如何讓學(xué)生理解烯烴的氧化反應(yīng)

李宏輝

摘要：烯烴很容易發(fā)生氧化反應(yīng)，隨著氧化劑和反應(yīng)條件的不同，氧化的產(chǎn)物也不同。氧化反應(yīng)發(fā)生時(shí)，首先是碳碳雙鍵中的π鍵打開(kāi)；當(dāng)反應(yīng)條件強(qiáng)烈時(shí)，σ鍵也可以斷裂。這些氧化反應(yīng)在有機(jī)合成和鑒別烯烴分子結(jié)構(gòu)中是很有價(jià)值的。是學(xué)習(xí)過(guò)程中必須掌握的。

關(guān)鍵詞：烯烴；氧化反應(yīng)；規(guī)律；如何理解

烯烴是重要的不飽和脂肪烴，其主要化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)在官能團(tuán)C═C上，以及受C═C雙鍵影響較大的ɑ-碳原子上。主要有加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)、聚合反應(yīng)和ɑ-H的反應(yīng)。這些反應(yīng)反映了烯烴的化學(xué)特性，是學(xué)習(xí)《有機(jī)化學(xué)》課程必須掌握的。在教學(xué)中常常發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)烯烴的氧化反應(yīng)未能正確理解或是著摸不到其規(guī)律，這直接影響他們對(duì)一些習(xí)題的正確分析和解答。在此對(duì)烯烴的氧化反應(yīng)原理進(jìn)行必要的剖析，同時(shí)理順其中規(guī)律。

烯烴分子中引入氧原子的反應(yīng)稱為烯烴的氧化反應(yīng)。這是制備烴類含氧衍生物的重要方法，可以得到醇、醛、酮、羧酸等。另外，也可以根據(jù)氧化反應(yīng)的結(jié)果鑒別不同結(jié)構(gòu)的烯烴。

物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)決定其性質(zhì)。碳碳雙鍵是烯烴分子的官能團(tuán)，由一個(gè)σ鍵和一個(gè)π組成，π鍵中的一對(duì)電子比σ中的一對(duì)電子更為分散，被碳核拉得較松，容易極化，容易受到缺電子試劑的進(jìn)攻。而且，π鍵不如σ鍵穩(wěn)定，比較容易斷裂，在氧化劑的作用下容易發(fā)生氧化反應(yīng)。

1.被高錳酸鉀氧化

用堿性冷高錳酸鉀稀溶液作氧化劑，反應(yīng)結(jié)果使雙鍵碳原子上各引入一個(gè)羥基，生成鄰二醇。

這個(gè)反應(yīng)很復(fù)雜，產(chǎn)率也不高，一般不作為制備方法；但根據(jù)溶液反應(yīng)前后由紫色變?yōu)樽睾稚亩趸i沉淀，現(xiàn)象明顯，可用來(lái)鑒別碳碳雙鍵的存在。

若用酸性高錳酸鉀溶液氧化烯烴，則反應(yīng)迅速發(fā)生，此時(shí)，不僅π鍵打開(kāi)，σ鍵也可斷裂。雙鍵斷裂時(shí)，由于雙鍵碳原子連接的烴基不同，氧化產(chǎn)物也不同。

一般的規(guī)律是雙鍵兩端的官能團(tuán)碳不帶烴基的直接被氧化成二氧化碳，帶一個(gè)烴基的被氧化成羧酸，而有兩個(gè)烴基的則被氧化成相應(yīng)的酮。

2.臭氧氧化

在低溫時(shí)，將含有臭氧的氧氣流通入液體烯烴或烯烴的四氯化碳溶液中，臭氧迅速與烯烴作用，生成粘稠狀的臭氧化物，此反應(yīng)稱為臭氧化反應(yīng)。如：

臭氧化物在游離狀態(tài)下很不穩(wěn)定，容易發(fā)生爆炸。在一般情況下，不必從反應(yīng)溶液中分離出來(lái)，可直接加水進(jìn)行水解，產(chǎn)物為醛或酮，或者為醛酮混合物，另外還有過(guò)氧化氫生成。為了避免生成的醛被過(guò)氧化氫繼續(xù)氧化為羧酸，臭氧化物水解時(shí)需在還原劑存在的條件下進(jìn)行，常用的還原劑為鋅粉。不同的烯烴經(jīng)臭氧化后再在還原劑存在下進(jìn)行水解，可以得到不同的醛或酮。例如：

烯烴經(jīng)臭氧化再水解，分子中的CH2=部分變?yōu)榧兹?，RCH=部分變成醛，R2C=部分變成酮。這樣，可通過(guò)測(cè)定反應(yīng)后的生成物而推測(cè)原來(lái)烯烴的結(jié)構(gòu)。

3.催化氧化

工業(yè)上，在活性Ag催化作用下，用O2，或空氣氧化乙烯，制備環(huán)氧乙烷。

環(huán)氧乙烷是生產(chǎn)滌綸的重要原料。

工業(yè)上，在氯化鈀-氯化銅的作用下，烯烴被O2或空氣氧化，生成醛或酮：

烯烴的主要氧化反應(yīng)就是以上這些。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們要用心領(lǐng)會(huì)，才能更好地掌握其中規(guī)律，理解這些反應(yīng)在有機(jī)合成和烯烴鑒別中的重要應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張良軍 孫玉泉主編《有機(jī)化學(xué)》