การจำแนกสารอินทรีย์ ฟังก์ชั่นของสารอินทรีย์ หมู่ฟังก์ชัน คือ กลุ่มของอะตอมที่เป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลที่มีบทบาทในการกำหนดสมบัติทางเคมีรวมทั้งสมบัติทางกายภาพของสารเคมีนั้นๆ กลุ่มของสารอินทรีย์ที่สำคัญที่จัดจำแนกตามชนิดของหมู่ฟังก์ชัน ได้แก่ 1.อัลเคน 4. เฮไลด์ 8. อัลดีไฮด์ 10. กรดคาร์บอกซิลิก 2.อัลคีน 5. อัลกอฮอล์ 9. คีโตน 11. เอสเทอร์ 3.อัลไคน์ 6. อีเทอร์ 12. เอไมด์ 7. เอมีน 13.แอซิด เฮไลด์ 14. แอซิด แอนไฮไดรด์ 15. ไนไตรล์

การจำแนกสารอินทรีย์ตามชนิดของหมู่ฟังก์ชัน ประเภทของสารอินทรีย์ หมู่ฟังก์ชั่น ตัวอย่าง อัลเคน(alkanes)/ ไซโคลอัลเคน(cycloalkanes) CH3CH2CH2CH3 Butane อัลคีน(alkenes)/ ไซโคลอัลคีน(cycloalkenes) CH2= CH2 Ethene (ethylene) อัลไคน์(alkynes)/ ไซโคลอัลไคน์(cycloalkynes) HC≡CH Ethyne (acetylene)

ประเภทของสารอินทรีย์ หมู่ฟังก์ชั่น ตัวอย่าง ออร์กาโนฮาโลเจน หรือ เฮไลด์ (organohalogens or halides) CH3CH2Br bromomethane อัลกอฮอล์และฟีนอล (alcohols and phenols) CH3CH2OH ethanol (ethyl alcohol) อีเทอร์ (ethers) CH3CH2OCH2CH3 diethyl ether เอมีน (amines) CH3CH2NH2 ethanamine (ethylamine)

ประเภทของสารอินทรีย์ หมู่ฟังก์ชั่น ตัวอย่าง อัลดีไฮด์ (aldehyde) CH3CH2CH2CHO butanal คีโตน (ketone) CH3COCH3 propanone (acetone) กรดคาร์บอกซิลิก (carboxylic acid) CH3CO2H ethanoic acid (acetic acid) เอสเทอร์ (esters) CH3COOCH2CH3 ethyl ethanoate (ethyl acetate)

สารอินทรีย์และการเรียกชื่อ การเรียกชื่อสารอินทรีย์ (Nomenclature) ชื่อเฉพาะ (specific name) หรือ ชื่อสามัญ (common name) อาศัยชื่อจากแหล่งที่พบ หรือผันจากสารที่มีโครงสร้างใกล้เคียงกัน ชื่อในระบบสากล ได้แก่ ระบบ IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry หรือ ระบบ SYSTEMATIC

หลักการเรียกชื่อในระบบ IUPAC มีขั้นตอนหลัก คือ 1. การเลือกสายโซ่หลัก (parent chain) เลือกสายโซ่คาร์บอนที่มีจำนวนคาร์บอนที่ต่อเนื่องยาวที่สุดและมีหมู่ฟังก์ชั่นเป็นสายโซ่หลัก กำหนดชื่อหลักตามจำนวนคาร์บอน ดังนี้ C1 meth C2 eth C3 prop C4 but C5 pent C6 hex C7 hep C8 oct C9 non C10 dec

2. การให้เลขตำแหน่ง กำหนดตำแหน่งของคาร์บอนในสายโซ่หลัก โดยเริ่มจากปลายหนึ่งไปหาอีกปลายหนึ่ง ทั้งนี้ต้องให้คาร์บอนที่มีหมู่ฟังก์ชั่น หรือมีหมู่อื่นมาเกาะน้อยที่สุด 3. การกำหนดคำลงท้าย (suffix) ชื่อของสารในส่วนนี้ จะบอกว่าสารนั้นมีหมู่ฟังก์ชั่นหลัก รวมทั้งลักษณะของสายโซ่คาร์บอน เป็นอย่างไร แบ่งเป็น

ชนิดของสายโซ่คาร์บอน คำลงท้ายของส่วนที่ 1 บอกลักษณะของสายโซ่คาร์บอนโดยเขียนต่อจากชื่อหลัก (parent name) ชนิดของสายโซ่คาร์บอน คำลงท้าย โครงสร้าง ชื่อ alkane - ane CH3CH2CH3 propane alkene - ene CH2=CHCH3 propene alkyne - yne HC≡CCH3 propyne คำลงท้ายของส่วยที่ 2 บอกชนิดของหมู่ฟังก์ชันหลักโดยเขียนต่อจากคำลงท้ายส่วนที่ 1 โดยตัด e ออกก่อน เช่น CH3CH2CH2COOH butanoic acid (butane + oic acid) CH3CH2CH2OH propanol (propane + ol) CH3CH2COCH3 butanone (butane + one)

ตารางแสดงลำดับความสำคัญของหมู่ฟังก์ชัน (จากมากไปน้อย) คำลงท้าย ตัวอย่าง -CO2H -oic acid CH3CH2COOH (propanoic acid) -CO-O-CO- -oic anhydride CH3CO-O-COCH3 (acetic anhydride) -CO-O- alkyl -oate CH3CO-O-CH2CH3 (ethyl acetate) -CO-X -oyl halide CH3CH2CO-Cl (propanoyl chloride) -CO-NH2 -amide CH3CH2CO-NH2 (ethyl amide)

ตารางแสดงลำดับความสำคัญของหมู่ฟังก์ชัน (จากมากไปน้อย) (ต่อ) คำลงท้าย ตัวอย่าง -CO-H (-CHO) -al CH3CH2CH2-CO-H (butanal) -CO (-C=O) -one CH3-COCH3 (2-propanone) -OH -ol CH3CH2-OH (ethanol) -N- -amine CH3CH2-N-CH3 (ethyl methyl amine) -O- -ether CH3CH2-O-CH2CH3 (diethyl ether) -X -halide CH3CH2CH2CH2-Br (butyl bromide)

4. หมู่แทนที่หรือหมู่ฟังก์ชั่นที่ซ้ำกัน กรณีที่มีหมู่แทนที่หรือหมู่ฟังก์ชันที่ซ้ำกันหลายหมู่ จะใช้คำนำหน้าหมู่นั้นๆ ที่แสดงจำนวนที่ซ้ำกันนั้น เช่น di (2 หมู่) tri (3 หมู่) tetra (4 หมู่) penta (5 หมู่) เช่น

ปฏิกิริยาในเคมีอินทรีย์ ปฏิกิริยาเคมี คือ การเปลี่ยนแปลงจากสารหนึ่งเป็นอีกสารหนึ่ง ประกอบด้วย 1. สารตั้งต้น (starting material) 2. ตัวทำปฏิกิริยา (reagent) 3. ผลิตภัณฑ์ (product)

1. การแตกและการเกิดพันธะ การเกิดปฏิกิริยาเคมี เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวกับการแตกพันธะ (bond cleavage) ของสารตั้งต้น และการเกิดพันธะใหม่ (bond formation) การแตกของพันธะแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะ คือ 1.1 การแตกพันธะแบบเสมอภาค (Homolytic cleavage) เป็นการแตกพันธะโดยคู่อิเล็กตรอนของพันธะแยกออกจากกันไปอยู่ที่อะตอมข้างละ 1 ตัว เมื่อมีการแตก เรียกแต่ละข้างที่แตกออกไปนี้ว่าแรดิคัล (radical) หรือแรดิคัลอิสระ (free radical) ซึ่งมีสมบัตืเป็นกลาง ไม่มีประจุ

1.1 การแตกพันธะแบบเสมอภาค (Homolytic cleavage) (ต่อ) เช่น เรียกปฏิกิริยาที่มีการแตกพันธะแบบนี้ว่าเป็นปฏิกิริยาแบบแรดิคัล (radical reaction)

1.1 การแตกพันธะแบบเสมอภาค (Homolytic cleavage) (ต่อ) ตัวอย่าง ปฏิกิริยาระหว่างมีเธนกับคลอรีน ได้ผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นคลอโรมีเธน

1.2 การแตกพันธะแบบไม่เสมอภาค (Heterolytic cleavage) เป็นการแตกพันธะโดยที่คู่อิเล็กตรอนของพันธะนั้นแยกไปอยู่ที่อะตอมใด อะตอมหนึ่ง ในขณะที่อะตอมอีกข้างหนึ่งจะไม่ได้รับอิเล็กตรอนเลย การ แตกพันธะแบบนี้จะทำให้ข้างที่ได้รับอิเล็กตรอนมีประจุลบ (anion) และ ข้างที่ขาดอิเล็กตรอนมีประจุบวก (cation) เรียกปฏิกิริยาที่มีการแตกพันธะ แบบไม่เสมอภาคนี้ว่า ปฏิกิริยาแบบไอออนนิค (Ionic reaction) ตัวอย่าง

2. ประเภทของปฏิกิริยา 2.1 ปฏิกิริยาการแทนที่ (substitution reaction) เป็นปฏิกิริยาที่อะตอมหรือหมู่อะตอมในสารตั้งต้นถูกแทนที่ด้วยอะตอมหรือหมู่อะตอมอื่น ตัวอย่าง

2.2 ปฏิกิริยาการเพิ่ม (addition reaction) เป็นปฏิกิริยาที่มีการเพิ่มอะตอมหรือหมู่ของอะตอมเข้าไปที่คาร์บอนที่มีความไม่อิ่มตัว คือ มีพันธะไพ (พันธะคู่หรือพันธะสาม) โดยเมื่อเกิดปฏิกิริยาการเพิ่มนี้แล้ว คาร์บอนจะมีความอิ่มตัวมากขึ้น ตัวอย่าง

2.3 ปฏิกิริยาการกำจัด (elimination reaction) เป็นปฏิกิริยาที่อะตอมหรือหมู่ของอะตอมหลุดออกจากโมเลกุลของสารตั้งต้นโดยมีพันธะไพเกิดขึ้น ดังนั้นเมื่อเกิดปฏิกิริยาการกำจัดแล้ว โมเลกุลจะมีความไม่อิ่มตัวสูงกว่าสารตั้งต้น ปฏิกิริยานี้ จัดเป็นกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับปฏิกิริยาการเพิ่ม ตัวอย่าง

2.4 ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดักชัน (oxidation reduction) เป็นปฏิกิริยาที่มีการเปลี่ยนแปลงสภาวะออกซิเดชันของคาร์บอน โดยหากมีการเพิ่มออกซิเจน หรือลดไฮโดรเจน แสดงว่าเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และในทางตรงกันข้าม หากมีการลดออกซิเจนหรือเพิ่มไฮโดรเจน คือ ปฏิกิริยารีดักชัน

3. ชนิดของตัวทำปฏิกิริยา (reagents) 3.1 นิวคลีโอไฟล์ (nucleophile) เป็นโมเลกุลหรือกลุ่มของอะตอมที่มีคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ในการสร้างพันธะกับสารหรือหมู่ที่รับอิเล็กตรอนได้ กรณีโมเลกุลเป็นกลาง เช่น H2O, ROH, NH3, RNH2 เป็นต้น นิยมเขียนนิวคลีโอไฟล์แบบนี้ว่า Nu : หาก นิวคลีโอไฟล์มีประจุลบ (anion) ซึ่งนิยมเขียนแทนด้วย Nu- เช่น –OH, -OR, -CN, -Cl

ตัวอย่างปฏิกิริยาที่มีนิวคลีโอไฟล์เป็นตัวทำปฏิกิริยา

3.2 อิเล็กโตรไฟล์ (electrophile) เป็นโมเลกุลหรืออะตอมที่สามารถรับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างพันธะใหม่ อิเล็กโตรไฟล์ที่เป็นกลางจะเขียนแทนด้วย E เช่น AlCl3, BF3, SO3 ส่วนอิเล็กโตรไฟล์ที่มีประจุ ซึ่งจะเป็นบวก เช่น H+, H3O+, R+ (carbocation) มักเขียนแทนด้วย E+ ตัวอย่างปฏิกิริยาที่มีอิเล็กโตรไฟล์เป็นตัวทำปฏิกิริยา

ตัวอย่างปฏิกิริยาที่มีแรดิคัลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา 3.3 แรดิคัล (radical) รีเอเจนต์กลุ่มแรดิคัลนี้ เป็นหมู่ที่ไม่มีประจุ เนื่องจากเกิดการแตกตัวอย่างเสมอภาค และจะเหนี่ยวนำให้เกิดปฏิกิริยาที่มีการแตกพันธะแบบเสมอภาคด้วยเช่นกัน ตัวอย่างปฏิกิริยาที่มีแรดิคัลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

อัลเคน (Alkane) 1. การเตรียมอัลเคน 1.1 Hydrogenation of alkanes

1.2 Reduction of haloalkanes เป็นปฏิกิริยาการเปลี่ยนอัลคิล เฮไลด์เป็นอัลเคนโดยมี Zn/HCl เป็น reagent

2. ปฏิกิริยาที่สำคัญของอัลเคน 2.1 Halogenation เป็นปฏิกิริยาการแทนที่ไฮโดรเจนด้วย อะตอมฮาโลเจน (ธาตุหมู่ 7) ผ่านกลไกของการเกิดแรดิคอล โดยมีแสงหรือความร้อนเป็นตัวเร่ง ปฏิกิริยา

2.2 Combustion เป็นปฏิกิริยาของอัลเคน (หรือไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ) กับออกซิเจน เกิดพลังงานขึ้นจำนวนหนึ่ง โดยหากเกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ จะ ได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำเป็นผลิตภัณฑ์พลอยได้

Alkenes and Alkynes : reaction and preparation 1. การเตรียมอัลคีน 1.1 Elimination 1.1.1 Dehydrohalogenation of haloalkanes เป็นการเตรียมจากปฏิกิริยาการกำจัด (elimination) โมเลกุลของ HX ออกจากโมเลกุลของอัลคิล เฮไลด์ที่มี H เกาะบนคาร์บอนที่อยู่ติดกัน

1.1.2 Dehydration of alcohol เป็นการกำจัด H2O ออกจากโมเลกุลของอัลกอฮอล์โดยมีกรด (H+) เป็นตัวเร่ง

1.1.3 Dehalogenation of vicinal dihalides ในกรณีที่อัลเคนมีหมุ่แทนที่สองหมู่ อาจแสดงลักษณะของการแทนที่ได้โดยการใช้ prefix เช่น ตำแหน่ง vicinal หรือ vic- คือตำแหน่งบนคาร์บอนที่อยู่ต่อจากกันทันที ส่วนตำแหน่ง geminal หรือ gem- คือตำแหน่งการแทนที่บนคาร์บอนอะตอมเดียวกัน เป็นต้น

ปฏิกิริยาการเตรียมอัลคีนจาก vicinal dihalides เป็นปฏิกิริยาการกำจัด X2 ออกจาก vic-dihaloalkane โดยใช้รีเอเจนต์ที่เหมาะสม เช่น Zn ในกรดอะซีติก หรือ NaI ใน acetone เป็นต้น

1.2 Hydrogenation of alkynes

2. ปฏิกิริยาของอัลคีน 2.1 Hydrogenetion เป็นการเติม H2 ลงบนพันธะคู่ โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา (catalyst) นิยมใช้โลหะผงละเอียด เช่น Ni, Pt, Pd จึงมักเรียกปฏิกิริยาการเติม H2 แบบนี้ว่า Catalytic Hydrogenation

2.2 Addition เป็นปฏิกิริยาการเพิ่ม อะตอมอื่น (ขึ้นอยู่กับ reagent ที่ใช้) ลงบน พันธะคู่

สรุป กลไกของปฏิกิริยา Electrophilic addition ของอัลคีน คือ สามารถเรียกชื่อปฏิกิริยาตามชนิดของ reagent และลักษณะของการเติม ได้ดังนี้

Makovnikov’s Rule พิจารณาปฏิกิริยา addition ของอัลคีนที่ไม่สมมาตร คือ มีหมู่แทนที่บนคาร์บอนที่เกิดพันธะคู่ต่างกันจะได้ว่า มีโอกาสเกิดผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกัน 2 ชนิด เช่น

Markovnikov addition กล่าวว่า “ในปฏิกิริยา addition ของอัลคีนด้วย H-X นั้น H จะเติมลงบนพันธะคู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่มีจำนวน H มากกว่าเสมอ” Anti-Markovnikov addition คือ ปฏิกิริยาที่มีการเติม H ลงบนพันธะคู่ลงบนพันธะคู่ที่คาร์บอนตำแหน่งที่มีจำนวน H น้อยกว่า เช่น การเติม HBr โดยมี H2O2 เป็น co-reagent

สรุปดังสมการ

2.3 Oxidation อัลคีนสามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นโดยการเติมส่วนของอะตอม ออกซิเจนลงบนพันธะคู่ ได้ผลิตภัณฑ์เป็น 1,2-diol (สารที่มี –OH เป็นหมู่แทนที่ที่ตำแหน่งติดกัน)

2.4 Oxidative cleavage 2.4.1 Reaction with potassium permanganate เมื่อให้อัลคีนทำปฏิกิริยากับ MnO4 ที่สภาวะรุนแรง (-OH/heat) และนานขึ้น พันธะคู่จะแตกออกให้ผลิตภัณฑ์เป็น กรดคาร์บอกซิลิก 2 โมเลกุล

2.4.2 Ozonolysis เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันด้วย ozone (O3) เมื่อเติม Zn/H2O ลงไปจะ เกิดการแตกของโมเลกุลที่พันธะคู่ ได้ผลิตภัณฑ์เป็นสารประกอบ คาร์บอนิล

เฮไลด์ (Halides) สารเฮไลด์มีสูตรทั่วไปเป็น R-X เมื่อ X คือ I, Br, Cl, F แบ่งออกเป็น 3 ประเภทคือ ชนิดปฐมภูมิ (1°) ชนิดทุติยภูมิ (2°) และชนิดตติยภูมิ (3°)

1. ปฏิกิริยาการเตรียมสารเฮไลด์ 1.1 ปฏิกิริยาฮาโลจิเนชัน เป็นปฏิกิริยาฮาโลจิเนชันของอัลเคน โดยใช้ฮาโลเจนเมื่อมีแสงหรือความร้อน จะเกิดการแทนที่ไฮโดรเจนด้วยฮาโลเจนให้อัลคีลเฮไลด์

1.2 ปฏิกิริยาไฮโดรฮาโลจีเนชัน ปฏิกิริยาไฮโดรฮาโลจีเนชันของอัลคีนเป็นการเพิ่ม H และ X จาก ไฮโดรเจนเฮไลด์เข้าไปที่พันธะคู่ โดยการเพิ่มได้ทั้งแบบมาร์คอฟนิ คอฟ หรือ แบบแอนติ-มาร์คอฟนิคอฟ ทั้งนี้ขึ้นกับสภาวะที่ทำ ปฏิกิริยา ดังที่กล่าวมาแล้วในบทของอัลคีน Link to Makovnikov’s Rule

เขียนสมการทั่วไปได้ดังนี้ 1.3 ปฏิกิริยาการแทนที่ เป็นปฏิกิริยาที่ใช้อัลกอฮอล์เป็นสารตั้งต้น และใช้ไอออนเฮไลด์ แทนที่ หมู่ไฮดรอกซิล เขียนสมการทั่วไปได้ดังนี้

2. ปฏิกิริยาของสารเฮไลด์ 2.1 ปฏิกิริยาการเกิดสารกรินยารด์ สารกรินยารด์ คือ สารอินทรีย์ที่มีโลหะแมกนีเซียมเป็น องค์ประกอบมีสูตรทั่วไป คือ R-MgX สามารถเตรียมได้ดังสมการ

2.2 ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ เป็นการแทนที่ฮาโลเจน ในอัลคิลเฮไลด์ ด้วยนิวคลีโอไฟล์ชนิดต่างๆ ปฏิกิริยาทั่วไปเขียนได้เป็น

ตัวอย่างปฏิกิริยาที่ใช้นิวคลีโอไฟล์ต่างกันมีดังนี้

2.3 ปฏิกิริยาการขจัด ดังสมการ เป็นการดึงไฮโดรเจนและฮาโลเจนออกโดยใช้เบสทำให้ได้อัลคีน ดังสมการ

2.4 ปฏิกิริยารีดักชัน

อัลกอฮอล์และฟีนอล อัลกอฮอล์เป็นสารที่มีหมู่ไฮดรอกซิลเกาะกับคาร์บอนชนิดอะลิฟาติก หรือหมู่อัลคีลมีสูตรทั่วไปเป็น R-OH และแบ่งออกเป็น 3 ชนิด

1.ปฏิกิริยาการเตรียมอัลกอฮอล์ 1.1 ปฏิกิริยาไฮเดรชัน เป็นการเพิ่มไฮโดรเจน (H) และหมู่ไฮดรอกซิล (OH) เข้าไปที่ พันธะคู่ของอัลคีน โดยมีกรดเป็นตัวเร่ง เป็นการเพิ่มแบบ มาร์คอฟนิคอฟ

1.2 ปฏิกิริยาไฮโดรบอเรชัน-ออซิเดชัน ปฏิกิริยานี้เป็นการเพิ่มไฮโดรเจน และหมู่ไฮดรอกซิลเข้าไปที่ พันธะคู่ของอัลคีนโดยการเพิ่มเป็นแบบแอนติ-มาร์คอฟนิคอฟ

1.3 ปฏิกิริยาจากสารกรินยารด์ เป็นปฏิกิริยาระหว่างสารกรินยารด์กับอัลดีไฮด์หรือคีโตน จะให้ อัลกอฮอล์ชนิด 2°หรือ 3°ตามลำดับ

1.4 ปฏิกิริยารีดักชันของอัลดีไฮด์และคีโตน 1. ปฏิกิริยาไฮโดรจิเนชันด้วยตัวเร่ง

2. ปฏิกิริยารีดักชันด้วยสารไฮไดรด์

1.5 ปฏิกิริยาการแทนที่ เป็นปฏิกิริยาแทนที่อะตอมฮาโลเจนด้วยนิวคลีโอไฟล์ที่เป็นออกซิเจน จะได้อัลกอฮอล์

2. ปฏิกิริยาของอัลกอฮอล์ 2.1 ปฏิกิริยาการแทนที่หมู่ไฮดรอกซิล เป็นปฏิกิริยาที่มีการแตกพันธะ C-O

2.2 ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน เป็นปฏิกิริยาการแทนที่หมู่ไฮดรอกซิล (OH) ของคาร์บอกซิลิก ด้วยหมู่อัลคอกซี (OR) ของอัลกอฮอล์

2.3 ปฏิกิริยาออกซิเดชัน การออกซไดส์อัลกอฮอล์ชนิด 1°จะได้อัลดีไฮด์ ซึ่งมักถูกออกซิ ไดส์ต่อไปเป็นกรดคาร์บอกซิลิกได้ง่าย

อัลกอฮอล์ชนิด 2°จะให้คีโตนแต่เกิดได้ช้ากว่า

อัลกอฮอล์ชนิด 3°จะถูกออกซิไดส์ได้ยาก หรือไม่เกิดเลย

อัลดีไฮด์และคีโตน อัลดีไฮด์และคีโตนเป็นสารที่มี “หมู่คาร์บอนีล” (carbonyl, -co-) โดยอัลดีไฮด์จะมีหมู่คาร์บอนิลเกาะกับไฮโดรเจนอย่างน้อย 1 อะตอม และเขียนสูตรทั่วไปได้เป็น R-CHO ส่วนคีโตนจะเกาะกับหมู่ของคาร์บอนทั้ง 2 ข้าง มีสูตรทั่วไปคือ R-CO-R’

1. การเตรียมอัลดีไฮด์และคีโตน 1.1 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลกอฮอล์ เมื่อออกซิไดส์อัลกอฮอล์ชนิด 1º และ 2º จะได้อัลดีไฮด์และคีโตนตามลำดับ

1.2 การเตรียมอัลดีไฮด์จากเอซิด ปฏิกิริยาแทนที่คลอรีนในแอซิดคลอไรด์ด้วยไฮโดรเจน จัดเป็น ปฏิกิริยารีดักชัน

2.ปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์และคีโตน อัลดีไฮด์และคีโตนต่างมีหมู่คาร์บอนิล ทั้งอัลดีไฮด์และคีโตนจึงมีปฏิกิริยาส่วนใหญ่ที่เหมือนกัน คือ ปฏิกิริยาการเพิ่มด้วนนิวคลีโอไฟล์ ซึ่งเขียนสมการทั่วไปได้ดังนี้

2.1 ปฏิกิริยาไฮเดรชัน ปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์และคีโตนกับน้ำ

2.2 ปฏิกิริยากับสารกรินยารด์ ปฏิกิริยานี้ใช้ในการเตรียมอัลกอฮอล์ชนิดต่างๆ ปฏิกิริยาทั่วไปเขียนได้ดังนี้

2.3 ปฏิกิริยารีดักชัน 1. ปฏิกิริยารีดักชันให้อัลกอฮอล์ โดยทั่วไปการรีดิวส์อัลดีไฮด์และคีโตนจะได้อัลกอฮอล์ชนิด 1º และ 2º ตามลำดับ

2. ปฏิกิริยารีดักชันให้ไฮโดรคาร์บอน การรีดิวส์อัลดีไฮด์หรือคีโตน โดยเปลี่ยนหมู่คาร์บอนิลให้เป็นหมู่เมธิลีน (CO --> CH2)

2.4 ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลดีไฮด์และคีโตน มีความไวในการเกิดปฏิกิริยาแตกต่างกัน

สารละลายเฟห์ลิงจ์ (Fehling’s solution) สารละลายเฟห์ลิงจ์ (Fehling’s solution) ประกอบด้วย คอปเปอร์ซัลเฟท (CuSO4) ในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ โดยมีโซเดียมโพแทสเซียมทาร์เทรท (sodium potassium tartrate, NaKC4H4O6)

กรดคาร์บอกซิลิกและอนุพันธ์ กรดคาร์บอกซิลิกมีหมู่ฟังก์ชันเป็น “หมู่คาร์บอกซิล” (carboxyl, COOH) ที่เกาะกับคาร์บอนได้ทั้งชนิดอะลิฟาติกและอะโรมาติก กรดคาร์บอกซิลิกจึงมีสูตรทั่วไปเป็น R-COOH หรือ Ar-COOH ตามลำดับ

1. ปฏิกิริยาการเตรียมกรดคาร์บอกซิลิก 1.1 ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลกอฮอล์ชนิด 1º ในขั้นต้นจะให้อัลดีไฮด์ ซึ่งจะถูกออกซิไดส์ต่อไปเป็นกรดคาร์บอกซิลิกได้ง่าย

ใช้สารกรินยารด์ทำกับคาร์บอนไดออกไซด์ หรือ น้ำแข็งแห้ง (dry ice) 1.2 ปฏิกิริยาคาร์บอกซิเลชัน ใช้สารกรินยารด์ทำกับคาร์บอนไดออกไซด์ หรือ น้ำแข็งแห้ง (dry ice)

1.3 ปฏิกิริยาการแทนที่ของกรดคาร์บอกซิลิก เป็นการแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลด้วยนิวคลีโอไฟล์

2. ปฏิกิริยาของกรดคาร์บอกซิลิก 2.1 ปฏิกิริยาความเป็นกรด กรดคาร์บอกซิลิกมีสมบัติเป็นกรด (acidity) ที่สูงกว่าทั้งฟีนอลและอัลกอฮอล์เมื่อแตกตัวจะได้คาร์บอกซิเลท

2.2 ปฏิกิริยาไฮโดรลิซิสของสารไนไตรล์

การเกิดเอสเทอร์ เอสเทอร์สังเคราะห์ได้จากกรดคาร์บอกซิลิก กับอัลกอฮอล์ หรือฟีนอล โดยใช้ “ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชัน” (esterification) ที่มีกรด เช่น กรดซัลฟูริก หรือ ไฮโดรคลอริก

3. ปฏิกิริยาของอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก อนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิกที่สำคัญได้แก่ แอซิดเฮไลด์ แอซิดแอนไฮไดรด์ เอสเทอร์ และเอไมด์ สามารถเขียนสูตรทั่วไปได้เป็น R-CO-Z (Z = X, OCOR, OR, N<) ความว่องไวต่อปฏิกิริยาของอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก มีลำดับดังนี้

คำถามท้ายบท A) จงอ่านชื่อ IUPAC ของสารอินทรีย์ต่อไปนี้

B) ปฏิกิริยาต่อไปนี้จัดเป็น ปฏิกิริยาการเติม (addition) ปฏิกิริยาการแทนที่ (substitution) ปฏิกิริยาการกำจัด (elimination) หรือปฏิกิริยาการจัดเรียงตัวใหม่ (rearrangement)

คำถามท้ายบท Alkane and Alkene A) แสดงโครงสร้างของผลิตภัณฑที่เกิดจากปฏิกิริยาระหว่าง 3-methyl-1-pentene กับ รีเอเจนต์ที่กำหนดให้ 1) H2/Ni 2) HCl 3) H2SO4 4) O3 followed by Zn/H2O 5) HBr/HOOH B) จงแสดงผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา addition ต่อไปนี้

คำถามท้ายบท Alkyl halide 1. จงเขียนผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากปฏิกิริยา SN2 ของสารต่อไปนี้ a) 3-bromobutane และ hydroxide ion b) 3-iodopentane และ hydroxide ion 2. จงเขียน major product ที่เกิดจากปฏิกิริยา E2ระหว่าง alkyl halide และhydroxide ion

คำถามท้ายบท Alcohol จงระบุผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาต่อไปนี้

คำถามท้ายบท Aldehyde and Ketone

คำถามท้ายบท Aldehyde and Ketone (ต่อ) B) จงเรียงลำดับความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาต่อ nucleophile ของสารต่อไปนี้

คำถามท้ายบท Carboxylic acid and derivatives

คำถามท้ายบท Carboxylic acid and derivatives (ต่อ) B) จงเรียงลำดับความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาของสารต่อไปนี้ต่อ nucleophile

เฉลย คำถามท้ายบท Alkyl halide 1) a) 2-butanol b) 3-pentanol 2)

เฉลย คำถามท้ายบท Alcohol

เฉลย คำถามท้ายบท Aldehyde and Ketone

เฉลย คำถามท้ายบท Carboxylic acid and derivatives