臭氧與烯烴氧化反應(yīng)的主要類型
臭氧與烯烴的氧化反應(yīng)主要包括臭氧化分解反應(yīng)(Ozonolysis)和臭氧環(huán)氧化反應(yīng)(Ozone Epoxidation)兩大類型。這兩類反應(yīng)在反應(yīng)條件、機(jī)理和產(chǎn)物上都存在顯著差異。
1 臭氧化分解反應(yīng)
臭氧化分解反應(yīng)是烯烴與臭氧反應(yīng)的主要類型,該反應(yīng)通過斷裂烯烴的碳碳雙鍵并形成相應(yīng)的氧化產(chǎn)物。根據(jù)后續(xù)處理?xiàng)l件的不同,臭氧化分解反應(yīng)可以分為還原水解和氧化水解兩種主要形式。
還原水解:在臭氧化分解反應(yīng)完成后,使用還原劑(如鋅粉、二甲硫醚、亞磷酸三甲酯等)處理反應(yīng)混合物,可將中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為醛或酮。例如:
R1R2C=CR3R4 → (O3) → [初級(jí)臭氧化物] → (Zn/H2O) → R1R2C=O + O=CR3R4
氧化水解:若使用過氧化氫或其他氧化劑處理臭氧化分解的中間產(chǎn)物,則可得到羧酸或酮酸。例如:
R1R2C=CR3R4 → (O3) → [初級(jí)臭氧化物] → (H2O2) → R1R2C=O + HOOC-R3R4
2 臭氧環(huán)氧化反應(yīng)
臭氧環(huán)氧化反應(yīng)是指臭氧與烯烴反應(yīng)形成環(huán)氧化物的過程。在特定條件下,特別是在過渡金屬催化劑(如錳卟啉、鐵卟啉)的存在下,臭氧可以選擇性地將烯烴轉(zhuǎn)化為環(huán)氧化物,而不是發(fā)生完全的分解反應(yīng)。例如
R1R2C=CR3R4 → (O3, 催化劑) → R1R2C(O)CR3R4
3 其他特殊類型反應(yīng)
除了上述兩種主要反應(yīng)類型外,近年來還發(fā)現(xiàn)了一些特殊的臭氧 - 烯烴反應(yīng)類型,如:烯烴順式雙羥化反應(yīng):通過捕獲初級(jí)臭氧化物中間體,可實(shí)現(xiàn)烯烴的順式雙羥化反應(yīng),生成鄰二醇類化合物。例如:
R1R2C=CR3R4 → (O3) → [初級(jí)臭氧化物] → (親核試劑) → R1R2C(OH)CR3R4(OH)
脫烯胺化反應(yīng):近期研究發(fā)現(xiàn),通過臭氧分解和銅催化,可以將 C (sp3)–C (sp2) 鍵轉(zhuǎn)化為 C (sp3)–N 鍵,為含氮有機(jī)化合物的合成提供了新方法