アルケンの酸化的開裂: オゾン分解

アルケンのオゾン分解は、炭素-炭素二重結合が完全に切断して2つの炭素-酸素結合を形成する酸化的切断反応です。

反応は、アルケンへのオゾンの添加に続いて、水中のジメチルスルフィドや亜鉛ダストなどの穏やかな還元剤の存在下で減少し、対応するアルデヒドとケトンを形成することで進行します。

オゾンは、放電に酸素を通すことで発生する無色のガスです。これは、寄与する2つのルイス構造の共鳴ハイブリッドとして存在する対称的に曲がった分子です。

メカニズムの最初のステップは、アルケン二重結合全体にオゾンを求電子的に付加してモロゾニドを形成し、モロゾニドがカルボニルオキシドとカルボニル化合物に分裂することです。次に、中間体は比較的安定なオゾン化物を形成するために再配列されます。

第2ステップでは、ジメチルサルファイドなどのマイルドな還元剤がオゾンをカルボニル化合物に変換します。

アルケンのオゾン分解は、出発アルケンの構造と反応条件に基づいて異なる生成物を生成します。

例えば、1-ブテンなどのモノ置換アルケンのオゾン分解とそれに続くジメチルスルフィドによる還元的後処理により、アルデヒドの混合物が得られます。2-メチル-2-ブテンなどの三置換アルケンは、アルデヒドとケトンを形成します。

しかし、過酸化水素を用いた酸化的精密検査により、アルデヒドはさらに酸化されてカルボン酸に変化し、ケトン体はそのまま残ります。