Reacción redox orgánica - Organic redox reaction
Las reducciones orgánicas u oxidaciones orgánicas o reacciones redox orgánicas son reacciones redox que tienen lugar con compuestos orgánicos . En química orgánica, las oxidaciones y reducciones son diferentes de las reacciones redox ordinarias porque muchas reacciones llevan el nombre pero en realidad no involucran la transferencia de electrones en el sentido electroquímico de la palabra. En cambio, el criterio relevante para la oxidación orgánica es la ganancia de oxígeno y / o la pérdida de hidrógeno, respectivamente.
Los grupos funcionales simples se pueden organizar en orden creciente del estado de oxidación . Los números de oxidación son solo una aproximación:
| número de oxidación | compuestos |
|---|---|
| −4 | metano |
| −3 | alcanos |
| −2, −1 | alcanos , alquenos , alcoholes , haluros de alquilo , aminas |
| 0 | alquinos , dioles geminales |
| +1 | aldehídos |
| +2 | cloroformo , cianuro de hidrógeno , cetonas |
| +3 | ácidos carboxílicos , amidas , nitrilos (cianuros de alquilo) |
| +4 | dióxido de carbono , tetraclorometano |
Cuando el metano se oxida a dióxido de carbono, su número de oxidación cambia de -4 a +4. Las reducciones clásicas incluyen la reducción de alquenos a alcanos y las oxidaciones clásicas incluyen la oxidación de alcoholes a aldehídos . En las oxidaciones se eliminan los electrones y se reduce la densidad electrónica de una molécula. En las reducciones, la densidad de electrones aumenta cuando se agregan electrones a la molécula. Esta terminología siempre se centra en el compuesto orgánico. Por ejemplo, es habitual referirse a la reducción de una cetona por hidruro de litio y aluminio , pero no a la oxidación de hidruro de litio y aluminio por una cetona. Muchas oxidaciones implican la eliminación de átomos de hidrógeno de la molécula orgánica y, a la inversa, la reducción agrega hidrógenos a una molécula orgánica.
Muchas reacciones clasificadas como reducciones también aparecen en otras clases. Por ejemplo, la conversión de la cetona en un alcohol por hidruro de litio y aluminio puede considerarse una reducción, pero el hidruro también es un buen nucleófilo en sustitución nucleófila . Muchas reacciones redox en química orgánica tienen un mecanismo de reacción de reacción de acoplamiento que involucra radicales libres intermedios. La verdadera química orgánica redox se puede encontrar en la síntesis orgánica electroquímica o en la electrosíntesis . Ejemplos de reacciones orgánicas que pueden tener lugar en una celda electroquímica son la electrólisis de Kolbe .
En las reacciones de desproporción , el reactivo se oxida y se reduce en la misma reacción química formando dos compuestos separados.
Las reducciones catalíticas asimétricas y las oxidaciones catalíticas asimétricas son importantes en la síntesis asimétrica .
Oxidaciones orgánicas
La mayoría de las oxidaciones se realizan con aire u oxígeno . Estas oxidaciones incluyen rutas a compuestos químicos, remediación de contaminantes y combustión . Existen varios mecanismos de reacción para las oxidaciones orgánicas:
- Transferencia de un solo electrón
- Oxidaciones a través de ésteres intermedios con ácido crómico o dióxido de manganeso.
- Transferencia de átomos de hidrógeno como en la halogenación de radicales libres
- Oxidación que implica ozono en ozonólisis o peróxidos (por ejemplo, peroxiácidos )
- Oxidaciones que involucran un mecanismo de reacción de eliminación como la oxidación de Swern , la oxidación de Kornblum y con reactivos como el ácido IBX y el periodinano de Dess-Martin .
- Oxidación por radicales nitróxido Sal de Fremy o TEMPO
Reducciones orgánicas
Existen varios mecanismos de reacción para las reducciones orgánicas:
- Transferencias directas de electrones (por ejemplo, reducción de abedul ).
- Transferencia de hidruro en reducciones con, por ejemplo, hidruro de litio y aluminio o un cambio de hidruro como en la reducción de Meerwein-Ponndorf-Verley
- Hidrogenaciones utilizando una variedad de catalizadores (por ejemplo, níquel Raney o dióxido de platino ) o reducciones específicas (por ejemplo, reacciones con nombre como la reducción de Rosenmund ).
- Reacción de desproporción como la reacción de Cannizzaro
Las reducciones que no encajan en ningún mecanismo de reacción de reducción y en las que solo se refleja el cambio en el estado de oxidación incluyen la reacción de Wolff-Kishner .
Ver también
Oxidaciones de grupos funcionales
- Oxidación de alcoholes primarios a aldehídos.
- Oxidación de alcoholes primarios a ácidos carboxílicos.
- Oxidación de alcoholes secundarios a cetonas.
- Oxidación de oximas y aminas primarias a compuestos nitro.
- Escisión de glicol
- Escisión oxidativa de α-hidroxiácidos
- Oxidaciones de alquenos
- Oxidación de aminas primarias a nitrilos.
- Oxidación de tioles a ácidos sulfónicos.
- Oxidación de hidrazinas a compuestos azo.
Reducciones de grupos funcionales
- Reducción de carbonilo
- Reducción de amidas
- Reducción de nitrilo
- Reducción de compuestos nitro
- Reducción de iminas y bases de Schiff
- Reducción de compuestos aromáticos a anillos saturados.