氧气的力量

氧化似乎是实验室有机化学家的需要和更广泛世界的化学需求之间的一个不寻常的交集。在急救货架上有大瓶的过氧化氢出售，洗衣货架上也总有好几加仑的漂白剂。这两种化学物质都不是以吨为单位生产的，而是以数百万吨为单位生产的，这表明它们的普遍性和低成本。我读研究生时挣得不多，但我想我从来没有因为在商店买漂白剂花了两美元而要求报销。

还有另一种普遍存在的化学计量氧化剂，成本不高——氧气。用分子氧进行氧化的方法有无数种。我特别欣赏瓦克工艺，在钯(II)催化剂的存在下，乙烯可以被氧化成乙醛。当然，帮助反应进行的特殊压力和温度使得实验室化学家无法进行这种特殊的转变。

在研究生院，我更容易接触到一种叫做“臭氧发生器”的奇怪机器。我喜欢运行臭氧分解反应，因为它们看起来就像在弗兰肯斯坦电影中旅行，当你打开它时，愤怒的高压机器发出最可怕的噪音。我所缺少的只是一头乱发和老式的焊接式安全护目镜。尽管我在通风柜中运行它，但我经常闻到非常明显的臭氧气味。(人们谈论雷暴后的臭氧气味但我不是在美国南部或中西部长大的，我不确定我是否在自然界中闻到过它。)

似乎臭氧正在破坏物质

它是尖锐的，刺人的，你知道臭氧分子正在与你的鼻毛发生愤怒的反应。作为最后的检查，你可以把一只乳胶手套放在臭氧流中，看着它在你眼前分解。看起来就像是Tygon的臭氧管在破坏物质。不是的，它只是破坏了手套里的许多双键。这正是我希望发生在内部烯烃起始物质上的情况。在将臭氧泡入冷却的-78°C反应混合物后，看到臭氧的蓝色色调，你几乎可以闻到二酮的成功形成。当然，在商业规模上不建议这样做。由于需要低温(低于-30°C，通常低至-78°C)和工业规模的臭氧发生器，具有这种能力的工厂相对较少。

另一种我最喜欢的氧化方法，电压和气味更小，但效果一样好。这是一种tempo -漂白剂将一个伯醇氧化成醛的过程。Tempo ((2,2,6,6- tetramethylpiperidin -1-yl)oxyl的缩写)是一种稳定的自由基，呈美丽的红宝石红色晶体。它是氧化的催化剂，只需要几摩尔的比例——为了氧化几百克的酒精，你需要1克左右。我在那里的时候，我们实验室似乎只需要一个10克的小瓶子。

在二氯甲烷中混合酒精和Tempo，在水中混合一些溴化钠后，用冰盐浴将反应混合物冷却到0°C以下。一旦这两相混合物搅拌，我会加入漂白剂，直到它完成。这不是最令人兴奋的反应，但它是快速和可靠的。我可以在开专栏或读一两篇期刊文章的时候，在我的兜帽里运行它。

区分这种反应的一个因素是我们用作化学计量氧化剂的次氯酸钠的来源——它是商店里买的简单漂白剂。我似乎记得，实验室里的其他人更喜欢更昂贵的名牌漂白剂，但我很确定，简单的通用品牌漂白剂瓶效果也一样。

你在研究生院训练时，很少会发现自己在工厂规模上进行反应，但10年后，当我发现自己在帮助计划数百公斤的起始材料在工厂规模上进行Tempo氧化时，我感到惊喜。这种特殊反应的缺陷更加明显——使用二氯甲烷的要求需要找到足够的数量(这不是一项容易的任务!)以及最终处理使用过的溶剂。然而，它在400公斤的规模和100克的规模一样成功。不用去杂货店买成吨的次氯酸钠漂白剂，但它同样是一次成功的氧化。