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Jones-Oxidation
Die Jones-Oxidation ist eine chemische Reaktion der Organischen Chemie, die der Oxidation von Alkoholen und Aldehyden dient. Primäre Alkohole werden hierbei …
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Grundprinzip und Reaktionsbedingungen
Die Jones-Oxidation ist eine Reaktion der Organischen Chemie zur Oxidation von Alkoholen und Aldehyden. Primäre Alkohole werden zunächst zu meist nicht isolierbaren Aldehyden und anschließend zu Carbonsäuren oxidiert. Sekundäre Alkohole werden zu Ketonen oxidiert.
Als Oxidationsmittel dient Chrom(VI)-oxid. Es wird zu Chrom(IV) reduziert und disproportioniert anschließend zu Chrom(III) und Chrom(VI). Die Reaktion wird in konzentrierter Schwefelsäure meist in Anwesenheit von Aceton durchgeführt; dieses Reaktionsgemisch wird Jones-Reagenz genannt. Der eingesetzte Alkohol muss in stark saurem Medium beständig sein. Die Reaktion wurde von dem britischen Chemiker Ewart Jones (1911–2002) eingeführt.
Übersicht der Reaktionen
Bei einem primären Alkohol verläuft die Oxidation über die Zwischenstufe eines Aldehyds zur Carbonsäure. Da der Aldehyd zumeist nicht isolierbar ist, kann die Reaktion nicht auf dieser Stufe angehalten werden.
Ein sekundärer Alkohol wird zu einem Keton oxidiert. Die beiden Organylreste R¹ und R² können dabei gleich oder verschieden sein.
Mechanismus
Der Mechanismus der Jones-Oxidation ist nicht vollständig aufgeklärt. Der beschriebene Ablauf ist daher nur eine von mehreren denkbaren Möglichkeiten.
Zunächst wird Chromtrioxid durch Schwefelsäure protoniert. Anschließend reagiert es mit dem Alkohol, im dargestellten Beispiel einem sekundären Alkohol, zu einem Oxoniumion. Dieses lagert sich durch eine 1,3-Protonenverschiebung um. Nach der Deprotonierung des Alkohols kommt es zu einer α-H-Eliminierung. Dabei wird die Chromspezies abgespalten und ein Keton gebildet.
Verwendung und Grenzen
Die Jones-Oxidation dient zur Synthese von Ketonen und Carbonsäuren. Eine gezielte Beendigung der Reaktion auf der Stufe des Aldehyds ist nicht möglich. Im Substrat vorhandene Doppelbindungen werden meist nicht angegriffen.
Im Vergleich zur Swern-Oxidation und zur Dess-Martin-Oxidation ist die Jones-Oxidation nur für Alkohole geeignet, die gegenüber stark sauren Bedingungen beständig sind. Industriell wird sie nur selten eingesetzt, weil Chrom(VI)-oxid sehr giftig, cancerogen und mutagen ist und die entstehenden Chromabfälle aufwendig entsorgt werden müssen. Außerdem besitzt die Reaktion eine geringe Atomökonomie: Das Mengenverhältnis zwischen der Zielverbindung, also Carbonsäure oder Keton, und den Abfallstoffen ist sehr ungünstig.
