ОЗОНИРОВАНИЕ. 1)
Взаимод. орг. соед. с озоном. Наиб. изучено О. олефинов по двойной связи. В
р-рах это быстрая бимол. р-ция (константа скорости 105 л/моль·с).
В первом акте р-ции образуется я-комплекс олефина с озоном (ф-ла I; относительно
стабилен при т-ре ниже — 140°С), к-рый затем превращ. в первичный озонид
(молозонид) 1,2,3-триоксолан (ф-ла II). Др. возможное направление р-ции - 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), к-рый 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 к-тами
карбонилоксид образует гидрокси-, алкокси- и ацилоксигидропероксиды, разложение
к-рых приводит к альдегидам, кетонам или карбоновым к-там:
Последнюю р-цию применяют
для пром. получения азелаи-новой и пеларгоновой к-т из олеиновой или линолевой.
В газовой фазе О. протекает
на порядок медленнее, чем в р-ре, и описывается более сложными закономерностями;
при этом происходит, напр., разложение карбонилоксида до СО2
и орг. радикалов через возбужденное состояние, образующееся при изомеризации:
О. ароматич. соед. протекает
по типу О. олефинов с образованием полимерных озонидов, напр.:
Присоединение О3
нарушает ароматич. сопряжение в ядре и требует затрат энергии, поэтому скорости
О. гомологов коррелируют с энергией сопряжения. О.
насыщ. углеводородов протекает, по-видимому, по механизму внедрения:
Возможность генерирования
радикалов обусловила использование О. для инициирования цепных процессов, конечные
продукты к-рых-спирты, кетоны, к-ты.
О. элементоорг. соед. обычно
сопровождается разрывом связи углерод-элемент, напр.: Рb(С2Н5)4
+ 2О3РbО2
+ 4СН3СНО; SiR4 + O3R3SiOOHSiO2.
Промежуточно иногда образуются пероксиды и гидропероксиды.
О. серо- и азотсодержащих
орг. соед. протекает, напр., по р-циям:
О. 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,
к-т) и установления
положения двойных связей СС
в скелете сложных орг. и высокомол. соед. (стероидов, сополимеров бутадиена,
изопрена и др.).
2) Технол. процесс обработки
озоном воды, воздуха и др. в-в. 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 О. проводят в барботажных ваннах
или смесителях, в к-рых очищенная от взвесей вода смешивается с озонированным
воздухом или кислородом. Недостаток процесса - быстрое разрушение О3 в
воде, обусловленное р-цией 2О3 + 2ОН- + 2Н+
ЗО2
+ + 2Н2О. В мире эксплуатируются более 2 тыс. установок по О. воды.
О. применяют также в пищ.
пром-сти для стерилизации холодильников, складов, устранения неприятного запаха;
в мед. практике-для стерилизации открытых ран и лечения нек-рых 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.