Utlenianie izopropylobenzenu potasowego potasu w medium alkalicznym. Reakcje redoks obejmujące substancje organiczne

St. Petersburg State Technological Institute

(Uniwersytet Techniczny)

Wydział Wydziału Chemii Organicznej 4

Grupa 476.

Praca kursu

Utlenianie alkenek

Student ............................................. Rytin A.I.

Wykładowca .................................... ... St. Petersburg Yu.l.

Petersburg

Wprowadzenie

1.Poksydacji (reakcja n.a. Prilezhev, 1909)

2. Hydroksyfilizacja

2.1anty -Hydroksylation.

2.2syn -Hydroksylation.

3. Dzielenie się gałązkową alkeny

4.osomoliza

5. Towarzystwo alkenów w obecności soli palladowych

Wniosek

Lista używanych źródeł

Wprowadzenie

Utlenianie jest jedną z najważniejszych i typowych transformacji związków organicznych.

W obszarze utleniania w chemii organicznej procesy prowadzące do wyczerpania związków z wodorem lub wzbogacaniem z jego tlenem. W tym przypadku odbywa się cząsteczka elektronowa. W związku z tym przywrócenie rozumie rozdzielenie od organicznej cząsteczki tlenu lub przyłącza wodoru do niego.

W reakcjach zmniejszających oksydacyjne, utleniające są związkami o dużym powinowactwie do elektronu (elektrofili) i środków redukujących - związki, które mają tendencję do powrotu elektronów (nukleofilów). Łatwość utleniania związku wzrasta wraz ze wzrostem jego nukleofilności.

Podczas utleniania związków organicznych, z reguły, całkowita transmisja elektronów, a odpowiednio, zmiany w wartościach wartościowych atomów węgla nie występują. Dlatego koncepcja stopnia utleniania jest warunkowym ładunkiem atomu w cząsteczce obliczonej, w oparciu o założenie, że cząsteczka składa się tylko z jonów - jest tylko warunkowym, formalnym charakterem.

Przy wytwarzaniu równań reakcji redoks konieczne jest określenie środka redukującego, środka utleniającego i liczbę poświęconych i odebranych elektronów. Z reguły współczynniki są wybierane przy użyciu metody bilansu jonowego elektronowego (metoda półfabrykaty).

W tej metodzie przejście elektronów z jednego atomów lub jonów do drugiego, biorąc pod uwagę charakter średniej (kwasowy, alkaliczny lub neutralny), w którym postępy reakcji. Aby wyrównać liczbę atomów tlenu i atomów wodoru lub cząsteczek wodnych i protonów (jeśli średniej) lub cząsteczki wody i jony wodorotlenek (jeśli alkaliczne) wprowadza się.

Tak więc, gdy pisanie półapień odzyskiwania i utleniania konieczne jest kontynuowanie składu jonów, które są w roztworze. Malodiscje, słabo rozpuszczalne lub gazowe uwalniane w postaci gazu powinny być napisane w postaci molekularnej.

Przykładowo, rozważ proces utleniania etylenu przez rozcieńczonego wodnego roztworu nadmanganianu potasu (reakcja Wagnera). W trakcie tej reakcji etylen jest utleniany do glikolu etylenowego, a nadmanganian potasu przywrócono dwutlenku manganu. W podwójnym połączeniu, dwa hydroksylowe są dołączone:

3C2 H4 + 2KMNO 4 + 4H2O → 3C 2 H 6 O2 + 2MNO 2 + 2KOH

Odzyskiwanie półaków: MNO 4 ¯ + 2H 2 O + 3 mI. → MNO 2 + 4OH ¯ 2

Pół-reakcja utleniania: C2H 4 + 2OH - - 2 mI. → C2H 6 O 2 3

Wreszcie mamy w formie jonowej:

2MNO 4 ¯ + 4H2O + 3C2H4 + 6OH ¯ → 2MNO 2 + 8OH ¯ + 3C 2 H 6 O 2

Po przeprowadzeniu niezbędnych cięć takich członków, napisz równanie w postaci molekularnej:

3C2 H4 + 2KMNO 4 + 4H2O \u003d 3C 2H6 O2 + 2MNO 2 + 2KOH.

Charakterystyczne dla niektórych środków utleniających

Tlen

Tlen powietrza jest szeroko stosowany w procesach technologicznych, ponieważ jest to najtańszy utleniacz. Ale tlenowanie tlenu powietrza wiąże się z trudnościami związanymi z kontrolą procesu, który płynie w różnych kierunkach. Utlenianie jest zwykle przeprowadzane w wysokich temperaturach w obecności katalizatorów.

Ozon

Ozon o 3 służy do uzyskania aldehydów i ketonów, jeśli są trudne do uzyskania w inny sposób. Najczęściej ozon jest używany do ustalenia struktury nienasyconych związków. Ozon otrzymuje się pod działaniem cichego wyładowania elektrycznego na tlen. Jedną z zasadniczej zalet ozonowania, w porównaniu z chlorowaniem, jest brak toksyn po przetworzeniu.

Nadmanganian potasu

Potas dumanganatu jest najczęściej używanym środkiem utleniającym. Odczynnik jest rozpuszczalny w wodzie (6,0% w 20 ° C), a także w metanolu, acetonie i kwasie octowym. Do utleniania stosuje się roztwory wodne (czasami acetonowe) KMNO 4 w neutralnym, kwasowym lub alkalicznym medium. Podczas przeprowadzania procesu w neutralnym medium, magnez, aluminium lub dwutlenek węgla dodaje się do neutralizacji wodorotlenku uwalnianego potasowego, dodaje się do masy reakcyjnej. Reakcja utleniania KMNO 4 w pożywce kwasowej jest najczęściej przeprowadzana w obecności kwasu siarkowego. Środek alkaliczny w utlenianiu tworzy koh wytwarzany podczas reakcji lub początkowo dodano do masy reakcji. W słabo alkalicznych i neutralnych mediach KMNO 4 utlenia się przez równanie:

KMNO 4 +. 3 mI. + 2H2 O \u003d K + + MNO 2 + 4OH ¯

w kwaśnym środowisku:

KMNO 4 +. 5 mI. + 8H + \u003d k + + Mn 2+ + 4H 2 o

Nadmanganian potasu stosuje się do uzyskania 1,2-dioli z alkenek, z utlenianiem pierwotnych alkoholów, aldehydów i alkilowych do kwasów karboksylowych, a także do dzielenia się oksydacyjnego szkieletu na wielu wiązaniach.

W praktyce zwykle używany jest dość duży nadmiar (więcej niż 100%) KMNO 4. Wyjaśnia to fakt, że w normalnych warunkach KMNO 4 częściowo rozkłada się na dwutlenku manganu z uwolnieniem O2. Rozłożony stężony H2SO4 po podgrzaniu w obecności odbudowców z wybuchem; Mieszaniny nadmanganianu potasu z substancjami organicznymi są również materiałami wybuchowymi.

Nadkislot.

Kwasy perocetyczne i permaraye otrzymuje się w reakcji 25-90% nadtlenku wodoru o odpowiednim kwasie karboksylowym zgodnie z następującą reakcją:

RCOOH + H2O2 \u003d RCOOOH + H2O

W przypadku kwasu octowego równowaga ta jest ustawiona stosunkowo powoli, a do przyspieszenia tworzenia pików zwykle dodają kwas siarkowy jako katalizator. Kwas mrówkowy jest wystarczająco silny sam w celu zapewnienia szybkiego ustanowienia równowagi.

Penropuntuce kwas otrzymywany w mieszaninie z reakcją kwasu trifluorooctowego bezwodnika trifluorooctowego z 90% nadtlenkiem wodoru, nawet silniejszym utleniaczem. Podobnie kwas perussowy można uzyskać z bezwodnika octowego i nadtlenku wodoru.

Szczególnie popularna firma m. -Hlorbenzoesowy kwas, ponieważ jest stosunkowo bezpieczny w obiegu, jest dość stabilny i może być przechowywany przez długi czas.

Utlenianie zachodzi z powodu zwolnionego atomu tlenu:

Rcoooh \u003d rcoh + [o]

Nadcizytów są wykorzystywane do uzyskania epoksydów z alkenek, a także laktony z ketonów alicyklicznych.

Nadtlenek wodoru

Nadtlenek wodoru jest bezbarwną cieczą, zmieszaną z wodą, etanolem i eterem dietylowym. 30% roztworu H2O2 nazywa się perhydro. Bardzo skoncentrowany lek może reagować z substancjami organicznymi z eksplozją. Podczas przechowywania rozkłada się na tlen i wodę. Odporność nadtlenku wodoru wzrasta wraz z rozcieńczeniem. Do utleniania stosuje się wodne roztwory różnych stężeń (od 3 do 90%) w neutralnym, kwasowym lub alkalicznym nośniku.

H2O2 \u003d H2O + [O]

Działanie tego odczynnika na α, β-niezamieszkane związki karbonylowe w pożywce alkalicznej otrzymuje się przez odpowiednie epoksyalem i ketony, utlenianie kwasów karboksylowych w pożywce kwasowej jest syntetyzowane. 30% roztwór H2O2 w kwasie octowym utlenia alkeny w 1,2-diolu. Stosuje się nadtlenek wodoru: uzyskać organiczne i nieorganiczne nadtlenki, żwir i perwęglan na; jako środek utleniający w paliwach rakietowych; Przy wytwarzaniu epoksydów, hydrochinonu, pirocji, glikolu etylenowego, gliceryny, przyspieszenia wulkanizacji grupy Tyuramy i in.; do wybielania olejów, tłuszczów, futra, skóry, materiałów włókienniczych, papieru; do czyszczenia materiałów półprzewodnikowych germanu i silikonów; jako środek dezynfekujący do usuwania ścieków domowych i przemysłowych; w medycynie; jako źródło 2 w okrętach okrętowych; H2O2 jest częścią odczynnika Fenton (Fe 2 + H2O2), który jest stosowany jako źródło wolnych rodników w syntezie organicznej.

Tetroxides Rusium i Osmia

Tetraoxide Osmia Oso 4 - proszek z białego do jasnożółtego koloru z t. Pl. 40,6ºС; t. KIP. 131.2ºС. Jest usuwany w temperaturze pokojowej, rozpuszczalny w wodzie (7,47 g 100 ml w 25 ° C), CCl4 (250 g 100 g rozpuszczalnika w 20 ° C). W obecności związków organicznych, kowal ze względu na przywrócenie do oso 2.

Ruo 4 jest złotym żółtym pryzmatem z t. Pl. 25.4ºС, jest zauważalnie osiągnięty w temperaturze pokojowej. Umiarkowanie rozpuszczalny w wodzie (2,03 g na 100 ml w 20 ° C), bardzo dobrze rozpuszczalny w CCl 4. Silny utleniający niż oso 4. Powyżej 100ºС eksploduje. Jak również Tetraoxide Osmu ma dużą toksyczność i wysoki koszt.

Te utlenizerów stosuje się do utleniania alkenów w α-glikole w łagodnych warunkach.

Jak już wspomniano, utlenianie materii organicznej jest wprowadzenie tlenu do jego składu i (lub) rozszczepienia wodoru. Odzyskiwanie - proces odwrotny (wstrzyknięcie wodoru i rozszczepienia tlenu). Biorąc pod uwagę kompozycję alkanans (CNH2N + 2), można go stwierdzić o ich niemożności dołączenia do reakcji odzyskiwania, ale zdolność do udziału w reakcjach utleniających.

Alkaans - Związki o niskich stopniach utleniania węgla, w zależności od warunków reakcji, mogą utleniać się z tworzeniem różnych połączeń.

W normalnej temperaturze alkany nie reagują nawet z silnymi środkami utleniającymi (H2CR2O7, KMNO4 itp.). Po wprowadzeniu do otwartego płomienia Alkana płonie. W tym przypadku, w nadmiarze tlenu, ich całkowite utlenianie odbywa się do CO2, gdzie węgiel ma najwyższy stopień utleniania +4 i wody. Spalanie węglowodorów prowadzi do pęknięcia wszystkich połączeń C-C i C-H i towarzyszy uwalnianie dużej ilości ciepła (reakcja egzotermiczna).

Ogólnie przyjęto, że mechanizm utleniania alkanan obejmuje radykalny proces łańcucha, ponieważ sam tlen jest szalony absorbowany w celu rozdzierania atomu wodoru z alkan, potrzebna jest cząstka, która będzie zainicjować wystąpienie rodnika alkilowego, które zareaguje z tlenem, dając nadoksyrupy. Następnie peroksyradekal może rozerwać atom wodoru z innej cząsteczki alkane, tworząc tlenek alkilohydoprze i radykalny.

Możliwe jest utlenianie alkanów z tlenem powietrza w 100-150 ° C w obecności octanu katalizatora - manganu, reakcja ta stosuje się w przemyśle. Utlenianie występuje, gdy prąd powietrza jest uporządkowany przez stopioną parafinę zawierającą lutownicę manganu.

Dlatego W wyniku reakcji powstaje mieszaninę kwasów, są one oddzielone od nieprzereagowanej parafiny z rozpuszczaniem w wodnych alkaliach, a następnie zobojętniono kwasem mineralnym.

Bezpośrednio w przemyśle, sposób ten stosuje się do uzyskania kwasu octowego z H-Bhutan:

Utlenianie alkenek

Reakcje utleniania alkeny są podzielone na dwie grupy: 1) Reakcje, w których kościec węglowy, 2) reakcji niszczenia się oksydacyjnego z cząsteczki podwójnej wiązania jest zachowane.

Reakcje utleniania alkenów przy zachowaniu szkieletu węglowego

1. Epoksydacja (reakcja priary)

Acykliczne i cykliczne alkeny podczas interakcji z percidami w non-polarnej formie epoksydów (Oxirans).

Ponadto, oksylanes można uzyskać przez utleniające alkeny przez hydroporoksydów w obecności katalizatorów molibdenu, wolframowych, wanadowych:

Najprostszym tlenkiem etylenu Oxiran - otrzymuje się w przemyśle przez utlenianie przez tlen w obecności tlenku srebra lub srebra jako katalizatora.

2. anty-hydroksylowanie (hydroliza epoksydów)

Kwas (lub alkaliczny) hydroliza epoksydów prowadzi do ujawnienia cyklu tlenku z tworzeniem się ds.

W pierwszym etapie atom tlenu epoksydowego jest protonowany do tworzenia cyklicznej kationu oksoniowego, który ujawnia się w wyniku nukleofilowanego ataku cząsteczki wody.

Ujawnienie pierścienia epoksydowego katalizowanego przez zasadę prowadzi również do tworzenia się trans-glikoli.

3. SIN-HYDROXYLACJA

Jednym z najstarszych metod utleniania alkenów jest reakcja Wagnera (utlenianie z permanganatu potasu). Początkowo utlenianie jest utworzone przez cykliczny eter kwasu manganu, który jest hydrolizowany do Viale Diola:

Oprócz reakcji Wagnera istnieje kolejna metoda symbolu-hydroksylacji alkeny pod działaniem tlenku Osmia (VIII), który został zaproponowany przez potok. Zgodnie z działaniem tetraotsyku, osmowy na alkenowym eterze lub dioksanie jest utworzony czarny osad ester cykliczny kwasu osmizowego - OSMAT. Jednakże dodatek OSO4 do wielu komunikacji jest zauważalnie przyspieszony w pirydynie. Otrzymany czarny osad osmatu jest łatwo rozkładany przez działanie wodnego roztworu hydrosulfitu sodu:

Permanganat potasu lub tlenku Osmia (VIII) utleniają alken do CIS-1,2-diol.

Oksydacyjne rozłupanie alkenek

Okalecznicze podział alkeny obejmuje reakcje interakcji z nadmanganianem potasu w alkalicznym lub w kwasie siarkowym, a także utlenianie roztworu trójtlenku chromu w kwasie octowym lub dichromianie potasu i kwasu siarkowym. Efektem końcowym takich przemianach jest podział szkieletu węgla przy obligacji podwójnej i tworzenia kwasów karboksylowych lub ketonów.

Demamentowe alkeny z podwójnymi wiązaniami zacisków są podzielone na kwas karboksylowy i dwutlenek węgla:

Jeśli zarówno atomy węgla przy podwójnym wiązaniu zawierają tylko jedną grupę alkilową, powstaje mieszaninę kwasów karboksylowych:

Ale jeśli tetrazesty-podwójne połączenie jest alken - keton:

Reakcja alkenów Ozonolizy została opracowana o wiele bardziej preparatywna. Przez wiele dziesięcioleci reakcja ta służyła jako główna metoda określania struktury oryginalnego alkeny. Reakcja ta prowadzi się przez przemieszczanie prądu roztworu ozonowego w roztworze alkananu tlenu w chlorku metylenu lub octanem etylu w -80 ... -100 ° C. Mechanizm tej reakcji jest ustawiony na Cryga:

Ozonidy są niestabilnymi związkami, które rozkładają się z eksplozją. Istnieją dwa sposoby rozkładu ozonidów - oksydacji i redukcji.

W hydrolizie ozonidów są one podzielone na związki karbonylowe i nadtlenek wodoru. Nadtlenek wodoru utleniający aldehyd do kwasów karboksylowych - jest to rozkład się utleniający:

Zmniejszające dzielenie Ozonidowa jest znacznie ważniejsze. Aldehydy lub ketony znajdują się jako produkty OzonelySis w zależności od struktury oryginalnego alkeny:

Oprócz powyższych metod istnieje inny sposób proponowany w 1955 r. Lemide:

W metodzie Lumye nie ma pracodobsłonnych procedur dla oddzielenia dwutlenku manganu, ponieważ Dwutlenek i manganat znów są utleniany przez perspektywę do nadmanganianu jonów. Pozwala to na używanie tylko katalitycznej ilości nadmanganianu potasu.

18. Reakcje Redox (ciąg dalszy 2)

18.9. OSR z udziałem substancji organicznych

W OSR substancje organiczne z nieorganicznymi substancjami organicznymi najczęściej redukujące środki. Tak więc, gdy spalanie materii organicznej, dwutlenku węgla i wody są zawsze tworzone w nadmiarze tlenu. Jest bardziej skomplikowany przez reakcje przy użyciu mniej aktywnych utleniających. W tym ustępie uwzględniają jedynie reakcje przedstawicieli najważniejszych klas substancji organicznych z niektórymi utleniaczami nieorganicznymi.

Alkeny. Przy miękkim utlenianiu alkenów zamienia się w glikole (alkohole okrętowe). Środki redukujące atomów w tych reakcjach - atomy węgla związane z podwójnym wiązaniem.

Odpowiedź z roztworem nadmanganianu potasu odbywa się w neutralnym lub słabo alkalicznym medium w następujący sposób:

C2H4 + 2KMNO 4 + 2H 2 O CH2H-CH2OH + 2MNO 2 + 2KOH (chłodzenie)

W bardziej rygorystycznych warunkach utlenianie prowadzi do zaprzestania łańcucha węglowego do wiązania podwójnego i tworzenia dwóch kwasów (w silnie alkalicznym medium - dwa sole) lub dwutlenku kwasu i węgla (w silnie alkalicznym środowisku - sole i węglan) :

1) 5CH 3 CH \u003d ChCH 2 CH3 + 8KMNO 4 + 12H2 SO 4 5CH 3 COOH + 5C 2H 5 COOH + 8MNSO4 + 4K 2 SO 4 + 17H 2O (ogrzewanie)

2) 5CH 3 CH \u003d CH2 + 10KMNO 4 + 15H2 SO 4 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 10MNSO4 + 5K 2 SO 4 + 20H 2O (ogrzewanie)

3) CH3 CH \u003d ChCH 2 CH3 + 6kmno 4 + 10KOH CH3 Cook + C2H 5 Cook + 6H 2 O + 6K 2 MNO 4 (ogrzewanie)

4) CH3 CH \u003d CH2 + 10KMNO 4 + 13KOH CH3 Cook + K2CO3 + 8H 2 O + 10K 2 MNO 4 (ogrzewanie)

Dichromat potasu w średnim kwasie siarkowym utlenia alkeny w podobnie reakcje 1 i 2.

Alkina. Alkiny zaczynają utleniać w nieco bardziej rygorystycznych warunkach niż alkeny, więc zazwyczaj są utleniane z końcówką łańcucha węglowego wzdłuż potrójnej wiązania. Podobnie jak w przypadku alkanów, a atomy redukujące są atomy węgla związane w tym przypadku przez potrójne wiązanie. W wyniku reakcji powstają kwasy i dwutlenek węgla. Utlenianie można przeprowadzić przez dymanganat lub dichromian potasu w środowisku kwaśnym, na przykład:

5CH 3 C CH + 8KMNO 4 + 12H 2 SO 4 5CH 3 COOH + 5CO2 + 8MNSO4 + 4K 2 SO 4 + 12H 2O (ogrzewanie)

Czasami możliwe jest przeznaczenie pośrednich produktów utleniających. W zależności od położenia potrójnej wiązania w cząsteczce, te lub Diketones (R 1-CO-CO-R2) lub alochetonów (R-CO-CHO).

Acetylen może być utleniany przez nadmanganian potasu w lekko allegum do szczawianu potasu:

3C2 H2 + 8KMNO 4 \u003d 3K 2 C2O4 + 2H2O + 8MNO 2 + 2KOH

W środowisku kwaśnym utlenianie przechodzi do dwutlenku węgla:

C2H2 + 2KMNO 4 + 3H2SO4 \u003d 2CO2 + 2MNSO4 + 4H2O + K 2 SO 4

Gomezol Homologs. Homology benzole mogą być utlenione przez roztwór nadmanganianu potasu w neutralnym medium do benzoesa puszczego:

C6 H 5 C3 + 2KMNO 4 \u003d C6 H 5 Cook + 2MNO 2 + KOH + H2O (wrzenia)

C6 H 5 CO2 CH3 + 4KMNO 4 \u003d C6 H 5 GOUKL + K2CO3 + 2H2O + 4MNO 2 + KOH (po podgrzaniu)

Utlenianie tych substancji przez dichrominian lub dumanganatu potasu w średniej kwasowej prowadzi do tworzenia kwasu benzoesowego.

Alkohole. Bezpośrednim produktem utleniania pierwotnych alkoholów jest aldehydy i drugorzędne - ketony.

Aldehydowe alkohole utworzone podczas utleniania są łatwo utleniane do kwasów, dlatego aldeehydom z pierwotnych alkoholi otrzymuje się przez utlenianie dichromianu potasu w kwasowym pożywce w temperaturze wrzenia aldehydu. Odparowany, aldehydy nie mają czasu na utlenienie.

3C 2H5 OH + K2 O 7 + 4H2SO4 \u003d 3CH 3 CHO + K2SO4 + CR2 (SO 4) 3 + 7H2O (ogrzewanie)

Przy nadmiarze środka utleniającego (KMNO 4, K2 CR2O7) w dowolnym średniowieczu pierwotne alkohole utleniane do kwasów karboksylowych lub ich soli oraz wtórne do ketonów. Trzyżarnicze alkohole w tych warunkach nie są utlenione, a alkohol metylowy jest utleniany do dwutlenku węgla. Wszystkie reakcje idą po podgrzaniu.

Podwójny alkohol, etylenowy glikol Hoch 2 -CH2 OH, gdy podgrzewany w średniej kwaśnej o roztworze KMNO 4 lub K2 CR2O7, łatwo jest utlenione do dwutlenku węgla i wody, ale czasami możliwe jest przeznaczenie pośredniego Produkty (Hoch 2 -Cooh, Hooc-Cooh itp.).

Aldehydy. Aldehydy są dość silnymi środkami redukującymi, a zatem łatwo są utlenione przez różne środki utleniające, na przykład: KMNO 4, K 2 CR2 O 7, OH. Wszystkie reakcje przychodzą po podgrzaniu:

3CH 3 CHO + 2KMNO 4 \u003d CH3 Cooh + 2CH 3 Cook + 2MNO 2 + H2O
3CH 3 CHO + K2 CR2O 7 + 4H2SO4 \u003d 3CH 3 COOH + CR2 (SO 4) 3 + 7H 2 O
CH3 CHO CHO + 2OH \u003d CH3 COONH 4 + 2AG + H 2 O + 3NH 3

Formaldehyd z nadmiarem utleniacza jest utleniany do dwutlenku węgla.

18.10. Porównanie utleniania i zmniejszenia aktywności różnych substancji

Definicji koncepcji "Atom-utlenizer" i "środek redukujący atom" wynika, że \u200b\u200btylko właściwości utleniające mają atomy w najwyższym utlenianiu. Wręcz przeciwnie, atomy w najniższym utlenianiu zmniejszają właściwości redukujące. Atomy, które są w średnim stopniach utleniania, mogą być zarówno czynnikami utleniającymi, jak i środkami redukującymi.

Jednocześnie, w oparciu o stopień utleniania, niemożliwe jest jednoznacznie oceny właściwości redoks substancji. Jako przykład rozważ połączenia z elementami grupy VA. Związki azotowe (V) i antymonu (V) są mniej lub bardziej silnymi utleniaczami, związki bizmutowe (V) są bardzo silnymi utleniaczami, a związki fosforu (V) z właściwościami utleniającymi praktycznie nie posiadają. W tym i inne podobne przypadki ważne jest, o ile ten stopień utleniania jest charakterystyczny dla tego elementu, czyli, jak bardzo związek zawierający atomy tego elementu w tym stopniu utleniania.

Każdy OSR płynie w kierunku tworzenia słabszego środka utleniającego i słabszego środka redukującego. Ogólnie rzecz biorąc, możliwość wycieku dowolnego OSR, jak również jakiejkolwiek innej reakcji, może być określona przez oznakę zmiany energii Gibbs. Ponadto stosuje się charakterystyki elektrochemiczne środków utleniających i środków redukujących (standardowe potencjały parami odzyskiwania Redox) stosuje się do ilościowego określenia utleniania i zmniejszenia aktywności substancji. W oparciu o te cechy ilościowe możemy zbudować rzędy aktywności Redox różnych substancji. W ten sposób skonstruowany jest wiele napięć metalowych. Ta seria umożliwia porównanie właściwości redukcyjnych metali w roztworach wodnych w warunkach standardowych ( z \u003d 1 mol / l, T. \u003d 298,15 k), a także właściwości oksydacyjne prostych aquacatones. Jeśli w górnej linii tej serii, umieść jony (utleniające środki), a na dole - atomy metali (środki redukujące), a następnie lewa strona tej serii (do wodoru) będzie wyglądać tak:

W tym wierszu, właściwości oksydacyjne jonów (górny wiersz) są wzmocnione od lewej do prawej, a właściwości rehabilitacji metali (dolna linia), wręcz przeciwnie, po prawej stronie.

Biorąc pod uwagę różnice w aktywności redoks w różnych środowiskach, można budować podobne wiersze i środków utleniających. Tak więc, w przypadku reakcji w średniej kwasowej (pH \u003d 0), otrzymuje się "kontynuację" liczby aktywności metali w kierunku wzmocnienia właściwości utleniających

Podobnie jak w przypadku aktywności metalowej, właściwości oksydacyjne środków utleniających (górny wiersz) są wzmocnione od lewej do prawej. Jednak stosowanie tej serii, w celu porównania aktywności naprawczej środków redukujących (dolna linia) jest możliwa tylko wtedy, gdy ich utleniona forma pokrywa się z górnym sznurkiem; W takim przypadku poprawia prawo.

Rozważ kilka przykładów. Aby dowiedzieć się, czy ten OSR jest możliwy do korzystania z ogólnej zasady, która określa kierunek przepływu reakcji redoks (przepływ reakcji w kierunku tworzenia słabszego utleniacza i słabszego środka redukującego).

1. Czy możliwe jest przywrócenie kobaltu z roztworu COSO 4 do magnezu?
Magnez jest silniejszym środkiem redukującym niż kobalt, a jony CO 2 są silniejsze utleniacze niż mg 2 jony, możesz zatem, możesz.
2. Czy można utleniać miedź do CUCL 2 w średniego średniego?
Ponieważ jony 3b są silniejsze utleniacze niż jony CU 2, a miedź jest silniejszym środkiem redukującym niż jony Fe 2, możesz.
3. Czy jest to możliwe, dmuchanie tlenu przez roztwór kwasu kwasowego kwasu kwasowego 2, aby uzyskać roztwór FECL 3?
Wydaje się, że nie, ponieważ w naszym rzędzie tlen jest lewo od jonów fe 3 i jest słabszym utleniaczem niż te jony. Ale w roztworze wodnym, tlen nie jest prawie przywrócony do H2O2, w tym przypadku jest przywrócony do H2O i zajmuje miejsce między br 2 a MNO 2. W związku z tym taka reakcja jest możliwa, jednak przepływa dość powoli (dlaczego?).
4. Czy nadmanganian potasu może utleniać H2O2 w średniego kwasowym?
W tym przypadku H2O2, środek redukujący i środek redukujący jest silniejszy niż jony MN 2B, a jony MNO 4 są silniejsze niż tlen tworzących z nadtlenku nadtlenku. Dlatego możliwe jest.

Podobny zakres, zbudowany do OSR w medium alkalicznym, jest następujące:

W przeciwieństwie do serii "Acid" seria ta nie może być używana w połączeniu z szeregiem aktywności metali.

Metoda balansu jonowego elektronowego (metoda pół-zasobów), międzyczasowy OSR, Intramolekularny OSR, dysmentację ORV (nieproporcjonalność, samodlenkowanie-samodlenkowanie), prognota, pasywacja.

Korzystając z metody balansu jonowego, dokonać równania reakcji przepływających w dół przy dodawaniu stałego roztworu potasu A) H2 S (s, dokładniej, S 8) po dodaniu do zakwaszonego kwasu siarkowego. b) khs; c) k 2 s; d) H 2 SO 3; e) KHSO3; e) K 2 SO 3; E) Hno 2; g) KNO 2; i) Ki (I 2); K) feso 4; l) C2H5 OH (CH3 Cooh); m) CH3 CHO; H) (Cooh) 2 (CO 2); P) k 2 C2O 4. Tutaj i dalej w niezbędnych przypadkach w ciekawskich nawiasach są produkty utleniające.
Dokonaj równania reakcji płynących w przechodzeniu następujących gazów przez roztwór kwasu kwasu siarkowego nadmanganianu potasu: a) C2 H2 (CO 2); b) C2H4 (CO 2); c) C3H4 (propin) (CO2 i CH3 Cooh); d) C3 H 6; e) CH 4; e) hcho.
To samo, ale roztwór redukcyjny dodaje się do neutralnego roztworu nadmanganianu potasu: a) KHS; b) k 2 s; c) KHSO3; d) k 2 SO 3; e) KNO 2; e) Ki.
To samo, w roztworze nadmanganianu potasu, roztwór wodorotlenku potasu wstępnie dodano: a) k2 S (K2SO4); b) k 2 SO 3; c) KNO 2; d) Ki (Kio 3).
Wykonaj równania następujących reakcji płynących w roztworze: a) KMNO 4 + H 2 S ...;
b) KMNO 4 + HCl ...;
c) KMNO 4 + HBR ...;
D) KMNO 4 + HI ...
Zrób następujące równania dwutlenku Marganowego:
Roztwory następujących substancji dodaje się do kwasowego kwasu kwasowego roztworu dichromatu potasu: a) KHS; b) k 2 s; c) Hno 2; d) KNO 2; e) Ki; e) feso 4; g) CH 3 CH2 CHO; i) H 2 SO 3; k) KHSO3; L) k 2 SO 3. Dokonać równania występujących reakcji.
To samo, ale następujące gazy są przekazywane przez roztwór: a) H2S; b) SO 2.
Do roztworu chromatu potasowego zawierającego wodorotlenek potasu dodano roztwory A) K2 S (K2SO4); b) k 2 SO 3; c) KNO 2; d) Ki (Kio 3). Dokonać równania występujących reakcji.
Roztwór roztworu wodorotlenku wodorotlenku potasu dodano do roztworu chromu chromu (III) do rozpuszczenia pierwotnie utworzonego osadu, a następnie wodę bromową. Dokonać równania występujących reakcji.
Tak samo, ale na ostatnim etapie dodano roztwór peroksadizowały potasu K2 S 2O8, odzyskano podczas reakcji na siarczan.
Zrób równania reakcji płynących w roztworze:

a) CRCL 2 + FECL 3; b) CRO 4 + FECL 3; c) CSro 4 + H2 SO 4 + O2;

d) CRO 4 + H2SO4 + MNO 2; e) CSro 4 + H2 SO 4 + KMNO 4.

Dokonać równania reakcji występujących między stałym trójtlenkiem chromowym a następującymi substancjami: a) c; b) co; c) s (SO 2); d) h 2 s; e) NH3; e) C2H5 OH (CO 2 i H2O); g) CH3 COCH 3.
Dokonać równania reakcji występujących podczas dodawania substancji do zatężonego kwasu azotowego: a) s (H2SO4); b) p 4 ((HPO 3) 4); c) grafit; d) SE; d) I 2 (Hio 3); e) AG; g) cu; i) pb; k) kf; l) FEO; m) fes; n) MgO; n) mg; p) fe (oh) 2; c) p 2 o 3; T) jako 2 O 3 (H3 ASO 4); y) jako 2 s 3; f) fe (nr 3) 2; x) p 4 O 10; c) CU 2 S.
To samo, ale przechodząc następujące gazy: a) CO; b) h 2 s; c) n2 o; d) NH3; e) nie; e) h 2 se; g) cześć.
Równie lub na różne sposoby będą reakcje w następujących przypadkach: a) do wysokiej rurki dla dwóch trzecich wypełnionych stężonym kwasem azotowym, umieścił kawałek magnezu; b) Kropla stężonego kwasu azotowego umieszczono na powierzchni płyty magnezowej? Dokonać równania reakcji.
Jaka jest różnica między reakcją stężonego kwasu azotowego z kwasem siarczowodoru i gazowym siarczkiem wodoru? Dokonać równania reakcji.
Czy OSR będzie równie zlokalizowany, gdy bezwodny krystaliczny siarczek sodu sodu i jego 0,1 M roztwór dodaje się do stężonego roztworu kwasu azotowego?
Mieszaninę następujących substancji traktowano zatężonym kwasem azotowym: Cu, Fe, ZN, SI i Kr. Dokonać równania występujących reakcji.
Równania reakcji występujących, gdy dodaje się następujące substancje w rozcieńczonym kwasie azotowym: a) I 2; b) mg; c) al; d) Fe; e) FEO; e) Fes; g) fe (oh) 2; i) fe (oh) 3; k) MNS; l) cu 2 s; m) Cus; n) cuo; n) na 2 s cr; p) na 2 s p; c) p 4 O 10.
Jakie procesy przepłyną podczas przechodzenia amoniaku, b) siarkowodór, c) dwutlenku węgla?
Dokonać równania reakcji występujących podczas dodawania substancji do zatężonego kwasu siarkowego: a) AG; b) cu; c) grafit; d) HCOOH; e) z 6 H 12 O 6; e) nacl kr; g) C2 H5 Och.
Podczas przechodzenia przez zimny siarkowatowy siarczkowy siarkowatowy siarczowodór S i SO2 jest utworzony, gorąco zatężono H2 SO 4 utlenia siarki do SO 2. Dokonać równania reakcji. W jaki sposób reakcja między koncentrowanym HOT H2SO4 i siarczkiem wodorem?
Dlaczego ogród wodorowy otrzymuje się przez leczenie krystalicznego chlorku sodu z zatężonym kwasem siarkowym, a wodór bromomarodowy i jodowy nie są w ten sposób odbierane?
Uczynić równania reakcji występujących w interakcji rozcieńczonego kwasu siarkowego C a) Zn, b) al, C) Fe, D) Chrome w przypadku braku tlenu, E) Chrome w powietrzu.
Równania reakcji charakteryzujących właściwości utleniania i redukcji nadtlenku wodoru:

W którym z tych reakcji, nadtlenek wodoru jest środkiem utleniającym, a co - środek redukujący?

Jakie reakcje występują przy ogrzewaniu następujących substancji: a) (NH4) 2 CRO4; b) Nano 3; c) Caco 3; d) al (nr 3) 3; e) pb (nr 3) 3; e) agno 3; g) hg (nr 3) 2; i) cu (nr 3) 2; k) cuo; l) NACLO 4; m) CA (Clo 4) 2; H) fe (nr 3) 2; P) pcl 5; p) MNCl 4; c) h 2 C2O 4; T) lino 3; y) hgo; f) CA (nr 3) 2; x) fe (oh) 3; c) CUCL 2; h) kcclo 3; W) KCLO 2; Sh) cro 3?
W połączeniu gorących roztworów chlorku amonu i wpływów azotan potasu towarzyszy uwalnianie gazu. Dokonać równania tej reakcji.
Uczynić równania reakcji występujących, przechodząc przez zimny roztwór wodorotlenku sodu A) chlor, b) bromowych oparów bromowych. To samo, ale przez gorące rozwiązanie.
Podczas interakcji z gorącym skoncentrowanym roztworem wodorotlenku potasu, dysmentacja do najbliższych stabilnych stopni utleniania (-ii i + IV) jest seleged. Uczynić równanie tego OSR.
W tych samych warunkach siarka podlega podobnym dumpingu, ale nadmiar siarki reaguje z jonami siarczkowymi do tworzenia jonów tiosulfanowych S 2 O 3 2. Dokonać równania występujących reakcji. ;
Wyrównać równanie reakcji elektrolizy A) roztwór azotanu miedzi ze srebrem anodą, b) roztwór azotanu ołowiu z anodą miedzi.

Doświadczenie 1. Właściwości oksydacyjne nadmanganianu potasu w środowisku kwasowym. K 3-4 Krople roztworu dumanganatu potasu wlej równą ilość roztwanego roztworu kwasu siarkowego, a następnie roztwór siarczyzny sodu do przebarwienia. Dokonać równania reakcji.

Doświadczenie 2.Właściwości oksydacyjne nadmanganianu potasu w neutralnym środowisku. Do 3-4 kropli roztworu nadmangańowego potasu, wlać 5-6 kropli roztworu siarczkowanego sodu. Jaka substancja została oddzielona w postaci osadu?

Doświadczenie 3.. Właściwości oksydacyjne nadmanganianu potasu w środowisku alkalicznym. Do 3-4 kropli roztworu nadmanganianu potasu, wlać 10 kropli stężonego roztworu wodorotlenku sodu i 2 kropli roztworu siarczkowanego sodu. Rozwiązanie musi zdobyć zielony kolor.

Doświadczenie 4.. Właściwości oksydacyjne dichromatu potasu w środowisku kwasowym. 6 Krople roztworu dichrominianu potasu zakwasza cztery krople roztworu roztworu kwasu siarkowego i dodać roztwór siarczyzny sodu do zmiany koloru mieszanki.

Doświadczenie 5. Właściwości oksydacyjne rozcieńczonego kwasu siarkowego. W jednej probówce umieść granulkę cynku, a do drugiego - kawałek miedzianej taśmy. W obu rurach testowych dodaj 8-10 kropli roztworu roztłuszczonego kwasu siarkowego. Porównaj występujące zjawiska. Doświadczenie do przeprowadzenia w szafce wydechowej!

Doświadczenie 6. Właściwości oksydacyjne stężonego kwasu siarkowego. Podobnie eksperyment 5, ale zwiększa stężony roztwór kwasu siarkowego. Po minucie, po rozpoczęciu uwalniania gazowych produktów reakcji, wprowadzić paski papieru filtracyjnego w probówce, zwilżone roztworami nadmanganianu potasu i siarczanu miedzi. Wyjaśnić odbywanie. Doświadczenie do przeprowadzenia w szafce wydechowej!

Doświadczenie 7. Właściwości oksydacyjne rozcieńczonego kwasu azotowego. Podobnie eksperyment 5, ale dodać rozcieńczonego roztworu kwasu azotowego. Przestrzegaj zmiany koloru produktów reakcji gazowych. Doświadczenie do przeprowadzenia w szafce wydechowej!

Doświadczenie 8.. Właściwości oksydacyjne stężonego kwasu azotowego. Umieść kawałek taśmy miedzianej do probówki i wlać 10 kropli stężonego roztworu kwasu azotowego. Starannie ogrzać, aż metal rozpuszczony. Doświadczenie do przeprowadzenia w szafce wydechowej!

Doświadczenie 9.. Właściwości oksydacyjne azotynów potasowych.Do 5-6 kropli roztworu azotynu potasu wlać równą objętość rozcieńczonego roztworu kwasu siarkowego i 5 kropli roztworu jodku potasu. Tworzenie tego, jakie substancje są obserwowane?

Doświadczenie 10.. Właściwości odzysku azotynu potasu. Do 5-6 kropli roztworu nadmanganianu potasu dodać równą ilość rozcieńczonego roztworu kwasu siarkowego i roztworu azotynu potasowego do całkowitego wybielania mieszaniny.

Doświadczenie 11. Rozkład termiczny azotanu miedzi. Jeden mikrofier trihydratu azotanu miedzi umieszcza się w probówce, skonsoliduje go w statywie i ostrożnie ogrzewać otwarty płomień. Oglądaj odwodnienie i późniejsze rozkład soli. Doświadczenie do przeprowadzenia w szafce wydechowej!

Doświadczenie 12.. Rozkład termiczny azotanu ołowiu. Aby przeprowadzić podobnie do doświadczenia 11, umieszczając azotan ołowiowy w probówce. Doświadczenie do przeprowadzenia w szafce wydechowej! Jaka jest różnica między procesami występującymi podczas rozkładu tych soli?

Specjalność związków organicznych do utleniania jest związana z obecnością wielu wiązań, grup funkcyjnych, atomów wodoru z atomem węgla zawierającym grupę funkcjonalną. Sekwencyjne utlenianie substancji organicznych może być reprezentowany jako następujący łańcuch transformacji:

Nasycony węglowodór → nienasycony węglowodór → alkohol → aldehydowy (keton) → kwas karboksylowy → CO2 + H2O

Związek genetyczny między klasami związków organicznych wydaje się być tutaj jako seria reakcji redoks, które zapewniają przejście od jednej klasy związków organicznych do drugiego. Uzupełnij swoje produkty o pełnym utlenianie (spalanie) któregokolwiek z przedstawicieli klas związków organicznych. Zależność utleniania i zmniejszenia zdolności materii organicznej na jego strukturze: Zwiększona tendencja związków organicznych do utleniania wynika z obecności w cząsteczce substancji: wiele połączeń (dlatego alkeny, alkiny, Alkadiennes są tak łatwo utlenione ; Specyficzne grupy funkcyjne zdolne do łatwego utleniania (--SH, -OH (fenolowe i alkoholowe), - NH2; aktywowane grupy alkilowe znajdujące się w sąsiedztwie wielu połączeń.

Na przykład, propan może być utleniany do nieokreślonego tlenu acheriny aldehydowej w obecności pary wodnej na katalizatorach BISMUTS-Molibdenum.

H2CH-CH3 → H2CH-COH

Jak również utlenianie toluenu do benzoesowego kwasu potasowego potasu w kwaśnym środowisku. 5C6H5CH3 + 6KMNO4 + 9H2SO4 → 5C6H5COOH + 3K2SO4 + 6MNSO4 + 14H2O

obecność atomów wodoru z atomem węgla zawierającym grupę funkcjonalną. Przykładem jest reaktywność w reakcjach utleniania pierwotnych, wtórnych i trzeciorzędowych alkoholów do reaktywności utleniania.

Pomimo faktu, że podczas jakichkolwiek reakcji reakcji utleniania występuje zarówno utlenianie, jak i odzyskiwanie, reakcja jest sklasyfikowana w zależności od tego, co dzieje się bezpośrednio ze związkiem organicznym (jeśli jest utleniona, mówią o procesie utleniania, jeśli jest przywrócone - o procesie odzyskiwania) .

Tak więc, w reakcji etylenu z dumanganatem etylenu potasu będzie utlenione, a nadmanganian potasu jest przywrócony. Reakcję nazywa się utlenianiem etylenu.

Podczas badania cech porównawczych związków nieorganicznych i organicznych zapoznalimy się stosując stopień utleniania (C.O) (w chemii organicznej, zwłaszcza węgla) i sposobami jego określenia:

1) Obliczanie średniego S.O. Węgiel w cząsteczce substancji organicznej: -8/3 +1 C3 H8 To podejście jest uzasadnione, jeśli wszystkie wiązania chemiczne (spalanie, pełny rozkład) są zniszczone podczas reakcji w materii organicznej.

2) Definicja S.O. Każdy atom węgla:

W tym przypadku stopień utleniania dowolnego atomu węgla w związku organicznym jest równe sumie algebraicznej liczby wszystkich wiązań z atomami większej liczby elementów elektroesperacyjnych, brane pod uwagę za pomocą znaku "+" w atomie węgla i Liczba wiązań z atomami wodoru (lub pozostałym elementem bardziej elektroopozytywnym) uwzględniono ze znakiem "-" w atomie węgla. W tym przypadku połączenia z sąsiednimi atomami węgla nie są brane pod uwagę. Jako najprostszy przykład definiujemy stopień utleniania węgla w cząsteczce metanolu. Atom węgla wiąże się z trzema atomami wodoru (relacje te są brane pod uwagę za pomocą znaku "-"), jedną wiązanie z atomem tlenu (jest brane pod uwagę za pomocą znaku "+"). Otrzymujemy: -3 + 1 \u003d -2. W porządku, stopień utleniania węgla w metanolu wynosi -2. Obliczony stopień utleniania węgla jest, chociaż wartość warunkową, ale wskazuje na charakter przemieszczenia gęstości elektronów w cząsteczce, a jego zmiana w wyniku reakcji wskazuje miejsce procesu redukującego utleniania. Określamy w przypadkach lepiej używać jednego lub innego sposobu.

Procesy utleniania, spalania, halogenowania, ładnego, dehydrogenowania, rozkładu odnoszą się do procesów redoks. Podczas przemieszczania się z jednej klasy związków organicznych do drugiego i zwiększenie stopnia rozgałęzienia szkieletu węgla cząsteczek związków wewnątrz oddzielnej klasy, stopień utleniania atomu węgla odpowiedzialnego za zdolność przywracania związku jest zmieniana. Substancje organiczne, w cząsteczkach zawierają atomy węgla z maksymalnymi (- i +) wartości CO (-4, -3, +2, +3), reagują całkowite spalanie utleniania, ale odporne na skutki miękkich środki utleniające i środki utleniające. Substancje w cząsteczkach zawierają atomy węgla w CO -1; 0; +1, łatwo utlenione, umiejętności przywrócenia są blisko, poeta ich niepełnego utleniania można osiągnąć kosztem jednego ze słynnych środków utleniających małej i średniej mocy. Substancje te mogą wykazywać podwójną naturę, mówiąc i jako środek utleniający, równie wrodzone substancje nieorganiczne.

Alkana.

Alkeny.

Procesy utleniania zależą od struktury alkenety i medium reakcyjnego.

1. W utlenianiu alkenów przez skoncentrowany roztwór potasu przemianowy KMNO4 w średniej kwaśnej (sztywne utlenianie), wiązania π i π są zrujnowane w celu utworzenia kwasów karboksylowych, ketony i tlenku węgla (IV). Ta reakcja służy do określenia położenia podwójnego wiązania.

a) Jeśli podwójne wiązanie znajduje się na końcu cząsteczki (na przykład w Bouthen-1), następnie jeden z produktów utleniających jest kwas mrówkowy, łatwo utlenione do dwutlenku węgla i wody:

b) Jeśli atom węgla zawiera dwa podstawniki węgla w cząsteczce alkinowej (na przykład w cząsteczce 2-metylobuten-2), a następnie, gdy jest utleniona, tworzenie ketonu następuje, ponieważ konwersja takiego atomu do atomu grupy karboksylowej jest niemożliwe bez łamania komunikacji C -c, stosunkowo stabilną w tych warunkach:

c) Jeśli cząsteczka alkenu jest symetryczna, a podwójne wiązanie jest zawarte w środku cząsteczki, wtedy powstaje tylko jeden kwas podczas utleniania:

Cechą utleniania alkenów, w których atomy węgla przy podwójnym wiązaniu zawierają dwa rodniki węglowe, jest tworzeniem dwóch ketonów:

2. Z neutralnym lub słabo alkalicznym mediami, utlenianie towarzyszy tworzenie dioli (alkohole przewodowe), a grupy hydroksylowe są łączone atomami węgla, między którymi nastąpiło podwójne wiązanie:

Podczas tej reakcji odbarwiony jest fioletowy kolor roztworu wodnego roztworu KMNO4. Dlatego stosuje się jako wysokiej jakości reakcja na alkeny (reakcja Wagnera).

3. utlenianie alkenów w obecności soli palladowych (proces Vacuker) prowadzi do tworzenia aldehydów i ketonów:

2CH2 \u003d CH2 + O2 PDCL2 / H2O → 2 CH3-CO-H

Homologowie są utleniani do mniej uwodornionego atomu węgla: CH3-CH2-CH \u003d CH2 + 1 / 2O2 PDCL2 / H2O → CH3- CH2-CO-CH3 Alkina.

Utlenianie acetylenu i jego homologi przepływa w zależności od tego, do którego postępuje, w którym środowisku.

a) W środowisku kwasowym proces utleniania towarzyszy tworzenie kwasów karboksylowych:

1 Reakcję służy do określenia struktury alkin na produktach utleniania:

2 w neutralnym i słabo alkalicznym mediach utlenianie acetyny towarzyszy tworzenie odpowiednich szczawianów (sole kwasu szczawiowego), a utlenianie homologów - końcówka potrójnej wiązania i tworzenie soli karboksylowej:

3 dla acetylen:

1) W środowisku kwaśnym: H-C≡C-H KMNO4, H2SO4 → Hooc-Cooh (kwas sorval)

2) W środowisku neutralnym lub alkalicznym: 3ch≡ch + 8kmno4 H2O → 3KOOC-Cook Potassem Waxalate + 8MNO2 ↓ + 2KOH + 2H2O

Arena (benzen i jego homologsy)

W utlenianiu areny w średniej kwaśnej należy oczekiwać, a w soli alkalicznych. Gomezol Homologs z jednym łańcuchem bocznym (niezależnie od jej długości) są utlenione przez silny środek utleniający do kwasu benzoesowego przez atom α-węgla. Gomezol Homologi są utleniane przez nadmanganian potasu w neutralnym podłożu, tworząc sole potasu kwasów aromatycznych.

5C6H5-CH3 + 6KMNO4 + 9H2SO4 \u003d 5C6H5COOH + 6MNSO4 + 3K2SO4 + 14H2O,

5C6H5-C2H5 + 12KMNO4 + 18H2SO4 \u003d 5C6H5COOH + 5CO2 + 12MNSO4 + 6K2SO4 + 28H2O,

C6H5-CH3 + 2KMNO4 \u003d C6H5Cook + 2MNO2 + KOH + H2O.

Podkreślamy, że jeśli w cząsteczce znajdują się kilka łańcuchów bocznych, a następnie w średniej kwaśnej, każdy z nich jest utleniany w zależności od atomu węgla do grupy karboksylowej, w wyniku czego powstają polisy kwasy aromatyczne:

1) W środowisku kwaśnym: C6H5-CH2-R KMno4, H2SO4 → Kwas benzoesowy C6H5-COOH + CO2

2) w pożywce neutralnej lub alkalicznej: C6H5-CH2-R KMno4, H2O / (OH) → C6H5-Cook + CO2

3) utlenianie potasu pozbawienia homologów lub biokromatu potasu po podgrzaniu: C6H5-CH2-R KMNO4, H2SO4, T˚C → C6H5-COOHBENZOCHICH + R-COOH

4) Kumul utlenianie z tlenem w obecności katalizatora (metoda zumololowa do uzyskania fenolu): C6H5CH (CH3) 2 O2, H2SO4 → C6H5-OH Phenol + CH3-CO-CH3 aceton

5C6H5CH (CH3) 2 + 18KMNO4 + 27H2SO4 → 5C6H5COOH + 42H2O + 18MNSO4 + 10CO2 + K2SO4

Należy zwrócić uwagę na fakt, że z miękkim utlenianiem styrenu dumanganatu KMNO4 w neutralnym lub słabo alkalicznym nośniku pojawia się wykrywanie komunikacji π - glikolu (alkohol kanałowy). W wyniku reakcji pomalowany roztwór nadmanganianu potasu jest szybko odprowadzany i spada brązowy osad z tlenku manganu (IV). Utlenianie silnego środka utleniającego - nadmanganianu potasu w średniej kwasowej - prowadzi do całkowitej przerwy podwójnej wiązania i tworzenie dwutlenku węgla i kwasu benzoesowego, roztwór jest odbarwiany.

C6H5-CH═CH2 + 2 KMNO4 + 3 H2SO4 → C6H5-COH + CO2 + K2SO4 + 2 MNSO4 +4 H2O

Alkohol

Należy pamiętać, że:

1) alkohole pierwotne są utlenione do aldehydów: 3CH3-CH2OH + K2CR2O7 + 4H2SO4 \u003d 3CH3-CHO + K2SO4 + CR2 (SO4) 3 + 7H2O;

2) alkohole wtórne utleniają do ketonów:

3) W przypadku alkoholów trzeciorzędowych reakcja utleniania nie jest charakterystyczna. Trzyżarnicze alkohole, w cząsteczkach, których nie ma atomu wodoru z atomem węgla zawierającym grupę, nie jest utleniany w normalnych warunkach. W trudnych warunkach (w ramach działania silnych środków utleniających i wysokich temperatur) można je utleniać do mieszaniny kwasów karboksylowych o niskiej masie cząsteczkowej, tj. Występuje zniszczenie szkieletu węgla. Gdy metanol jest utleniony przez zakwaszony roztwór nadmanganianu potasu lub dichromatu potasu, powstaje CO2. Pierwotne alkohole podczas utleniania, w zależności od warunków reakcji, mogą stanowić nie tylko aldehydów, ale także kwasy. Na przykład, utlenianie etanolu z dichromianem potasu na zimno kończy się paskiem kwasu octowym, a gdy ogrzewano - acetaldehyd:

3CH3-CH2OH + 2K2CR2O7 + 8H2SO4 \u003d 3CH3-COOH + 2K2SO4 + 2CR2 (SO4) 3 + 11H2O,

3CH3-CH2OH + K2CR2O7 + 4H2SO4

3CH3-CHO + K2SO4 + CR2 (SO4) 3 + 7H2O

Pamiętam o skutku medium na produktach reakcji utleniania alkoholu, a mianowicie: gorący neutralny roztwór KMNO4 utlenia metanolu do węglanu potasu i pozostałych alkoholi - do soli odpowiednich kwasów karboksylowych:

Utlenianie glikoli

1,2 glikole są łatwo rozszczepione w łagodnych warunkach pod działaniem kwasu jodu. W zależności od struktury oryginalnego glikolu produkty utleniania mogą być aldehydami lub ketonami:

Jeśli trzy lub więcej grup HE jest związanych z sąsiednimi atomami węgla, a następnie utlenianiem kwasu jodu, średnie lub średnie atomy są przekształcane w kwas mrówkowy

Utlenianie glikolów nadmangańowych potasu w pożywce kwasowej rozciąga się podobnie do oksydacyjnego podziału alkenów, a także prowadzi do tworzenia kwasów lub ketonów w zależności od struktury oryginalnego glikolu.

Aldehydy i ketony

Aldehydy są łatwiejsze niż alkohole, utlenione do odpowiednich kwasów karboksylowych nie tylko pod działaniem silnych środków utleniających (tlen powietrza, zakwaszone roztwory KMNO4 i K2CR2O7), ale także pod działaniem słabego (roztwór amoniaku srebnego tlenku lub wodorotlenku miedzi (II) )):

5CH3-CHO + 2KMNO4 + 3H2SO4 \u003d 5CH3-COOH + 2MNSO4 + K2SO4 + 3H2O,

3CH3-CHO + K2CR2O7 + 4H2SO4 \u003d 3CH3-COOH + CR2 (SO4) 3 + K2SO4 + 4H2O,

CH3-CHO + 2OH CH3-COONH4 + 2AG + 3NH3 + H2O

Specjalna uwaga!!! Utlenianie metanalu z roztworem amonu tlenku srebra prowadzi do tworzenia węglanu amonu, a nie kwas mrówkowy: HCHO + 4OH \u003d (NH4) 2CO3 + 4AG + 6NH3 + 2H2O.

4.5.b. Oksydacyjne rozłupanie alkenek

W utlenianiu alkanów z alkalicznym wodnym roztworem nadmanganianu potasu po podgrzaniu lub roztworu KMNO 4 w wodnym kwasie siarkowym, a także podczas utleniania alkenów o roztworze tlenku chromu (VI) CRO 3 w kwasie octowym lub dichroom potasowym i Kwas siarkowy, początkowo utworzony glikol jest poddawany degradacji oksydacyjnej. Ostatecznym wynikiem jest podział szkieletu węglowego w podwójnym przyłączeniu i tworzeniem jako końcowe produkty ketonów i (lub) kwasów karboksylowych w zależności od podstawników przy podwójnym wiązaniu. Jeżeli zarówno atomy węgla przy podwójnym wiązaniu stanowią tylko jedną grupę alkilową, produkt końcowy wyczerpujące utlenianie będzie mieszaniną kwasów karboksylowych, tetrazentized alkboksylowy przy podwójnym wiązaniu jest utlenione do dwóch ketonów. Demamentowe alkeny z podwójnymi wiązaniami terminalowymi są podzielone na kwas karboksylowy i dwutlenek węgla.

Ze względu na niskie plony kwasów karboksylowych i ketonów, reakcja wyczerpującego utleniania alkenów w wersji klasycznej nie była szeroko stosowana i wcześniej stosowana, głównie w celu ustalenia struktury oryginalnego alkenetu przez destrukcyjne produkty utleniające. Obecnie utlenianie alkenów (R-CH \u003d CH-R i R-CH \u003d CH2) do kwasów karboksylowych (RCOOH) za pomocą dymromatu ds. Przemysłowego lub dichromatu potasu prowadzi się w katalizie interfkańskiej. Wyjścia kwasów karboksylowych są przekroczone 90%.

4.5.v. Ozoneoliza Alkenov.

Reakcję alkenów z ozonem jest najważniejszą metodą oksydacyjnego rozłupania alkenek przez podwójną komunikację. Przez wiele dziesięcioleci reakcja ta służyła jako główna metoda określania struktury węglowodorów rozruchowych, a także stwierdza stosowanie różnych związków karbonylowych w syntezie. Reakcję alkeny ozonowej przeprowadza się przez przechodzenie prądu ~ 5% mieszaniny ozonu i tlenu do roztworu alkeny w chlorku metylenu lub octanu etylu w temperaturze -80 0 -100 0 C. Koniec reakcji jest kontrolowany przez Podział na darmowy ozon z jodkiem potasu. Mechanizm tej osobliwej i złożonej reakcji znajduje się głównie dzięki pracy R Krygi. Pierwszym produktem 1,3-dipolarnym cykloprzezu do podwójnego wiązania jest tak zwany mulozonida (1,2,3-trioxolan). Ten addukt jest niestabilny i dalej spontanicznie rozkłada się z ujawnieniem cyklu i formacji jako produktu końcowego normalnego ozonidu (1,2,4-trioxolan).

Obecnie na ogół uznaje się, że konwersja molozonidu do zwykłego ozonidu występuje przez mechanizm podziału - rekombinacji. Molozonid podlega spontanicznym ujawnianiu niestabilnego cyklu 1,2,3-trioksolanu, tworząc związek karbonylowy i jon bipolarny, co dalej reagują między sobą zgodnie ze schematem 1,3-dipolarnym cyklopcyjnym.

Zmniejszony schemat przegrupowania molozonidu do normalnego ozonidu potwierdza się faktem, że jeśli inny związek karbonylowy jest obecny do całkowitego tworzenia ozonidu w mieszaninie reakcyjnej jako "interceptor" jonów dwubiegunowych, drugi związek karbonylowy jest Utworzone, tzw. "Mieszany ozonid" powstaje. Więc na przykład, pod ozonilizuj cis.-Filbena w obecności benzaldehydu oznaczonego przez izotopa 18 o, etykieta jest częścią niezbędnego, a nie nadtlenowego mostu Ozonida:

Wynik ten jest w dobrej zgodzie z tworzeniem mieszanego ozonidu podczas rekombinacji jonu bipolarnego z oznaczonym benzaldehydem:

Ozonidy są bardzo niestabilne związki, które rozkładają się z wybuchem. Nie są one izolowane indywidualnie, ale podzielone pod działaniem szerokiej gamy restrukturalizacji. Należy go rozróżnić poprzez zmniejszenie i dzielenie się oksydacyjne. W hydrolizie ozonidów powoli podzielony na związki karbonylowe i nadtlenek wodoru. Nadtlenek wodoru utleniający aldehyd do kwasów karboksylowych. Jest to tak zwany rozkład oksydacyjny Ozonidov:

Zatem, z rozkładem oksydacyjnym ozonidów, kwasów karboksylowych i (lub) ketony powstaje w zależności od struktury oryginalnego alkina. Jako środki utleniające, tlen powietrza, nadtlenek wodoru, szczyty lub wodorotlenek srebra mogą być stosowane. Najczęściej w praktyce syntetycznej stosuje się nadtlenek wodoru w kwasie octowym lub mrówkowym w tym celu, jak również nadtlenek wodoru w pożywce alkalicznej.

W praktyce sposób rozkładu oksydacyjnego ozonidów stosuje się głównie do uzyskania kwasów karboksylowych.

Ważniejsza jest rozłupanie uznania Ozonidowa. Qink i kwas octowy, siarczku trifenylofosfiny lub dimetylu są najczęstsze jako środki redukujące. W tym przypadku aldehydy lub ketony są endehydami lub ketony w zależności od struktury początkowego alkeny.

Z powyższych przykładów widać widać, że tetrazent-podstawiony alkan w Ozoneizmie i kolejnej rozkładu Ozonidy tworzy dwa ketony, podczas gdy alkene podstawiony przez tris daje keton i aldehyd. Disabituted symetryczny alkene podczas ozonolizy tworzy dwa aldehydy i alkeny z bondem zaciskowym - aldehydem i formaldehydem.

Ciekawą modyfikacją ozonelynsis jest sposób, w którym borowodorek sodu jest stosowany jako środek redukujący ozonidu, w tym przypadku końcowe produkty reakcji są pierwotnymi lub wtórnymi alkoholami utworzonymi podczas przywrócenia aldehydów i kestonów.

Ozonioliza alkenów jest kompleksem, czasochłonnym i wybuchowym procesem, który wymaga użycia specjalnego sprzętu. Z tego powodu opracowano inne metody podziału oksydacyjnego alkenów do związków karbonylowych i kwasów karboksylowych, które z powodzeniem zastępują reakcję ozonolizy w praktyce syntetycznej.

Jedna z nowoczesnych preparatywnych metod oksydacyjnego zniszczenia alkenów zaproponowano w 1955 r. Lemier. Podstawą tego sposobu jest hydroksylacja alkenów przy użyciu nadmanganianu potasu, a następnie podziałem glikolu wszechstronnego o okresie sodu Naio 4 przy pH ~ 7 8. samego okresu nie wchodzi w interakcje z alkenem. Produkty tej dwuetapowej dzielnicy oksydacyjnej są ketony lub kwasy karboksylowe, ponieważ aldeehydów w ramach tych warunków są również utlenione do kwasów karboksylowych. W metodzie LEMIER, problem oddzielenia jednego z produktów reakcji nie powstaje, - dwutlenku manganu, a także dwutlenku, a manganat jest ponownie utleniany do okresy do nadmanganianu Ion. Pozwala to na używanie tylko ilości katalitycznych nadmanganianu potasu. Poniżej znajdują się typowe przykłady oksydacyjnego podziału alkenów przez metodę LEMIER.

Citronelol - alkohol, część róży róży, oleju geranium i cytryny, jest utlenione przez mieszaninę okresownika potasu i okresu sodu w wodnym acetonie w 5 10 ° C do 6-hydroksy-4-metylowego gexanekarboksylowego kwasu z produkcją ilościową.

W innej różnorodności tej metody, zamiast potasowego nadmanganianu, stosuje się katalityczne ilości tetralenek Osmia (Lemide, Johnson 1956). Specjalną zaletą kombinacji Oso 4 i Naio 4 jest to, że pozwala na powstrzymanie utleniania na etapie aldehydu. Tetraoxide Osmia łączy się podwójnym wiązaniem alkenu z tworzeniem OSMAT, który jest utleniany przez okres sodu do związków karbonylowych z regeneracją czterokrotnego osmu.

Zamiast tetraotsyku, Osmia może również używać tetraoxide Ruo 4. Delikatne zniszczenie alkenek przez Lemide-Johnson prowadzi do tych samych produktów, co ozonoliza z redukcją podziału Ozonidowa.

Jeśli chodzi o nowoczesną chemię organiczną, oznacza to, że połączenie Oso 4 -nio 4 jest syntetyczny odpowiednik Reakcje ozonolizy alkenów, a następnie zmniejszając dzielenie. Podobnie, utlenianie alkenów o mieszaninie nadmanganianu i okresu jest syntetycznym odpowiednikiem ozonolizy z rozkładem oksydacyjnym ozonidem.

Zatem utlenianie alkenów jest nie tylko połączeniem sposobów preparatywnych do uzyskania alkoholi, epoksydów, dioli, aldehydów, ketonów i kwasów karboksylowych, jest również jednym z możliwych sposobów ustanowienia struktury oryginalnego alkenu. W związku z tym, zgodnie z wynikiem, oksydacyjny zniszczenie alkenów może określić położenie wiązania podwójnego w cząsteczce, podczas gdy wynik stereochemiczny syn- lub anty-hydroksylacja Alkeny pozwala nam zakończyć swoją geometrię.