Oxidace alkoholů. Organická oxidační reakce alkoholů

Alkoholy mohou podléhat oxidaci, jsou-li vystaveny oxidačnímu činidlu, jako je vodný roztok dichromanu draselného (K₂Cr₂Ó₇) nebo manganistan draselný (KMnO₄) v kyselém prostředí.

Vznikající kyslík [O] uprostřed napadne uhlík spojený s alkoholovou funkční skupinou (hydroxyl - OH), tvořící velmi nestabilní sloučeninu zvanou twin diol, která má dva hydroxyly spojené se stejným uhlík. Protože je nestabilní, tato sloučenina uvolňuje vodu a dává vzniknout novému produktu.

Tento produkt bude záviset na typu alkoholu, který byl oxidován, ať už jde o primární, sekundární, terciární nebo methanol.

Stručně řečeno, máme:

Viz každý případ níže:

• Metanol (H₃C─ OH):

Metanol je jediný alkohol, který má tři vodíky vázané na uhlík, který podléhá oxidaci. V tomto případě, protože na molekule jsou tři body, které může nascentní kyslík napadnout, dojde ke třem po sobě jdoucím oxidacím, jak je znázorněno na obrázku níže:

• Primární alkoholy:

V těchto sloučeninách je hydroxylový uhlík spojen pouze s jedním atomem uhlíku, to znamená, že dva další ligandy jsou vodíky a vznikající kyslík má dvě místa, kam může útočit.

Nejprve dojde ke vzniku aldehydu, jak je ukázáno níže:

Ale oxidace pokračuje, protože činidla používaná k oxidaci alkoholu jsou silnější než činidla používaná k oxidaci aldehydu. Poté další vznikající kyslík napadá karbonylový uhlík a vytváří karboxylovou kyselinu.

Následuje příklad oxidace ethanolu, nejprve na ethanal a poté na kyselinu ethanovou (kyselinu octovou). Tato celková reakce je přeměna vína na ocet.

K částečné oxidaci etanolu na ethanal dochází, když alkoholik podstoupí jednorázový dechový test. Uvnitř tohoto zařízení je pevná směs dichromanu draselného a oxidu křemičitého v kyselém prostředí, přičemž dochází k následující reakci:

K₂Cr₂Ó_{7 (vod.)} + 4H₂POUZE_{4 (vod.)} + 3 CH₃CH₂Ach_(G) → Kr₂(POUZE₄)_{3 (vod.)} + 7 hodin ráno₂Ó₍₁₎ + 3 CH₃CHO_(G) + K₂POUZE_{4 (vod.)}
oranžovýethanol (bezbarvý)zelenáethanal (bezbarvý)

Všimněte si, že kromě oxidace ethanolu (alkoholu) na ethanal (aldehyd) dochází současně k redukci dichromanu, který je oranžový, na chrom (III), nebo dokonce chrom (II), který je zelený. Změna barvy bude indikovat, že osoba má více alkoholu v krvi, než je povoleno.

• Sekundární alkoholy:

Jedná se o sloučeniny, ve kterých je hydroxylový uhlík vázán na dva další atomy uhlíku a pouze jeden atom vodíku. Proto bude existovat pouze jedno místo v molekule, kde může vznikající kyslík atakovat a vznikne pouze jeden typ produktu, kterým bude vždy keton:

Vzhledem k tomu, že karbonylový uhlík ketonu nemá přímo na sebe navázaný žádný vodík, neexistuje již žádná možnost další oxidace. Reakce se proto zastaví na ketonu.

• Terciární alkoholy:

Terciární alkoholy jsou ty, ve kterých uhlík, který má -OH skupinu, vytváří tři vazby s jinými atomy uhlíku. Protože se nevážou s vodíky, není na molekule žádný bod, který by mohl být napaden vznikajícím kyslíkem. Díky této skutečnosti nepodléhají terciární alkoholy oxidaci.

* Zdroj a autor obrázku: CostaPPPR.

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/oxidacao-dos-alcoois.htm