Το **φαινυλοξιράνιο** (αγγλικά *styrene oxide*) είναι ετεροαρωματική (δηλαδή ετεροκυκλική και αρωματική) οργανική χημική ένωση, που περιέχει άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, με μοριακό τύπο **C8H8O**, Πιο συγκεκριμένα, αποτελεί ένα «θυγατρικό» οξιράνιο, που προέρχεται από το στυρόλιο (PhVi). Εφόσον το φαινυλοξιράνιο έχει ένα χειρόμορφο κέντρο, στο βενζυλικό άτομο άνθρακα, το φαινυλοξιράνιο υπάρχει σε δύο (2)  οπτικά ισομερή, R- και S-.

Παραγωγή
--------

Το φαινυλοξιράνιο μπορεί να παραχθεί με προσθήκη υποχλωριώδους οξέος (HClO) σε στυρένιο, ακολουθούμενη από αντίδραση εσωτερική απόσπασης υδροχλωρίου (HCl), από την παρουσία διαλύματος υδροξειδίου αλκαλιμέταλλου:

{\displaystyle \mathrm {PhCH=CH\_{2}+HClO{\xrightarrow {}}PhCH(OH)CH\_{2}Cl{\xrightarrow {+NaOH}}NaCl+} }

Μια άλλη δυνατότητα σύνθεσης φαινυλοξιρανίου είναι η άμεση επίδραση σε στυρένιο αιθανικού υπεροξέος (CH3CO3H) ή υπεροξειδίου του υδρογόνου (Η2Ο2), σε μια αντίδραση εποξείδωσης:

Η εποξείδωση στυρενίου μπορεί να γίνει και με βενζοϊκό υπεροξύ (PhCO3H) , σύμφωνα με την αντίδραση Πρίζαεφ (*Prilezhaev reaction*):

Τα καθαρά διακριτά εναντιομερή μπορούν να συνθεθούν με την ασύμμετρη εποξείδωση Τζάκομπσεν (*Jacobsen-Epoxidierung*) ή την επίσης ασύμμετρη εποξείδωση Σι (*Shi-Epoxidierung*). Οι αντιδράσεις αυτές είναι επίσης προσβάσιμες μέσω χρήσης κατάλληλου ενζύμου ή χημικής κινητικής ανάλυσης.

Χαρακτηριστικά και ιδιότητες
----------------------------

Το χημικά καθαρό φαινυλοξιράνιο, στις κανονικές συνθήκες περιβάλλοντος, δηλαδή σε θερμοκρασία 25°C και υπό πίεση 1 atm, είναι άχρωμο προς κιτρινωπό υγρό. Το φαινυλοξιράνιο είναι ελαφρώς υδατοδιαλυτό. Όμως, ακόμη και ίχνη οξέος στο νερό προκαλούν υδρόλυση του φαινυλοξιρανίου, σχηματίζοντας ρακεμική φαινυλ-1.2-αιθανοδιόλη [PhCH(OH)CH2OH], μέσω φαινυλοκατιόντων (Ph+). Αν η ποσότητα του νερού δεν είναι αρκετή για την πλήρη υδρόλυση όλης της ποσότητας φαινυλοξιρανίου, η τυχόν περίσσια οξέος καταλύει αντίδραση ισομερείωσης του φαινυλοξιρανίου που απέμεινε σε φαινυλαιθανάλη (PhCH2CHO). Η ισομερείωση αυτή, αν είναι ανεπιθύμητη, μπορεί να αποτροπή με την προσθήκη διαλύματος όξινου ανθρακικού νατρίου (NaHCO3). *In vivo* η ισομερείωση καταλύεται από το ένζυμο ισομεράση του στυρολοξειδίου (***S**tyrol**O**xide **I**somerase, **SOI***).

Το φαινυλοξιράνιο υδρολύεται *in vivo* σε φαινυλ-1,2-αιθανοδιόλη, με το ένζυμο υδρολάση εποξειδίου.

Σχηματίζει αζεοτροπικό μίγμα με το νερό στους 99,2 °C, που περιέχει 77,6% φαινυλοξιράνιο.

Αντιδρά βίβαια με πυρηνόφιλα αντιδραστήρια, όπως είναι για παράδειγμα οι αμίνες (RNH2), αλλά αντιδρά και με ηλεκτρονιόφιλα. Σε αυτήν την περίπτωση, η υψηλή χημική ενέργεια παραμόρφωσης που εμπεριέχει ο τριμελής οξιρανικός δακτύλιος της ένωσης απελευθερώνεται.

Εφαρμογές
---------

Με υδρογόνωση φαινυλοξιρανίου παράγεται η ένωση 2-φαινυλαιθανόλη (PhCH2CH2OH), που χρησιμοποιείται ως οσμοθέτης. Το φαινυλοξιράνιο χρησιμεύει, επίσης, ως πρόδρομη ύλη για τη σύνθεση φενιπεντόλης, που είναι ένα χολορυθμιστικό φάρμακο. Επίσης, το φαινυλοξιράνιο χρησιμεύει ως πρόδρομη ένωση για την παραγωγή διαφόρων καταλυτών και αναστολέων πολυμερισμού. Επιπλέον, χρησιμοποιείται ως υπόστρωμα για τη δοκιμή της δραστικότητας διαφόρων υδρολασών και για να δοκιμαστεί η αποτελεσματικότητα των χρωματογραφικών μεθόδων για τον διαχωρισμό εναντιομερών.

Τοξικολογία
-----------

Οι ατμοί του φαινυλοξιρανίου είναι ερεθιστικοί για τα μάτια και για την αναπνευστική οδό. Η άμεση επαφή φαινυλοξιρανίου με το (ανθρώπινο) δέρμα προκαλεί μέτριο ερεθισμό του. Σε περίπτωση μαζικής αναπνευστικής έκθεσης στην ένωση προκαλείται ερεθισμός της αναπνευστικής οδού, σχηματισμός τοξικού πνευμονικού οιδήματος, με συμπτώματα ναυτίας και κατάθλιψης του κεντρικού νευρικού συστήματος.

Το φαινυλοξιράνιο είναι ο κύριος μεταβολίτης του στυρενίου, για ανθρώπους και ζώα, καθώς προκύπτει από την οξείδωση του στυρενίου στο κυτόχρωμα P540. Το φαινυλοοξιράνιο, θιεωρείται πιθανό καρκινογόνο, όταν βιοσυσσωρεύεται σε σημαντικές ποσότητες σε ποντίκια και αρουραίους. Μετά από πειράματα σε ζώα το φαινυλοξιράνιο βρέθηκε ότι είναι καρκινογόνο, εξαιτίας του υψηλού δυναμικού αλκυλίωσης που η ένωση έχει. Γι' αυτό θεωρείται τοξική ένωση. Το φαινυλοξιράνιο μεταβολίζεται από το ανθρώπινο σώμα σε μανδελικό οξύ, σε φαινυλογλυοξυλικό οξύ, σε βενζοϊκό οξύ (PhCOOH) και σε ιππουρικό οξύ.

Το φαινυλοξιράνιο ένα χειρόμορφο κέντρο και, συνεπώς, δύο εναντιομερή. Έχει αναφερθεί ότι τα δύο εναντιομερή έχουν διαφορετική τοξικοκινητική και τελικά τοξικότητα. Έχει αναφερθεί ότι το R-φαινυλοξιράνιο σχηματίζεται κατά προτίμηση στους πνεύμονες των ποντικιών, ενώ το S-φαινυλοξιράνιο σχηματίζεται κατά προτίμηση στους αρουραίους. Σύμφωνα με πειράματα που έγιναν σε εθελοντές, η αθροιστική απέκκριση της S-φαινυλ-1,2-αιθανοδιόλης και του μανδελικού οξέος ήταν μεγαλύτερη σε σύγκριση με την αντίστοιχη της S-φαινυλ-1,2-αιθανοδιόλης. Διαπιστώθηκε, επίσης, ότι το S-φαινυλοξιράνιο υδρολύεται κατά προτίμηση από τα ανθρώπινα ηπατικά μικροσώματα, σε σύγκριση με το R-φαινυλοξιράνιο. Μελέτες σε ζώα έχουν δείξει ότι το R-φαινυλοξιράνιο είναι πιο τοξικό από το S-φαινυλοξιράνιο, για τα ποντίκια.

Ασφάλεια
--------

Το φαινυλοξιράνιο σχηματίζει εκρηκτικά μείγματα ατμών του και αέρα, σε αυξημένη θερμοκρασία. Η ένωση έχει ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης κάτω από 74°C. Το εκρηκτικό εύρος της ένωσης είναι 1,1%-22% κατ' όγκο. Η θερμοκρασία αυτανάφλεξης της ένωσης είναι 498°C. Το υλικό εμπίπτει στην κατηγορία θερμοκρασίας Τ1.

Πηγές
-----

* Γ. Βάρβογλη, Ν. Αλεξάνδρου, *Οργανική Χημεία*, Αθήνα 1972
* Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
* SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
* Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
* Δημήτριου Ν. Νικολαΐδη: Ειδικά μαθήματα Οργανικής Χημείας, Θεσσαλονίκη 1983.

Αναφορές και σημειώσεις
-----------------------

1. ↑  Δείτε τις εναλλακτικές ονομασίες στον παρακείμενο πίνακα πληροφοριών χημικής ένωσης.
2. 1 2 3 4 5 6  *Styroloxid*. 17 Δεκεμβρίου 2014.
3. ↑  Harold Hibbert and Pauline Burt (1941), «Styrene Oxide», *Org. Synth.*,  ; *Coll. Vol.* **1**: 494
4. ↑  «Verfahren zur Herstellung von Phenylacetaldehyden, BASF-Patent DE3546372A1 vom 2». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 5 Δεκεμβρίου 2017. Ανακτήθηκε στις 10 Ιουλίου 2017.
5. ↑  «Verfahren zur Herstellung von Phenylacetaldehyden, BASF-Patent DE3546372A1 vom 2. Juli 1987». Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 5 Δεκεμβρίου 2017. Ανακτήθηκε στις 10 Ιουλίου 2017.
6. ↑  Kenneth C. Liebman (1975). «Metabolism and toxicity of styrene». *Environmental Health Perspectives* **11**: 115–119. doi:10.2307/3428333. . [*νεκρός σύνδεσμος*]
7. ↑  L.H. Horsley: *Azeotropic Data II*, Advances in Chemistry Series 35, American Chemical Society, Washington D.C. 1962.
8. ↑  EPA Styrene Oxide evaluation
9. ↑  Eintrag zu *(Epoxyethyl)benzol[*νεκρός σύνδεσμος*]* in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 22. Februar 2017.

|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 

| π • σ • ε
Αιθέρες |
| --- |
|  |
| Διαλκυλαιθέρες | 
Διμεθυλαιθέρας (Me2O)  · Αιθυλομεθυλαιθέρας (EtOMe)  · Διαιθυλαιθέρας (Et2O)  · Μεθυλοπροπυλαιθέρας (PrOMe)  · Ισοπροπυλομεθυλαιθέρας (iPrOMe)  · Αιθυλοπροπυλαιθέρας (PrOEt)  · Αιθυλισοπροπυλαιθέρας (iPrOEt) |
|  |
| Αλκυλοκυκλοαλκυλαιθέρες | 
Κυκλοπροπυλομεθυλαιθέρας (C3H5OMe)  · (C3H5OEt) |
|  |
| Αρωματικοί αιθέρες | 
Ανισόλη (PhOMe)  · Αλλυλοφαινυλαιθέρας (PhOCH2CH=CH2) |
|  |
| Ετεροκυκλικοί αιθέρες | 
Οξιράνιο (C2H4O)  · Μεθυλοξιράνιο [CH3(C2H3O)]   · Οξιρένιο (C2H2O)  · Οξετάνιο (C3H3)  · Τετραϋδροφουράνιο (C4H8)  · 2,3-διυδροφουράνιο (C4H6O)  · Φουράνιο (C4H4O)  · Τετραϋδροπυράνιο (C5H10O)  · Οξεπάνιο  · Οξεπίνιο  · Οξανορβορναδιένιο  · Φαινυλοξιράνιο  · Οξονίνιο  · 1,3-βενζοδιοξόλιο  · Χρωμάνιο  · 3-βενζοξεπίνιο |
|  |
| Αλαιθέρες | 
Μεθυλο(φθορομεθυλ)αιθέρας (FCH2OMe) |
|  |
| 
Οι αρωματικοί αιθέρες που περιέχουν ένα τουλάχιστον αρωμστικό σύστημα βενζολίου ή παραγώγων του αποκαλούνται αρυλαιθέρες. |

 |

|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 

| π • σ • ε
Ετεροκυκλικές ενώσεις |
| --- |
|  |
| Ανόργανες ετεροκυκλικές ενώσεις | 
Διοξαζιριδίνη (ΝΗΟ2)  · Οξαδιαζιριδίνη (N2H2O2)  · Διαζασιλιριδίνη (SiH4N2)  · Διαζαβοριριδίνη (N2H3B)  · Οξαδιβοριράνιο (B2H2O) |
|  |
| Οργανικές ετεροκυκλικές ενώσεις | 

|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Με ένα δακτύλιο | 

|  |
| --- |
|  |
| Με 3μελείς δακτυλίους | 
Οξιράνιο (C2H4O)  · Μεθυλοξιράνιο [CH3(C2H3O)]   · Οξιρανόλη (C2H4O2)  · Ακετολακτόνη (C2H2O2)  · Φαινυλοξιράνιο  · Οξιρένιο (C2H2O)  · Διοξιράνιο (CH2O2)  · Οξαζιριδίνη (CH3NO)  · Οξαφωσφιράνιο (CH3PO)  · Οξασιλιράνιο (CH4SiO)  · Θειιράνιο (C2H4S)  · Οξασταννιράνιο (CH4SnO)  · Αζιριδίνη (C2H7N)  · Διαζιριδίνη (CH4N2)  · Αζασιλιριδίνη (CH5NSi)  · Σιλιράνιο (C2H6Si)  · Δισιλιράνιο (CH6Si2)  · Βοριράνιο (C2H7B)  · Αζαβοριριδίνη (CH4BN)  · 1H-Διβοριρένιο (CH2B2)  · Μερκουριράνιο (C2H4Hg) |
|  |
| Με 4μελείς δακτυλίους | 
Αζετιδίνη (C3H7N)  · Οξετάνιο (C3H6O)  · β-προπιολακτόνη (C3H4O2)  · 3-οξετανόνη (C3H4O2)  · Σιλετάνιο (C3H8Si)  · Φωσφετάνιο (C3H7P)  · Θειετάνιο (C3H6S)  · 1,2-διοξετάνιο (C2H4O2)  · 1,3-διοξετάνιο (C2H4O2) |
|  |
| Με 5μελείς δακτυλίους | 
Βορολάνιο (C4H9B)  · 1-υδροξυβορολάνιο (C4H9BO)  · Πυρρολιδίνη (C4H9N)  · Τετραϋδροφουράνιο (C4H8O)  · Σιλολάνιο (C4H10Si)  · Φωσφολάνιο (C4H9P)  · Τετραϋδροθειοφαίνιο (C4H8S)  · Αρσολάνιο (C4H9As)  · Τελλουρολάνιο (C4H9Te)  · λ2-σταννολάνιο (C4H8Sn)  · Σταννολάνιο (C4H10Sn)  · Στιμπολάνιο (C4H9Sb)2,3-διυδροπυρρόλιο (C4H7N)  · 2,3-διυδροφουράνιο (C4H6O)  · 2,3-Διυδροθειοφαίνιο (C4H6S)Βορόλιο (C4H5B)  · Πυρρόλιο (C4H5N)  · Φουράνιο (C4H4O)  · 2-ακετυλοφουράνιο (C6H6O2)  · Φωσφόλιο (C4H5P)  · Θειοφαίνιο (C4H4S)Μηλεϊνικός ανυδρίτης  · Ιμιδαζόλιο  · Ιστιδίνη |
|  |
| Με 6μελείς δακτυλίους | 
Τετραϋδροπυράνιο  · Πιπεριδίνη  · Πυριμιδίνη  · Θυμίνη  · Κυτοσίνη  · Πυραζίνη  · Πιπεραζίνη  · 1,3-διβορινίνιο (C4H4B2)  · Πυριδίνη  · 2-μεθυλοπυριδίνη  · 3-μεθυλοπυριδίνη  · 4-μεθυλοπυριδίνη  · 2-αιθυλοπυριδίνη  · 3-αιθυλοπυριδίνη  · 4-αιθυλοπυριδίνη  · 2,3-λουτιδίνη  · 2,4-λουτιδίνη  · 2,5-λουτιδίνη  · 2,6-λουτιδίνη  · 3,4-λουτιδίνη  · 3,5-λουτιδίνη |
|  |
| Με 7μελείς δακτυλίους | 
Οξεπάνιο  · Οξεπίνιο  · Θειεπίνιο · 1H-αζεπίνη (C6H7N)  · 2H-αζεπίνη (C6H7N)  · 3H-αζεπίνη (C6H7N) |
|  |
| Με 9μελείς δακτυλίους | 
Οξονίνιο |

 |
|  |
| Με δύο (2) δακτυλίους | 
1,3-βενζοδιοξόλιο  · Οξανορβορναδιένιο  · Νικοτίνη  · Κινολίνη  · Πουρίνη  · Ουρικό οξύ  · Καφεΐνη  · Κινοξαλίνη  · Πτεριδίνη  · Χρωμάνιο  · 3-βενζοξεπίνιο  · Βενζαζεπίνη  · Κιναλδίνη  · Λεπιδίνη  · Τρυπτοφόλη |
|  |
| Με τρεις (3) δακτυλίους | 
Καρβαζόλιο |

 |

 |