Oxidácia alkoholov. Organické oxidačné reakcie alkoholov

Alkoholy môžu podliehať oxidácii, keď sú vystavené oxidačnému činidlu, ako je vodný roztok dvojchrómanu draselného (K₂Cr₂O₇) alebo manganistan draselný (KMnO₄) v kyslom prostredí.

Vznikajúci kyslík [O] v strede napadne uhlík spojený s alkoholovou funkčnou skupinou (hydroxyl - OH), ktorá tvorí veľmi nestabilnú zlúčeninu nazývanú dvojitý diol, ktorá má dva hydroxyly spojené s rovnakým uhlíka. Keďže je nestabilná, táto zlúčenina uvoľňuje vodu a dáva vznik novému produktu.

Tento produkt bude závisieť od typu alkoholu, ktorý bol oxidovaný, či už ide o primárny, sekundárny, terciárny alebo metanol.

Stručne povedané, máme:

Pozrite si každý prípad nižšie:

• Metanol (H₃C─ OH):

Metanol je jediný alkohol, ktorý má tri vodíky viazané na uhlík, ktorý podlieha oxidácii. V tomto prípade, keďže na molekule sú tri body, ktoré môže vznikajúci kyslík napadnúť, dôjde k trom následným oxidáciám, ako je znázornené na obrázku nižšie:

• Primárne alkoholy:

V týchto zlúčeninách je hydroxylový uhlík spojený iba s jedným atómom uhlíka, to znamená, že ďalšie dva ligandy sú vodíky a existujú dve miesta, kde môže vznikajúci kyslík útočiť.

Po prvé, dôjde k tvorbe aldehydu, ako je uvedené nižšie:

Oxidácia však pokračuje, pretože činidlá používané na oxidáciu alkoholu sú silnejšie ako činidlá používané na oxidáciu aldehydu. Potom ďalší vznikajúci kyslík napadne karbonylový uhlík a vytvorí karboxylovú kyselinu.

Nasleduje príklad oxidácie etanolu, najprv na etanal a potom na kyselinu etánovú (kyselinu octovú). Táto celková reakcia je premena vína na ocot.

Neprestávaj teraz... Po reklame viac ;)

Čiastočná oxidácia etanolu na etanol nastáva, keď alkoholik podstúpi jednorazový dychový test. Vo vnútri tohto zariadenia je tuhá zmes dvojchrómanu draselného a oxidu kremičitého v kyslom prostredí, pričom prebieha nasledujúca reakcia:

K₂Cr₂O_{7 (aq)} + 4H₂IBA_{4 (aq)} + 3 CH₃CH₂oh_(g) → Kr₂(LEN₄)_{3 (vod.)} + 7 hodín ráno₂O₍₁₎ + 3 CH₃CHO_(g) + K₂IBA_{4 (aq)}
Oranžováetanol (bezfarebný)zelenáetanal (bezfarebný)

Všimnite si, že okrem oxidácie etanolu (alkoholu) na etanal (aldehyd) dochádza súčasne k redukcii dichrómanu, ktorý je oranžový, na chróm (III) alebo dokonca chróm (II), ktorý je zelený. Zmena farby bude naznačovať, že osoba má viac alkoholu v krvi, ako je povolené.

• Sekundárne alkoholy:

Sú to zlúčeniny, v ktorých je hydroxylový uhlík viazaný na dva ďalšie atómy uhlíka a iba na jeden atóm vodíka. Preto bude existovať iba jedno miesto v molekule, kde môže nastupujúci kyslík napadnúť a vytvorí sa iba jeden typ produktu, ktorým bude vždy ketón:

Pretože na karbonylovom uhlíku ketónu nie je priamo viazaný žiadny vodík, neexistuje už žiadna možnosť ďalšej oxidácie. Preto sa reakcia zastaví na ketóne.

• Terciárne alkoholy:

Terciárne alkoholy sú tie, v ktorých uhlík, ktorý má -OH skupinu, vytvára tri väzby s inými atómami uhlíka. Keďže sa neviažu s vodíkmi, na molekule nie je žiadny bod, ktorý by mohol napadnúť vznikajúci kyslík. Vďaka tejto skutočnosti terciárne alkoholy nepodliehajú oxidácii.

* Zdroj a autor obrázku: CostaPPPR.

Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu

Chceli by ste odkázať na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Oxidácia alkoholov"; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/oxidacao-dos-alcoois.htm. Prístupné 27. júla 2021.