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2025-09-26T19:40:48Z

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'''Ozonide''' bezeichnet eine seltene Klasse instabiler [[Chemische Verbindung|chemischer Verbindungen]], die aus der Addition von [[Ozon]] zu einer [[Doppelbindung]] oder [[Dreifachbindung]] innerhalb einer ungesättigten chemischen Verbindung resultieren.<ref name="J. Houben">{{Literatur| Autor=J. Houben | Titel=Houben-Weyl Methods of Organic Chemistry Vol. III, 2nd Edition Oxygen-, Sulfur-, Halogen-Compounds | Verlag=Georg Thieme Verlag | ISBN=3-13-199222-0 | Jahr=2014 | Online={{Google Buch | BuchID=E46ZAwAAQBAJ | Seite=292 }} | Seiten=292ff }}</ref>

== Geschichte ==
Entdeckt wurden Ozonide 1866 durch [[Christian Friedrich Schönbein]] beim Durchleiten von Ozon durch konzentrierte [[alkalische Lösung|alkalischen Lösungen]] durch eine Rotfärbung.<ref name="N. N. Greenwood, A. Earnshaw">{{Literatur| Autor=N. N. Greenwood, A. Earnshaw | Titel=Chemistry of the Elements | Verlag=Elsevier | ISBN=978-0-08-050109-3 | Jahr=2012 | Online={{Google Buch | BuchID=EvTI-ouH3SsC | Seite=610 }} | Seiten=610 }}</ref> 1868 entdeckte [[Charles Adolphe Wurtz]], der bei seinen Experimenten zur Umsetzung von [[Kaliumhydroxid]] mit Ozon eine charakteristische Verfärbung des Reaktionsprodukts beobachtete, ein festes Reaktionsprodukt. Die genaue chemische Zusammensetzung dieser gelb-braunen Verbindung, die sich in Abwesenheit von Ozon sofort wieder zersetzte, blieb lange unklar.<ref name="Hannelore Nuß" /> Baeyer und Villiger erklärten die Verbindung beispielsweise als Salz der hypothetischen Säure H2O4. Erst 1949 erkannte [[Isaak Abramovich Kazarnovskii]] die korrekte Zusammensetzung MO3 und prägte den Begriff „Ozonid“. Im Zeitraum von 1960 bis 1970 wurden ionische Ozonide, im Gegensatz zu den kovalenten Ozoniden, die bei der Ozonolyse ungesättigter [[Kohlenwasserstoffe]] entstehen, vor allem von russischen und amerikanischen Wissenschaftlern hinsichtlich ihrer Verwendung als [[Sauerstoffgenerator]]en für die Raumfahrt untersucht. Die intrinsische Instabilität der Ozonide verhinderte jedoch einerseits die technische Anwendung und erschwerte andererseits, bei den damaligen experimentellen Möglichkeiten, die Reindarstellung und Handhabbarkeit. Deshalb ging das Interesse an dieser Substanzklasse nach 1970 zurück. Erst 1985 konnten Alkalimetallozonide nach einem Verfahren von Schnick und [[Martin Jansen|Jansen]] rein in Grammmengen hergestellt werden.<ref name="Hannelore Nuß">Hannelore Nuß: ''Chemie metastabiler Anionen – Synthese und Charakterisierung neuer Auride und Ozonide'' Dissertation, Universität Stuttgart, 2007 {{URN|nbn|de:bsz:93-opus-35282}}.</ref>

Die organischen Ozonide wurden zuerst 1898 von [[Marius-Paul Otto]] untersucht, der Reaktionen von Ozon mit organischen Substanzen systematisch studierte. 1904 wurde dann von [[Carl Dietrich Harries]] die [[Ozonolyse]] entdeckt und 1951 der dreistufige Mechanismus der Ozonolyse durch [[Rudolf Criegee]] aufgeklärt.<ref name="N. N. Greenwood, A. Earnshaw" /><ref name="Mordecai B. Rubin">Mordecai B. Rubin: ''{{Webarchiv|url=http://classes.yale.edu/05-06/chem220a/private/harries.pdf |wayback=20141006093558 |text=The History of Ozone. Part III – C. D. Harries and the Introduction of Ozone into Organic Chemistry }}'', abgerufen am 24. Juli 2015.</ref>

== Organische Ozonide ==
In der organischen Chemie werden als Ozonide Verbindungen mit einer [[Trioxolane|Trioxolan]]-Grundstruktur verstanden (cyclische, [[acetyl]]artige von [[Aldehyde]]n und [[Ketone]]n abgeleitete [[Peroxide]]), die bei der Reaktion von [[Alkene]]n oder [[Alkine]]n mit Ozon entstehen. Dabei werden 1,2,3-Trioxolane als primäre Ozonide oder [[Molozonide]]<ref name="Wilhelm J. Baader, Erick Leite Bastos, Daniel Bellus, Uwe Bergsträßer, Albrecht Berkessel, Marina Della Greca, Jens Hartung, Heinrich Heydt, Maria Rosaria Iesce, Ioannis Lykakis, Tamsyn Montagnon, Michael Orfanopoulos, Alessandro Scarso, Yian Shi, Ichiro Shinkai, Manolis Stratakis, Giorgio Strukul, Manolis Tzirakis, Georgios Vassilikogiannakis">{{Literatur| Autor=Wilhelm J. Baader, Erick Leite Bastos, Daniel Bellus, Uwe Bergsträßer, Albrecht Berkessel, Marina Della Greca, Jens Hartung, Heinrich Heydt, Maria Rosaria Iesce, Ioannis Lykakis, Tamsyn Montagnon, Michael Orfanopoulos, Alessandro Scarso, Yian Shi, Ichiro Shinkai, Manolis Stratakis, Giorgio Strukul, Manolis Tzirakis, Georgios Vassilikogiannakis | Titel=Science of Synthesis: Houben-Weyl Methods of Molecular Transformations Vol. 38 Peroxides | Verlag=Georg Thieme Verlag | ISBN=3-13-172151-0 | Jahr=2014 | Online={{Google Buch | BuchID=nCCGAwAAQBAJ | Seite=380 }} | Seiten=380 }}</ref> und die bei höheren Temperaturen spontan daraus entstehenden 1,2,4-Trioxolane als sekundäre Ozonide bezeichnet. Es werden auch noch monomere und oligomere Ozonide unterschieden.<ref name="N. N. Greenwood, A. Earnshaw" /><ref name="Mordecai B. Rubin" /> Diese sind meist mehr oder weniger dicke Öle oder farblose sirupartige Massen. Selten kommen auch amorphe oder kristalline Verbindungen vor. In der Regel sind sie unbeständig und zersetzen sich spontan, wobei allerdings auch stabilere Verbindungen (wie die des [[Citral]]s) bekannt sind. Die meisten organischen Ozonide sind in Wasser schwer löslich oder zersetzen sich bei Kontakt mit Wasser, sind jedoch in organischen Lösungsmitteln löslich.<ref name="J. Houben" /> Die Zersetzung von Ozoniden verläuft stark exotherm. Für aus 1-Alkenen resultierende Ozonide wurden mittels [[Dynamische Differenzkalorimetrie|DSC]] ab 100 °C Zersetzungswärmen zwischen −313 und −347 kJ·mol−1 bestimmt.<ref name="Cataldo">Cataldo, F.: ''Thermal stability, decomposition enthalpy, and Raman spectroscopy of 1-alkene secondary ozonides'' in [[Tetrahedron Letters]] 56 (2015) 994–998, {{DOI|10.1016/j.tetlet.2015.01.056}}.</ref>

[[Datei:Ozonide Formation V2.svg|mini|zentriert|450px|Entstehung von organischen Ozoniden]]

Das stabile Ozonid [[Arterolan]] wird als potentieller Antimalaria-Wirkstoff untersucht.<ref name="DOI10.1177/0091270010385578">Anirudh Gautam, Tausif Ahmed, Pradeep Sharma, Brijesh Varshney, Monika Kothari, Nilanjan Saha, Arjun Roy, Joerg J. Moehrle, Jyoti Paliwal: '' Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Arterolane Maleate Following Multiple Oral Doses in Adult Patients With Malaria .'' In: ''The Journal of Clinical Pharmacology.'' 51, 2011, S. 1519, {{DOI|10.1177/0091270010385578}}.</ref>

== Anorganische Ozonide ==
In der [[Anorganische Chemie|anorganischen Chemie]] werden Verbindungen MO3 (M = [[Alkalimetall]]) als Ozonide bezeichnet. Sie enthalten ein [[paramagnetisch]]es gewinkeltes O3−-Ion mit einem O-O-O-Winkel von etwa 113,5° (der Winkel variiert etwas je nach Kation), dessen ungepaartes Elektron sich im [[Molekülorbitaltheorie|π*-Molekülorbital]] befindet. Alkalimetallozonide entstehen bei der Einwirkung von Ozon auf die festen [[Hyperoxide]] von Metallen (wie [[Kalium]], [[Rubidium]] oder [[Caesium]]), wobei die [[Reaktionsenthalpie]] durch Kühlung abgeführt werden muss.<ref name="Ralf Steudel">{{Literatur| Autor=Ralf Steudel | Titel=Chemie der Nichtmetalle mit Atombau, Molekülgeometrie und Bindungstheorie | Verlag=Walter de Gruyter | ISBN=978-3-11-012322-7 | Jahr=1998 | Online={{Google Buch | BuchID=Fm58JCOZ9SQC | Seite=244 }} | Seiten=244 }}</ref> Die Herstellung und Handhabung von anorganischen Ozoniden ist damit aufwendig und erfordert z. B. tiefe Temperaturen unter −10 °C und eine [[Inertgas]]-Atmosphäre.
:<chem>MO2 + O3 -> MO3 + O2</chem>
Die anorganischen Ozonide besitzen eine tiefrote Farbe und sind chemisch meist instabil. Sie zersetzen sich schon bei Raumtemperatur zu den Hyperoxiden und Sauerstoff. Anorganische Ozonide sind mit Ausnahme des [[Lithium]]s und des [[Francium]]s von allen Alkalimetallen bekannt.<ref name="Ralf Steudel" /><ref name="Egon Wiberg, Nils Wiberg">{{Literatur| Autor=Egon Wiberg, Nils Wiberg | Titel=Inorganic Chemistry | Verlag=Academic Press | ISBN=978-0-12-352651-9 | Jahr=2001 | Online={{Google Buch | BuchID=Mtth5g59dEIC | Seite=1109 }} | Seiten=1109 }}</ref>

[[Tetramethylammoniumozonid]] N[CH3]4O3, das ebenfalls in diese Gruppe gehört, ist das stabilste ionische Ozonid und zersetzt sich erst oberhalb von 75 °C.<ref name="DOI10.1002/zaac.200700023">Martin Jansen, Hanne Nuss: ''Ionic Ozonides.'' In: ''[[Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie]].'' 633, 2007, S. 1307, {{DOI|10.1002/zaac.200700023}}.</ref> Es kann durch Reaktion von [[Tetramethylammoniumhyperoxid]] mit [[Caesiumozonid]] oder [[Kaliumozonid]]<ref name="Egon Wiberg, Nils Wiberg" /> in flüssigem [[Ammoniak]] dargestellt werden.<ref name="Bruno Pignataro">{{Literatur| Autor=Bruno Pignataro | Titel=New Strategies in Chemical Synthesis and Catalysis | Verlag=John Wiley & Sons | ISBN=978-3-527-33090-4 | Jahr=2012 | Online={{Google Buch | BuchID=1D93QSzUW-UC | Seite=83 }} | Seiten=83 }}</ref>
:<chem>(N[CH3]4)O2 + CsO3 -> (N[CH3]4)O3 + CsO2</chem>

Seit den frühen 1960er-Jahren sind auch Phosphitozonide (RO)3PO3 bekannt.<ref name="Catherine E. Housecroft, A. G. Sharpe">{{Literatur| Autor=Catherine E. Housecroft, A. G. Sharpe | Titel=Inorganic Chemistry | Verlag=Pearson Education | ISBN=978-0-13-039913-7 | Jahr=2005 | Online={{Google Buch | BuchID=_1gFM51qpAMC | Seite=439 }} | Seiten=439 }}</ref>

{| class="wikitable"
|+ Alkaliozonide<ref name="Egon Wiberg, Nils Wiberg" />
|- style="background: #DDFFDD;"
!
! [[Natriumozonid]]
! [[Kaliumozonid]]
! [[Rubidiumozonid]]
! [[Caesiumozonid]]
|-
| Formel
| NaO3
| KO3
| RbO3
| CsO3
|-
| Aussehen
| rot
| dunkelrot
| dunkelrot
| dunkelrot
|-
| Zersetzung
| unterhalb Raumtemperatur
| langsam bei Raumtemperatur
| langsam bei Raumtemperatur
| ab 50 °C
|-
| O-O-O-Winkel<ref name="Bruno Pignataro" />
| 113,0°
| 113,5°
| 113,7°
| 114,6°
|-
| Kristallstruktur
| [[Natriumnitrit]]-Struktur (orthorhombisch, {{Raumgruppe|Im2m|lang}}<ref name="DOI10.1002/(SICI)1521-3749(200001)626:1<136::AID-ZAAC1363.0.CO;2-K">Wilhelm Klein, Martin Jansen: ''Darstellung und Strukturanalyse von Natriumozonid.'' In: ''Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie.'' 626, 2000, S. 136, {{DOI|10.1002/(SICI)1521-3749(200001)626:1<136::AID-ZAAC136>3.0.CO;2-K}}.</ref>)
| tetragonal {{Raumgruppe|I4/mcm|lang}}<ref>Schnick, Wolfgang; Jansen, Martin: ''Preparation, crystal structure, and thermal behaviour of potassium ozonide.'' In: ''Revue de Chimie Minerale'', 1987, 24, 446–456.</ref>
| monoklin, {{Raumgruppe|P21/c|lang}}<ref>W. Schnick, M. Jansen: ''Crystal Structures of Potassium Ozonide and Rubidium Ozonide.'' In: [[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]], ''24'', '''1985''', S. 54–55 {{doi|10.1002/anie.198500541}}.</ref>
| [[Caesiumchlorid]]-Struktur
|}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Navigationsleiste Sauerstoff-Stoffgruppen}}

[[Kategorie:Ozonid| ]]
[[Kategorie:Stoffgruppe]]

Ozonide - Versionsgeschichte

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