Spirtu oksidēšana

Oglekļa atomi, kas saistīti ar primāro un sekundāro spirtu hidroksilgrupām, satur ūdeņradi, ko var oksidēt par aldehīdiem, ketoniem vai skābēm; Oglekļa atomos, kas saistīti ar terciāro spirtu hidroksilgrupām, nav ūdeņraža un tie nav viegli oksidēti. Piemēram, skābos apstākļos tie tiek viegli dehidrēti, veidojot olefīnus, un pēc tam oglekļa oglekļa saites oksidējas un pārtrūkst, veidojot mazu molekulu savienojumus.
1. Oksidēt ar kālija permanganātu vai mangāna dioksīdu
Spirtus neoksidē auksti, atšķaidīti vai neitrāli kālija permanganāta ūdens šķīdumi. Primārie un sekundārie spirti var tikt oksidēti salīdzinoši spēcīgos apstākļos (piemēram, karsējot). Primārais spirts rada kālija karboksilātu, kas šķīst ūdenī un izgulsnē mangāna dioksīdu. Pēc neitralizācijas var iegūt karbonskābi.
Sekundāros spirtus var oksidēt par ketoniem. Tomēr, tā kā sekundārie spirti tiek oksidēti par ketoniem, izmantojot kālija permanganātu, tas ir pakļauts turpmākai oksidācijai, izraisot oglekļa oglekļa saišu pārraušanu, tāpēc to reti izmanto ketonu sintēzei.
Terciāros spirtus neitrālos un sārmainos apstākļos kālija permanganāts viegli oksidē. Tomēr skābos apstākļos tie var dehidrēt, veidojot alkēnus, kas pēc tam tiek sadalīti oglekļa oglekļa saitē un rada mazu molekulu savienojumus.
Kālija permanganātu un mangāna sulfātu var izmantot, lai ražotu mangāna dioksīdu sārmainos apstākļos, un jaunizveidotais mangāna dioksīds var. Primārie un sekundārie spirti ar nepiesātinātām saitēm uz oglekļa tiek oksidēti līdz atbilstošiem aldehīdiem un ketoniem, un nepiesātinātās saites netiek ietekmētas.
2. Oksidēt ar hromskābi
Hromskābi var izmantot kā oksidantu nātrija dihromāta un 40–50 procentu sērskābes maisījuma, hroma anhidrīda ledus etiķskābes šķīduma un hroma anhidrīda un piridīna kompleksa veidā.
Pirmās kārtas spirtu parasti oksidē ar nātrija dihromāta un 40–50 procentu sērskābes maisījumu, lai iegūtu aldehīdus, kurus tālāk oksidē līdz skābēm. Ja tiek kontrolēti atbilstoši oksidācijas apstākļi un aldehīds tiek nekavējoties iztvaicēts no reakcijas sistēmas pēc oksidēšanas, tas var izvairīties no turpmākas aldehīda oksidēšanās par skābi. Reakcija jāveic temperatūrā, kas ir zemāka par spirta viršanas temperatūru, bet augstāka par aldehīda viršanas temperatūru. Propanolu pa pilienam pievieno nātrija dihromāta, sērskābes un ūdens šķīdumam ~75 grādu temperatūrā. Kad propanāls ir izveidots, tas tiek destilēts. Šīs reakcijas iznākums nav augsts, jo vienmēr ir daļa aldehīdu, kas oksidēti līdz skābēm. Lai izmantotu šo metodi, aldehīdu viršanas temperatūra ir zemāka par 100 grādiem, tāpēc tās izmantošana ir ļoti ierobežota.
Sekundārie spirti parasti tiek oksidēti ar iepriekšminētajiem hromskābes oksidētājiem, un ketoni šajos apstākļos ir samērā stabili. Tāpēc tā ir salīdzinoši noderīga metode.
Hromanhidrīda bipiridīna komplekss, kas veidojas, hroma anhidrīdam reaģējot ar piridīnu, ir higroskopisks sarkans kristāls, ko sauc par Sareta reaģentu, kas var oksidēt primāros spirtus par aldehīdiem un sekundāros spirtus par ketoniem ar lielu iznākumu. Tā kā piridīns ir sārmains, tas ir labs oksidētājs spirtiem, kas ir nestabili skābēs. Reakciju parasti veic dihlormetānā aptuveni 25 grādu temperatūrā. Ja molekulā ir dubultās vai trīskāršās saites, tās oksidācijas laikā netiek ietekmētas.
Sekundāros spirtus var arī oksidēt līdz atbilstošiem ketoniem ar Džonsa reaģentu. Ja reaģents ir nepiesātināts sekundārais spirts, oksidēšanas laikā ar Džonsa reaģentu rodas atbilstošais ketons, neietekmējot dubultsaiti. Šis reaģents izšķīdina hromanhidrīdu atšķaidītā sērskābē un pēc tam pilina to oksidējamā spirta propanona šķīdumā. Reakciju veic pie 15-20 grādiem, lai iegūtu lielāku ketonu iznākumu.