Reacción redox orgánica

Las reducciones orgánicas u oxidaciones orgánicas o reacciones redox orgánicas son reacciones redox que tienen lugar con compuestos orgánicos. En química orgánica, las oxidaciones y reducciones son diferentes de las reacciones redox ordinarias, porque muchas reacciones llevan el nombre pero en realidad no involucran transferencia de electrones en el sentido electroquímico de la palabra. En cambio, el criterio relevante para la oxidación orgánica es la ganancia de oxígeno y/o la pérdida de hidrógeno, respectivamente.

Los grupos funcionales simples se pueden organizar en orden creciente de estado de oxidación. Los números de oxidación son solo una aproximación:

número de oxidación	compuestos
−4	metano
−3	alcanos
−2, −1	alcanos, alquenos, alcoholes, haluros de alquilo, aminas
0	alquinos, dioles geminales
+1	aldehídos
+2	cloroformo, cianuro de hidrógeno, cetonas
+3	ácidos carboxílicos, amidas, nitrilos (cianuros de alquilo)
+4	dióxido de carbono, tetraclorometano

Cuando el metano se oxida a dióxido de carbono, su número de oxidación cambia de -4 a +4. Las reducciones clásicas incluyen la reducción de alquenos a alcanos y las oxidaciones clásicas incluyen la oxidación de alcoholes a aldehídos. En las oxidaciones se eliminan electrones y se reduce la densidad electrónica de una molécula. En las reducciones, la densidad electrónica aumenta cuando se agregan electrones a la molécula. Esta terminología siempre se centra en el compuesto orgánico. Por ejemplo, es habitual referirse a la reducción de una cetona por hidruro de litio y aluminio, pero no a la oxidación del hidruro de litio y aluminio por una cetona. Muchas oxidaciones implican la eliminación de átomos de hidrógeno de la molécula orgánica y la reducción agrega hidrógenos a una molécula orgánica.

Muchas reacciones clasificadas como reducciones también aparecen en otras clases. Por ejemplo, la conversión de la cetona en un alcohol mediante hidruro de litio y aluminio puede considerarse una reducción, pero el hidruro también es un buen nucleófilo en sustitución nucleófila. Muchas reacciones redox en química orgánica tienen un mecanismo de reacción de acoplamiento que involucra intermedios de radicales libres. La verdadera química redox orgánica se puede encontrar en la síntesis orgánica electroquímica o electrosíntesis. Ejemplos de reacciones orgánicas que pueden tener lugar en una celda electroquímica son la electrólisis de Kolbe.

En las reacciones de desproporción, el reactivo se oxida y se reduce en la misma reacción química formando dos compuestos separados.

Las reducciones catalíticas asimétricas y las oxidaciones catalíticas asimétricas son importantes en la síntesis asimétrica.

Oxidaciones organicas

La mayoría de las oxidaciones se realizan con aire u oxígeno. Estas oxidaciones incluyen rutas a compuestos químicos, remediación de contaminantes y combustión. Existen varios mecanismos de reacción para las oxidaciones orgánicas:

• Transferencia de un solo electrón
• Oxidaciones a través de ésteres intermedios con ácido crómico o dióxido de manganeso
• Transferencia de átomos de hidrógeno como en la halogenación por radicales libres.
• Oxidación que involucra ozono en ozonólisis o peróxidos (por ejemplo, peroxiácidos)
• Oxidaciones que implican un mecanismo de reacción de eliminación como la oxidación de Swern, la oxidación de Kornblum y con reactivos como el ácido IBX y el peryodinano de Dess-Martin.
• Oxidación por radicales nitróxido Sal de Fremy o TEMPO

Reducciones orgánicas

Existen varios mecanismos de reacción para las reducciones orgánicas:

• Transferencias directas de electrones (por ejemplo, reducción de Birch).
• Transferencia de hidruro en reducciones con, por ejemplo, hidruro de litio y aluminio o un cambio de hidruro como en la reducción de Meerwein-Ponndorf-Verley
• Hidrogenaciones utilizando una variedad de catalizadores (p. ej., níquel Raney o dióxido de platino) o reducciones específicas (p. ej., reacciones nombradas como la reducción de Rosenmund).
• Reacción de desproporción como la reacción de Cannizzaro

Las reducciones que no encajan en ningún mecanismo de reacción de reducción y en las que solo se refleja el cambio en el estado de oxidación incluyen la reacción de Wolff-Kishner.