Презентация, доклад на тему ОВР в органической химии

входящих в состав реагирующих веществ. При окислении веществ степень окисления элементов возрастает, при восстановлении - понижается.

Первоначально окислением называли только реакции веществ с кислородом, восстановлением - отнятие кислорода. С введением в химию электронных представлений понятие окислительно-восстановительных реакций было распространено на реакции, в которых кислород не участвует.

катализаторов сопровождается разрывом только части связей С–С и С–Н и используется для получения ценных продуктов: карбоновых кислот, кетонов, альдегидов, спиртов. Например, при неполном окислении бутана (разрыв связи С2–С3) получают уксусную кислоту:

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, которые используются для получения моющих средств и поверхностно-активных веществ.
5000 кат. 5000, кат.
СН4 + О2 ––> НСНО + Н2О, С2Н6 + О2 ––> СН3 - СНО + Н2О

Окисление органических веществ

строения алкенов и от условий проведения этой реакции.
1. Окисление при обычной температуре. При действии на этилен водного раствора КМnO4 (при нормальных условиях) происходит образование двухатомного спирта — этиленгликоля:
3H2C=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O →3HOCH2—CH2OH + 2MnO2 + KOH
Эта реакция является качественной: фиолетовая окраска раствора перманганата калия изменяется при добавлении к нему непредельного соединения. В более жестких условиях (окисление КМnO4 в присутствии серной кислоты или хромовой смесью) в алкене происходит разрыв двойной связи с образованием кислородсодержащих продуктов. Продукты окисления – кетоны R2C=O, кислоты RCOOH и углекислый газ. 5RI—CH=CH—RII + 8KMnO4 + 12H2SO4 →5 RI—COOH + 5RII—COOH + 8MnSO4+4K2SO4+12H2O
8 Mn+7+5e→Mn+2
5 исходное вещество-8е→продукты
3RI—CH=CH—RII + 4K2Сr2O7+ 16H2SO4 → 3RI—COOH + 3RII—COOH + 4Сr2(SO4)3+4K2SO4+16H2O
Рассмотрим возможные схемы окисления:

1) RCH=CH2

[RCHO + CH2O]

RCOOH + CO2;

R2C=O + [СH2O]

3) RCH=CHR

[2RCHO]

4) R2C=CHR'

R2C=O + [R'CHO]

5) R2C=CR'2

Этилен может быть окислен в этаналь кислородом в присутствии катализатора – Pb2+
Pb2+
CH2=CH2+ 0,5 O2 → CH3CHO

2) R2C=CH2

R2CO + CO2;

2RCOOH;

R2CO + R'COOH

R2C=O + R'2C=O.

щавелевой кислоты (точнее, ее соли): 3C2H2 + 8KMnO4 →3KOOC-COOK + 8MnO2 + 2KOH + 2H2O



Жесткое окисление алкинов: действие окислителей (хромовая смесь, KMnO4 )при нагревании приводит к разрыву по тройной связи, образуется смесь кислот, уравнение в общем виде:
R-C≡C-R1 + H2O + [O] → R-COOH + HOOC-R1
или в случае терминального алкина R-C≡CН + H2O + [O] → R-COOH + H2O+ CО2
RI—C≡C—RII + K2Сr2O7+ 4H2SO4 → RI—COOH + RII—COOH + Сr2(SO4)3+K2SO4+3H2O
5RI—C≡C—RII + 6KMnO4 + 9H2SO4 →5 RI—COOH + 5RII—COOH + 6MnSO4+3K2SO4+4H2O
6 Mn+7+5e→Mn+2
5 исходное вещество-6е→продукты

+ 9H2SO4→5 С6Н5CООН+ 6MnSO4+3K2SO4+14H2O
изопропилбензол (кумол):
5С6Н5СН(СН3)2+ 18KMnO4 + 27H2SO4→5 С6Н5CООН+ 18MnSO4+9K2SO4+42H2O

двухромовокислого калия или натрия с серной кислотой. Образующийся альдегид легко окисляется дальше в карбоновую кислоту. Чтобы это предотвратить, окислитель приливают постепенно и пропускают углекислого газа, который увлекает за собой образовавшийся альдегид.
 
 
3RCH2OH+K2Сr2O7+ 4H2SO4→3RCHO+Сr2(SO4)3+K2SO4+7H2O
3 2Cr+6+6e→2Cr+
1 исх. вещества- 2е→продукты
5RCH2OH+ 4KMnO4 + 6H2SO4→5RCООН+ 4MnSO4+2K2SO4+11H2O
При окислении вторичных спиртов образуются кетоны.
В качестве окислителя первичных спиртов также используют кислород воздуха в присутствии катализатора - металлической меди.
to Cu, to
RCH2OH+ CuO→RCHO+ Cu или RCH2OH+ O2 → RCHO + Н2О

раствор оксида серебра, свежеприготовленный гидроксид меди (II), кислород воздуха и более сильные окислители (хромовая смесь, перманганат)
Реакция "серебрянного зеркала" – окисление аммиачным раствором оксида серебра:
R-CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH → RCOONH4+ 2Ag↓+ 3NH3 + H2O

R–CH=O + 2[Ag(NH3)2]OH

RCOOH + 2Ag¯ + 4NH3 + H2O

Окисление гидроксидом меди (II) с образованием красно-кирпичного осадка Cu2O:

R–CH=O + 2[Cu(NH3)4](OH)2

Данные реакции являются качественными на альдегидную группу.

RCOOH + Cu2O¯ + 2H2O

RCOOH + Cu2O¯ + 4NH3 + 2H2O

R–CH=O + Cu(OH)2

наз. дегидрированием). Гидрирование и дегидрирование связаны подвижным равновесием, положение к-рого определяется темп-рой и давлением Н2. Гидрирование обычно происходит при сравнительно низких т-рах (20-200 °С), дегидрирование-при более высоких. Повышение давления благоприятствует гидрированию.

восстанавливают не самые кислоты, а их хлорангидриды, ангидриды или сложные эфиры. Особенно часто применяется восстановление сложных эфиров, причем для получения водорода в момент выделения используют кипящий спирт и металлический натрий (Буво). В последнее время вместо натрия для этой цели широко применяется литийалюминийгидрид LiAlH4.

В технике большие количества первичных спиртов готовят восстановлением альдегидов, получаемых путем оксосинтеза.


5. Восстановлением кетонов получаются вторичные спирты, например: