REACCIONES REDOX EN LA QUÍMICA ORGÁNICA

OBJETIVO

El alumno llevará a cabo una reducción de una cetona en medio básico, para obtener un alcohol.

REACCIONES REDOX EN LA QUÍMICA ORGÁNICA.

ESTADO DE OXIDACIÓN EN LA QUÍMICA ORGÁNICA.

El grado de oxidación o número de oxidación, es el número de electrones valencia adquiridas o ganadas por un elemento cuando se forma uno o varios enlace(s) con uno o más otro(s) componente(s), en el que los electrones se asignan a los socios más electronegativos. Por ejemplo, la química inorgánica, la condición de hierro metal tiene un estado de oxidación de 0, pero tan pronto como se forma enlaces con halógenos, más electronegativos que él, este puede presentar dos estados oxidación Fe (II) Cl2, cloruro ferroso, o en 3 Fe (III) Cl 3, el cloruro férrico.

En química orgánica, la aproximación es más difícil, ya que es la mayoría de los enlaces covalentes. En este caso, los electrones de enlace son "asignado" a la pareja el más electronegativo (el que tiene una carga parcial inducida (- )). Por ejemplo, un enlace CH, el carbono es más electronegativo socio y "gana" un electrón, una carga negativa parcial se asigna, mientras que el hidrógeno es asigna una carga positiva parcial. El hidrógeno tiene un grado de oxidación de uno en la química orgánica, en H20 y -1 en hidruros metálicos, carbono en metano, CH4, tendrá un estado de oxidación de -4. Por contra, el radical CH3

El carbono forma sólo tres enlaces con el hidrógeno y su oxidación se convierte -3. Considerando la molécula de cloruro de metilo, CH3Cl, el carbono tiene un grado oxidación de 2, debido a que "gana" 3 electrones en sus bonos a tres hidrógenos, pero "perder" uno en su conexión con el cloro, ya que este elemento es más electronegativo que el carbono tiene un grado de oxidación de -1.

Si un carbono está unido a otro carbono, consideramos que los dos carbonos perder ni ganancia de electrones. Así, en R-CH3 en la que R representa un grupo de carbono, la metil carbono tiene un número de oxidación de -3 resultantes sólo enlaces que forma con el hidrógeno.

X (halógenos) son siempre un grado de oxidación de -1, excepto en la molécula diatómica. Donde X2 es cero.

El oxígeno tiene un estado de oxidación de -2, excepto donde se convierte en OF2 2 debido la alta electronegatividad del flúor,-1 en el peróxido de hidrógeno H2O2, y cero en la molécula de oxígeno, O2. El grupo OH influirán en el grado de oxidación de los de carbono que está unido a -1 (-2 + 1).

El carbono tiene un grado de oxidación en un intervalo de -4 (metano CH4) a +4 (CO2 o CS2).

En una molécula neutra, la suma algebraica de los diferentes grados de oxidación átomos que lo componen es igual a cero.

OXIDACIÓN EN LA QUÍMICA ORGÁNICA

La oxidación se puede definir en la química orgánica, para una molécula dada, como el aumento del grado de oxidación de uno o más elementos, generalmente carbono (por ejemplo: CH4, CH3OH, HCHO, HCOOH, el paso de etileno CH2 = CH2-acetileno HC CH, o la de un alcohol secundario (R) (R ')-OH a CH cetona (R) (R ') C = O.

Hay un número muy grande de posibles oxidaciones en la química orgánica que usan una amplia variedad de oxidantes. Por tanto, es imposible presentar todo de tal trabajo. La elección recayó en el más importante para las grandes clases de compuestos.

REDUCCIÓN EN LA QUÍMICA ORGÁNICA

La reducción es la inversa de la oxidación, puede ser definida como una disminución del grado de oxidación de un elemento determinado.

Por lo tanto, hay una reducción cuando el alcohol alifático, R-CH 2 OH se convierte en alcano correspondiente, R-CH3 (oxidación del carbono: -2 entonces -3 . En la química inorgánica, la reducción corresponde a una ganancia de electrones (s): por ejemplo, si Fe3 + gana un electrón, se reduce a Fe2 +.

En química orgánica, la función de reducción se acompaña lo más a menudo adición de átomos de hidrógeno (por ejemplo, alqueno y alquino reducido alcano, cetona y alcohol reducido alcano...), la retirada de uno o más átomos de oxígeno (ácido reducido a alcohol, alcohol reduce el óxido de alcano, etc.

Cómo los oxidantes, agentes reductores son muchos y variados en número. En la medida en que no reducen todos los grupos funcionales reducibles ó en condiciones no favorables,la elección se hace de tal manera que la estereoselectividad de la reducción sea la mejor cuando varios grupos funcionales reducibles están presentes en la misma molécula

AGENTES OXIDANTES

Los más conocidos y usados son el KMn04/pH 7, Os04, BH3, PdCl2, Se02/H2S04, Cr03-Py, HNO3, H202 con Zn, Cr03, 03, RuO4/ NaOCl, I2 /DMSO (dimetilsulfóxido), Cu (CH3CO2-)2/Py , Tl(N03)3/ 3H2O, 02/V205, ente otros.

AGENTES REDUCTORES

Lo más común para una hidrogenación catalítica es H2/ Ni ó Pd ó Pt ó Ru ó Rh….

Otros agentes reductores son:

El níquel de Raney (que resulta de la reacción del Na con ´´la aleación de Raney´´ Al-Ni),

AlLiH4 es el reactivo clásico para una reducción orgánica usando como solventes éter dietílico ( CH30CH3), dimetoxietano ó DME (CH3OCH2CH2OCH3) ,tetrahidrofurano ó THF (C4H8O) y la diglima ó éter bis(2-metoxietílico) (CH3OCH2CH2)2O, siendo todos solventes apróticos.

Por el contrario, el reductor borohidruro de sodio (BH4Na) que reacciona en disolventes próticos, agua, alcoholes (metanol, etanol, i-propanol), con excepción de la diglima.

También un metal es capaz de transferir un electrón de su capa externa de valencia (metal alcalino, Li, Na, K, pero también otros metales, Ca, Zn, Mg, Sn y Fe) a un sustrato orgánico. Cuando el metal alcalino y el calcio se utilizan en solución en amoníaco líquido, está es la reacción de Birch (1944).

El amoníaco puede ser sustituido por aminas alifáticas de bajo peso molecular, hexametilfosfórico triamida llamada también HMPT [(CH3) 2N] 3PO, siendo un disolvente polar aprótico, ya sea por una solución muy diluida en ciertos éteres tales como 1,2-dimetoxietano, CH3O-CH2-CH2-OCH3. Cuando el amoniaco es el codisolvente, el otro disolvente que se añade a veces es éter dietílico o tetrahidrofurano (THF) para aumentar la solubilidad del sustrato orgánico.

Dado que nuestra reacción de síntesis corresponde a la reducción de un grupo ceto (cetona) vía transferencia de electrón de un metal con adición de un protón que culmina en la formación de un alcohol secundario trataremos un poco más a fondo dicho tema.

Reducción de un grupo ceto por transferencia de electrón procedente de un metal sucedida de la adición de un protón para síntesis

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