オゾン分解って何？【反応機構】

オゾン分解は、アルケンをカルボニル化合物(アルデヒド/ケトン)に変換するのに有用な反応です。

二重結合を酸化反応により開裂させるため、オゾン分解は酸化的開裂反応のひとつです。

酸化的開裂反応はオゾン分解の他に、過マンガン酸カリウムによる酸化、マラプラード グリコール酸化開裂反応(HIO₄による1, 2-グリコールの開裂)などが挙げられます。

生成物は簡単で、アルケンの二重結合のところをぶったぎって、両方にOをつけるだけです。

ここで、R₁, R₂ (R₃, R₄) のどちらか、または両方が水素であるときアルデヒドとなり、それ以外ではケトンとなります。

反応機構(あまり重要ではないです)

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①　オゾニドの生成

1. 負電荷をもつOが求核剤、電荷をもたないOが求電子剤として働き、電荷を解消するように動くことで、モルオゾニドが生成する
2. 不安定なO-O結合を2つも持つために、モルオゾニドはとても不安定で、それを解消するため転移する
3. 再び電荷を解消するように動くと、O-O結合を１つ持つオゾニドが生成する

オゾニドはO-O結合が１つですが、大して安定ではなく、爆発性もあるために、ドライアイスを用いて-78 ℃で実験を行います。

②　ジメチルスルフィド[(CH₃)₂S]の反応

1. (CH₃)₂SのS原子が、オゾニドのO-O結合の片方に求電子攻撃し、一つ目のカルボニル化合物ができる
2. 残った双性イオンで、硫黄が酸素を持っていくことで、二つ目のカルボニル化合物が生成

反応について

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環内に二重結合がある場合

環内に二重結合がある場合でも、オゾン分解することができます。

例えば、1-メチル-1-シクロヘキセンの場合を見てみましょう。

二重結合をぶったぎって、酸素をつけると…

このように、分子内にカルボニル基を2つ持つ化合物ができます。

まとめ

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