Mekanisme Reaksi Oksidasi pada berbagai Senyawa Organik

Reaksi oksidasi adalah reaksi yang menyebabkan terjadinya penambahan jumlah atom oksigen atau pengurangan atom hidrogen dalam molekul organik. Produk reaksi oksidasi dapat berupa senyawa alkohol, aldehida, keton, ester, epoksida, asam karboksilat dan lain-lain.

Contoh :

Ada beberapa mekanisme reaksi untuk oksidasi organik, yaitu:

1. Transfer elektron tunggal
2. Oksidasi melalui ester intermediet dengan asam kromat atau mangan dioksida
3. Tansfer atom hidrogen seperti pada halogenasi radikal bebas
4. Oksidasi yang melibatkan ozon dalam ozonolisis atau peroksida (misalnya asam peroksi)
5. Oksidasi yang melibatkan mekanisme reaksi eliminasi seperti oksidasi Swern, oksidasi Kornblum dan dengan reagen seperti asam IBX dan Dess-Martin periodinane
6. Oksidasi oleh radikal nitroksida Garam Fremy atau TEMPO.

Reaksi Oksidasi Alkohol

Alkohol primer dioksidasi menghasilkan aldehid dan bila dioksidasi lanjut menghasilkan asam karboksilat, sedangkan alkohol sekunder dan tersier dioksidasi menghasilkan keton. Alkohol tersier tidak teroksidasi dalam suasana basa, namun teroksidasi dalam larutan asam sehingga mengalami dehidrasi dan kemudian alkenanya teroksidasi.

Reaksi oksidasi dapat terjadi melalui beberapa cara yaitu:

1. Melalui pelepasan elektron, seperti dalam oksidasi fenol oleh ferisianida

Persyaratan untuk agen pengoksidasi adalah mampu menampung satu elektron, seperti Fe(III) menjadi Fe(II) yang dicirikan dengan potensial redoks. Persyaratan untuk senyawa organik adalah dapat menghasilkan radikal yang relatif stabil pada oksidasi dalam siklus di atas, kestabilan reaktif dicapai dengan delokalisasi elektron tak berpasangan ke dalam cincin benzena.

2. Melalui pelepasan hidrogen, seperti dalam oksidasi aldehida terkatalis-radikal

3. Melalui pelepasan ion hidrida, seperti reaksi Cannizarro

4. Melalui penyelipan oksigen, seperti dalam epoksidasi olehfin oleh perasam

5. Melalui suatu reaksi yang simultan dimana agen pengoksidasi mengalami pengurangan dua elekrton, seperti dalam oksidasi glikol oleh timbal tetra-asetat

Reaksi oksidasi pada alkena

1. Oksidasi oleh KMnO₄ (Hidroksilasi)

Pembentukan 1,2-diol pada alkena dapat terjadi karena reaksi antara alkena dengan KMnO₄

2. Pembentukan epoksida

Suatu alkena direaksikan dengan asam peroksi menghasilkan senyawa epoksida atau oksirana. Asam peroksi yang sering digunakan yaitu asam peroksibenzoat (C₆H₅CO₃H) dan asam m-kloroperoksibenzoat.

3. Pemaksapisahan (Cleavage)

Oksidasi alkena dengan pemaksapisahan menghasilkam produk yang berbeda, tergantung kondisi oksidasi dan struktur alkena. Produk oksidasi pemaksapisahan ditentukan dengan ada atau tidaknya atom hidrogen yang terikat pada ikatan rangkap (karbon sp²).

Bila tiap karbon alkena tidak mengikat hidrogen maka dihasilkan dua molekul keton.

Bila karbon alkena memiliki satu atom hidrogen maka dihasilkam produk aldehida atau asam karboksilat

Jika pada satu sisi ikatan rangkap alkena tersubstitusi dua alkil, sedangkan sisi lain hanya tersubsitusi satu alkil maka produk yang dihasilkan suatu keton pada sisi tersubsitusi dua alkil dan pada sisi tersubstitusi satu alkil dihasilkan aldehid atau asam karboksilat.

Permasalahan :

1. Mengapa alkohol tersier tidak dapat dioksidasi pada suasana basa?
2. Mengapa asam peroksibenzoat (C₆H₅CO₃H) dan asam m-kloroperoksibenzoat sering digunakan dalam pembentukan epoksida sebagai asam peroksi?
3. Apa yang menyebabkan dua molekul keton dapat dihasilkan dari karbon alkena yang tidak mengikat hidrogen pada reaksi oksidasi pemaksapisahan? Jelaskan!