¿Intermedio no halógeno entre el alcano y el alcohol en condiciones básicas?

Question

Usando la química orgánica no he podido encontrar un método que no involucre a los halógenos (especialmente los gaseosos).

Por favor, ignora la enzima mono-oxigenasa, que añade $\ce{O2}$ directamente a los alcanos para formar alcoholes.

[editar] En cuanto a la selectividad, la reacción debería detenerse preferentemente en la fase de alcohol.

El método más prometedor que he encontrado implica a Boranes pero sólo funciona para los alcanos terminales. El organoborano termo puede entonces convertirse en un alcohol .

Lo encontré mediante una búsqueda en Google inspirada en las respuestas de abajo: "fotoquímica de los alcanos".

Answer 1

Creo que estás preguntando si hay una forma de convertir un alcano en un alcohol sin utilizar halógenos en el proceso.

Los alcanos son relativamente poco reactivos, por lo que las especies de alta energía (como los radicales libres) se utilizan con mayor frecuencia para llevar a cabo reacciones en los alcanos. La reacción de los alcanos con los halógenos que has mencionado es un ejemplo de este proceso de radicales libres.

Otras moléculas de alta energía que pueden utilizarse para convertir alcanos en alcoholes son el ozono y el oxígeno singlete (foto) generado químicamente. Al igual que ocurre con los halógenos, estas moléculas reactivas muestran poca selectividad, por lo que si los hidrógenos primarios, secundarios y terciarios coexisten en el alcano, se obtiene una mezcla de alcoholes primarios, secundarios y terciarios. Sin embargo, en moléculas como el ciclohexano, donde sólo hay un tipo de hidrógeno, se pueden obtener resultados algo útiles. Digo "algo útil" porque el ozono y el oxígeno singlete pueden oxidar el alcohol resultante hasta convertirlo en un carbonilo. He aquí una referencia a un resumen sobre el uso del ozono para funcionalizar alcanos.

Reactivos como el permanganato potásico y el ácido crómico también oxidan los alcanos por un mecanismo de radicales libres para producir alcoholes. Una vez más, siguen existiendo problemas de selectividad y de oxidación posterior.

Aquí hay un enlace a una buena reseña titulada " Hidroxilación de alcanos ." Abarca una gran variedad de reactivos. La mayoría de las moléculas representadas contienen grupos funcionales que pueden ayudar a mejorar la selectividad, pero también hay varios ejemplos de hidrocarburos. Tal vez encuentre un ejemplo similar a su molécula de interés.

Answer 2

Ron ya ha señalado que la funcionalización de los alcanos suele implicar a los radicales.

Un proceso clásico es el Reacción de Fenton , normalmente utilizando $\ce{FeSO4}$ y $\ce{H2O2}$ .

Aquí, la especie reactiva es el radical hidroxilo, $\color{\red}{\ce{HO\cdot}}$ que se genera a través de:

\[\ce {Fe^{2+} + H2O2 -> Fe^{3+} + OH- + \color { \red }{HO \cdot }}\]

En una variante, el reacción de foto-Fenton El proceso se ve facilitado por la irradiación UV/VIS.

La irradiación en el rango visible permite la fotorreducción de $\ce{Fe^{3+}}$ a $\ce{Fe^{2+}}$ , proporcionando más radicales hidroxilo:

\[\ce {Fe^{3+} + H2O ->[h \nu ] Fe^{2+} + \color { \red }{HO \cdot } + H+}\]

Tras la irradiación a una longitud de onda inferior a 400 nm, la excitación directa (y la escisión homolítica) del peróxido de hidrógeno proporciona una fuente adicional para las especies reactivas:

\[\ce {H2O2 ->[h \nu ] 2 \color { \red }{HO \cdot }}\]

Sin embargo, debido a la falta de selectividad, este proceso rara vez se utiliza en síntesis y más bien se aplica para lo contrario: la degradación de la materia orgánica en el tratamiento de aguas residuales.