ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Как метод синтеза электролитическое окисление, по-видимому, пока еще менее распространено, чем электролитическое восстановление. Алифатические углеводороды можно окислять по следующей схеме:
Для обеспечения достаточно высокого выхода нужного продукта необходим тщательный контроль за соблюдением оптимальных условий; кроме того, во многих случаях более эффективны другие, хорошо апробированные химические методы.
Как и в случае электролитического восстановления, сведения, накопленные ранее, в настоящее время дополняются более глубокими исследованиями механизма реакции. Первой стадией окисления может быть прямой перенос электрона с образованием иона карбония или свободного радикала, который затем реагирует с другой атомной или молекулярной частицей адсорбированного слоя. На первой стадии может идти и прямое окисление «переносчика» («медиатора»), скажем иона марганца(П) или
другого вещества, легко вступающего в обратимую реакцию окисления — восстановления. Кроме того, какую-то роль играет растворитель: в водной среде ион ОН способен терять электрон, превращаясь в радикал ОН, который затем дает перекись водорода или адсорбированный атом кислорода или же реагирует непосредственно с органическим веществом. Наконец, в случае электрода из двуокиси свинца, который часто применяется как анод, в процессе окисления принимает участие сама поверхность электрода.
Давно известен такой процесс анодного окисления, как синтез углеводородов по Кольбе, примером которого может служить электролиз раствора ацетата щелочного металла с образованием этана:
Это общая реакция; для получения углеводорода можно брать и смесь двух кислот. Метод непригоден в случае ароматических и дикарбоновых кислот, так как на выход реакции оказывают сильное влияние заместители. Реакция протекает и в водных, и в неводных средах по следующей схеме:
Однако некоторые особенности реакции в водном растворе, по-видимому, указывают на то, что в ней участвуют радикалы гидроксила или перекись водорода соответственно механизму типа
Это так называемая «перекисная теория».
Реакция синтеза по Кольбе протекает при высоком анодном потенциале.
Анодное окисление ароматических соединений можно проиллюстрировать на примере бензола:
На аноде можно также проводить галогенирование и другие реакции замещения. В промышленных масштабах такой метод применялся для получения йодоформа из этанола и KI. Процесс протекает при потенциале системы так что первая стадия представляет собой, по-видимому, разряд аниона Г. Как было установлено, в последующей реакции участвует ион гипоиодита, а поэтому процесс проводят в слегка щелочной среде при контролируемом pH. Чистый йодоформ выпадает в осадок из водного раствора с хорошим выходом. Анодное галогенирование очень удобно для проведения процесса фторирования, поскольку не требует элементарного фтора.
См, также [2, 18]; Specialist Periodical Reports, Electrochemistry, 2 (1972).