Реакции окисления органических веществ

Склонность органических соединений к окислению обусловлена наличием в молекуле веществ:

 

  • кратных связей (именно поэтому так легко окисляются алкены, алкины, алкадиены);

  • определенных функциональных групп  – гидроксильной –OH (фенольной и спиртовой), аминогруппы — NH2, альдегидной;

 

Реакции окисления органических веществ

 

Давайте сразу оговоримся, что реакции горения мы рассматривать не будем — все органические вещества взаимодействуют с кислородом с образованием углекислого газа и воды.

 

В органической химии используют определение  реакций окисления органических веществ как увеличение содержания кислорода (или уменьшение содержания водорода )

 

Органическое вещество

Реагент —  окислитель

Реакции окисления органических веществ

Алканы

не окисляются!

(так считается в школьном курсе при подготовке к ЕГЭ)

Алкены

KMnO4  и H2O (нейтральная среда)

_______________________

KMnO4  и H+

(кислая среда)

3СH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O = 3C2H4(OH)2 + 2MnO2 + 2KOH — полное уравнение

_____________________________________

идет разрыв двойной связи:

R-СH2=CH2-R +  [O]  → 2R-COOH — схематичное уравнение

Алкины:

H2O (катализатор — соли ртути)

_______________________

KMnO4 (в кислой или нейтральной среде)

Образуются альдегиды или кетоны:

С2H2 + H2O -> CH3COH (альдегид)
____________________________________

тройная связь разрывается  и образуются карбоновые кислоты:

С4H6 + [O] → 2CH3COOH

Алкадиены:

KMnO4  и H2O (нейтральная среда)

_______________________

KMnO4  и H+

(кислая среда)

так же, как и алкены, окисляются до многоатомных спиртов:

CH2=CH-CH=CH2+  [O]  -> СH2(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH2(OH)

____________________________________

идет разрыв связи и образуются киcлоты:

CH2=CH-CH=CH2+  [O]  -> 2CH3COOH

Циклоалканы

в присутствии катализатора

цикл разрывается и образуется дикарбоновая кислота:

С4H8 + [O]  -> HOOC-CH2-CH2-COOH

Арены

бензол не окисляется!!!

любые гомологи бензола окиляются до бензойной кислоты:

С6H5CH3 + [O] → C6H5COOH — бензойная кислота

Спирты

Первичные спирты — окисляются до альдегидов, возможно окисление до карбоновых кислот;

вторичные спирты — окисляются до кетонов;

третичные — не окисляются

фенолы — не окисляются

Альдегиды

аммиачный раствор оксида серебра;

раствор оксид меди (II);

альдегиды окисляются до карбоновых кислот:

СH3COH + [O] -> CH3COOH

Амины

Амины окисляются до нитросоединений:

СH3NH2 + [O] -> CH3-NO2

Обсуждение: "Реакции окисления органических веществ"

  • Ольга:

    Лолита Витальевна, а разве алканы не вступают в реакции неполного каталитического окисления? Например, метан в зависимости от используемого катализатора может окисляться до метанола, метаналя или муравьиной кислоты. Бутан окисляется до уксусной кислоты.
    А фенол может окисляться оксидом хрома (VI) до хинона.

    • Лолита Окольнова:

      Если честно, первый раз такое слышу…!
      Бутан действительно можно до кислоты окислить, но процесс идет через кучу промежуточных веществ… т.е. это не прямое окисление. Эту реакцию часто вспоминают, когда про переработку древесины говорят, но химически это не совсем верно…
      Иногда пишут реакции каталитического окисления метана — но ТОЛЬКО НЕ В ЕГЭ!
      Алканы не вступают в реакции окисления даже с сильными окислителями, только горят (до углекислого газа и воды.
      Они в радикальные реакции с хлором — и то на свету вступают. Это довольно инертные вещества
      Фенол — это вообще другая история — это кислородсодержащее соединение.

  • Ольга:

    Я просто во многих пособиях вижу описания каталитического окисления алканов (Габриелян О. С.; Егоров А. С.; Стахеев А. Ю.). Про не взаимодействие с сильными окислителями там пишут, что это только при обычных условиях. При нагревании же с катализатором метан может окисляться до всего вышеперечисленного.
    В интерактивном учебнике Г.И. Дерябина, Г.В. Кантария вообще написано, что «высшие алканы (n>25) под действием кислорода воздуха в жидкой фазе в присутствии солей марганца превращаются в смесь карбоновых кислот со средней длиной цепи С12-С18».

    • Лолита Окольнова:

      Высшие — да, от С10 минимум, а то и С20… у них цепь слишком длинная и они разрушаются.
      Но Если в вопросах части А или B ЕГЭ вы напишите, что алканы окисляются, вам засчитают неправильный ответ

      • Ольга:

        Понятно, не буду так писать, если в задании нет уточнения, какие именно алканы имеются в виду. Но, думаю в ЕГЭ такой конкретики не будет… Спасибо за ответ!

        • Лолита Окольнова:

          там будет что-то вроде «алканы НЕ вступают в реакции… ответ: окисления»

(Правила комментирования)