醇、醚、環氧化合物與硫醇
環氧化物(epoxide)
/ ee-POX-ide /
環氧化物是由兩個碳和一個氧組成的三元環——它是最小的環醚。想像一個小三角形:兩個碳彼此相連,又各自連到頂點處同一個氧上。最簡單的一種環氧乙烷(oxirane)是防凍液的原料,也是一種重要的工業化學品。
環氧化物之所以特別,在於它是一種張力大、活潑的醚。普通的醚以惰性著稱,但在三元環裡把 C-O-C 角壓到約 60 度,迫使鍵遠離它們偏好的角度,給分子注入了環張力。那張力是渴望釋放的儲存能量,它把通常昏昏欲睡的醚氧變成了出色的離去基團:親核試劑進攻某個環碳、把環撐開,就釋放了張力。所以普通醚不會反應的地方,環氧化物會反應。
環氧化物極其有用,恰恰因為它能與眾多親核試劑乾淨地反應、開環給出一個在相鄰兩碳上各帶一個官能團的產物(一個來自親核試劑,另一個是由原環氧氧變來的新 -OH)。製備環氧化物通常是用過氧酸(如 mCPBA)處理烯烴,它在一步立體專一的反應中把一個氧加到雙鍵上。在自然界和實驗室裡它們都是強親電試劑——這也是某些環氧化物有毒或致癌的原因,因為它們能烷基化 DNA。
環氧乙烷是一個由 -CH2-CH2- 經氧橋閉合而成的三角形。用 mCPBA(一種過氧酸)處理像環己烯這樣的烯烴,會把一個氧加到雙鍵上,一步生成環氧化物。
一個張力很大的三元環醚——正是這張力讓它能反應。
環氧化物嚴格說是一種醚,但別指望它像醚那樣惰性:環張力使它活潑得多,所以在普通醚紋絲不動的酸性和鹼性條件下,它都會輕易開環。
又稱
另見