Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
1=C=C, C≡C немесе N=N байланыстарының озонмен үзілуі
1=Cleavage of C=C, C≡C, or N=N bonds with ozone
Органикалық химияда озонтолиз – қанықпаған байланыстарды озонмен (|O3) үзуге арналған органикалық реакция. Көміртек-көміртек байланыстары карбонил (|C=O) топтарымен, мысалы альдегидтер, кетондар және карбон қышқылымен алмастырылады. Реакция көбінесе алкендерге қолданылады, бірақ алкиндер мен азоқосылыстар да үзілуге ұшырайды. Реакцияның нәтижесі тотығуға түсетін көптік байланыстың түріне және реакцияны аяқтау шарттарына байланысты. Егжей-тегжейлі процедуралар жарияланған.
In organic chemistry, ozonolysis is an organic reaction where the unsaturated bonds are cleaved with ozone (|O3). Multiple carbon–carbon bond are replaced by carbonyl (|C\dO) groups, such as aldehydes, ketones, and carboxylic acids. The reaction is predominantly applied to alkenes, but alkynes and azo compounds are also susceptible to cleavage. The outcome of the reaction depends on the type of multiple bond being oxidized and the work up conditions. Detailed procedures have been reported.
Реакция механизмі
1953 жылы Рудольф Криги ұсынған қалыпты қабылданған механизмде алкен мен озон 1,3 диполярлы циклоаддиция арқылы аралық молозонидті құрайды. Содан кейін молозонид ретро 1,3 диполярлы циклоаддиция арқылы сәйкес карбонил оксидіне (Криги аралық немесе Криги звитерионы деп те аталады) және альдегидке немесе кетонға айналады. Оксид пен альдегид немесе кетон қайтадан 1,3 диполярлы циклоаддицияға түседі немесе салыстырмалы түрде тұрақты озонид аралық қосылысын (триоксалан) түзетін болады. Бұл механизмнің куәлігі изотоптық белгілеуде табылды. 17O белгіленген бензальдегид карбонил оксидтерімен реакцияға түскенде, белгі озонидтің эфир байланысына ғана түседі. Молозонидтің консерттік немесе радикалды процесс арқылы ыдырауы туралы пікір таласы әлі де жалғасуда; бұл субстратқа тәуелді болуы мүмкін.
In the generally accepted mechanism proposed by Rudolf Criegee in 1953, the alkene and ozone form an intermediate molozonide in a 1,3 dipolar cycloaddition. Next, the molozonide reverts to its corresponding carbonyl oxide (also called the Criegee intermediate or Criegee zwitterion) and aldehyde or ketone in a retro 1,3 dipolar cycloaddition. The oxide and aldehyde or ketone react again in a 1,3 dipolar cycloaddition or produce a relatively stable ozonide intermediate (a trioxolane). Evidence for this mechanism is found in isotopic labeling. When 17O labelled benzaldehyde reacts with carbonyl oxides, the label ends up exclusively in the ether linkage of the ozonide. There is still dispute over whether the molozonide collapses via a concerted or radical process; this may also exhibit a substrate dependence.
Тарих
1840 жылы озонды ашқан Кристиан Фридрих Шёнбейн алғашқы озонтолизді де жүргізді: 1845 жылы ол этиленнің озонмен реакцияға түсетінін хабарлады. Реакциядан кейін озонның және этиленнің иісі сезілмейді. Алкендердің озонтолизі кейде "Гарристің озонтолизі" деп аталады, себебі кейбір ғалымдар осы реакцияны Карл Дитрих Харриске жатқызады. Қазіргі заманғы спектроскопиялық әдістер пайда болғанға дейін озонтолиз органикалық молекулалардың құрылымын анықтау үшін маңызды әдіс болды. Химиктер белгісіз алкенді озонмен өңдеп, кішірек және анықтауға оңай бөлшектерге айналдыратын.
Christian Friedrich Schönbein, who discovered ozone in 1840, also did the first ozonolysis: in 1845, he reported that ethylene reacts with ozone – after the reaction, neither the smell of ozone nor the smell of ethylene was perceivable. The ozonolysis of alkenes is sometimes referred to as "Harries ozonolysis", because some attribute this reaction to Carl Dietrich Harries. Before the advent of modern spectroscopic techniques, the ozonolysis was an important method for determining the structure of organic molecules. Chemists would ozonize an unknown alkene to yield smaller and more readily identifiable fragments.
Алкиндердің озонды бөлінуі
Алкиндердің озонталуы көбінесе алкендердегідей толық ыдырауға алып келмей, қышқыл ангидриді немесе дикетон туындыларын береді. Бұл реакциялар үшін тотықсыздандырушы зат қажет емес. Механизмі әлі белгісіз. Егер реакция судың қатысуымен өткізілсе, ангидрид гидролизденіп екі карбон қышқылына айналады.
Ozonolysis of alkynes generally gives an acid anhydride or diketone product, not complete fragmentation as for alkenes. A reducing agent is not needed for these reactions. The mechanism is unknown. If the reaction is performed in the presence of water, the anhydride hydrolyzes to give two carboxylic acids.
Басқа субстраттар
Азоттық қосылыстар (|N\dN) сирек зерттелсе де, озонмен ыдырауға ұшырайды. Нитрозаминдер (|N\sN\dO) пайда болады.
Although rarely examined, azo compounds (|N\dN) are susceptible to ozonolysis. Nitrosamines (|N\sN\dO) are produced.
Озонолиз - талдау әдісі
Озонолиз кейбір полиолефиндердің құрылымын анықтау үшін қолданылды. Алғашқы тәжірибелер табиғи каучуктағы қайталама бірліктің изопрен екенін көрсетті.
Ozonolysis has been used to characterize the structure of some polyolefins. Early experiments showed that the repeat unit in natural rubber was shown to be isoprene.
Пайда болуы
Озонолиз – атмосферадағы газдың іздері табиғи каучук, полибутадиен, стирол-бутадиен және нитрил каучук сияқты эластомерлерді бұзатын, «озондық жарылу» деп аталатын күрделі мәселе болуы мүмкін. Озонолиз полимер жарыққа ұшыраса, Норриш реакциялары арқылы одан әрі біртіндеп бұзылуға алып келетін беттік кетондық топтарды жасайды. Бұл мәселені азайту үшін көптеген полиолефин негізіндегі өнімдер антиозонанттармен өңделеді. Озондық жарылу – белсенді химиялық түрлердің сезімтал материалдың өнімдеріне шабуыл жасайтын кернеулі коррозияның бір түрі. Жарылудың өсуі үшін резеңке өнімі кернеуге ұшырауы керек. Озондық жарылу бұрын автомобиль дөңгелектерінің бүйір қабырғаларында жиі кездесетін, онда ол қауіпті жарылысқа әкелуі мүмкін еді, бірақ қазіргі заманғы антиозонанттардың қолданылуына байланысты сирек кездеседі. Алдын алудың басқа шараларына сезімтал каучуктарды полихлорпропен, ЭПДМ немесе Витон сияқты төзімді эластомерлермен алмастыру кіреді.
Ozonolysis can be a serious problem, known as ozone cracking where traces of the gas in an atmosphere degrade elastomers, such as natural rubber, polybutadiene, styrene butadiene, and nitrile rubber. Ozonolysis produces surface ketone groups that can cause further gradual degradation via Norrish reactions if the polymer is exposed to light. To minimize this problem, many polyolefin based products are treated with antiozonants. Ozone cracking is a form of stress corrosion cracking where active chemical species attack products of a susceptible material. The rubber product must be under tension for crack growth to occur. Ozone cracking was once commonly seen in the sidewalls of tires, where it could expand to cause a dangerous blowout, but is now rare owing to the use of modern antiozonants. Other means of prevention include replacing susceptible rubbers with resistant elastomers such as polychloroprene, EPDM or Viton.
Қауіпсіздік
Фармацевтикалық өнеркәсіпте озонды қолдану қауіпсіздік талаптарымен шектеледі.
The use of ozone in the pharmaceutical industry is limited by safety considerations.