アルコールを酸化するとどこまで進むのか。答えを決めているのは 1 か所だけです。ヒドロキシ基の付いた炭素に、水素が何個付いているかです。
酸化とは、この炭素から水素が取れていくことです。取れる水素がなくなったところで止まります。だから数えれば答えが出ます。
図で色を変えてある炭素が、その 1 か所です。まわりの炭素がいくつあっても、そこは関係ありません。
エタノールでは、ヒドロキシ基の付いた炭素に水素が 2 個付いています。これを第一級アルコールといいます。
酸化剤が水素を 2 個引き抜くと、炭素と酸素が二重結合になります。これがアルデヒド基で、できたものがアセトアルデヒドです。
引き抜かれた水素は、酸化剤の酸素と組んで水になります。式で (O) と書いてあるのが、その酸化剤から受け取る酸素です。
アルデヒドの炭素には、まだ水素が 1 個残っています。ここに酸素が入り込むと、カルボキシ基になります。
できたものが酢酸です。エタノールから数えて 2 段階進んだことになります。
アルデヒドは酸化されやすい。この性質そのものを見ているのが銀鏡反応とフェーリング液で、アルデヒドが相手を還元するあいだに、自分はカルボン酸になっています。
2-プロパノールでは、ヒドロキシ基の付いた炭素に水素が 1 個しか付いていません。これを第二級アルコールといいます。
水素 2 個が取れて二重結合ができるところまでは同じですが、そのとき炭素には水素が残りません。両側は炭素だからです。これがケトンで、できたものがアセトンです。
アルデヒドはこの先へ進めましたが、ケトンは進めません。酸素が入り込む先の水素がないからです。系統図でアセトンから先に矢印がないのは、これが理由です。
ヒドロキシ基の付いた炭素に水素が 1 個も付いていないものを、第三級アルコールといいます。
取れる水素がないので、ふつうの酸化剤では何も起きません。第一級・第二級・第三級という分け方は、この 3 通りをそのまま名づけたものです。
覚えることは 1 つだけです。ヒドロキシ基の付いた炭素の水素を数える。2 個ならカルボン酸まで、1 個ならケトンまで、0 個なら進みません。