Witajcie drodzy chemicy!

1.) Mam pytanko jak mozna zredukować grupę CHO, do OH, lub CO??
Czyli jak, np z formaliny zrobić metanol, lub aceton??
Jakiego użyć reduktora?? Jakiegoś taniego i ogólnie dostępnego.
Myślalem nad Na2S2O3, tylko nie wiem czy da radę :/

2.) Jak utlenić grupę CHO do COOH, czyli aby zrobić, np. z formaliny kwas octowy??
Myślałem nad tanim i słabym utleniaczem jakim jest Fe2O3, lub CuO.

Ale wtopa
Formalina to HCHO

Zatem jak zredukować ją do CO oraz OH. Coś czuję, że do CO nie da rady, a do OH to do metanolu

Utlenić ją do grupy COOH, czyli do kwasu mrówkowego.

Zredukowac formaldhyd do metanolu to najlepiej za pomocą NaBH₄ lub LiAlH₄. Tiosiarczan nie da rady na pewno. Do CO to można tylko przez spalanie przy ograniczonym dostępie tlenu. Natomiast utlenic można KMnO₄ w środowisku kwaśnym, utleni się do kwasu mrówkowego, a przy nadmiarze KMnO₄ dalej do CO₂. Można też utleniac odczynnikami Tollensa, Trommera, Fehlinga, Benedicta, lub po prostu rozżarzonym drutem miedzianym. Można też zdysproporcjonowac formaldehyd ogrzewając go z NaOH, wtedy utworzy się zarówno metanol jak i kwas mrówkowy (reakcja Cannizarro).

Redukcja aldehydu, przecież on sam w sobie jest reduktorem?
Aldehydy otrzymuje się przez:
- odwodornienie alkoholi (stąd nazwa alcohol dehydrogenatus)
- hydratacja - uwodnienie alkinów, np. synteza Kuczerowa, polegająca na katalitycznym uwodnieniu acetylenu:
C2H2 + H2O ---> CH3CHO


A jeżeli chodzi o utlenienie to zwykła Tollensa:
HCOH + Ag2O ---> HCOOH + 2Ag

Lub też próba Trommera:
HCHO + 2Cu(OH)2 ---> HCOOH + Cu2O + 2H2O

A keton z aldehydu? Nie mam pojęcia jak.

Pozdrawiam
Rajek

Amaranth - sorry, byłeś kilka minut przede mną, a ja w tym czasie pisałem posta chyba ^^

A nie metanol i mrówczan sodu?

2 HCHO + NaOH ---> CH3OH + HCOONa

Przynajmniej moim zdaniem ^^

Pozdrawiam
Rajek

rajek1992, -CHO jest swego rodzaju amfoterą redoks - można go utlenić do -COOH i zredukować do -CH2OH ( uwodornić, znaczy także zredukować ). Ja pamiętam właśnie redukcję za pomocą LiAlH4, ale pewno borowodorek też może być jako donor H-
H- /wodorek/ atakuje elektrofilowy atom grupy karbonylowej, powstaje alkoholan, który protonowany daje alkohol.

Jednym z warunków dla możliwości utworzenia ketonu, jest II-rzędowy węgiel w cząsteczce... a my mówimy o formalinie.

W reakcji Cannizarro powstaje alkohol i karboksylan.

Rajek.
Formalina to mocny reduktor, zatem w trummerze nie Cu2O tylko miedź.

Rajek, zapewniam Cię, że aldehydy da się zredukowac do alkoholi Odsyłam do Chemii Organicznej McMurryego, tom 4. Poza tym, wymyśliłem jak z formaldehydu zrobic aceton (synteza kompletnie bezsensowna w praktyce ale dla czysto teoretycznej zabawy w chemię organiczną można ją podac)
1. formaldehyd+CH3MgCl --> etanol
2. etanol + chlorochromian pirydyniowy --> etanal
3. etanal + CH3MgCl --> propan-2-ol
4. propan-2-ol + KMnO4/kwas --> aceton

Dawidf, zdecydowanie nie masz racji, w reakcji Trommera powstaje czerwony osad Cu₂O, to jest oznaka, że w roztworze jest aldehyd.
Żeby nie było że nabijam posty, to nie zauważyłem tego postu Dawida jak pisałem mój poprzedni

Borowodorek ma tą przewagę, że nie redukuje wiązań podwójnych C=C w przeciwieństwie do LiAlH4

Acetonu, ani kwasu octowego nie zrobisz z formaliny (przynajmniej nie tak prosto). Formaldehyd ma jeden atom C, a aceton i kwas mają więcej. Zresztą Amaranth podał ci metodę - przypominam tylko o bezwodnym środowisku

Jeżeli chodzi o skalę doświadczalną to metody na utlenienie i redukcję też Ci Amaranth napisał. Chociaż za ten nadmanganian to nie byłbym taki pewny - może od razu do CO2 polecieć.

Melon, to prawda, że nadmanganian w kwasie może utlenic formaldehyd do CO₂, ale jeśli dodac w miarę stechiometryczną ilośc nadmanganianu w temperaturze pokojowej to wyjdzie kwas mrówkowy, najwyżej trochę CO₂ się wydzieli.

Zrobiłem małe doświadczenie
Do roztworu KMnO4 (w 2 probówkach) w buforze fosforanowym dodałem formaliny i kwasu mrówkowego. Bufor był po to żeby nie było różnicy w odczynie tych 2 roztworów.
Po kilku minutach w probówce z kwasem wytrącił się gęsty osad, natomiast drugi roztwór (z formaliną) był całkowicie przejrzysty, nie było nawet opalizacji.

W doświadczeniu chodziło mi żeby pokazać, że kwas mrówkowy reaguje dużo szybciej od formaliny. Jeśli utlenimy formaldehyd nadmanganianem to małe ilości powstającego kwasu będą natychmiast utleniane do CO2.
Dlatego jakoś nie widze tego sposobu

Melon, a zaobserwowałeś wydzielenie gazu? I jakiego koloru były roztwory i osad po kilku minutach? Zgaduję, że osad był brunatny, gaz się wydzielił w probówce z kwasem, a roztwór z formaliną pozostał fioletowy. Wtedy moja teoria byłaby obalona. W sumie to chyba masz rację, ale spróbuję kiedyś to sprawdzic tak na wszelki wypadek. Wiadomo, nic nie zastąpi praktyki.

Ja przeprowadziłbym taki eksperyment nieco inaczej: do probówki z formaliną dodawałbym kroplami zakwaszony nadmanganian. Gdyby reakcja przebiegała od razu do CO2, powinien się pojawic gaz.

Nie, gazu nie było. Robiłem to trochę na szybko więc nie kombinowałem z mieszaniem, przypatrywaniem się itd. Roztwory nie były zbyt stężone więc gaz mógł się też rozpuścić.
Jedyne o czym nie napisałem to że na koniec probówkę z formaliną włożyłem do gorącej wody. Wtedy reakcja zaszła (trudno, żeby nie ).

No nie wiem, trudno mi powiedziec co tam tak naprawdę się utlenia, ale mam pewien pomysł. W środowisku kwaśnym szybkości reakcji aldehydu i kwasu zależą od ich stężeń w roztworze podniesionych do 5-ych potęg (to wynika z równań kinetycznych). Może przy takich samych stężeniach kwas reaguje szybciej niż aldehyd, ale w formalinie musi powstac pewna ilośc kwasu, zanim szybkości ich utlenienia staną się równe.

A jak dobiorę się do odczynników, to spróbuję sprawdzic doświadczalnie.

Ja już spróbowałem
Zrobiłem po twojemu: do ok. 3ml 10% HCOH dodałem ok. 0,5ml stężonego H2SO4. Do tego dodawałem roztwór KMnO4. Wszystko na gorąco i ciągle mieszane.
Każda porcja KMnO4 powodowała silne pienienie. Mam jednak wrażenie, że jednak za mocno to zakwasiłem.

Może bez kwasu by się dało. Kwas mrówkowy byłby wiązany w mrówczan przez KOH z rozkładu KMnO4. Ale to takie gdybanie. Nie mam teraz czasu wszystkich możliwości sprawdzać, ale postaram się jeszcze sprawdzić.

A nie pomyśleliście o słabszym utleniaczu, jak CrO3, czy innym utleniaczu (może H2O2?), przy czym dodaniu formaliny w nadmiarze? Albo po prostu nie kombinować...

@Amaranth, rzeczywista kinetyka reakcji zależy od jej mechanizmu /najwolniejszego etapu reakcji wieloetapowej/, a nie zawsze od równania sumarycznego. Patrz choćby utlenianie I- za pomocą H2O2 w środowisku kwaśnym.

No, o tym to zapomniałem... Rzeczywiście, cholera wie na jakie etapy jest podzielone utlenianie, zwłaszcza że nadmanganian lubi redukowac się stopniowo. Dzięki za przypomnienie.