Окисление и восстановление органических соединений

• Окислительно-восстановительные реакции занимают важнейшее значение 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. Реакции окисления способствуют детоксикации и выведению лекарственных средств из организма.

• Окисление – процесс удаления водорода с образованием кратной связи или новых более полярных связей

• Восстановление – процесс обратный окислению.

• Окисление органических субстратов протекает тем легче, чем сильнее его тенденция к отдаче электронов.

• Окисление и восстановление необходимо рассматривать по отношению к определенным классам соединений.

Окисление С – Н связей (алканов и алкилов)

• При полном сгорании алканов образуется СО₂ и Н₂О при этом выделяется тепло. Другие пути их окисления и восстановления можно представить следующими схемами:

• Окисление насыщенных углеводородов протекает в жестких условиях (хромовая смесь горячая) более мягкие окислители не действуют на них. Промежуточными продуктами окисления являются спирты, альдегиды, кетоны, кислоты.

• Гидропероксиды R – О – ОН важнейшие промежуточные продукты окисления С – Н связей в мягких условиях, в частности in vivo

• Важной реакцией окисления С – Н связей в условиях организма является ферментативное гидроксилирование.

Примером может быть получение спиртов при окислении пищи. За счет молекулярного кислорода и его активных форм. осуществляется в in vivo.

Перекись водорода может служить в организме гидроксилирующим агентом.

Избыток перекиси должен разлагаться с помощью каталазы на воду и кислород.

Окисление и восстановление алкенов можно представить следующими превращениями:

Восстановление алкенов

Окисление и восстановление ароматических углеводородов

• Бензол чрезвычайно тяжело окисляется даже в жестких условиях по схеме:

• Способность к окислению заметно увеличивается от бензола к нафталину и далее к антрацену.

• ЭД- заместители облегчают окисление ароматических соединений. ЭА – затрудняют окисление. Восстановление бензола.

С₆Н₆ + 3Н₂

• Ферментативное гидроксилирование ароматических соединений

•

• Окисление спиртов

• По сравнению с углеводородами, окисление спиртов осуществляется в более мягких условиях

• Важнейшей реакцией диолов в условиях организма является превращения в системе хинон-гидрохинонПеренос электронов от субстрата к кислороду осуществляется в метахондриях.

• Окисление и восстановление альдегидов и кетонов

• Один из наиболее легко окисляющийся классов органических соединений 2Н₂С = О + Н₂О СН₃ОН + НСООН особенно легко протекает на свету

•

• Окисление азотсодержащих соединений

• Амины окисляются достаточно легко конечными продуктами окисления являются нитросоединения Исчерпывающее восстановление азотсодержащих веществ приводит к образованию аминов.

• Окисление аминов в in vivo Окисление и восстановление тиоловCравнительная характеристика О-В свойств органических соединений.

• Наиболее легко окисляются тиолы и 2-х-атомные фенолы. Достаточно легко окисляются альдегиды. Труднее окисляются спирты, причем первичные легче, чем вторичные, третичные. Кетоны устойчивы к окислению или окисляются с расщеплением молекулы.

• Алкины окисляются легко даже при комнатной температуре.

• Наиболее трудно окисляются соединения, содержащие атомы углерода в Sр3-гибридизированом состоянии, то есть насыщенные фрагменты молекул.

• ЭД – заместители облегчают окисление

• ЭА – затрудняют окисление.

Дата добавления: 2014-01-04