403221 เคมีอินทรีย์ แอลกอฮอล์ และอีเทอร์ ผศ. ดร. วราภรณ์ พาราสุข ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ 403221-alcohol

โครงสร้าง 403221-alcohol

การเรียกชื่อแอลกอฮอล์ (alcohol) ชื่อสามัญ ระบุชื่อหมู่แอลคิล ตามด้วย alcohol 403221-alcohol

ชื่อ IUPAC เลือกสายโซ่คาร์บอนยาวที่สุดและมีหมู่ -OH เป็นชื่อสายโซ่หลัก alkanol ระบุตำแหน่ง -OH โดยให้ตำแหน่ง -OH มีเลขต่ำที่สุด 403221-alcohol

403221-alcohol

แอลกอฮอล์ที่มีหมู่ -OH 2 หมู่ เรียกว่า diol หรือ glycol 403221-alcohol

การเรียกชื่ออีเทอร์ (ether) ชื่อสามัญ ระบุชื่อหมู่แอลคิล 2 หมู่ที่ต่อกับ O เรียงลำดับตัวอักษรตามด้วย ether 403221-alcohol

ชื่อIUPAC หมู่ -OR เป็นหมู่แทนที่บนสายโซ่ alkane เรียกว่าหมู่ alkoxy 403221-alcohol

Cyclic ether ใช้ cycloalkane เป็นชื่อหลัก เรียกอะตอม O ที่แทนที่หมู่ -CH2- ว่า oxa 403221-alcohol

สมบัติทางกายภาพ-แอลกอฮอล์ จุดเดือด แอลกอฮอล์มีจุดเดือดสูงกว่าแอลเคน และอีเทอร์ที่มีมวลโมเลกุลใกล้เคียงกัน MW จุดเดือด (oC) CH3CH2OH 46 78 CH3CH2CH3 44 -42 CH3OCH3 46 -25 เพราะ แอลกอฮอล์ มีพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล 403221-alcohol

การละลาย แอลกอฮอล์ที่มีมวลโมเลกุลต่ำละลายน้ำได้ แอลกอฮอล์โซ่กิ่งละลายน้ำดีกว่าแอลกอฮอล์โซ่ยาว แอลกอฮอล์โซ่ยาวไม่ละลายน้ำแต่ละลายในตัวทำละลายไม่มีขั้ว การละลาย(%) CH3CH2CH2CH2OH 8 CH3CH2CHOH 26 CH3 (CH3)3COH 100 403221-alcohol

แอลกอฮอล์ที่มีมวลโมเลกุลต่ำละลายน้ำได้เพราะเกิดพันธะไฮโดรเจนกับน้ำ 403221-alcohol

สมบัติทางกายภาพ-อีเทอร์ จุดเดือด อีเทอร์มีจุดเดือดใกล้เคียงกับแอลเคนที่มีมวลโมเลกุลใกล้เคียงกัน MW จุดเดือด (oC) CH3CH2OCH2CH3 74 35 CH3CH2CH2CH2CH3 72 36 tetrahydrofuran 72 66 (THF) cyclic ether มีจุดเดือดสูงกว่า non-cyclic เพราะ cyclic ether ไม่มีการหมุนพันธะอิสระทำให้โมเลกุลยึดเหนี่ยวกันดีกว่า 403221-alcohol

การละลาย tetrahydrofuran ละลายน้ำดีกว่า diethyl ether เพราะเกิดพันธะไฮโดรเจนกับน้ำได้ดีกว่า non-cyclic ether ส่วนใหญ่ไม่ละลายน้ำ 403221-alcohol

การเตรียมแอลกอฮอล์ 1. เตรียมจากสารประกอบคาร์บอนิล 1.1 reduction ใช้ NaBH4 แทน LiAlH4 ได้ 403221-alcohol

1.2 ปฏิกิริยากับ Grignard reagent (RMgX) 403221-alcohol

จำนวน C ในผลิตภัณฑ์มากกว่าสารตั้งต้น 403221-alcohol

RMgX ทำปฏิกิริยากับสารต่อไปนี้ได้แอลกอฮอล์ 403221-alcohol

จงแสดงวิธีสังเคราะห์แอลกอฮอล์ต่อไปนี้โดยใช้ Grignard reagent 403221-alcohol

2. เตรียมจากสารประกอบไฮโดรคาร์บอน alkene 2.1 hydration 403221-alcohol

2.2 hydroboration-oxidation 403221-alcohol

3. เตรียมจากสารประกอบแอลคิลเฮไลด์ R-X ปฏิกิริยา hydrolysis 403221-alcohol

ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ 403221-alcohol

ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ 1. ความเป็นกรด ทดสอบความเป็นกรดของแอลกอฮอล์โดยให้ทำปฏิกิริยากับ Na 403221-alcohol

pKa ความเป็นกรด CH3OH 15.5 H2O 15.7 CH3CH2OH 15.9 (CH3)3COH 18.0 ความเป็นกรด CH3OH > 1o >2o >3o แอลกอฮอล์ pKa ความเป็นกรด CH3OH 15.5 H2O 15.7 CH3CH2OH 15.9 (CH3)3COH 18.0 403221-alcohol

ความเป็นกรดสามารถพิจารณาจากเสถียรภาพของ alkoxide ion Inductive effect หมู่ alkyl R เป็นหมู่ให้อิเล็กตรอน ทำให้ alkoxide ion ซึ่งมีประจุลบมีเสถียรภาพต่ำลง 403221-alcohol

2. ความเป็นเบส 403221-alcohol

3. dehydration 403221-alcohol

E1 E2 ถ้ามี b-H หลายตำแหน่ง ผลิตภัณฑ์ alkene หลายชนิด 403221-alcohol

4. การเกิด alkyl halide R-X 3o ROH SN1 1o ROH SN2 403221-alcohol

SN2 SN1 403221-alcohol

Lucas test -reagent คือ HCl + ZnCl2 -ปฏิกิริยาแบบ SN1 -ทดสอบแอลกอฮอล์ว่าเป็นชนิด 1o, 2o หรือ 3o 3o ROH เกิดปฏิกิริยาทันที 2o ROH เกิดปฏิกิริยาในเวลา 5-10 นาที 1o ROH ใช้เวลามากกว่า 15 นาทีจึงเกิดปฏิกิริยา 403221-alcohol

reagent ที่ใช้เตรียม RX จาก ROH 403221-alcohol

5. esterification 403221-alcohol

6. oxidation ลด H และ/หรือ เพิ่ม O 1o alcohol 403221-alcohol

Strong oxidizing agent KMnO4/OH- Na2Cr2O7/H+ = H2CrO4 (chromic acid 1o alcohol Strong oxidizing agent KMnO4/OH- Na2Cr2O7/H+ = H2CrO4 (chromic acid oxidise 1o alcohol เป็น carboxylic acid Mild oxidizing agent pyridinium chlorochromate, PCC CuO, อุณหภูมิสูง oxidise 1o alcohol เป็น aldehyde 403221-alcohol

3o alcohol ไม่เกิด oxidation

การเตรียมอีเทอร์ 1. Williamson synthesis R’-X ควรเป็น 1o alkyl halide -X ควรเป็น Br, I วิธีนี้เตรียมได้ทั้ง symmetric และ asymmetric ether 403221-alcohol

2. Dehydration of alcohol ROH ควรเป็น 1o alcohol เตรียม symmetric ether อุณหภูมิต่ำ 403221-alcohol

Mechanism SN2 403221-alcohol

ปฏิกิริยาของอีเทอร์ 1. ปฏิกิริยากับกรดแก่ กรดแก่ HX : HI > HBr > HCl 403221-alcohol

Mechanism SN2 เมื่อ R ไม่ใช่ 3o alkyl 403221-alcohol

Mechanism SN1 เมื่อมี R เป็น 3o alkyl 403221-alcohol

2. ปฏิกิริยา autooxidation 403221-alcohol

แอลกอฮอล์และอีเทอร์ สูตรโมเลกุลเหมือนกันคือ CnH2n+2O ปฏิกิริยาที่ใช้บอกความแตกต่างคือ 403221-alcohol

3-membered cyclic ether Epoxide 3-membered cyclic ether 403221-alcohol

การเตรียม epoxide 1. วิธีทางอุตสาหกรรม 2. เตรียมจาก bromohydrin 403221-alcohol

3. ใช้ peroxyacid 403221-alcohol

ปฏิกิริยาของ epoxide 1. ปฏิกิริยาเปิดวงด้วยกรด (acid-catalysed ring opening) Nucleophile อาจเป็น H2O, ROH ก็ได้ 403221-alcohol

mechanism CH3OH เป็น nucleophile เข้าทำปฏิกิริยาที่ more substituted carbon เมื่อมีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา 403221-alcohol

2. ปฏิกิริยาเปิดวงด้วยเบส (base-catalysed ring opening) Base (Nucleophile) อาจเป็น OH-, RO-, H-, R-MgX ก็ได้ d- d+ 403221-alcohol

mechanism OH-, RO-, H-, R-MgX เป็น nucleophile เข้าทำปฏิกิริยาที่ less substituted carbon เมื่อมีเบสเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา 403221-alcohol

การเรียกชื่อไทออล (thiol) Thiol (Mercaptan) R-SH การเรียกชื่อไทออล (thiol) ชื่อสามัญ -ระบุชื่อหมู่แอลคิล ตามด้วย mercaptan ชื่อ IUPAC -ชื่อสายโซ่หลัก alkanethiol ระบุตำแหน่ง -SH ด้วย 403221-alcohol

การเตรียม thiol จาก แอลคิลเฮไลด์ 1. เตรียมจาก NaSH หรือ KSH 403221-alcohol

2. เตรียมจาก thiourea 403221-alcohol

ปฏิกิริยาของ thiol 1. oxidation 2. ความเป็นกรด 403221-alcohol

การเรียกชื่อไทโออีเทอร์ (thioether) Thioether R-S-R’ การเรียกชื่อไทโออีเทอร์ (thioether) ชื่อสามัญ -ระบุชื่อหมู่แอลคิลที่ต่อกับ S ตามด้วย sulfide ชื่อ IUPAC -หมู่ -SR เป็นหมู่แทนที่บนสายโซ่หลัก alkane เรียกว่าหมู่ alkylthio 403221-alcohol

การเตรียม thioether 403221-alcohol

ปฏิกิริยาของ thioether oxidation 403221-alcohol