ОКИСЛИТЕЛЬНО- ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ В ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

УРОВНИ ОКИСЛЕННОСТИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Насыщенный углеводород n е +n е Ненасыщенный углеводород n е +n е Спирты n е +n е Альдегиды (кетоны) n е +n е Карбоновые кислоты n е +n е СО 2 + Н 2 О С -3 Н + 3 – С -3 Н + 3 С -2 Н + 2 = С -2 Н + 2 С -3 Н + 3 – С - Н 2 + О -2 Н + С -3 Н + 3 – С + Н + О -2 С -3 Н + 3 – С +3 О -2 О -2 Н + C +4 O H 2 O

АЛКЕНЫ При мягком окислении алкены превращаются в гликоли (двухатомные спирты). Окислению подвергаются атомы углерода, связанные двойной связью. Реакция с раствором перманганата калия протекает в нейтральной или слабо щелочной среде (реакция Вагнера):Вагнера CH 2 = СН 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH В более жестких условиях окисление приводит к разрыву углеродной цепи по двойной связи и образованию двух кислот (в сильно щелочной среде – двух солей) или кислоты и диоксида углерода (в сильно щелочной среде – соли и карбоната): 1) 5CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 8KMnO H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5C 2 H 5 COOH + 8MnSO 4 + 4K 2 SO H 2 O (t) 2) 5CH 3 CH=CH KMnO H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5CO MnSO 4 + 5K 2 SO H 2 O (t)

АЛКИНЫ Начинают окисляются в более жестких условиях, чем алкены, поэтому они обычно окисляются с разрывом углеродной цепи по тройной связи. Оксисление проходит по атомам углерода, связанным тройной связью. В результате реакций образуются кислоты и диоксид углерода. Окисление может быть проведено пермангантом или дихроматом калия в кислотной среде, например: 5CH 3 C CH + 8KMnO H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 8MnSO 4 + 4K 2 SO H 2 O (t) В кислотной среде окисление ацетилена идет до углекислого газа: CН CH + 2KMnO 4 +3H 2 SO 4 2CO 2 + 2MnSO 4 + 4H 2 O + K 2 SO 4

ГОМОЛОГИ БЕНЗОЛА Окисление этих веществ дихроматом или перманганатом калия в кислотной среде приводит к образованию бензойной кислоты. 5C 6 H 5 -CH 3 +6 KMnO 4 + H 2 SO 4 5C 6 H 5 COOH + 6MnSO 4 + K 2 SO H 2 O В нейтральной и щелочной среде окисление идет до бензоата калия: C 6 H 5 CH 3 +2KMnO 4 C 6 H 5 COOK + 2MnO 2 + KOH + H 2 O (t) C 6 H 5 CH 2 CH 3 + 4KMnO 4 C 6 H 5 COOK + K 2 CO 3 + 2H 2 O + 4MnO 2 + KOH (t)

СПИРТЫ Непосредственным продуктом окисления первичных спиртов являются альдегиды, а вторичных – кетоны. CH 3CH 2OH + CuO CH 3COH + Cu + H 2 O CH 3CH(ОН) CH 3 + CuO CH 3COCH 3 + Cu + H 2 O Образующиеся при окислении спиртов альдегиды легко окисляются до кислот, поэтому альдегиды из первичных спиртов получают окислением дихроматом калия в кислотной среде при температуре кипения альдегида. Испаряясь, альдегиды не успевают окислиться. 3C 2 H 5 OH + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 3CH 3 CHO + K 2 SO 4 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 7H 2 O (t)

АЛЬДЕГИДЫ Легко окисляются различными окислителями, например: KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, [Ag(NH 3 ) 2 ]OH. Все реакции идут при нагревании: 3CH 3 CHO + 2KMnO 4 CH 3 COOH + 2CH 3 COOK + 2MnO 2 + H 2 O 3CH 3 CHO + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 3CH 3 COOH + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 7H 2 O CH 3 CHO + 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH CH 3 COONH 4 + 2Ag + H 2 O + 3NH 3 В ходе этой реакции происходит образование серебристого налета на стенках пробирки. Поэтому она используется как качественная реакция на альдегиды Формальдегид с избытком окислителя окисляется до углекислого газа.

СКЛОННОСТЬ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ К ОКИСЛЕНИЮ СВЯЗЫВАЮТ С НАЛИЧИЕМ: кратных связей (легко окисляются алкены, алкины, алкадиены); функциональных групп, способных легко окисляться ( –OH, - СНО, - NH 2 ); активированных алкильных групп, расположенных по соседству с кратными связями или бензольным кольцом (например, пропен может быть окислен до непредельного альдегида акролеина, окисление толуола до бензойной кислоты перманганатом калия в кислой среде); наличие атомов водорода при атоме углерода, содержащем функциональную группу.