Epoksida

Epoksida adalah senyawa eter siklik dengan cincin yang memiliki tiga anggota. Struktur

dasar dari sebuah epoksida berisi sebuah atom oksigen yang diikat pada dua atom karbon

berdekatan yang berasal dari hidrokarbon. Tegangan dari cincin dengan tiga anggota ini

membuat senyawa epoksida menjadi lebih reaktif daripada eter asiklik.

Karakteristik dari senyawa epoksida adalah gugus oksiran yang terbentuk oleh oksidasi

dari senyawa olefinik atau senyawa aromatik ikatan ganda.

Senyawa epoksida merupakan senyawa yang sangat penting sama seperti produk kimia

lainnya, misalnya resin. Epoksida minyak, yang produksinya mencapai sekitar level 50.000

ton per tahun, memiliki fungsi utama sebagai plastisizer dan stabilisator pada PVC

(Gunstone, 1996).

Bentuk gugus epoksi, antara lain :

Terminal

Internal

Dan mungkin memiliki pengganti pada atom karbon selain hidrogen, misalnya:

Gugus epoksi dapat pula menjadi bagian dalam sebuah struktur cincin, seperti:

Senyawa epoksida dapat dibuka dengan mudah, di bawah kondisi asam atau basa.

Contohnya, hidrolisis propilen oksida yang dikatalis dengan senyawa asam atau basa untuk

menghasilkan propilen glikol.

Epoksida merupakan gugus yang sangat reaktif, terutama dalam larutan asam karena

akan menaikkan kecepatan pembukaan cincin oksida dengan cara protonasi kepada atom

oksigen dan berinteraksi dengan berbagai macam reagen nukleofilik (Gunstone, 1996).

Salah satu produk penting industri petrokimia yang dapat dihasilkan dari minyak nabati

adalah senyawa polihidroksi trigliserida. Senyawa ini banyak digunakan sebagai bahan

poliuretan, bahan aditif plastik, pelumas, surfaktan, dll sehingga kebutuhan akan senyawa ini

menjadi sangat tinggi. Senyawa polihidroksi trigliserida dihasilkan melalui reaksi

hidroksilasi. Reaksi hidroksilasi meliputi dua tahap reaksi, yaitu reaksi epoksidasi dan reaksi

pembukaan cincin oksiran. Pada penelitian ini akan dibahas lebih mendalam mengenai reaksi

epoksidasi.

Karena kereaktifan yang tinggi dari cincin oksiren, epoksida dapat berlaku sebagai bahan

baku untuk sintesis berbagai macam varietas kimia, seperti alkohol, glikol, alkanolamin,

komponen karbonil, komponen olefin, dan polimer, seperti poliester, poliuretan, dan resin

epoksi (Dinda et al, 2008).

Reagen (produk): HX = H2 (alkohol), H2O (diol), ROH (alkoksi alkohol), RCOOH

(asiloksi alkohol), RCONH2 (asilamino alkohol), H2S (merkapto alkohol), HCN (cyano

alkohol), HBr (bromo alkohol). Reaksi epoksidasi (terutama yang berasal dari triasilgliserol)

dengan alkohol polihidrik menghasilkan komponen polihidroksi yang mana dapat direaksikan

dengan diisosianat untuk menghasilkan poliuretan. Epoksida dapat dikonversi menjadi keton

melalui reaksi dengan natrium iodida dalam polietilen glikol (Gunstone, 1996).

Sebagai kesimpulan, epoksida diproduksi bukan hanya sebagai produk akhir, tetapi juga

sebagai intermediet karena epoksida merupakan komponen yang sangat bernilai dalam

sintesis kimia organik. Sekarang ini, beberapa usaha telah dilakukan agar reaksi dapat

berlangsung secara selektif dengan penggunaan katalis (Brown et al., 2009).

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 SN2. 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 SN2,

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).