高考热点——烯键的臭氧分解反应，本文主要内容关键词为：热点论文,臭氧论文,分解论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、知识分析
烯键的臭氧化反应是在低温下，将含有臭氧（6％～8％）的氧气通入液态烯烃或烯烃的溶液（如四氯化碳做溶剂）时，臭氧迅速而定量地与烯烃作用，生成黏糊状的臭氧化合物，这个反应称为臭氧化反应。臭氧化合物具有爆炸性，因此反应过程中不必把它从溶液中分离出来，可以直接在溶液中水解，在有还原剂存在时（如Zn/H[，2]O）得到的水解产物是醛或酮，如果在水解过程中不加入还原剂，则反应生成的过氧化氢便将醛氧化为羧酸。两步反应合在一起称为烯键的臭氧分解反应，其总的结果是烯烃的双键被氧化裂解。如：
附图
根据烯键的臭氧分解反应产物，可以确定烯烃中双键的位置和碳干中碳原子的连接方式。烯烃分子中，有“CH[，2]=”时得到甲醛，有“RCH=”时得到醛，有“R[，2]C=”时得到酮。由于臭氧化反应选择性强，常被用来研究烯烃的结构。
二、典型例题
例1 （2005年，江苏）在一定条件下，烯烃可发生臭氧化还原水解反应，生成羰基化合物，该反应可表示为：
附图
已知：
①化合物A，其分子式为C[，9]H[，10]O，它既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与FeCl[，3]溶液发生显色反应，且能与金属钠或氢氧化钠溶液反应生成B；
②B发生臭氧化还原水解反应生成C，C能发生银镜反应；
③C催化加氢生成D，D在浓硫酸存在下加热生成E；
④E既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能与FeCl[，3]溶液发生显色反应，且能与氢氧化钠溶液反应生成F；
⑤F发生臭氧化还原水解反应生成G，G能发生银镜反应，遇酸转化为H（C[，7]H[，6]O[，2]）。
请根据上述信息，完成下列填空：
（1）写出下列化合物的结构简式（如有多组化合物符合题意，只要写出其中的一组）A_____，C_____，E______。
（2）写出分子式为C[，7]H[，6]O[，2]的含有苯环的所有同分异构体的结构简式______。
解析 本题主要考查有机化合物的结构与性质的关系，以及考生逻辑思维的严密性。
附图
反应合在一起，称为“烯键的臭氧分解”。例如：
附图
A经催化加氢后得产物B，B的化学式为C[，10]H[，20]，分析数据表明，B分子内含有六元碳环。试写出A和B的结构简式A______，B_______。
（3）（1998年江苏省奥赛初赛试题）从香精油中分离得到一种化合物[A]，1mol[A]在催化加氢时可吸收2mol氢气；1mol[A]经臭氧氧化反应再加锌粉水解可得到1mol丙酮[（CH[，3]）[，2]C=O]和1mol 3，6-二羰基庚醛：
附图
试推测[A]的结构式。（提示：通常三、四元碳环不太稳定。）
（4）（2000年江苏省奥赛初赛试题）（本题中相对原子质量采用以下数据：H：1.0079，C：12.011，Br：79.904）碳碳双键与臭氧反应，接着再用Zn+H[，2]O还原可得到羰基化合物：
附图
某液态有机化合物A，其蒸气对氢气的相对密度为53.66；A经元素分析得知含碳88.82％，含氢11.18％。2.164gA与6.392g溴（溶在CCl[，4]中）能完全反应生成化合物B。1molA经臭氧氧化再还原水解得
①写出化合物A和B的各一种可能的结构简式（用键线式表示）。
②写出有关反应方程式及必要的计算过程。
解析 （1）根据题给信息，1mol C=C双键被破坏时将形成2mol
C[，n]H[，2n-2]为炔烃或二烯烃或环烯烃的通式，但题中又排除了炔和累积二烯烃（
）的可能。若此烃为链状二烯烃，含有2αmol C=C双键，经过臭氧化反应就会产生4αmol
则b=4α；若此烃为环烯烃，含有αmolC=C双键，经过臭氧化反应就会产生2αmol
则b=2α。
（2）根据有关信息分析，可知臭氧化过程是破坏C=C双键，形成C=O双键的过程，而利用反应过程得到的一些结构片断，消除C=O双键，重新连接为C=C双键，这样对原产物结构的推导就有了多种可能性，再依据条件进行筛选。先将氧化后的产物复原，去掉后加上的O，并将空下的双键编号：
附图
A经催化加氢后得到B，只是破坏C
C之中的一条键，剩余CC，不破坏原有的连接方式，B分子中含有六元环，说明A分子中也含有六元环。若②和④拼接成环，①和③拼接成侧链，则形成五元环，不符合题意；若②和③拼接成环，①和④拼接成侧链，则可形成六元环，符合题意。
（3）依照（2）的思路：将氧化后的产物复原，去掉后加上的O，并将空下的双键编号：
附图
①分别与②、③、④拼接，不可能形成环，只能②、③、④中的两个连接才有可能。若②和③拼接成环，①和④拼接成侧链，则形成四元环，不太稳定，不符合题意；若②和④拼接成环，①和③拼接成侧链，则可形成六元环
符合题意。
（4）本题将物质的元素组成和物质的性质相结合，对物质的结构进行推导，凸显对学生的计算和推理能力的考查。由A的相对分子质量=1.0079×2×53.66=108.17，以及分子中C、H元素所占的质量分数可得分子中含碳原子数为：108.17×88.82％÷12.011≈8，分子中含氢原子数为：108.17×11.18÷1.0079≈12，所以分子式为C[，8]H[，12]；因为2.164gA相当于2.164g/（108.17g/mol）=0.02mol，6.392gBr[，2]相当于6.392g/（79.90×2g/mol）=0.04mol，所以在不饱和度为3的A分子中应有2个双键或一个叁键，还有一个不饱和度可能为一单环。又因为A臭氧化还原水解产物恰好为（1+7）个碳原子与C[，8]H[，12]相对应，又从产物之一有3个醛基，可知A分子中有两个双键。依照（2）的思路：将氧化后的产物复原，去掉后加上的O，并将空下的双键编号：
附图
附图
附图
（注：此方程式不是中学中严格意义上的化学方程式。）
臭氧化反应在高考、竞赛题中多次出现。利用臭氧化还原水解后的碎片进行拼接，形成起始化合物的过程，需要一定的想象力，解题时为避免双键的定位错误，给碳原子编号确定双键的位置是一个不错的办法。