Αντιδράσεις:

Από τη Β Λυκείου

Οξείδωση αλκοολών

Οι πρωτοταγείς αλκοόλες οξειδώνονται σε αλδεΰδες και οι αλδεΰδες σε οξέα:




Οι δευτεροταγείς αλκοόλες οξειδώνονται σε κετόνες.

Οι κετόνες και οι τριτοταγείς αλκοόλες δεν οξειδώνονται παρά κάτω από  πολύ έντονες οξειδωτικές συνθήκες, οπότε διασπώνται.
Για την οξείδωση των αλκοολών στο εργαστήριο χρησιμοποιούμε συνήθως διάλυμα KMnO4 (υπερμαγγανικού καλίου) ή διάλυμα K2Cr2O7 (διχρωμικού καλίου) παρουσία οξέος. Στις αντιδράσεις που αναφέραμε το οξειδωτικό το συμβολίζουμε με [Ο], χωρίς αυτό να σημαίνει ότι γίνεται η οξείδωση με αέριο οξυγόνο O2. Στη βιομηχανία η οξείδωση των αλκοολών επιτυγχάνεται με αέριο Ο2 (αέρα) παρουσία ειδικών καταλυτών. Αλκοτέστ εξάλλου μπορεί να γίνει με βάση την αλλαγή χρώματος που προκαλεί η οξείδωση της αλκοόλης σε οξινισμένο K2Cr2O7 (από πορτοκαλί σε πράσινο).

Αντιδράσεις οξείδωσης αλδεϋδών
Όπως είδαμε, οι αλδεΰδες οξειδώνονται εύκολα σε οξέα.
RCHO + [O] --> RCOOH
Αντίθετα, οι κετόνες οξειδώνονται πολύ δύσκολα και δίνουν κάτω από έντονες συνθήκες οξείδωσης συνήθως μίγματα οργανικών οξέων με λιγότερα άτομα άνθρακα.
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η οξείδωση αλδεϋδών από ήπια οξειδωτικά μέσα, όπως είναι:

  • το αντιδραστήριο Fehling (Φελίγγειο υγρό), που είναι αλκαλικό διάλυμα ιόντων Cu2+ και το οποίο οδηγεί σε ερυθρό ίζημα Cu2O.
  • το αντιδραστήριο Tollens,  που είναι αμμωνιακό διάλυμα AgNO3 και το οποίο δίνει κάτοπτρο Ag.

Oι δύο παραπάνω αντιδράσεις χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση των αλδεΰδών.

Βιομηχανική παρασκευή οξικού οξέος

Το  «βιομηχανικό»  οξικό οξύ, που αποβλέπει στη σύνθεση άλλων προϊόντων, όπως π.χ. του πολυοξικού βινυλεστέρα παρασκευάζεται 

  α. με καταλυτική οξείδωση αλκανίων (π.χ. βουτάνιο C4H10) 


β. με καταλυτική οξείδωση ακεταλδεΰδης.
γ. από μεθανόλη με επίδραση CO παρουσία καταλυτών

Το ξίδι είναι διάλυμα οξικού οξέος, το οποίο παρασκευάζεται από τη ζύμωση κρασιού ή άλλου αλκοολούχου ποτού μικρής περιεκτικότητας σε οινόπνευμα (περίπου 5%-8%). Κατά τη διεργασία αυτή λαμβάνει χώρα οξείδωση της αιθυλικής αλκοόλης προς οξικό οξύ παρουσία του ενζύμου αλκοολοξειδάση.

 


 

Εργαστηριακή παρασκευή οξικού οξέος

    • Με οξείδωση της αιθυλικής αλκοόλης με τα κατάλληλα οξειδωτικά μέσα.


    Οξείδωση γαλακτικού οξέος


    Το γαλακτικό οξύ, ως δευτεροταγής αλκοόλη, οξειδώνεται  προς πυροσταφυλικό οξύ, το οποίο είναι ένα κετονοξύ με μεγάλη βιολογική σημασία.
                                                                             

    Αναγωγικές ιδιότητες των μονοσακχαριτών.


    Από χημική σκοπιά, η κύρια ιδιότητα των μονοσακχαριτών είναι ο αναγωγικός χαρακτήρας τους. Αυτός οφείλεται στην παρουσία χαρακτηριστικών ομάδων που είναι γνωστές για τις αναγωγικές τους ιδιότητες, όπως π.χ. η αλδεΰδομάδα -CH=O.
    Έτσι ένας αριθμός οξειδωτικών μέσων χρησιμοποιήθηκαν για την ταυτοποίηση  των χαρακτηριστικών ομάδων των υδατανθράκων.  Αυτά τα μέσα συνέβαλαν στην αποκάλυψη της δομής τους αλλά και στην σύνθεσή τους  στο εργαστήριο. Μεταξύ αυτών σημαντικά είναι τα αντιδραστήρια των Fehling και Benedict (το οποίο είναι μία παραλλαγή του αντιδραστηρίου του Fehling) καθώς και του Tollens.
    Τα αντιδραστήρια αυτά οξειδώνουν και συνεπώς δίνουν, κατά την κλασσική έκφραση, θετική αντίδραση (ή θετική δοκιμασία , test) με τις αλδεΰδες και τις α-υδροξυκετόνες. Συνεπώς, από τους υδατάνθρακες, αντιδρούν θετικά μόνο οι αλδόζες και οι α-υδροξυκετόζες (βλέπε κεφάλαιο 3).

    Πλαίσιο κειμένου:         Cu2+ + αλδεΰδη ή αλδόζη    ®  Cu2O + προϊόντα οξείδωσης                                                                                                  

     

    Τα αντιδραστήρια Fehling και Bebedict ανάγονται προς ένα κεραμέρυθρο ίζημα από Cu2O (Cu2+  --> Cu+), όταν οξειδώνουν αλδεΰδες σε αλκαλικά διαλύματα. Οι α-υδρόξυ-κετόνες σε αλκαλικά διαλύματα μετατρέπονται σε αλδεΰδες και συνεπώς αντιδρούν και αυτές θετικά. Σχηματικά η αντίδραση είναι :
    Η δημιουργία λοιπόν του κεραμέρυθρου ιζήματος είναι μία αδιάψευστη ένδειξη θετικής αντίδρασης. Στην περίπτωση του αντιδραστηρίου του Tollens σχηματίζεται το λεγόμενο  κάτοπτρο αργύρου .
    Υδατάνθρακες οι οποίοι αντιδρούν θετικά με τα παραπάνω αντιδραστήρια λέγονται και αναγωγικά σάκχαρα (ή ανάγοντα σάκχαρα). Τέτοια είναι όσα στην δομή τους περιέχουν αλδεϋδομάδα ή α-υδρόξυ-κετοομάδα. Υδατάνθρακες οι οποίοι δεν αντιδρούν με αυτά λέγονται μη αναγωγικά σάκχαρα και δεν περιέχουν τις παραπάνω ομάδες.
    Τα παραπάνω επώνυμα αντιδραστήρια έχουν σημαντική διαγνωστική αξία. Μάλιστα το αντιδραστήριο του Benedict χρησιμοποιείται και για ποσοτικούς προσδιορισμούς της γλυκόζης στο αίμα και στα ούρα.
    Αναγωγικές ιδιότητες παρουσιάζουν τα απλά σάκχαρα και από τους ολιγοσακχαρίτες μόνο εκείνοι οι οποίοι έχουν ελεύθερο καρβονύλιο. Το καλαμοσάκχαρο π.χ. δεν είναι αναγόμενο σάκχαρο. Οι πολυσακχαρίτες δεν εμφανίζουν αναγωγικές ιδιότητες.