ОВР с участием органических веществ

Окисление кетонов

 

 

1. 3C₆H₅CH=CH₂ + 2 KMnO₄ + 4H₂O ® 3C₆H₅CH(OH)CH₂OH + 2MnO₂↓ + 2KOH

2. C₆H₅CH=CH₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ ® C₆H₅COOH + CO₂↑ + 2MnSO₄ + 4H₂O + K₂SO₄

3. 5C₆H₅CH=CHCH₂CH₃ + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄ ® 5C₆H₅COOH + 5C₂H₅COOH + 8MnSO₄ +12H₂O + 4K₂SO₄

4. 5CH₃CH=C(CH₃)CH₂CH₃ + 6KMnO₄ + 9H₂SO₄ ® 5CH₃COOH + 5 CH₃C(O)C₂H₅ + 6MnSO₄ +9H₂O + 3K₂SO₄

5. 3CH₃CH(OH) CH₂CH₃ + 3KMnO₄ ® 3CH₃C(O)C₂H₅ + 2MnO₂↓ + 2KOH + 2H₂O

6. C₆H₄(CH₃)₂ + 2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ ® C₆H₄(COOH)₂ + 2K₂SO₄+ 2Cr₂(SO₄)₃ + 10H₂O

7. HCOOH + 2Cu(OH)₂® CO₂↑ + Cu₂O↓+ 3H₂O

 

3 С₆Н₅- С ≡ С Н + 8 KMnO₄ ® 3 С₆Н₅- С ООК + 8 MnO₂ + 2К₂ С О₃+ КН С О₃+ H₂O

 

 

ОВР с участием органических веществ

Алкены. При мягком окислении алкены превращаются в гликоли (двухатомные спирты). Атомы-восстановители в этих реакциях – атомы углерода, связанные двойной связью.

Реакция с раствором перманганата калия протекает в нейтральной или слабо щелочной среде следующим образом:

C₂H₄ + 2KMnO₄ + 2H₂O CH₂OH–CH₂OH + 2MnO₂ + 2KOH (охлаждение)

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) 5CH₃CH=CHCH₂CH₃ + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄ 5CH₃COOH + 5C₂H₅COOH + 8MnSO₄ + 4K₂SO₄ + 17H₂O (нагревание)

2) 5CH₃CH=CH₂ + 10KMnO₄ + 15H₂SO₄ 5CH₃COOH + 5CO₂ + 10MnSO₄ + 5K₂SO₄ + 20H₂O (нагревание)

3) CH₃CH=CHCH₂CH₃ + 6KMnO₄ + 10KOH CH₃COOK + C₂H₅COOK + 6H₂O + 6K₂MnO₄ (нагревание)

4) CH₃CH=CH₂ + 10KMnO₄ + 13KOH CH₃COOK + K₂CO₃ + 8H₂O + 10K₂MnO₄ (нагревание)

Дихромат калия в сернокислотной среде окисляет алкены аналогично реакциям 1 и 2.

Алкины. Алкины начинают окисляются в несколько более жестких условиях, чем алкены, поэтому они обычно окисляются с разрывом углеродной цепи по тройной связи. Как и в случае алканов, атомы-восстановители здесь – атомы углерода, связанные в данном случае тройной связью. В результате реакций образуются кислоты и диоксид углерода. Окисление может быть проведено перманганатом или дихроматом калия в кислотной среде, например:

5CH₃C CH + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄ 5CH₃COOH + 5CO₂ + 8MnSO₄ + 4K₂SO₄ + 12H₂O (нагревание)

Иногда удается выделить промежуточные продукты окисления. В зависимости от положения тройной связи в молекуле это или дикетоны (R₁–CO–CO–R₂), или альдокетоны (R–CO–CHO).

Ацетилен может быть окислен перманганатом калия в слабощелочной среде до оксалата калия:

3C₂H₂ + 8KMnO₄ = 3K₂C₂O₄ +2H₂O + 8MnO₂ + 2KOH

В кислотной среде окисление идет до углекислого газа:

C₂H₂ + 2KMnO₄ +3H₂SO₄ =2CO₂ + 2MnSO₄ + 4H₂O + K₂SO₄

Гомологи бензола. Гомологи бензола могут быть окислены раствором перманганата калия в нейтральной среде до бензоата калия:

C₆H₅CH₃ +2KMnO₄ = C₆H₅COOK + 2MnO₂ + KOH + H₂O (при кипячении)

C₆H₅CH₂CH₃ + 4KMnO₄ = C₆H₅COOK + K₂CO₃ + 2H₂O + 4MnO₂ + KOH (при нагревании)

Окисление этих веществ дихроматом или перманганатом калия в кислотной среде приводит к образованию бензойной кислоты.

Спирты. Непосредственным продуктом окисления первичных спиртов являются альдегиды, а вторичных – кетоны.

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.

3C₂H₅OH + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ = 3CH₃CHO + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O (нагревание)

С избытком окислителя (KMnO₄, K₂Cr₂O₇) в любой среде первичные спирты окисляются до карбоновых кислот или их солей, а вторичные – до кетонов. Третичные спирты в этих условиях не окисляются, а метиловый спирт окисляется до углекислого газа. Все реакции идут при нагревании.

Двухатомный спирт, этиленгликоль HOCH₂–CH₂OH, при нагревании в кислотной среде с раствором KMnO₄ или K₂Cr₂O₇ легко окисляется до углекислого газа и воды, но иногда удается выделить и промежуточные продукты (HOCH₂–COOH, HOOC–COOH и др.).

Альдегиды. Альдегиды – довольно сильные восстановители, и поэтому легко окисляются различными окислителями, например: KMnO₄, K₂Cr₂O₇, [Ag(NH₃)₂]OH. Все реакции идут при нагревании:

3CH₃CHO + 2KMnO₄ = CH₃COOH + 2CH₃COOK + 2MnO₂ + H₂O
3CH₃CHO + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ = 3CH₃COOH + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O
CH₃CHO + 2[Ag(NH₃)₂]OH = CH₃COONH₄ + 2Ag + H₂O + 3NH₃

Формальдегид с избытком окислителя окисляется до углекислого газа.

 

 

Окислительно-восстановительные реакции с участием органических веществ

Окисление алкенов

При мягком окислении алкены превращаются в гликоли (двухатомные спирты). Атомы-восстановители в этих реакциях – атомы углерода, связанные двойной связью.

Реакция с раствором перманганата калия протекает в нейтральной или слабо щелочной среде следующим образом:

3C₂H₄ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 3CH₂OH–CH₂OH + 2MnO₂ + 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) 5CH₃CH=CHCH₂CH₃ + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄ → 5CH₃COOH + 5C₂H₅COOH + 8MnSO₄ + 4K₂SO₄ + 17H₂O

2) 5CH₃CH=CH₂ + 10KMnO₄ + 15H₂SO₄ → 5CH₃COOH + 5CO₂ + 10MnSO₄ + 5K₂SO₄ + 20H₂O

3) CH₃CH=CHCH₂CH₃ + 6KMnO₄ + 10KOH → CH₃COOK + C₂H₅COOK + 6H₂O + 6K₂MnO₄

4) CH₃CH=CH₂ + 10KMnO₄ + 13KOH → CH₃COOK + K₂CO₃ + 8H₂O + 10K₂MnO₄

Дихромат калия в сернокислотной среде окисляет алкены аналогично реакциям 1 и 2.

При окислении алкенов, в которых атомы углерода при двойной связи содержат по два углеродных радикала, происходит образование двух кетонов:

Окисление алкинов

Алкины окисляются в несколько более жестких условиях, чем алкены, поэтому они обычно окисляются с разрывом углеродной цепи по тройной связи. Как и в случае алкенов, атомы-восстановители здесь – атомы углерода, связанные кратной связью. В результате реакций образуются кислоты и диоксид углерода. Окисление может быть проведено перманганатом или дихроматом калия в кислотной среде, например:

5CH₃C≡CH + 8KMnO₄ + 12H₂SO₄ → 5CH₃COOH + 5CO₂ + 8MnSO₄ + 4K₂SO₄ + 12H₂O

Ацетилен может быть окислен перманганатом калия в нейтральной среде до оксалата калия:

3CH≡CH +8KMnO₄→ 3KOOC –COOK +8MnO₂ +2КОН +2Н₂О

В кислотной среде окисление идет до щавелевой кислоты или углекислого газа:

5CH≡CH +8KMnO₄ +12H₂SO₄ → 5HOOC –COOH +8MnSO₄ +4К₂SO₄ +12Н₂О
CH≡CH + 2KMnO₄ +3H₂SO₄ → 2CO₂ + 2MnSO₄ + 4H₂O + K₂SO₄

Окисление гомологов бензола

Бензол не окисляется даже в довольно жестких условиях. Гомологи бензола могут быть окислены раствором перманганата калия в нейтральной среде до бензоата калия:

C₆H₅CH₃ +2KMnO₄ → C₆H₅COOK + 2MnO₂ + KOH + H₂O

C₆H₅CH₂CH₃ + 4KMnO₄ → C₆H₅COOK + K₂CO₃ + 2H₂O + 4MnO₂ + KOH

Окисление гомологов бензола дихроматом или перманганатом калия в кислотной среде приводит к образованию бензойной кислоты.

5С₆Н₅СН₃+6КMnO₄+9 H₂SO₄→ 5С₆Н₅СООН+6MnSO₄ +3K₂SO₄ + 14H₂O

5C₆H₅–C₂H₅ + 12KMnO₄ + 18H₂SO₄ → 5C₆H₅COOH + 5CO₂ + 12MnSO₄ + 6K₂SO₄ + 28H₂O

Окисление спиртов

Непосредственным продуктом окисления первичных спиртов являются альдегиды, а вторичных – кетоны.

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.

3C₂H₅OH + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ → 3CH₃CHO + K₂SO₄ + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O

С избытком окислителя (KMnO₄, K₂Cr₂O₇) в любой среде первичные спирты окисляются до карбоновых кислот или их солей, а вторичные – до кетонов.

5C₂H₅OH + 4KMnO₄ + 6H₂SO₄ → 5CH₃COOH + 4MnSO₄ + 2K₂SO₄ + 11H₂O

3CH₃–CH₂OH + 2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ → 3CH₃–COOH + 2K₂SO₄ + 2Cr₂(SO₄)₃ + 11H₂O

Третичные спирты в этих условиях не окисляются, а метиловый спирт окисляется до углекислого газа.

Двухатомный спирт, этиленгликоль HOCH₂–CH₂OH, при нагревании в кислой среде с раствором KMnO₄ или K₂Cr₂O₇ легко окисляется до щавелевой кислоты, а в нейтральной – до оксалата калия.

5СН₂(ОН) – СН₂(ОН) + 8КMnO₄+12H₂SO₄→ 5HOOC –COOH +8MnSO₄ +4К₂SO₄ +22Н₂О

3СН₂(ОН) – СН₂(ОН) + 8КMnO₄→ 3KOOC –COOK +8MnO₂ +2КОН +8Н₂О

Окисление альдегидов и кетонов

Альдегиды – довольно сильные восстановители, и поэтому легко окисляются различными окислителями, например: KMnO₄, K₂Cr₂O₇, [Ag(NH₃)₂]OH, Cu(OH)₂. Все реакции идут при нагревании:

3CH₃CHO + 2KMnO₄ → CH₃COOH + 2CH₃COOK + 2MnO₂ + H₂O

3CH₃CHO + K₂Cr₂O₇ + 4H₂SO₄ → 3CH₃COOH + Cr₂(SO₄)₃ + 7H₂O

CH₃CHO + 2KMnO₄ + 3KOH → CH₃COOK + 2K₂MnO₄ + 2H₂O

5CH₃CHO + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ → 5CH₃COOH + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

CH₃CHO + Br₂ + 3NaOH → CH₃COONa + 2NaBr + 2H₂O

реакция “серебряного зеркала”

C аммиачным раствором оксида серебра альдегиды окисляются до карбоновых кислот которые в аммиачном растворе дают соли аммония (реакция “серебрянного зеркала”):

CH₃CH=O + 2[Ag(NH₃)₂]OH → CH₃COONH₄ + 2Ag + H₂O + 3NH₃

CH₃–CH=O + 2Cu(OH)₂ → CH₃COOH + Cu₂O + 2H₂O

Муравьиный альдегид (формальдегид) окисляется, как правило, до углекислого газа:

5HCOH + 4KMnO₄ (изб) + 6H₂SO₄ → 4MnSO₄ + 2K₂SO₄ + 5CO₂ + 11H₂

3СН₂О + 2K₂Cr₂O₇ + 8H₂SO₄ → 3CO₂ +2K₂SO₄ + 2Cr₂(SO₄)₃ + 11H₂O

HCHO + 4[Ag(NH₃)₂]OH → (NH₄)₂CO₃ + 4Ag↓ + 2H₂O + 6NH₃

HCOH + 4Cu(OH)₂ → CO₂ + 2Cu₂O↓+ 5H₂O

Кетоны окисляются в жестких условия сильными окислителями с разрывом связей С-С и дают смеси кислот:

Карбоновые кислоты. Среди кислот сильными восстановительными свойствами обладают муравьиная и щавелевая, которые окисляются до углекислого газа.

НСООН + HgCl₂ =CO₂ + Hg + 2HCl

HCOOH+ Cl₂ = CO₂ +2HCl

HOOC-COOH+ Cl₂ =2CO₂ +2HCl

Муравьиная кислота, кроме кислотных свойств, проявляет также некоторые свойства альдегидов, в частности, восстановительные. При этом она окисляется до углекислого газа. Например:

2KMnO4 + 5HCOOH + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5CO2↑ + 8H2O

При нагревании с сильными водоотнимающими средствами (H2SO4 (конц.) или P4O10) разлагается:

HCOOH →(t) CO↑ + H2O

Каталитическое окисление алканов:

Каталитическое окисление алкенов:

Окисление фенолов:

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: