如何讓學生理解烯烴的氧化反應

李宏輝

摘要：烯烴很容易發生氧化反應，隨著氧化劑和反應條件的不同，氧化的產物也不同。氧化反應發生時，首先是碳碳雙鍵中的π鍵打開；當反應條件強烈時，σ鍵也可以斷裂。這些氧化反應在有機合成和鑒別烯烴分子結構中是很有價值的。是學習過程中必須掌握的。

關鍵詞：烯烴；氧化反應；規律；如何理解

烯烴是重要的不飽和脂肪烴，其主要化學性質表現在官能團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、氧化反應、聚合反應和ɑ-H的反應。這些反應反映了烯烴的化學特性，是學習《有機化學》課程必須掌握的。在教學中常常發現學生對烯烴的氧化反應未能正確理解或是著摸不到其規律，這直接影響他們對一些習題的正確分析和解答。在此對烯烴的氧化反應原理進行必要的剖析，同時理順其中規律。

烯烴分子中引入氧原子的反應稱為烯烴的氧化反應。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，也可以根據氧化反應的結果鑒別不同結構的烯烴。

物質的組成和結構決定其性質。碳碳雙鍵是烯烴分子的官能團，由一個σ鍵和一個π組成，π鍵中的一對電子比σ中的一對電子更為分散，被碳核拉得較松，容易極化，容易受到缺電子試劑的進攻。而且，π鍵不如σ鍵穩定，比較容易斷裂，在氧化劑的作用下容易發生氧化反應。

1.被高錳酸鉀氧化

用堿性冷高錳酸鉀稀溶液作氧化劑，反應結果使雙鍵碳原子上各引入一個羥基，生成鄰二醇。

這個反應很復雜，產率也不高，一般不作為制備方法；但根據溶液反應前后由紫色變為棕褐色的二氧化錳沉淀，現象明顯，可用來鑒別碳碳雙鍵的存在。

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

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

2.臭氧氧化

在低溫時，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，此反應稱為臭氧化反應。如：

臭氧化物在游離狀態下很不穩定，容易發生爆炸。在一般情況下，不必從反應溶液中分離出來，可直接加水進行水解，產物為醛或酮，或者為醛酮混合物，另外還有過氧化氫生成。為了避免生成的醛被過氧化氫繼續氧化為羧酸，臭氧化物水解時需在還原劑存在的條件下進行，常用的還原劑為鋅粉。不同的烯烴經臭氧化后再在還原劑存在下進行水解，可以得到不同的醛或酮。例如：

烯烴經臭氧化再水解，分子中的CH2=部分變為甲醛，RCH=部分變成醛，R2C=部分變成酮。這樣，可通過測定反應后的生成物而推測原來烯烴的結構。

3.催化氧化

工業上，在活性Ag催化作用下，用O2，或空氣氧化乙烯，制備環氧乙烷。

環氧乙烷是生產滌綸的重要原料。

工業上，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就是以上這些。在學習過程中，我們要用心領會，才能更好地掌握其中規律，理解這些反應在有機合成和烯烴鑒別中的重要應用。

參考文獻：

[1]張良軍 孫玉泉主編《有機化學》