L' ossidazione di composti organici sono di particolare importanza sia nell'ambito delle sintesi organiche che in ambito industriale.
L'ossidazione di un atomo di carbonio in un composto organico implica una delle seguenti modificazioni:
1) Addizione di ossigeno
2) Rimozione di idrogeno
3) Rottura di un legame multiplo
In genere gli ossidanti adoperati, per le sintesi in laboratorio sono sodio boroidruro in acqua, litio alluminio idruro in etere, Sn e HCl concentrato mentre a livello industriale di procede per idrogenazione catalitica.
Ossidazione degli alcoli e delle aldeidi
Gli alcoli primari in presenza di un ossidante come Cr(VI) sono trasformati in aldeidi. Esso sono a loro volta trasformate in acidi carbossilici mentre gli alcoli secondari sono trasformati in chetoni.
Un metodo per convertire gli alcoli primari direttamente ad acidi carbossilici consiste nel far reagire l'alcol con triossido di cromo in presenza di acido solforico. Questa reazione è detta di ossidazione di Jones; gli alcoli secondari sono trasformati in chetoni
Le aldeidi in cui non è presente un idrogeno in α al gruppo aldeidico danno luogo a una reazione di disproporzione con formazione di un acido carbossilico e un alcol. Tale reazione, che avviene in condizioni basiche, prende il nome di reazione di Cannizzaro
Gli alcoli secondari possono essere convertiti a chetoni con la reazione di ossidazione di Oppenauer.
In tale reazione l'alcol secondario viene trattato con un eccesso di acetone in presenza di isopropossido di alluminio Al(-O-CH(CH3)3 con ottenimento di chetone e 2-propanolo.
Tale reazione di ossidazione è altamente selettiva in quanto avviene solo l'ossidazione del gruppo alcolico e non quella di altri gruppi funzionali eventualmente presenti nella molecola.
Mentre i chetoni sono resistenti ad ulteriori ossidazioni i chetoni ciclici danno luogo alla formazione di acidi bicarbossilici
Ad esempio il cicloesanolo è dapprima trasformato in ciclochetone che a sua volta viene trasformato nell'acido esandioico noto come acido adipico
I chetoni possono essere ossidati a esteri in presenza di un perossiacido. Ad esempio il propanone, in presenza di acido trifluoroperacetico dà luogo all' etanoato di metile secondo la reazione:
CH3COCH3 + CF3COOOH → CH3COOCH3 + CF3COOH
Ossidazione dei legami multipli carbonio-carbonio
Gli alcheni, in presenza di un perossiacido sono trasformati in epossidi
L'ossidazione di un alchene ad opera del permanganato in ambiente basico o del tetrossido di osmio porta alla formazione di dioli vicinali
Il tetrossido di osmio dà un'alta resa ma, a causa dell'alto costo e della sua tossicità si preferisce il permanganato anche se la resa della reazione è notevolmente inferiore.
L'ozonolisi porta alla rottura sia del legame σ che del legame π presenti coinvolti nel doppio legame con formazione di un'aldeide e di un chetone.
Tale reazione è detta di ozonolisi è spesso utilizzata per identificare la posizione del doppio legame presente nell'alchene.
L'ossidazione di un alchilbenzene avviene se il carbonio legato al benzene contiene almeno un atomo di idrogeno benzilico. Si rammenta che per atomi di idrogeno benzilici si intendono l'atomo o gli atomi di idrogeno legato/i all' atomo di Carbonio legato all'anello benzenico.
In presenza di permanganato in ambiente basico si ottengono acidi carbossilici aromatici. Nel caso del t-butilbenzene che non presenta un atomo di idrogeno benzilico la reazione non avviene.
L'ossidazione del benzene a fenolo è piuttosto difficile pertanto si preferisce far reagire il benzene in modo da ottenere un sostituente e successivamente trasformare quest'ultimo in fenolo.
Ad esempio per solfonazione del benzene si ottiene l'acido benzensolfonico e successivamente il fenolo.
Il fenolo a sua volta può essere ossidato da forti agenti ossidanti come il bicromato per dare il chinone
