Ozonolisi: meccanismo

L’ozonolisi  di un alchene detta scissione ossidativa  comporta la rottura di entrambi sia del legame σ che del legame π presenti nel doppio legame con formazione di due gruppi carbonilici.

Rispetto alle altre reazioni degli alcheni che portano alla rottura del doppio legame lasciando intatto lo scheletro carbonioso, l’ozonolisi provoca la scissione dei legami carbonio-carbonio con formazione di due frammenti contenenti il gruppo carbonile.

A seconda del numero di gruppi R legati al doppio legame la scissione ossidativa porta alla formazione di aldeidi e/o chetoni. Ad esempio l’ozonolisi del 2 -metil 2-butene porta alla formazione dell’ acetone e dell’ acetaldeide.

Meccanismo dell’ozonolisi

L’ozono è il reagente in grado di rompere il doppio legame ed è preparato sottoponendo una corrente di ossigeno ad una scarica elettrica.

Il primo stadio consiste nell’addizione elettrofila dell’ozono (O₃) che porta alla formazione di un ciclo instabile. Esso è detto molozonuro o molossido in cui il doppio legame π è sostituito da due legami carbonio-ossigeno. Il molozonuro si riarrangia formando un ozonuro come si può vedere in figura:

Nel secondo stadio gli ozonuri sono trattati con un agente riducente come zinco metallico o dimetil solfuro che decompone l’intermedio portando alla formazione di due frammenti.

Ad esempio l’ozonolisi del 2-metil-2-butene porta alla formazione di acetone e acetaldeide

L’ozonolisi di un alchene è una tecnica sfruttata per individuare la posizione del doppio legame in un alchene. Gli ozonuri come la gran parte dei composti perossidici sono pericolosi per cui sono preparati con le opportune cautele.

Ossidanti alternativi, come l’acido m -cloroperossibenzoico, KMnO₄, RuO ₄ e OsO ₄, che trasformano selettivamente gli alcheni in carbonili sono costosi e/o tossici.  In risposta ai crescenti problemi ambientali e di sicurezza, gli studi si sono concentrati su catalizzatori di metalli di transizione.  Sebbene siano stati esaminati vari ossidanti blandi, l’uso dell’ossigeno rimane di massimo interesse, poiché è l’ossidante più facilmente disponibile, meno costoso e più pulito.