[알카인] 산화성분해반응 (Ozololysis of Alkyne) (+ 쉽게 외우는 법)

반응식

알카인에 오존을 처리하고 반응시키면 카르복실산, 또는 추가로 이산화탄소가 발생합니다. 정확한 생성물의 형태는 메커니즘을 통해 이해하면 편합니다. 그리고 반응물의 경우 오존에 H2O가 포함되어 있어야하며, KMnO4 + 산성조건이여도 똑같은 분해반응이 일어납니다.

 

예시

알카인의 산화성분해반응의 경우에는 크게 두 가지로 나누어지는데 바로 알카인이 내부에 있냐 말단에 있냐의 차이입니다. 내부 알카인의 경우에는 오른쪽 위와 같이 카르복실산이 두 개 생성되는 것을 확인할 수 있습니다. 반대로 말단 알카인의 경우에는 한쪽은 카르복실산이 생성되지만 나머지 한쪽의 경우 탄소 한 개짜리 분자가 산화되기 때문에 CO2가 생성되게 됩니다.

 

메커니즘 + 쉽게 외우는 법

메커니즘의 경우 알켄의 가오존분해반응의 메커니즘을 참고하면 되고, 사실 이와 약간 다르지만 메커니즘 자체를 알고있을 필요는 없습니다.

 

알켄과 마찬가지로 알카인의 산화성분해반응 역시 생성물을 쉽게 외우는 방법이 있는데 바로 삼중결합 사이에 카르복실산 말단이 붙었다고 생각하는 것입니다. 즉 그림과 같이 쪼개진다고 생각하고 말단에 O와 OH만 붙여주면 됩니다. 보통 표기를 할 때는 오른쪽 카르복실산도 뒤집어서 오른쪽에 COOH가 위치하도록 그려줍니다.

 

말단 알카인의 경우에도 똑같이 하면 되지만 오른쪽 조각의 경우 탄소 한 개짜리가 산화되는 것이기 때문에 CO2가 되어야 합니다. 따라서 그냥 말단 알카인에 가오존분해반응 또는 산성조건의 KMnO4를 가했을 경우 그냥 카르복실산 + CO2가 생성된다라고 외우고 있는게 편합니다.

 

예제

위와 같은 반응식이 있고 C4H6의 분자 구조는 알려주지 않았다고 할 때, 생성물에 CO2가 있는 것만 보고 분자구조를 예측해보세요. 힌트는 말단 알카인과 내부 알카인의 산화성 분해반응의 생성물 차이를 생각해보는 것입니다.

 

풀이는 위와 같습니다. 오존에 의한 산화성분해반응의 경우 알켄의 가오존분해반응은 반드시 AcOH나 CH3SCH3, 또는 H2O2가 반응물로써 필요하기도 하고, 또 KMnO4가 가해진 것도 아닌데 생성물에 CO2가 나왔기 때문에 알카인의 산화성분해반응임을 알 수 있습니다.

 

알카인의 산화성분해반응에는 내부 알카인과 말단 알카인이 있는데 내부 알카인이 반응한 것이었다면 생성물로써 카르복실산 2개가 나오지 CO2가 얻어지지는 않으므로 말단 알카인이 포함되어 있음을 알 수 있습니다. 따라서 유일하게 가능한 구조는 위와 같습니다. 그리고 문제에서 물어보지는 않았지만 전체 반응식을 완결지으면 위와 같이 나옵니다.