oxidacion y reduccion

QUIMICA ORGANICA II
Oxidación y Reducción

Universidad Interamericana de Puerto Rico

Introducción
Si Z es un elemento más electronegativo que el carbono C, entonces:

Oxidación resulta cuando hay un aumento del número de enlaces C-Z
( usualmente C-O ) o una disminución de los enlaces C-H
Reducción resulta cuando hay una disminución del número de
enlaces C-Z ( usualmente C-O ) o un aumento delos enlaces C-H

Introducción
Ejemplos:

O
oxidación

reducción

O

O

C

C

CH3

CH3

CH2

CH2

oxidación

CH3 OCH3
CH3CH2Cl

ninguna de las dos

Agentes Reductores:
Se llaman agentes reductores a sustancias que causan la reducción de otras;
todo agente reductor entrega el equivalente a 2 H.

Introducción
Hay 3 maneras disponibles para adicionar los 2H a la molécula orgánica:
1.- gas H2 concatalizador; esta es la manera más simple y se usa un metal
como catalizador: Ni, Rh, Pt, etc en láminas, granos o soportados sobre
material inerte.
2.- añadiendo 2 H+ y 2 e-; este tipo de reducciones se hacen en medio ácido o
en medio básico:
Fe  Fe2+ + 2 e2 HCl  2 Cl- + 2 H+
En medio básico:
2 Na  2 Na+ + 2 e2 NH3  2 NaH2- + 2 H+
3.- añadiendo un hidruro H- y un protón H+; compuestos donantes deHellos son:
H

NaBH4

Na

H B H
H

borohidruro sódico

H
Li

H Al H

LiAlH4

H
hidruro de litio y aluminio = LAH

Reducción de Alquenos
Hidrogenación catalítica

El catalizador consiste en un metal ( Pd, Pt, Ni ) en lámina, en polvo, o
adsorbido sobre otro sólido inactivo que sirva de soporte. El H2 entra a la
molécula de alqueno en forma de una adición “syn”

Reducción de Alquenos
Mecanismo dela Hidrogenación catalítica

Reducción de Alquenos
Hidrogenación catalítica

El catalizador consiste en un metal ( Pd, Pt, Ni ) en lámina, en polvo, o
adsorbido sobre otro sólido inactivo que sirva de soporte. El H2 entra a la
molécula de alqueno en forma de una adición “syn”

Reducción de Alquenos
Hidrogenación catalítica
El DH° de hidrogenación permite medir la estabilidad comparada de dosalquenos diferentes que son hidrogenados para dar el mismo alcano.

mono

di - cis

di - gem

estabilidad

di - trans

tris

tetra

Reducción de Alquenos
Mecanismo de la Hidrogenación catalítica

Grados de Insaturación
La insaturación de un compuesto orgánico corresponde a la menor cantidad
de hidrógeno que posee debido a la presencia de ciclos y de enlaces p. Como
cada uno de esos factores hacedisminuir la cantidad de H en dos átomos, se
define como “un grado de insaturación = 2 átomos de H menos”.
Se calcula por la fórmula

insaturación =

2C+2-H
2

grados

donde:
C significa el número de átomos de carbono que posea la molécula
H significa el número de átomos de hidrógenos H + el número de
_ halógenos Cl,Br,I,F – el número de nitrógenos N

Cl

CH CHCH2NH2
O

En este caso C = 8

H = 12 +1 – 1 = 12

Insaturación = ( 2 x 8 +2 – 12 ) / 2 = 3
Los tres factores que producen estos tres grados de
insaturación son:
enlace p en el C=O
enlace p en el C=C
ciclo de cinco átomos

Reducción del enlace C=O
La adición catalítica de H2 a los aldehidos ( produce alcohol 1° ) y de cetonas
( produce alcohol 2° ) también ocurre como en los alquenos
O
CH3

C

H

H

H2

O

Pd-C

C H
CH3
H
alcohol 1°aldehido

H
O H

O
H2
Pd-C
cetona

alcohol 2°

Reducción de Alquinos
La adición catalítica de H2 a los alquinos se puede hacer de tres maneras
diferentes, cada una dando un resultado distinto:

Reducción de Alquinos
Hidrogenación catalítica de alquinos (adición syn) :

Reducción de Alquinos
Reducción catalítica parcial de alquinos a cis-alquenos:
Se utiliza el “catalizador de Lindlar” queconsiste en el metal paladio Pd pero
adsorbido sobre CaCO3+Pb(CH3COO)2+ quinolina para disminuir su efectividad y así detener la adición a medio camino en el alqueno.

Reducción de Alquinos
Reducción parcial de alquinos a trans-alquenos:
Esta reducción se logra cuando se usa la disolución de un metal para generar
electrones ( como Na en NH3 ):

Reducción de Alquinos
Mecanismo de la reducción de...