Organická redoxní reakce - Organic redox reaction
Organické redukce nebo organické oxidace nebo organické redoxní reakce jsou redoxní reakce které se konají s organické sloučeniny. v organická chemie oxidace a redukce se liší od běžných redoxních reakcí, protože mnoho reakcí nese název, ale ve skutečnosti nezahrnuje přenos elektronů v elektrochemické smysl slova.[1] Místo toho je relevantním kritériem pro organickou oxidaci zisk kyslíku a / nebo ztráta vodíku.[2]
Jednoduchý funkční skupiny lze uspořádat v pořadí zvyšování oxidační stav. The oxidační čísla jsou pouze přibližné:[1]
| oxidační číslo | sloučeniny |
|---|---|
| −4 | metan |
| −3 | alkany |
| −2, −1 | alkany, alkeny, alkoholy, alkylhalogenidy, aminy |
| 0 | alkyny, geminální dioly |
| +1 | aldehydy |
| +2 | chloroform, kyanovodík, ketony |
| +3 | karboxylové kyseliny, amidy, nitrily (alkylkyanidy) |
| +4 | oxid uhličitý, tetrachlormethan |
Když metan se oxiduje na oxid uhličitý jeho oxidační číslo se mění z −4 na +4. Mezi klasické redukce patří alken snížení na alkany a klasické oxidace zahrnují oxidace alkoholů na aldehydy. Při oxidacích jsou elektrony odstraněny a elektronová hustota molekuly je snížena. Při redukcích se elektronová hustota zvyšuje, když jsou do molekuly přidány elektrony. Tato terminologie je vždy zaměřena na organickou sloučeninu. Například je obvyklé odkazovat se na redukci a keton podle lithiumaluminiumhydrid, ale ne k oxidaci lithiumaluminiumhydridu ketonem. Mnoho oxidací zahrnuje odstranění atomů vodíku z organické molekuly a naopak redukce přidává k organické molekule vodíky.
Mnoho reakcí klasifikovaných jako redukce se objevuje také v jiných třídách. Například konverzi ketonu na alkohol lithiumaluminiumhydridem lze považovat za redukci, ale hydrid je také dobrý nukleofil v nukleofilní substituce. Mnoho redoxních reakcí v organické chemii má vazebná reakce mechanismus reakce zahrnující volné radikály meziprodukty. Skutečnou organickou redox chemii lze nalézt v elektrochemické organické syntéze nebo elektrosyntéza. Příklady organických reakcí, které mohou probíhat v elektrochemický článek jsou Kolbeho elektrolýza.[3]
v nepřiměřenost reakce je reaktant oxidován a redukován ve stejné chemické reakci za vzniku dvou samostatných sloučenin.
Asymetrické katalytické redukce a asymetrické katalytické oxidace jsou důležité v asymetrická syntéza.
Organické oxidace
Většina oxidací se provádí vzduchem nebo kyslík. Mezi tyto oxidace patří cesty k chemickým sloučeninám, sanace znečišťujících látek a spalování U organických oxidací existuje několik reakčních mechanismů:
- Jeden elektronový přenos
- Oxidace prostřednictvím esteru meziprodukty s kyselina chromová nebo oxid manganičitý
- Přenos atomu vodíku jako v halogenace volných radikálů
- Oxidace zahrnuje ozón v ozonolýza nebo peroxidy (např. peroxykyseliny )
- Oxidace zahrnující eliminační reakce mechanismus, jako je Swernova oxidace, Oxidace Kornblum a s činidly, jako je Kyselina IBX a Dess-Martinův periodinan.
- Oxidace nitroxid radikály Fremyho sůl nebo TEMPO
Organické redukce
Pro organické redukce existuje několik reakčních mechanismů:
- Přímé elektronové převody (např. Snížení břízy ).
- Hydrid převod v redukcích např lithiumaluminiumhydrid nebo hydridový posun jako v Redukce Meerwein-Ponndorf-Verley[4]
- Hydrogenace pomocí různých katalyzátory (např. Raney nikl nebo Oxid platičitý ) nebo konkrétní snížení (např. pojmenované reakce jako Rosenmundova redukce ).
- Nepřiměřenost reakce, jako je Cannizzaro reakce
Redukce, které se nevejdou do žádného mechanismu redukční reakce a do nichž se promítne pouze změna oxidačního stavu, zahrnují Wolff-Kishnerova reakce.
Viz také
Oxidace funkčních skupin
- Oxidace primárních alkoholů na aldehydy
- Oxidace primárních alkoholů na karboxylové kyseliny
- Oxidace sekundárních alkoholů na ketony
- Oxidace oximů a primárních aminů na nitrosloučeniny
- Štěpení glykolem
- Oxidační štěpení α-hydroxykyselin
- Alkenové oxidace
- Oxidace primárních aminů na nitrily
- Oxidace thiolů na sulfonové kyseliny
- Oxidace hydrazinů na azosloučeniny
Snížení funkční skupiny
- Redukce karbonylu
- Amidová redukce
- Snížení nitrilu
- Redukce nitrosloučenin
- Snížení iminů a Schiffových bází
- Redukce aromatických sloučenin na nasycené kruhy
Reference
- ^ A b March Jerry; (1985). Pokročilé reakce, mechanismy a struktura organické chemie (3. vydání). New York: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-85472-7
- ^ Organické redoxní systémy: Syntéza, vlastnosti a aplikace, Tohru Nishinaga 2016
- ^ http://www.electrosynthesis.com Odkaz Archivováno 2008-05-15 na Wayback Machine
- ^ Wilds, A. L. (1944). „Redukce pomocí oxidů hlinitých (Redukce Meerwein-Ponndorf-Verley)“. Org. Reagovat. 2 (5): 178–223. doi:10.1002 / 0471264180.nebo002.05.