Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Чтобы сдвинуть равновесие в сторону образования спирта

Читайте также:
  1. Bona fides поп patitur, ut bis idem exigatur (D. 50.17.57). - добрая совесть не терпит, чтобы одно и то же взыскивалось дважды.
  2. D. 17.1.22.11). - Maндатарий может отказаться от договора так, чтобы за мандан­том осталось ненарушенным право с удобством устроить то же дело лично или через другого мандатария.
  3. D. 20.1.1). - Завещание есть правомерное выражение воли, сделанное торжественно для того, чтобы оно действовало после нашей смерти.
  4. I. Бюджет муниципального образования
  5. IV. Мнение автора по рациональному использованию бюджетных средств муниципального образования
  6. Административно-территориальное устройство субъекта РФ и внутреннее территориальное деление муниципального образования
  7. Актуализация проблематики социологии образования: причины и направления
  8. Анатомо-физиологические особенности органов мочеобразования и мочеотделения
  9. АЦП параллельного преобразования.
  10. б. Детали для преобразования движений

 

ТЕМА 8. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ реакции

органических соединений.

 

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) занимают большое место в органической химии. Важнейшее значение имеют ОВР для процессов жизнедеятельности. С их помощью организм удовлетворяет свои энергетические потребности, поскольку при окислении органических веществ происходит высвобождение энергии. С другой стороны, эти реакции служат для превращения пищи в компоненты клетки.

Окисление в органической химии — процесс удаления водорода с образованием кратной связи или новой связи между атомом углерода и гетероатомом, более электроотрицательным, чем водород, например атомами кислорода, азота, серы и т. д.

Восстановление – процесс, обратный окислению, – сопровождается образованием новых связей с водородом и включает перенос электронов к органическому субстрату.

В окислительно-восстановительных процессах меняется сте­пень окисления атома углерода

Окислители представляют собой соединения, обладающие высоким сродством к электрону. Окислителями могут служить кислород, пероксиды, азотная кислота, галогены, гипогалогениты, хлорная кислота, соединения металлов в высших степенях окисления (например, оксид марганца (IV), оксид свинца(II), перманганат калия, хромовая кислота).

Окисление органического субстрата протекает тем легче, чем сильнее его тенденция к отдаче электронов.

Насыщенные углеводороды – наиболее трудно окисляющиеся органические соединения. Для их окисления необ­ходимы жесткие условия (например, горячая хромовая смесь); более мягкие окислители в обычных условиях на них не дейст­вуют.

Промежуточные продукты окисления – первичные, вторичные спирты и альдегиды – окисляются легче исходных углеводоро­дов. Последующему окислению, как правило, подвергается уже начавший окисляться атом углерода. Конечные продукты неполного окисления углеводородов – карбоновые кислоты, кетоны и третичные спирты – требуют для своего окисления гораздо бо­лее жестких условий, необходимых для разрыва углерод – угле­родных связей.

Гидропероксиды R–О–О–Н – важные промежуточные продукты окисления С–Н связей в мягких условиях, в частности в условиях организма. Способность С–Н связи к окислению увеличивается, если она расположена рядом с двойной связью или ароматическим кольцом.

Первичные и вторичные спирты по сравнению с углеводородами окисляются в более мягких условиях. При окислении первичных спиртов необходимо быстро выделять аль­дегид из реакционной смеси для предотвращения его дальнейшего окисления в карбоновую кислоту.

Одноосновные карбоновые кислоты, как правило, устойчивы к действию окислителей. Легко окисляются лишь муравьиная кислота и кислоты с третичным атомом углерода в a-положении. При окислении последних получаются a-оксикислоты:

(CH3)2CH-COOH + [O] ® (CH3)2COH-COOH

В животных организмах одноосновные карбоновые кислоты также способны окисляться, причем атом кислорода направляется всегда в b-положение. Так, например, в организме больных диабетом масляная кислота переходит в b-окимасляную кислоту:

CH3-CH2-CH2-COOH + 2O ® CH3-CH(OH)-CH2-COOH

Окисление масляной кислоты удалось провести и в лаборатор­ных условиях, действуя на нее 3%-ным раствором перекиси водорода. Масляная кислота переходит при этом в b-оксимасляную кислоту, при дальнейшем окислении получается ацетоуксусная кислота:



Н3С— СН(ОН)— СН2— СООН + О ® Н3С— СО— СН2— СООН + Н2О

Окислительно-восстановительные процессы в организме. Одним из участников этих процессов является кофермент НАД+, который служит акцептором гидрид-иона при биологическом дегидрировании, превращаясь при этом в восстановленную форму НАДН.

Например, с участием НАД+ осуществляется одна из наиболее универсальных реакций биологического окисления – дегидрирование спирта в альдегид или кетон.

 

Альдегиды – один из наиболее легко окисляющихся классов органических соединений. Их превращение в карбоновые кислоты осуществляется под действием большинства окислителей, включая кислород воздуха. Даже такие слабые окислители, как гидроксид серебра в аммиачном растворе (реактив Толленса) или щелочной раствор тартратного комплекса меди (II) (реактив Фелинга), легко восстанавливаются альдегидами. Обе эти реакции часто используют как качественные для обнаружения альдегидной группы.

Окисление двойных углерод – углеродных связей. В зависимости от условий окисление С=С связей может приводить к эпоксидам, 1-,2-диолам (гликолям) или карбонильным соединениям – продуктам расщепления двойной связи.

Способность ароматических углеводородов к окислению заметно увеличивается при переходе от бензола к нафталину и далее к антрацену.

Широко распространены в природе и играют роль стимуляторов роста, антибиотиков, а также участвуют в окислительно-восстановительных процессах, сопровождающих дыхание.

Наиболее важны 1,4-хиноны, называемые просто хинонами. Хиноны – сильные окислители. Принимая два электрона и два протона, они восстанавливаются в соответствующие гидрохиноны.

Окислительно-восстановительные свойства системы хинон – гидрохинон играют важную роль в организме. По отношению к большинству органических субстратов эта система играет роль окислителя. Принимая электроны от субстрата, замещенный хинон in vivo превращается в соответствующий гидрохинон, который в свою очередь, передавая электроны (через цитохромную систему) кислороду, обратно восстанавливается в хинон. Таким образом, система хинон – гидрохинон участвует в процессе переноса электронов от субстрата к кислороду.

Для восстановления органических соединений могут быть использованы практически все восстановители. Чаще всего применяются водород в присутствии гетерогенных катализаторов, гидриды металлов и активные металлы (Na или Zn). Наиболее общий способ восстановления ненасыщенных углерод - углеродных связей – каталитическое гидрирование. Алкены, алкины, ароматические углеводороды и их производные присоединяют водород в присутствии тонкоизмельченных металлов (никеля, платины, палладия) или оксидов металлов. Условия реакции зависят от природы субстратов и катализаторов.

Контрольные задания

 

1. Выберите способ превращения альдегида в карбоновую кислоту: а) окисление альдегида; б) восстановление альдегида; в) взаимодействие между альдегидом и спиртом; г) гидратация альдегида (взаимодействие с водой).

2. Ментол (2-изопропил-5-метилциклогексанол) входит в состав препарата «Валидол». При окислении ментола образуется ментон. Напишите схему реакции окисления ментола.


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Одним из феромонов является этиловый эфир 4-фенил-2-бутеновой кислоты (этилциннамат). Получите это соединение по реакции этерификации | В организме пировиноградная кислота восстанавливается в молочную. Напишите схему реакции

Дата добавления: 2014-04-05; просмотров: 510; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.008 сек.