Organická redoxní reakce
Organické redoxní reakce jsou redoxní reakce probíhající u organických sloučenin. Organické oxidace a redukce se liší od běžných redoxních reakcí, protože u mnoha z nich ve skutečnosti nedochází k přenosu elektronu v elektrochemickém smyslu slova.[1] Mezi organické oxidace se místo toho řadí reakce, kdy dochází k navázání kyslíku a/nebo odštěpení vodíku.[2]
Jednotlivé funkční skupiny lze seřadit podle rostoucích oxidačních čísel atomů uhlíku:[1]
| oxidační číslo | sloučeniny |
|---|---|
| −4 | methan |
| −3 | alkany |
| −2, −1 | alkany, alkeny, alkoholy, halogenalkany, aminy |
| 0 | alkyny, geminální dioly |
| +1 | aldehydy |
| +2 | chloroform, kyanovodík, ketony |
| +3 | karboxylové kyseliny, amidy, nitrily |
| +4 | oxid uhličitý, tetrachlormethan |
Při oxidaci methanu na oxid uhličitý se oxidační číslo uhlíku zvýší z −4 na +4.
K častým redukcím patří například přeměny alkenů na alkany, z oxidací jsou časté například oxidace alkoholů na aldehydy. Při oxidacích se ze substrátů odstraňují elektrony, tím se snižuje elektronová hustota na molekule. U redukcí nastává zvýšení elektronové hustoty po dodání elektronů na molekulu. Uvedená označení se vždy vztahují k organické sloučenině, například reakce ketonu s hydridem lithnohlinitým se popisuje jako redukce ketonu, ovšem ne jako oxidace hydridu. Při řadě oxidací se z organických molekul odštěpují atomy vodíku, podobně bývají při redukcích často navazovány.
Mnoho reakcí označovaných jako redukce se objevuje i v jiných skupinách, například přeměny ketonů na alkoholy hydridem lithnohlinitým lze popsat jako redukce, ovšem hydrid je také dobrým nukleofilem a tak tyto reakce rovněž patří mezi nukleofilní substituce. Mnoho redoxních organických reakcí má mechanismus odpovídající párovacím reakcím, s radikálovými meziprodukty. Pravé redoxní organické reakce se objevují při elektrochemických organických syntézách; v elektrochemických článcích probíhá například Kolbeho elektrolýza.[3]
Při disproporcionacích se substrát zároveň oxiduje a redukuje za vzniku dvou různých sloučenin.
Asymetrické redukce a asymetrické oxidace mají velký význam v asymetrické syntéze.
Příklady editovat
Organické oxidace editovat
Nejčastějšími oxidačními činidly u organických reakcí jsou vzduch a kyslík. Patří sem například syntézy významných sloučenin, zneškodňování znečišťujících látek a hoření.
Organické oxidace mohou probíhat jedním z těchto mechanismů:
- Přenos elektronu
- Oxidace kyselinou chromovou nebo oxidem manganičitým přes esterové meziprodukty
- Přesuny atomů vodíku, jako při radikálových halogenacích
- Oxidace pomocí ozonu (ozonolýzy) nebo peroxosloučenin, jako jsou peroxokyseliny
- Eliminační oxidace, například Swernova a Kornblumova oxidace a reaktanty, jako například kyselina jodoxybenzoová a Dessův–Martinův perjodinan
- Oxidace nitroxidovými radikály Frémyovou solí nebo 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-1-yl)oxidanylem (TEMPO)
Organické redukce editovat
Organické redukce mají také několik možných mechanismů:
- Jednoelektronové redukce, například Birchova redukce.
- Přesun hydridových iontů, sem patří mimo jiné reakce s hydridem lithnohlinitým a Meerweinovy–Ponndorfovy–Verleyovy redukce.[4]
- Hydrogenace, katalyzované například Raneyovým niklem nebo oxidem platiničitým a jiné podobné redukce, například Rosemundova.
- Disproporcionace, sem patří kromě jiných Cannizzarova reakce
Existují také redukce neprobíhající žádným z uvedených mechanismů, jako je Wolffova–Kižněrova redukce.
Reference editovat
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Organic redox reaction na anglické Wikipedii.
- ↑ a b March Jerry; (1985). Advanced Organic Chemistry reactions, mechanisms and structure (3rd ed.). New York: John Wiley & Sons ISBN 0-471-85472-7
- ↑ Organic Redox Systems: Synthesis, Properties, and Applications, Tohru Nishinaga 2016
- ↑ http://www.electrosynthesis.com [1] Archivováno 15. 5. 2008 na Wayback Machine.
- ↑ A. L. Wilds. Reduction with Aluminum Alkoxides (The Meerwein-Ponndorf-Verley Reduction. Organic Reactions. 1944, s. 178–223. DOI 10.1002/0471264180.or002.05.
Související články editovat
Oxidace funkčních skupin editovat
- Oxidace primárních alkoholů na aldehydy
- Oxidace primárních alkoholů na karboxylové kyseliny
- Oxidace sekundárních alkoholů na ketony
Redukce funkčních skupin editovat
Externí odkazy editovat
Obrázky, zvuky či videa k tématu Organická redoxní reakce na Wikimedia Commons
