Hoofdstuk 12: Oxidaties en reducties
Redoxreacties = reacties waarbij elektronen worden uitgewisseld
binnen organische chemie redoxreacties belangrijke plaats
in biologische systemen belangrijk bij produceren energie
organische chemici gebruik bij synthese groot aantal verbindingen
Bij redoxreacties veranderen oxidatiegetallen
o oxidatie stijging in oxidatiegetal
o reductie daling in oxidatiegetal
FORMULE OXIDATIEGRAAD VAN GEMERKT KOOLSTOF ( C)
CH4 -4
CH2 = CH2 -2
HOCH2CH2OH -1
CH3CH2OH -1
CH3CH = O +1
CH3COOH +3
bij reactie voor verbinding aantal C-H bindingen toeneemt/aantal C-O, C-N of
C-X bindingen afneemt (X = halogeen) verbinding reductie ondergaan
aantal C-H bindingen vermindert/ aantal C-O, C-N of C-X bindingen stijgt
oxidatie
additie water aan alkeen reactieproduct één C-H binding meer en één C-O
binding meer dan reagens één C-atoom gereduceerd + één C-atoom
geoxideerd
Enkele voorbeelden oxiderende reagentia zijn:
o zachte oxidantia:
Lucht, zilveroxide (Ag2O), koud (basisch of neutraal)
kaliumpermanganaat (KMnO4)
o krachtge oxidatiemiddelen:
Zure oplossingen van kaliumpermanganaat (KMnO 4) en zure
oplossingen van natrium- of kaliumdichromaat (Na2Cr2O7 of K2Cr2O7)
Enkele voorbeelden van reductiemiddelen zijn:
o waterstof + vaste katalysator (Pt, Ni of Pd)
= katalytische hydrogenatie, kan bijna altijd toegepast worden, maar in
praktijk apolaire functies sneller/gemakkelijker gereduceerd.
o metaalhydriden: natriumboorhydride (NaBH 4) en
lithiumaluminiumhydride (LiAlH4). Reductie metaalhydriden enkel
uitgevoerd worden op polaire groepen reducerend deeltje is in dit
geval hydride-ion (H-). LiAlH4 is sterker reducerend middel dan NaBH 4.
1
, o metalen: Zn, Sn of Fe
12.1 Oxidatiereacties
12.1.1 Oxidatie van aldehyden
Aldehyden: zeer gemakkelijk geoxideerd tot carbonzuren
Zwakke oxidantia zoals luchtzuurstof of zilveroxide volstaan
12.1.2 Oxidatie van alkenen met kaliumpermanganaat
a) in drastische omstandigheden (zuur midden, hoge temperatuur) dubbele
binding gebroken + ontstaan carbonylverbindingen. oxidatieproducten zijn
ketonen, carbonzuren + CO2
b) in zachte omstandigheden (koude, neutrale oplossingen) alkenen
geoxideerd tot vicinale diolen (glycolen)
12.1.3 Oxidatie van alcoholen
oxidatieproducten afhankelijk van aard alcohol
In verleden gebruik gemaakt chroomzuur (H 2CrO4) gevormd wanneer
dichromaat in aangezuurde waterige oplossing wordt gebracht
a) Primaire alcoholen
Primaire alcoholen geoxideerd tot aldehyden onmiddellijk verder omgezet
tot carbonzuren
oxidatie lagere primaire alcoholen gestopt in
aldehyde-stadium indien gevormde aldehyde
door destillatie onttrokken wordt aan oxiderend
medium
Oxidatie tot aldehyde-stadium wordt ook bereikt bij gebruik PCC
(pyridiniumchloorchromaat) als oxidans is zwakker oxidans dan chroomzuur
dient gebruikt te worden in watervrij solvent zoals CH 2Cl2 in aanwezigheid
water aldehyde verder oxideren tot carbonzuur
2
Redoxreacties = reacties waarbij elektronen worden uitgewisseld
binnen organische chemie redoxreacties belangrijke plaats
in biologische systemen belangrijk bij produceren energie
organische chemici gebruik bij synthese groot aantal verbindingen
Bij redoxreacties veranderen oxidatiegetallen
o oxidatie stijging in oxidatiegetal
o reductie daling in oxidatiegetal
FORMULE OXIDATIEGRAAD VAN GEMERKT KOOLSTOF ( C)
CH4 -4
CH2 = CH2 -2
HOCH2CH2OH -1
CH3CH2OH -1
CH3CH = O +1
CH3COOH +3
bij reactie voor verbinding aantal C-H bindingen toeneemt/aantal C-O, C-N of
C-X bindingen afneemt (X = halogeen) verbinding reductie ondergaan
aantal C-H bindingen vermindert/ aantal C-O, C-N of C-X bindingen stijgt
oxidatie
additie water aan alkeen reactieproduct één C-H binding meer en één C-O
binding meer dan reagens één C-atoom gereduceerd + één C-atoom
geoxideerd
Enkele voorbeelden oxiderende reagentia zijn:
o zachte oxidantia:
Lucht, zilveroxide (Ag2O), koud (basisch of neutraal)
kaliumpermanganaat (KMnO4)
o krachtge oxidatiemiddelen:
Zure oplossingen van kaliumpermanganaat (KMnO 4) en zure
oplossingen van natrium- of kaliumdichromaat (Na2Cr2O7 of K2Cr2O7)
Enkele voorbeelden van reductiemiddelen zijn:
o waterstof + vaste katalysator (Pt, Ni of Pd)
= katalytische hydrogenatie, kan bijna altijd toegepast worden, maar in
praktijk apolaire functies sneller/gemakkelijker gereduceerd.
o metaalhydriden: natriumboorhydride (NaBH 4) en
lithiumaluminiumhydride (LiAlH4). Reductie metaalhydriden enkel
uitgevoerd worden op polaire groepen reducerend deeltje is in dit
geval hydride-ion (H-). LiAlH4 is sterker reducerend middel dan NaBH 4.
1
, o metalen: Zn, Sn of Fe
12.1 Oxidatiereacties
12.1.1 Oxidatie van aldehyden
Aldehyden: zeer gemakkelijk geoxideerd tot carbonzuren
Zwakke oxidantia zoals luchtzuurstof of zilveroxide volstaan
12.1.2 Oxidatie van alkenen met kaliumpermanganaat
a) in drastische omstandigheden (zuur midden, hoge temperatuur) dubbele
binding gebroken + ontstaan carbonylverbindingen. oxidatieproducten zijn
ketonen, carbonzuren + CO2
b) in zachte omstandigheden (koude, neutrale oplossingen) alkenen
geoxideerd tot vicinale diolen (glycolen)
12.1.3 Oxidatie van alcoholen
oxidatieproducten afhankelijk van aard alcohol
In verleden gebruik gemaakt chroomzuur (H 2CrO4) gevormd wanneer
dichromaat in aangezuurde waterige oplossing wordt gebracht
a) Primaire alcoholen
Primaire alcoholen geoxideerd tot aldehyden onmiddellijk verder omgezet
tot carbonzuren
oxidatie lagere primaire alcoholen gestopt in
aldehyde-stadium indien gevormde aldehyde
door destillatie onttrokken wordt aan oxiderend
medium
Oxidatie tot aldehyde-stadium wordt ook bereikt bij gebruik PCC
(pyridiniumchloorchromaat) als oxidans is zwakker oxidans dan chroomzuur
dient gebruikt te worden in watervrij solvent zoals CH 2Cl2 in aanwezigheid
water aldehyde verder oxideren tot carbonzuur
2
