главная > справочник > химическая энциклопедия:

Озонирование

Озонирование. 1) Взаимод. орг. соед. с озоном. Наиб. изучено озонирование олефинов по двойной связи. В растворах это быстрая бимол. реакция (константа скорости 10⁵ л/моль·с). В первом акте реакции образуется я-комплекс олефина с озоном (ф-ла I; относительно стабилен при температуре ниже — 140°С), который затем превращ. в первичный озонид (молозонид) 1,2,3-триоксолан (ф-ла II). Др. возможное направление реакции - образование эпоксидных соед. III. Первичный озонид нестабилен и распадается с образованием карбонильного соед. и карбонил-оксида (IV). В результате взаимод. карбонилоксида с карбонильным соед. образуется биполярный ион (V), который затем превращ. во вторичный озонид 1,2,4-триоксолан (VI). Последний при восстановлении распадается с образованием смеси двух карбонильных соединений. Ион IV может ди-меризоваться в пероксид VII, а ион V полимеризоваться в озонид VIII.

С водой. спиртами и кислотами карбонилоксид образует гидрокси-, алкокси- и ацилоксигидропероксиды, разложение которых приводит к альдегидам. кетонам или карбоновым кислотам:

Последнюю реакцию применяют для пром. получения азелаи-новой и пеларгоновой кислот из олеиновой или линолевой.

В газовой фазе озонирование протекает на порядок медленнее, чем в растворе, и описывается более сложными закономерностями; при этом происходит, например, разложение карбонилоксида до СО₂ и орг. радикалов через возбужденное состояние. образующееся при изомеризации.

Озонирование ароматич. соед. протекает по типу озонирования олефинов с образованием полимерных озонидов, например:

Присоединение О₃ нарушает ароматич. сопряжение в ядре и требует затрат энергии, поэтому скорости озонирования гомологов коррелируют с энергией сопряжения. Озонирование насыщ. углеводородов протекает, по-видимому, по механизму внедрения:

Возможность генерирования радикалов обусловила использование озонирования для инициирования цепных процессов, конечные продукты которых-спирты, кетоны, кислоты.

Озонирование элементоорг. соед. обычно сопровождается разрывом связи углерод-элемент, например: Рb(С₂Н₅)₄ + 2О₃ РbО₂ + 4СН₃СНО; SiR₄ + O₃ R₃SiOOH SiO₂. Промежуточно иногда образуются пероксиды и гидропероксиды.

Озонирование серо- и азотсодержащих орг. соед. протекает, например, по реакциям:

Озонирование используют в орг. химии для обработки диеновых каучуков и их сополимеров с целью получения бифункцион. олигомеров. Разложение орг. соед. под действием озона (озонолиз) применяют для получения кислородсодержащих соед. заданной структуры (альдегидов, спиртов, кислот) и установления положения двойных связей С С в скелете сложных орг. и высокомол. соед. (стероидов, сополимеров бутадиена, изопрена и др.).

2) Технол. процесс обработки озоном воды, воздуха и др. веществ. Оказывает сильное бактерицидное действие, устраняет неприятный запах и привкус, возвращает воде естеств. цвет, уменьшает коррозионную активность воды. Озонированная вода не содержит токсичных галогенметанов - типичных примесей стерилизации воды хлором. Процесс озонирования проводят в барботажных ваннах или смесителях, в которых очищенная от взвесей вода смешивается с озонированным воздухом или кислородом. Недостаток процесса - быстрое разрушение О₃ в воде, обусловленное реакцией 2О₃ + 2ОН^- + 2Н⁺ ЗО₂ + + 2Н₂ озонирования В мире эксплуатируются более 2 тыс. установок по озонированию воды.

Озонирование применяют также в пищ. промышленности для стерилизации холодильников, складов, устранения неприятного запаха; в мед. практике-для стерилизации открытых ран и лечения некоторых хронич. заболеваний (трофич. язвы, грибковые заболевания).

Лит.: Разумовский С. Д., Заиков Г.Е., Озон и его реакции с органическими соединениями, М., 1974; Bailey Ph. S., Ozonation in organic chemistry, v. 1-2, N.Y., 1978-82. © С. Д. Разумовский.