6.22. Озонолиз. Определение структуры методом расщепления

Наряду с присоединением и замещением необходимо рассмотреть третий основной тип реакций алкенов — расщепление: это реакция, в которой полностью разрушается двойная связь и молекула алкена превращается в две меньшие молекулы.

Для расщепления двойной углерод-углеродной связи обычно используют озон. Озонолиз (разрушение озоном) протекает в две стадии: первая — присоединение озона по двойной связи с образованием озонида, вторая — гидролиз озонида с образованием продуктов расщепления.

Озон пропускают через раствор алкена в каком-либо инертном растворителе, например четыреххлористом углероде; после упаривания растворителя остается озонид в виде вязкого масла. Это неустойчивое взрывчатое соединение не очищают, а обрабатывают водой, обычно в присутствии восстанавливающего агента.

Найдено, что в продуктах разложения кислород связан двойной связью с каждым из атомов углерода, соединенных в исходном соединении двойной связью.

Эти соединения, содержащие группу называются альдегидами и кетонами; на данном этапе нам нужно знать только то, что эти соединения можно легко идентифицировать (разд. 19.19). Восстанавливающий агент, в качестве которого часто используют цинковую пыль, необходим для того, чтобы не происходило образования перекиси водорода, которая реагирует с альдегидами и кетонами. (Альдегиды часто превращают в кислоты поскольку их легче выделить.)

Зная число и порядок расположения атомов углерода в полученных альдегидах и кетонах, можно установить структуру исходного алкена. Например, для трех изомерных гексенов (гексиленов):

В основе одного из общих подходов к определению структуры неизвестного соединения лежит разрушение его на несколько меньших легче идентифицируемых фрагментов. В качестве примера можно привести озонолиз.

Другой метод расщепления, дающий по существу такую же информацию, хотя и в какой-то степени менее надежную, — окисление перманганатом калия в жестких условиях, которое, как считают, протекает через стадию образования гликолей и затем их разрушение (разд. 6.19).

Вместо альдегидов получают карбоновые кислоты Концевая группа окисляется до например:

(см. скан)