Oxidarea organică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Oxidarea organică diferă de cea din domeniul chimiei anorganice și aceasta deoarece nu are loc transferul propriu-zis de electroni. Oxidarea speciilor chimice are loc cu:

Tipuri de reacții[modificare | modificare sursă]

Oxidarea alcanilor[modificare | modificare sursă]

  • Toți alcanii reacționează cu aerul sau oxigenul, în urma acestor reacții rezultînd produși cu diferite trepte de oxidare.Ecuația generala de oxidare totală sau a arderii este:

2C_nH_{2n+2}+ (3n+1)O_2\longrightarrow 2(n+1)H_2O + 2nCO_2

Reacția este puternic exotermă cu o entalpie standard de formare ΔH=-886kJmol-1.Pentru fiecare grupare -CH2 valoarea acestei entalpii crește cu circa 650kJ;se pare că lanțurile ramificate ale alcanilor au o valoare mult mai mică față de lanțurile liniare cu acealași număr de atomi de carbon, fapt care se pare că explică și stabilitatea lor mult mai mare.

  • Arderea incompletă a alcanilor duce la formarea de amestecuri de substanțe: etanul de exemplu dă prin oxidare un amestec de alcool metilic (CH 3-OH), C2H5-OH(etanol sau alcool etilic), CH3-CHO (aldehidă acetică) și CH3COOH (acid acetic).Metanul prin ardere incompletă dă naștere la așa numitul gaz de sinteză, o sursă importantă de sinteză pentru mulți compuși organici:

CH_4 + \frac{1}{2}O_2\longrightarrow CO + 2H_2

  • La oxidarea alcanilor superiori are loc o rupere a moleculei cu formare de acizi carboxilici(mono)

R-CH_3 + \frac{3}{2}O_2\longrightarrow R-COOH + H_2O

Reacția are loc prin încălzire la 1000C, în prezența de stearat de zinc, sau a permanganatului de potasiu.

Oxidarea alchenelor[modificare | modificare sursă]

  • Alchenele suferă o reacție de oxidare în mediu puternic acid în prezență de acid sulfuric și de bicromat de potasiu sau permanganat de potasiu.

Alkene1.png + 5[O] \longrightarrow R-COOH +CO_2 + H_2O;

Alkene2.png+3[O]\longrightarrow \begin{matrix}R-&C=O\\\quad /&\\R&\end{matrix}+R'-COOH;

Alkene4.png + 4[O] \longrightarrow R-COOH+R'-COOH; Reacțiile prezintă importanță pentru stabilirea structurii alchenelor disubstituite(atomii de hidrogen ai carbonilor dublei legături sunt substituiți cu radicali diferiți).

  • Reacția Prilezhaev,epoxidarea[1] alchenelor cu peracizi organici (de regulă acidul meta-Cloroperoxibenzoic), conduce la formarea de epoxizi
Alchena este agentul nucleofil în timp ce oxigenul este agentul electrofil
  • Ozonoliza [2].

Reacția are loc la temperaturi scăzute, este dată de majoritatea alchenelor.

Ozonidele fomate sunt explozive, prin tratarea cu apă se transformă în aldehidă sau cetonă

Oxidarea alchinelor[modificare | modificare sursă]

Alchinele se oxidează[3] mult mai greu decît alchenele, reacția avînd loc numai în prezența unor oxidanți foarte puternici de tipul ozonului, capabili să rupă tripla legătură:


 
R-C \equiv C-R_1\ + O_3 \longrightarrow R-COOH + R_1-COOH

Oxidarea arenelor[modificare | modificare sursă]

  • Benzenul adiționează ozonul formând o triozonidă instabilă, explozivă.
Ozonida formată sedescompune rapid în glioxal şi apă

Benzenul se oxidează în condiții energice, catalizator pentaoxidul de vanadiu V2O5, temperaturi de 4500C.

Reacţia are un mecanism radicalic, produsul final fiind anhidrida maleică
  • Omologii superiori ai benzenului se oxidează la catena laterală cu formare de acid benzoic.
  • Xilenii formează acizii corespunzători
mxilenul formează prin oxidare acid izoftalic, fără utilizări industriale
Oxilenul formează acidul ftalic singurul capabil să formeze anhidrida ftalică, datorită apropierii celor 2 grupări carboxilice
Pxilenul se oxidează la acid tereftalic, un produs important pentru obţinerea fibrelor poliesterice
  • Naftalina are 2 căi de oxidare: cu acidul cromic sau cu oxigen molecular/V2O5.
Nucleul naftochinonic stă la baza vitaminelor K, în timp ce anhidrida ftalică este folosită ca intermediar în numeroase sinteze chimice
  • Antracenul se oxidează cu acid cromic (K2Cr2O7/H2SO4) dar și cu săruri de ceriu/acid azotic[4]
Antrachinona (9,10 antrachinona) sintetizată pe cale industrială prin oxidarea antracenului cu pentaoxidul de vanadiu V2O5, constituie nucleul de bază al coloranţilor antrachinonici
  • Antracenul poate adiționa oxigen formînd un fotoxid:
Antracen foxid.PNG
  • Arenele polinucleare de tipul benzopirenului[5](un poluant foarte des întîlnit),sunt transformate prin intermediul unei enzime (epoxidaza hepatică)în 7,8 dihidroxi-9,10 epoxi7,8,9,10 tetrahidrobenzopiren.
Datorită caracterului electrofilic a grupării epoxi, benzopirenoxidul se poate intercala în molecula de ADN, determinînd mutaţia codului genetic.

Oxidarea alcoolilor[modificare | modificare sursă]

Alcooli suferă reacția de oxidare sau de dehidrogenare trecând în compuși carbonilici., sau acizi carboxilici

  • Alcoolii primari se oxidează la aldehidă care poate oxidată până la acid carboxilic:

R-CH_2-OH + [O] \longrightarrow R-CHO + [O] \longrightarrow R-COOH;

  • Alcoolii secundari se transformă în cetonă:

\begin{matrix}R-&CH-OH\\\quad/&\\R'&\end{matrix}+[O]\longrightarrow \begin{matrix}R-&CH-O\\\quad/&\\R'&\end{matrix};

  • Oxidarea Swern[6]

Alcooli sunt oxidați la aldehide prin intermediul sulfoxizilor.

Intermediar se formează un compus cu sulf ,cu caracter electrofil
  • Oxidarea biochimică.

Etanolul este oxidat în organism de către alcool dehidrogenază[7].

 CH_3-CH_2-OH \longrightarrow CH_2O La acest proces participă și niște substanțe denumite coenzime sau cofactori, de tipul NAD (nicotinamidadinucleotid); acesta joacă rol de acceptor de electroni astfel că procersul poate fi exprimat astfel:  CH_3-CH_2-OH + NAD^+ \longrightarrow CH_2O + H^+ + NADH

Bibliografie[modificare | modificare sursă]