Estudio de la oxidación electroquímica en sistemas alifáticos

Abstract

La oxidación de moléculas orgánicas se ha practicado comúnmente empleando reactivos fuertemente oxidantes y complejos metálicos. El grupo estructural C-H es el más presente en los compuestos orgánicos y su oxidación puede llevarse a cabo mediante los dos métodos mencionados, existiendo diferentes mecanismos para llegar a formar el alcohol o la cetona deseada (también el ácido carboxílico). Sin embargo, los grupos C-H ya sean alílicos o no activados, suelen presentar unos potenciales rédox demasiado elevados, lo que complica el proceso de oxidación. Una electrolisis directa de las moléculas orgánicas produce la degradación oxidativa de otros grupos funcionales y del disolvente en lugar de oxidar el enlace C-H deseado. Los métodos ya conocidos y utilizados para lograr la oxidación de enlaces C-H son los oxidantes fuertes (como TFDO) y los complejos metálicos. No obstante, la difícil preparación del primero y el elevado coste de los catalizadores, ha sugerido a los químicos la investigación de nuevas vías para conseguir la oxidación de los grupos C-H. En consecuencia, se ha estudiado un método de oxidación electroquímica empleando un mediador rédox, capaz de disminuir los potenciales redox de los grupos C-H.1 Este avance puede tener una gran importancia para desarrollar métodos más económicos y sostenibles de producir oxidaciones en moléculas orgánicas, que puedan ser de interés farmacológico u otras industrias. En este trabajo se ha estudiado la oxidación electroquímica sobre distintos sistemas orgánicos con dobles enlaces C=C.

The oxidation of organic molecules has been commonly practiced using strong oxidants and metal complexes. The C-H structural group is the most present in organic compounds and its oxidation can be carried out by the two methods mentioned, with different mechanisms to form the desired alcohol or ketone (also the carboxylic acid). However, the C-H groups, whether allylic or not activated, tend to have redox potentials that are too high, which complicates the oxidation process. A direct electrolysis of organic molecules results in oxidative degradation of other functional groups and the solvent instead of oxidizing the desired C-H bond. The methods already known and used to achieve the oxidation of C-H bonds are strong oxidants (such as TFDO) and metal complexes. However, the difficult preparation of the first and the high cost of the catalysts have suggested to chemists the search for new ways to achieve the oxidation of the C-H groups. Consequently, an electrochemical oxidation method using a redox mediator, capable of reducing the redox potentials of the C-H groups, has been studied.1 This advance may be of great importance to develop more economical and sustainable methods of producing oxidations in organic molecules, which may be of pharmacological interest or other industries. In this work, electrochemical oxidation has been studied on different organic systems with double C=C bonds.