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Oxidación

Los ácidos carboxílicos y sus derivados poseen el carbono del grupo carboxílico en un estado de oxidación formal +3, el más alto que puede tener un carbono en un grupo funcional orgánico.

Preparación de ácidos carboxílicos por oxidación▶ Ver el vídeo en YouTube
Escala de estados de oxidación del carbono, de C⁴⁻ a C⁴⁺: alcanos, alquenos, alcoholes, alquinos, aldehídos y cetonas, ácidos y derivados y, por último, CO, CO₂ y H₂CO₃

Por tanto, un ácido carboxílico podrá obtenerse a partir de la oxidación de casi cualquier otro grupo funcional, siempre que exista el reactivo adecuado.

Oxidación de alcanos

Los alcanos son difíciles de oxidar selectivamente. Sin embargo, la posición bencílica es fácilmente oxidable.

Oxidación del 1-metil-4-propilbenceno con KMnO₄ en medio básico: las dos cadenas laterales se oxidan en la posición bencílica y se obtiene el ácido tereftálico (ácido benceno-1,4-dicarboxílico)

Pincha aquí para recordar qué es la posición bencílica.

La oxidación enérgica de alquilbencenos provoca la formación de ácidos benzoicos. La oxidación ocurre en la posición bencílica.

Oxidación de alquenos y alquinos

Ozonólisis del 1-metilciclohexeno: con Zn/AcOH se obtiene un cetoaldehído y con H₂O₂ en medio ácido un cetoácido

Los alquenos pueden oxidarse a ácidos carboxílicos, sufriendo la ruptura del doble enlace. Los alquinos también, pero la reacción no es muy útil.

Pincha aquí para recordar la oxidación de alquenos.

Oxidación de alcoholes

Oxidación del 2-etil-2-metil-1-butanol con KMnO₄ a ácido 2-etil-2-metilbutanoico

Pincha aquí para recordar la oxidación de alcoholes.

Los alcoholes primarios son los únicos que pueden oxidarse a ácidos carboxílicos sin ruptura de enlaces C–C. Los alcoholes secundarios y terciarios pueden oxidarse a ácidos carboxílicos en condiciones muy enérgicas, pero con ruptura de enlaces C–C. Esta reacción no es útil.

Oxidación de aldehídos

La oxidación de aldehídos es muy fácil y puede lograrse con reactivos de oxidación muy suaves como el óxido de plata (Ag2O).

Pincha aquí para recordar la oxidación de aldehídos.

Oxidación de un aldehído a ácido carboxílico con óxido de plata (Ag₂O)

Oxidación de cetonas

La oxidación de cetonas pasa obligatoriamente por la ruptura de un enlace C–C. Si es enérgica (KMnO4, K2Cr2O7), se producen dos ácidos carboxílicos; si es suave (oxidación de Baeyer-Villiger), se produce un éster que, una vez hidrolizado, da lugar a un ácido y un alcohol (en una cetona cíclica, como la de la figura, ambos quedan en la misma molécula: un hidroxiácido).

Pincha aquí para recordar la oxidación de cetonas.

Oxidación de la ciclohexanona: la enérgica rompe el anillo y da ácido hexanodioico; la suave (Baeyer-Villiger) da una lactona que se hidroliza a ácido 6-hidroxihexanoico