Criegee-Ozonolyse

Als Ozonolyse, auch Criegee-Ozonolyse, bezeichnet man die Zerstörung/Auflösung (Lyse) einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung durch Einwirkung von Ozon. Dieses Verfahren wurde von Rudolf Criegee entwickelt. Je nach Aufarbeitung erhält man Carbonylverbindungen, Alkohole oder Carbonsäuren. Durch die Analyse der Produkte sind Rückschlüsse über die Struktur des Ausgangsstoffes möglich. Auf diese Art wurde früher -ohne moderne Methoden wie NMR-Spektroskopie - Strukturaufklärung betrieben.

Andere Oxidationsverfahren für Doppelbindungen arbeiten mit Osmiumtetroxid, Kaliumpermanganat oder Chromverbindungen. Im Gegensatz zu diesen Methoden wird bei der Ozonolyse nicht nur die pi-Bindung, sondern zusätzlich auch noch die sigma-Bindung gebrochen.

Reaktionsbedingungen und Mechanismus

Diese Reaktion funktioniert besonders gut bei tiefen Temperaturen. Häufig verwendete Lösungsmittel sind Methanol, Ethylacetat und Dichlormethan.

Mechanistisch wird im ersten Schritt das polare Ozon über eine 1,3-dipolare Cycloaddition an das Alken addiert. Es bildet sich dabei das so genannte Primärozonid (auch Molozonid genannt). Dieses zerfällt durch Bruch der C-C-Bindung und einer der beiden O-O-Bindungen im Ozon (Cycloreversion) in eine Carbonylverbindung und ein Carbonyloxid. Diese bilden wieder durch 1,3-dipolare Cycloaddition das so genannte Sekundärozonid.

Durch unterschiedliche Aufarbeitung der Ozonolyse können unterschiedliche Produkte erhalten werden: Durch einfache Hydrolyse des Sekundärozonids bilden sich primär die beiden Carbonylverbindungen. Da so aber gleichzeitig Wasserstoffperoxid gebildet wird, kann dieses die Produkte unter Umständen weiter oxidieren.

Präparativ kann man entweder unter oxidativen oder unter reduktiven Bedingungen aufarbeiten. Auch der Erhalt der Oxidationsstufe der beiden Primärprodukte ist denkbar. Eine reduktive Aufarbeitung würde z.B. unter Zusatz von Natriumborhydrid stattfinden - durch Zugabe von Triphenylphosphin schützt man die Primärprodukte vor weiterer Oxidation. So können je nach gewählter Aufarbeitung Ketone, Carbonsäuren, Ester, Aldehyde, Alkohole oder Acetale erhalten werden.

Datei:Ozonolyse mech.svg

Mechanismus der Ozonolyse

Siehe auch: Namensreaktionen