環(huán)氧化合物開環(huán)反應(yīng)方向

對稱環(huán)氧化物發(fā)生開環(huán)反應(yīng)時，無論親核試劑進(jìn)攻哪一個碳原子，所得產(chǎn)物均相同。但是，當(dāng)不對稱的環(huán)氧化合物進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)時，可能會得到兩種產(chǎn)物。兩種產(chǎn)物中哪一種占優(yōu)勢，就存在開環(huán)反應(yīng)的方向問題。

在堿性條件下，親核試劑進(jìn)攻位阻較小的碳原子（連有最少取代基的碳原子）。

例如：

在酸性條件下開環(huán)，親核試劑主要進(jìn)攻連取代基較多的碳原子。例如：

在酸催化下，由于質(zhì)子化的環(huán)氧化合物活性較高，離去基團(tuán)較好，而所用試劑的親核能力又較弱；因此，反應(yīng)中C一C鍵的斷裂先于親核試劑與環(huán)碳原子之間鍵的形成，使該S_N2反應(yīng)具有S_N1的性質(zhì)。當(dāng)帶有部分正電荷的環(huán)碳原子上連有較多取代基（一般為烷基）時，該環(huán)碳原子能容納較多的正電荷，故親核試劑優(yōu)先進(jìn)攻連有較多取代基的環(huán)碳原子。

環(huán)氧化合物在酸或堿催化下可與多種試劑發(fā)生反應(yīng)而開環(huán)?，F(xiàn)以環(huán)氧乙烷為例，其主要反應(yīng)如下：

上述開環(huán)反應(yīng)被認(rèn)為是按S_N2機(jī)理進(jìn)行的，現(xiàn)以水解反應(yīng)為例來說明在酸或堿催化下開環(huán)反應(yīng)的機(jī)理。

酸性條件下，氧首先質(zhì)子化，使碳氧鍵極性增強(qiáng)，有利于親核試劑的進(jìn)攻。親核試劑從環(huán)的反方向進(jìn)攻得到相應(yīng)反式開環(huán)產(chǎn)物。

堿性條件下，雖然環(huán)氧烷不是最活潑的形式，但親核試劑的親核能力較強(qiáng)，同樣會發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，亦得到反式開環(huán)產(chǎn)物。而一般醚在堿性條件下則不發(fā)生此反應(yīng)。

1、環(huán)氧乙烷

又稱氧化乙烯、1，2．環(huán)氧乙烷、二氫環(huán)氧乙烯。閃點(diǎn)-28.9℃。與空氣混合形成爆炸混合物。與胺、氨、鉀、共價(jià)氫化物接觸發(fā)生爆炸性聚合反應(yīng)，反應(yīng)具危險(xiǎn)性。接觸高活性催化表面（無水鐵、錫、鋁氯化物、純鐵、鋁氧化物、氫氧化鈉）發(fā)生劇烈化學(xué)。重排或聚合放熱反應(yīng)。少量強(qiáng)酸、堿金屬、氧化劑也能引起反應(yīng)。避免接觸銅、鎂、汞、銀及其合金（包括焊料），防止形成爆炸性乙炔化金屬。

防止容器損壞、受熱、光照。在絕緣體中可反應(yīng)并生成聚乙二醇，自發(fā)生熱并在<100℃點(diǎn)燃。與強(qiáng)氧化劑、醇、鋁、胺、丙三醇、五氧化二氮、間硝基苯胺劇烈反應(yīng)；與溴乙烷、高氯酸鎂、硫醇、鹽類、鏈烷硫醇、易燃物等不相容。導(dǎo)電性低，流動或攪動會產(chǎn)生靜電。浸蝕某些橡膠、塑料和棉織品。

2、環(huán)氧丙烷

又稱氧化丙烯、甲基環(huán)氧乙烷、1，2-環(huán)氧丙烷、2，3-環(huán)氧丙烷。閃點(diǎn)-37.0℃。與空氣或氧混合形成爆炸混合物。與酸、苛性堿、全鹵化物發(fā)生危險(xiǎn)性聚合；與水、水蒸氣反應(yīng)能形成不穩(wěn)定過氧化物。與酸、氨、胺、乙炔化金屬、黏土基吸收劑發(fā)生反應(yīng)；與無水金屬氯化物、氫氧化銨、鹽類不相容。導(dǎo)電性低，流動或攪動會產(chǎn)生靜電，并可能引燃其蒸氣。浸蝕某些橡膠、塑料和棉織品。

1、代表物質(zhì)

環(huán)氧乙烷（氧化乙烯）、環(huán)氧丙烷（氧化丙烯）、1,2-環(huán)氧丁烷（氧化丁烯）、1,4-環(huán)氧丁烷（四氫呋喃）、環(huán)氧氯丙烷（表氯醇）、1,4-二氧六環(huán)等。

2、物質(zhì)特性

環(huán)氧化合物是指含有C₂O基團(tuán)的三元環(huán)化合物，是一種環(huán)醚。環(huán)氧乙烷是三元環(huán)醚，是一種最簡單的環(huán)醚，其環(huán)容易打開，不作溶劑使用。低碳數(shù)環(huán)氧化合物多是液體，溶于水、醇、醚等。

3、配伍禁忌

（1）環(huán)氧化合物在空氣中可燃燒，其蒸氣與空氣可形成爆炸性氣體混合物。

（2）環(huán)氧化合物與硫酸、硝酸等接觸會發(fā)生爆炸。

（3）環(huán)氧化合物與共價(jià)鹵化物（如三氯化鋁）和金屬氧化物接觸會發(fā)生爆炸性聚合

（4）環(huán)氧化合物與無機(jī)堿、氨、有機(jī)胺、金屬鉀等接觸，發(fā)生劇烈聚合反應(yīng)。

（5）環(huán)氧化合物與金屬烷氧化物(如叔丁基醇鉀)接觸會發(fā)生著火。

（6）環(huán)氧化合物與高氯酸鎂接觸，可能因生成高氯酸酯而導(dǎo)致爆炸。

（7）環(huán)氧化合物在鹵離子催化下，可能因生成二氯乙炔，而導(dǎo)致爆炸。

（8）環(huán)氧化合物與醇（如甘油）在加熱時，可能因發(fā)生失控反應(yīng)而導(dǎo)致爆炸。

如前所述．無論在酸性條件下還是在堿性條件下。環(huán)氧烷的開環(huán)反應(yīng)，均是按S_N2機(jī)理進(jìn)行，所以親核試劑總是從離去基團(tuán)（氧橋）的背面進(jìn)攻中心碳原子，得到反式開環(huán)產(chǎn)物。若中心碳原子為手性碳原子，則導(dǎo)致中心碳原子構(gòu)型轉(zhuǎn)變。例如：

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