Озонолиза

Озонолиза је хемијска реакција у којој озон оксидује алкен стварајући тиме карбонилна једињења. Ова реакција је пример 1,3-диполарне циклоадиције.

Озонолизу је пронашао Кристијан Фридрих Шенбајн 1840. године и током раних дана хемије, била је важан алат у појашњавању органске структуре. Озонолиза непознатог алкена продукује мање карбонилне фрагменте које је лакше идентификовати и из којих се може извести структура првобитног алкена.

Прво алкен реагује са озоном^[1] како би формирао озонид који се хидролизује како би сачинио два карбонилна једињења. Та једињења ће бити алдехиди или кетони, у зависности од структуре почетног алкена. Редукционо средство као што је цинк или диметил сулфид је присутно како би редуковало водоник-пероксид који се ослобађа као нуспродукат и који би у супротном дао секундарне оксидативне реакције.

Озонид може да се редукује литијум алуминијум хидридом до одговарајућих алкохола. Озонолитска реакција такође може да се изврши у оксидујућој средини, што продукује карбоксилну киселину и кетоне уместо алдехида и кетона.

У хемијској индустрији, азелаичка и пеларгоничка киселина се продукују озонолизом олеинске киселине.

Механизам озонолизе је први предочио Рудолф Криџи 1953. године.^[2]

Озон реагује са алкеном у 1,3-диполарној циклоадицији до молозонида (такође познатим као примарни озонид) који је прстен од 5 чланова са три суседна кисеоникова атома (1,2,3-триоксолан). Овај међупродукат је нестабилан и отвара цикореверзију како би се формирао цвитерион и карбонилно једињење. У трећем кораку реакције, карбонилно једињење и цвитерион се рекомбинују у још једној циклоадицији како би формирали секундарни озонид који је такође петочлани прстен али са два суседна атома кисеоника (пероксидна веза), док је трећи унет у првобитну угљеник-угљеник двоструку везу као етар (1,2,4-триоксолан). Доказ овог механизма се налази у изотопском обележавању.^[3] Бензалдехид означен као ¹⁷кисеоник реагује са цвитерионским међупродуктом у онолитичкој реакцији, а изотоп завршава само у етарској вези озонида.

Треба напоменути да ако је угљеник-угљеник двострука веза на крају ланца, тј. R₁-CH=CH₂, створиће се угљен-диоксид (CO₂).

1. ^ Organic Syntheses, Coll. Vol. 3, pp. 673 (1955); Vol. 26, pp. 63 (1946). (Чланак)
2. ^ Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1975, 87, 745.
3. ^ The Mechanism of Ozonolysis Revisited by ¹⁷O-NMR Spectroscopy Geletneky, C.; Berger, S. Eur. J. Org. Chem. 1998, 1625-1627. (Апстракт^{[мртва веза]})
4. Озонолиза фенантрена. Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, pp. 489 (1973); Vol. 41, pp. 41 (1961). (Чланак)
5. Озонолиза циклохексена. Organic Syntheses, Coll. Vol. 7, pp. 168 (1990); Vol. 64, pp. 150 (1986). (Чланак)
6. Озонолиза диметил бензалмалоната. Organic Syntheses, Coll. Vol. 9, pp. 314 (1998); Vol. 71, pp. 214 (1993). (Чланак)