臭氧对嗅昧物质的氧化去除规律
臭氧作为一种强化剂,可以氧化水中大部分有机物,从其化学结构上分析,臭氧具有3原子4电子H键和偶极构造,使臭氧可以和有机物的双键>C=C<反应,可以进攻有机物富电原子,进行亲电反应,也可以进攻有机物分子中带正电原子核而进行亲核反应。
1)对烯烃、炔烃、烷烃的去除
烯烃由于具有II键,可以和臭氧发生1,3偶极加成反应,形成小隐定的臭氧化物,并很快分解成双极性离子和羟基化台物,它们之间相互作用,生成臭氧化物。
反应的蕞终产物可能是单体的、聚合的和交错的臭氧化物的混合体。但当烯烃带有亲电取代基时,反应速度会受到抑制。炔烃与臭氧的反应机理也是通过1,3偶极加成反应,生成臭氧化物后,转变成两种羟酸。臭氧基本不与烷烃反应,只有在非水溶液中,臭氧浓度较大时,可以将其氧化成过氧化基化合物,然后变成过氧化物、乙醇、酮,而在水中臭氧很难将其氧化。
2)对胺类的去除
由于胺类化合物都具有供电子基团NH,,因此易于与臭氧反应,反应速度很快。臭氧与伯胺反应时生成硝基化合物及铵碱,仲胺经常形成稳定的硝基团,但易与臭氧反应生成硝基化合物,叔胺则变成氧化胺,臭氧还会导致胺或臭氧化中间产物的缩合反应。若N原子上带有其他得电子基团,该化合物的反应速度会受到抑制。
3)对芳香族化合物的去除
芳香族化合物的氧化反应发生在芳环本身或侧链取代基上。当带有供电子取代基(一NH,、一OH)时,可以加速臭氧化反应,而带有得电子取代基(一NO2 、一C1)时,可以抑制臭氧化反应。带有一OH的苯环,在酸性或中性时,臭氧化反应发生在取代基邻位或对位的碳原子上,生成邻苯二酚和对苯二酚及对苯醌,蕞后氧化成CO2和H2O;在碱性条件下,臭氧反应发生在~oH上或由羟基及~OH引发的自由基反应,臭氧化产物可能是联苯酚,苯醌,环断裂生成的己二烯酸及其衍生物或甲醛、草酸等。卤素取代的苯环,氧化后形成草酸、乙醇酸、脂族醛。具有不饱和结构的杂环化合物都可以与臭氧作用,但不同的杂环反应速度、反应时攻破的位置不同。