reduksi dan oksidasi (manipulasi gugus fungsi)

. Oxidation and reduction protocols

Oksidasi senyawa organik merupakan keadaan terjadinya pembentukan ikatan antara karbon dan atom yang lebih elektronegatif (biasanya O, N, atau halogen) atau dengan pemutusan ikatan antara karbon dan atom kurang elektronegatif (biasanya H) sehingga dapat menghilangkan kerapatan elektron pada karbon yang disebabkan oleh. Sebaliknya, reduksi organik menghasilkan penguatan kerapatan elektron pada karbon yang disebabkan oleh pembentukan ikatan antara karbon dan atom yang kurang elektronegatif atau dengan pemutusan ikatan antara karbon dan atom yang lebih elektronegatif. 

Oksidasi mengurangi densitas elektron pada karbon dengan :

-         Membentuk salah satu dari  : C-O; C-N; C-X

-         Memutuskan ikatan            : C-H

Reduksi meningkatkan kerapatan elektron pada karbon dengan :

-         Membentuk                        : C-H

-         Memutuskan salah satu dari : C-O; C-N; C-X

Berdasarkan definisi ini, maka reaksi klorinasi metana untuk menghasilkan klorometana adalah oksidasi karena ikatan C-H rusak dan terbentuk ikatan C-Cl. Sedangkan, pada konversi alkil klorida menjadi alkana melalui pereaksi Grignard diikuti oleh protonasi adalah reduksi karena ikatan C-Cl rusak dan terbentuk ikatan baru C-H. 

OXIDATION AND REDUCTION IN ORGANIC CHEMISTRY

Dalam reaksi radikal ionik dan bebas, oksidasi dan reduksi didefinisikan sebagai proses di mana suatu unsur mengalami rugi bersih atau perolehan elektron, masing-masing. Konsep yang diterapkan pada senyawa kovalen organik, di mana elemen berbagi elektron daripada kehilangan atau memperolehnya adalah sama, tetapi sering disederhanakan dan dipersempit untuk memudahkan mengenali proses ini. Oleh karena itu harus diingat bahwa, sementara definisi berikut ini sangat disederhanakan, ini melayani tujuan cepat mengidentifikasi proses oksidasi dan reduksi dalam banyak reaksi organik.

Dalam referensi untuk molekul organik, oksidasi adalah proses dimana atom karbon memperoleh ikatan dengan unsur elektronegatif yang lebih, paling sering oksigen. Pengurangan adalah proses dimana atom karbon mendapatkan ikatan dengan unsur elektronegatif yang kurang, paling sering adalah hidrogen.

Bagan berikut meringkas konsep-konsep ini ketika diterapkan pada transformasi organik. [ox] berarti oksidasi, dan [merah] berarti reduksi.

OXIDATION

H

[ox]

H

[ox]

O

[ox]

O

[ox]

H

C

H

H  C  H

H  C  OH

H  C  OH

O  C  O

[red]

[red]

H

[red]

H

[red]

(CO2)

alkane

alcohol

aldehyde

carboxylic

carbon

acid

dioxide

Most highly

Most highly

reduced state

REDUCTION

oxidized state

Beberapa poin harus diperhatikan. Pertama, untung atau rugi dari obligasi berarti lebih atau kurang obligasi. Ikatan ganda dihitung sebagai dua ikatan dan ikatan rangkap tiga sebagai tiga ikatan. Dengan demikian dalam gugus karbonil (C = O) karbon dianggap memiliki dua ikatan dengan oksigen. Oleh karena itu, karbon ini memiliki tingkat oksidasi yang lebih tinggi daripada karbon alkohol, yang hanya memiliki satu ikatan dengan oksigen. Dalam terminologi rutin, dikatakan bahwa aldehida adalah gugus fungsi teroksidasi yang lebih tinggi daripada alkohol. Oleh karena itu, reaksi oksidasi adalah reaksi dimana karbon sentral dari gugus fungsi diubah menjadi bentuk teroksidasi yang lebih tinggi, dan reaksi reduksi adalah reaksi dimana karbon sentral diubah menjadi bentuk yang lebih tinggi tereduksi.

Kedua, bisa ada beberapa gugus fungsi dimana karbon sentral memiliki keadaan oksidasi yang sama. Sebagai contoh, karbon yang terikat pada oksigen dalam alkohol dan eter memiliki keadaan oksidasi yang sama. Demikian juga untuk aldehida dan bentuk terhidrasinya, dan untuk asam karboksilat dan turunannya. Namun, sebagian besar referensi untuk reaksi oksidasi dan reduksi dalam buku teks kimia organik melibatkan kelompok-kelompok fungsional yang disajikan dalam bagan di atas.

 permasalah
  
1. bagaimana misalkan mkarbon yang terikat pada oksigen dalam alkohol dan eter memiliki keadaan oksidasi yang sama. Demikian juga untuk aldehida dan bentuk terhidrasinya, dan untuk asam karboksilat dan turunannya. Namun, sebagian besar referensi untuk reaksi oksidasi dan reduksi dalam buku teks kimia organik melibatkan kelompok-kelompok fungsional , mengapa hal itu terjadi dapat memiliki keaadan oksidasi yang sama?

2.
eaksi klorinasi metana untuk menghasilkan klorometana adalah oksidasi karena ikatan C-H rusak dan terbentuk ikatan C-Cl. Sedangkan, pada konversi alkil klorida menjadi alkana melalui pereaksi Grignard diikuti oleh protonasi adalah reduksi karena ikatan C-Cl rusak dan terbentuk ikatan baru C-H. dari hal tersebut mengapa oksidasi dibutuhkan pada ikatan rusak tersebut?

3.
Dalam referensi untuk molekul organik, oksidasi adalah proses dimana atom karbon memperoleh ikatan dengan unsur elektronegatif yang lebih, paling sering oksigen, bagaimanakah pengaruh pada gugus fungsi yang sama?