有機化學的基礎347
Don Quijote parte 2
1. 用四氧化鋨或過錳酸鉀進行的氧化反應。四氧化鋨osmium tetroxide和過錳酸鉀potassium permanganate都是氧化劑，能夠將烯轉換成1,2-乙二醇1,2-glycols。
2. 烯經由四氧化鋨或過錳酸鉀氧化進行的加成反應，所加成的2個氫氧原子團都是位於烯平面的同側的syn，我們可以從以下二個反應物環己烯cyclohexene和反式-2-丁烯trans-2-Butene與四氧化鋨或過錳酸鉀試劑反應後的結果觀察到這點：
3. 烯與四氧化鋨或過錳酸鉀試劑的反應之後，2個氫氧原子團都是位於烯平面的同側的syn，因此稱為順式-羥基化反應cis-hydroxylations。
4. 有一些證據顯示，氧化鋨或過錳酸鉀這兩種試劑與烯的加成反應是協同過程（反應物直接變成產物，過程沒有中間產物），產物1,2-glycols上的「碳－氧鍵C－O」是同時形成的，不是分段進行的。
5. 在恰當的反應條件下，烯與四氧化鋨或過錳酸鉀試劑的反應過程產生的環狀鋨酯osmate ester或錳酯manganate ester被轉換成乙二醇，不過環狀鋨酯或錳酯的鋨－氧鍵Os－O和錳－氧鍵Mn－O是如何斷裂的細節尚不清楚。
6. 用四氧化鋨或過錳酸鉀當啟動反應的試劑是有些缺點的。雖然四氧化鋨能夠在其他氧化劑（例如K3Fe(CN)5）的存在下催化烯，但是缺點是價格昂貴，而且有毒性。（加入三級胺鹼奎寧quinuclidine會增加反應速率）。
7. 過錳酸鉀的毒性比較低，因此過錳酸鉀也被應用作為主要的抑菌劑。然而，過錳酸鉀的氧化能力比四氧化鋨還強，因此會過度氧化烯，製造出乙二醇產量較低（50%）。
8. 事實上，在酸性溶液中過錳酸鉀可能同時打斷烯的π鍵和σ鍵。過錳酸鉀氧化烯的雙鍵，使雙鍵上sp2混成軌域的碳與取代基結合成酮 ketone或羧酸carboxylic acid groups。
9. 當被氧化的烯的構造是，雙鍵上的碳「與一顆氫和一個烷基」鍵結，過錳酸鉀試劑與這種烯進行氧化反應一開始製造出來的產物是醛aldehyde，但是醛很快地又被過錳酸鉀試劑再氧化成羧酸carboxylic acid。
10. 如果烯的構造是雙鍵上的碳同時與2顆氫原子連接，用過錳酸鉀氧化會得到的產物二氧化碳CO2；例如1-己烯 1-hexene用過錳酸鉀氧化，得到二氧化碳與羧酸。
11. 如果烯的構造是雙鍵的其中一個碳連接三取代基（連接三個碳原子團），用過錳酸鉀氧化會製造出酮和羧酸。
12. 如果反應物是環狀烯，環狀烯用過錳酸鉀氧化結果得到無用的產物：如圖：
13. 過錳酸鹽測試可氧化的官能基原子團Permanganate Test for Oxidizable Functional Groups。過錳酸鹽MnO42－是紫色，它的還原產物二氧化錳MnO2是棕色。
14. 化學反應時，當過錳酸離子的紫色變淡，而棕色變強，代表錳的氧化數下降（被還原）。所以過錳酸鹽是一種顏色指示劑，用來檢驗物質是否存在可氧化的官能基原子團。
15. 徐弘毅注：當過錳酸鹽的紫色下降、棕色變強，代表它的氧跑掉了，跑去氧化其他物質。因此過錳酸鹽紫色下降，代表與它反應的物質被氧化，氧化數上升，而錳的氧化數下降。
當顏色從二氧化錳的棕色變成過錳酸鹽的紫色，代表氧從其他反應物質身上跑回來了，其他物質失去氧被還原，氧化數下降；而錳的氧化數上升。
2H2O＋MnO4－＋3e－→MnO2＋4OH－
過錳酸鹽MnO4－的錳Mn氧化數＋7，二氧化錳MnO2的錳Mn氧化數＋4
16. 烯、炔、醇和醛用過錳酸鹽測試氧化數的結果是正的（顏色從紫色變成棕色，代表烯、炔、醇和醛這些物質都被氧化了）。
17. 過錳酸鹽的氧化作用，使得烯、炔、醇和醛的碳－碳多鍵被打斷，產物分子的sp2混成軌域的碳（雙鍵上的碳）會達到最高氧化數。
n 翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. Whitesell《Organic Chemistry》
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