bioresource Technology, 99, pp. 3737-3744.

    Gunstone, D.F., 1996, “Fatty Acid and Lipid Chemistry”, pp.186-188, Blackie Academic & Proffessional, Chapman & Hall, Wester Cleddens Road, Bishopbriggs, Glasgow.