Определение и классификация реакций окисления

 

В органической химии и технологии процессами окисления считаются превращения веществ под действием тех или иных окислителей. Есть полное или неполное окисление. Под первым понимают сгорание веществ с образованием диоксида углерода и воды:

 

С₃Н₈ + 5О₂ ® 3СО₂ + 4Н₂О

 

В органическом синтезе полное окисление является нежелательным побочным процессом. Для синтеза важны лишь реакции неполного окисления, которые можно разделить на три важные группы:

1. Окисление без разрыва углеродной связи, когда число атомов углерода остается таким же, как и в исходном соединении.

Эти реакции делятся на две группы:

· окисление по насыщенному атому углерода в парафинах, нафтенах, олефинах, алкилароматических углеводородах и в производных этих соединений, особенно в спиртах и альдегидах:

 

+0,5О₂ +0,5О₂

СН₃-СН₂-СН(ОН)-СН₃

 

СН₃-СН₂-СН₂-СН₃ ®

О₂

СН₃-СН₂-СО-СН₃ + Н₂О

 

СН₂=СН-СН₃ СН₂=СН-СНО + Н₂О

 

С₆Н₅СН₃ С₆Н₅СНО С₆Н₅СООН

 

· окисление по двойной связи с образованием a-оксидов (эпоксидирование) карбонильных соединений или гликолей:

СН₂=СН₂ + 0,5О₂ ® СН₂-СН₂О

RCH=CH₂ + 0,5О₂ ® RCOCH₃

RCH=CH₂ + H₂O₂ ® RCHOH-CH₂OH

 

2. Деструктивное окисление, протекающее с расщеплением углерод-углеродных связей. К нему способны углеводороды (и их производные) ряда парафинов, нафтенов, олефинов и ароматические углеводороды. Деструкция протекает по связям С-С, С=С или С_ар-С_ар:

 

СН₃-СН₂-СН₂-СН₃ 2СН₃-СООН + Н₂О

 

RCH=CHR¢ RCOOH + R¢COOH

 

HOOC-(CH₂)₄-COOH + H₂O

 

CO

C

êê O + 2CO₂ + 2H₂O

C

CO

 

3. Окисление, сопровождающееся связыванием молекул исходных реагентов (окислительная конденсация или окислительное сочетание):

О

êê

СН₂=СН₂ + СН₃-СООН + 0,5О₂ СН₂=СН-О-С-СН₃

О О

êê êê

СН₂=СН₂ + 2СН₃-СООН + 0,5О₂ СН₃-С-О-СН₂ –СН₂-О-С-СН₃

2RSH RSSR + H₂O

2RH ROOR + H₂O

RCH₃ + NH₃ RCN +3H₂O

(окислительный аммонолиз)