ตำราเคมีอินทรีย์ [Jadsada Ratniyom]

อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน 123


เหมือนกัน) สารนั้นเป็น ซิส (cis) ไอโซเมอร์ แต่หากหมู่แทนที่ 2 หมู่บนวงไซโคลอัลเคนชี้ทิศทางตรง
ข้ามกัน สารนั้นเป็น ทรานส์ (trans) ไอโซเมอร์ ยกตัวอย่างเช่น สาร 1,2-dimethylcyclopentane
สามารถเขียนเป็นไอโซเมอร์แบบซิสและทราน์ได้ดังแสดง













แม้ว่าโครงสร้างของไซโคลเพ็นเทนในความเป็นจริงจะไม่ได้แบนราบเหมือนโครงสร้างที่แสดงด้านบน
ั
แต่เพื่อความสะดวกในการเขียนภาพและสื่อถึงโครงสร้างแบบซิสหรือทรานส์ การวาดวงไซโคลอลเคน
แบนราบแล้วใส่หมู่แทนที่ลงไปเป็นที่นิยมมากกว่า



3.9 ไซโคลเฮกเซน
(cyclohexane)

ไซโคลเฮกเซน เป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่มีโครงสร้างเป็นวง มักพบได้มากใน
ธรรมชาติ คาร์บอนแต่ละตัวของไซโคลเฮกเซนมีรูปร่างเป็นทรงสี่หน้า (tetrahedral shape) ดังนั้น

รูปร่างของไซโคลเฮกเซนจึงไม่ได้เป็นวงหกเหลี่ยมแบนราบ จะทำให้มีคอนฟอร์เมชันแบบต่าง ๆ คอน
ี้
ฟอร์เมชันของไซโคลเฮกเซนที่จะศึกษาในหัวข้อนี้จะมี คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอ (Chair conforma-
tion) และ คอนฟอร์เมชันแบบเรือ (boat conformation)

3.9.1 คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้
(Chair conformation)

โครงสร้างของไซโคลเฮกเซนไม่สามารถเป็นวงหกเหลี่ยมแบนราบได้
เนื่องจากมุมภายในพันธะจะเป็น 120° ซึ่งมากกว่า 109.5 (มุม 109.5 เป็นมุมของคาร์บอนที่มีรูปร่าง
เป็นทรงสี่หน้า) โครงสร้างไซโคลเฮกเซนจึงต้องมีการบิดไปมาเพื่อลดมุมภายในพันธะให้ใกล้เคียง
109.5 ประกอบกับไฮโดรเจนอะตอมจะเรียงตัวแบบ eclipsed ซึ่งไม่เสถียร ดังแสดง



ถ้าวงไซโคลเฮกเซน

มีโครงสร้างแบน
ราบ จะต้องมีมุม H ทุกตัวก็จะทับกันเกิดแรง
พันธะ 120
ผลักกัน (steric effect)
มุมภายในพันธะ มากกว่า109.5°

124 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


โครงสร้างของไซโคลเฮกเซนจะมีโครงสร้างเป็น คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอ ี้
(Chair conformation) ซึ่งเป็นโครงสร้างที่เสถียรที่สุดของไซโคลเฮกเซนเพราะมุมพันธะภายใน (C-C-
ี้
C) มีมุม 109.5 ใกล้เคียงกับ C อะตอมทรงสี่หน้าที่สุด โครงสร้างคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอแสดงในภาพ
ที่ 3.11























H ทุกตัวอยู่แบบ
staggered







ภาพที่ 3.11 โครงคาร์บอน สูตรแบบเส้นและมุมพันธะของไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอี้ (ภาพบน)

โครงสร้าง 3 มิติและโครงสร้างแบบเส้นที่แสดง H อะตอมของไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอ ี้
(ภาพล่าง)
ปรับปรุงจาก Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education.

โครงสร้างของไซโคลเฮกเซนจะมี H อยู่ 2 แบบ คือ axial ไฮโดรเจนและ

equatorial ไฮโดรเจน axial ไฮโดรเจน คือ H ที่ชี้อยู่ในแนวแกนดิ่งอาจชี้ขึ้นหรือลงก็ได้ ส่วน
equatorial ไฮโดรเจน คือ ไฮโดรเจนที่ชี้ขนานกับพันธะ C–C ที่อยู่ในวงไซโคลเฮกเซน (ชี้เฉียงออกมา

จากวง) ดังแสดง











รายละเอียดการวาดไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอี้สำหรับผู้เรียนเบื้องต้นอาจมีความซับซ้อน ดังนั้นแขอให้
พิจารณาตารางที่ 3.3 ให้ถี่ถ้วน เพราะจะแสดงรายละเอียดของการวาดไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอ ี้

อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน 125


ตารางที่ 3.3 การวาดไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอ ี้
ขั้นที่ [1] วาดเส้นที่ขนานกัน 2 เส้น (หมายเลข ) ตามด้วยมุมแหลม (หมายเลข  และ
) แล้วทำการเชื่อมต่อกันดังแสดง







3 อะตอมนี้อยู่ด้านหน้า


ขั้นที่ [2] ระบุ C อะตอมใดชี้ขึ้น ทำเครื่องหมาย  อะตอมใดชี้ลงทำเครื่องหมาย  (ขั้นนี้
หากชำนาญแล้วให้พิจารณาในใจหรือข้ามไปได้) ดังแสดง





ขั้นที่ [3] เขียน axial H (H อะตอม แนวดิ่งตามแนวแกน) ซึ่งมีทั้งชี้ขึ้นและลง หาก C
อะตอมชี้ลงก็วาด axial H ชี้ลง ดังแสดง

axial H ชี้ขึ้น



axial H ชี้ลง



ขั้นที่ [4] เขียน equatorial H (H อะตอม แนวเฉียง) ซึ่งมีทั้งชี้ขึ้นและชี้ลง สำหรับ
equatorial H นั้น จะเขียนค่อนข้างยาก ดังนั้นจะแสดงเฉพาะ equatorial H
แบบชี้ขึ้นและชี้ลง (H ที่วงกลม) ก่อน ดังแสดง




equatorial H ชี้ขึ้น
equatorial H ชี้ลง




ซึ่งในความเป็นจริงจะมี equatorial ดังนั้น โครงสร้างของไซโคลเฮกเซน
H ทั้งหมด ดังแสดง แบบสมบูรณ์ ดังแสดง

126 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ี้
คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอของไซโคลเฮกเซนสามารถเขียนเป็น Newman projection ได้อีก โดยนำตา
ไปมองตรงจุดที่ลูกศรชี้ (แสดงด้านล่าง) ส่วนไฮโดรเจนอะตอมของไซโคลเฮกเซนจะอยู่แบบ
staggered แสดงได้ ดังนี้



















เมื่อพิจารณา Newman projection ของไซโคลเฮกเซนจะพบว่า H ทุกตัวอยู่แบบ staggered จึงเป็น
อีกเหตุผลหนึ่งที่ทำให้คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอเป็นคอนฟอร์เมชันที่เสถียรของไซโคลเฮกเซน
ี้

3.9.2 การพลิกกลับของวง (Ring-flipping)

วงไซโคลเฮกเซนไม่ได้มีโครงสร้างได้แค่คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้ได้เพียง
อย่างเดียว แต่จะมีการบิดงอของพันธะเดี่ยวในวงไซโคลเฮกเซนเกิดการเปลี่ยนคอนฟอร์เมชัน ซึ่งการ
เปลี่ยนคอนฟอร์เมชันนี้จะเกี่ยวของกับการพลิกกลับของวงไซโคลเฮกเซน ซึ่งจะมีสองทางเลือกในการ
เปลี่ยนคอนฟอร์เมชันดังแสดงในภาพที่ 3.12


C ที่ชี้ลงตีขึ้น C ที่ชี้ขึ้นตีลง












C ที่เดิมชี้ลงเปลี่ยนคอนฟอร ์

เมชันที่ C กลายเป็นชี้ขึ้นขึ้น

ภาพที่ 3.12 ทางเลือกในการเปลี่ยนคอนฟอร์เมชันของไซโคลเฮกเซน

ทางเลือกที่ 1 (ภาพที่ 3.12) เริ่มจากการเปลี่ยนคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอีไป
้
เป็นแบบเรือโดยคาร์บอนที่ชี้ลง (วงกลมสีขาว) จะยกขึ้นมาจากระนาบของคาร์บอนทั้งสี่อะตอมเกิด
เป็นคอนฟอร์เมอร์แบบเรือ (boat form) ไฮโดรเจนที่เกาะอยู่ที่คาร์บอนที่ตียกขึ้นมาก็ยังอยู่ในสภาพ
เดิมดังแสดง

อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน 127
















ในคอนฟอร์เมชันแบบเรือนี้จะเห็นว่าไฮโดรเจนที่เกาะอยู่บนคาร์บอนที่วงสีขาวโปร่งกับวงสีดำทึบ จะ
เข้ามาใกล้กันมากจนเกิดแรงผลักกัน (เนื่องจากในอะตอมมีอิเล็กตรอน เกิดแรงผลักระหว่าง

อิเล็กตรอน) ทำให้โครงสร้างแบบเรือนี้ไม่เสถียร พลังงานสูงกว่าคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอ ี้
ทางเลือกที่ 2 (ภาพที่ 3.12) จะเริ่มจากคอนฟอร์เมชันแบบเรือ โดยถ้า
คาร์บอนที่วงกลมสีขาวโปร่งไว้ ตีกลับลงมาจะได้คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้ตัวเดิม แต่ถ้าหากคาร์บอนวง
nd
ี้
สีดำทึบตีกลับลงมาจะได้คอนฟอร์เมชันแบบเก้าออีกอันหนึ่ง (2 chair form)

จากภาพที่ 3.12 คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้ทั้งสองโครงสร้างมีความเสถียร

เท่ากัน ดังนั้นในความเป็นจริงไซโคลเฮกเซนที่มีคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้จะมีการเปลี่ยนคอนฟอร์เม
ชันกลับไปกลับมาระหว่างคอนฟอร์เมอร์แบบเก้าอี้ที่คาร์บอนวงกลมสีขาวชี้ลงไปเป็นคอนฟอร์เมอร์
nd
แบบเก้าอี้ที่วงกลมสีดำทึบชี้ลง (2 chair form)
บางคนอาจสงสัยว่าทำไมถึงเรียกคอนฟอร์เมชันทั้งสองของไซโคลเฮกเซนว่า

แบบเรือกับแบบเก้าอี้ สาเหตุเพราะโครงสร้างทั้งสองคล้ายกับเรือและเก้าอี้นั่นเอง เพื่อให้เห็นภาพมาก
ขึ้นลองพิจารณาภาพที่ 3.13 ประกอบ






















ภาพที่ 3.13 ภาพแสดงการเปรียบเทียบโครงสร้างของไซโคลเฮกเซนเป็นเก้าอี้และเรือ

ที่มา: Ashenhurst, J. (2014). Conformations and Cycloalkanes. Retrieved August 22, 2018, from https://www.master-
organicchemistry.com/2014/05/14/an-aerial-tour-of-the-cyclohexane-chair/

128 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



จากที่กล่าวข้างต้นไซโคลเฮกเซนมี 2 คอนฟอร์เมชัน คือ แบบเก้าอและแบบ
ี้
เรือ คอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้สามารถเขียน Newman projection ได้ดังที่กล่าวข้างต้น ดังนั้นคอน
ฟอร์เมชันแบบเรือก็สามารถเขียน Newman projection ได้เช่นกัน ดังแสดง














3.9.3 คอนฟอร์เมชันของไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 1 หม ู่

หาก H อะตอมของวงไซโคลเฮกเซนถูกแทนที่ด้วยหมู่แทนที่ขนาดใหญ่ ไซ
โคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่นั้นอาจมีการเปลี่ยนคอนฟอร์เมชัน เพื่อเพิ่มความเสถียรให้แก่โครงสร้างสาร
ตำแหน่ง equatotial ในวงไซโคลเฮกเซนจะมีที่ว่างมากกว่าตำแหน่ง axial ดังนั้น ในกรณีที่มีหมู่

แทนที่ขนาดใหญ่ อยู่บนวงไซโคลเฮกเซน โมเลกุลจะพยายามปรับเปลี่ยนคอนฟอร์เมชันให้หมู่ใหญ่อยู่

ตำแหน่ง equatorial


❑ หมู่แทนที่ขนาดใหญ่อยู่ในตำแหน่ง equatotial จะทำให้โมเลกุลไซโคลเฮกเซนเสถียรกว่า


ในกรณีที่วงไซโคลเฮกเซนมีหมู่แทนที่ 1 หมู่ เช่น methylcyclohexne ซึ่ง
จะมีสองคอนฟอร์เมชัน จะสามารถเปลี่ยนกลับไปกลับมาได้ ดังแสดง

หมู่ CH3 อยู่ equatorial
















จะเห็นว่า คอนฟอร์เมชัน 1 ของ methylcyclohexne จะมีหมู่ CH3 อยู่ในตำแหน่ง eqautorial ซึ่ง

ตำแหน่งนี้จะมีพื้นที่ว่างมากกกว่าตำแหน่ง axial จึงมีความเสถียรมากกว่า คอนฟอร์เมชัน 2 ที่หมู่
CH3 อยู่ในตำแหน่ง axial อีกสาเหตุหนึ่งที่หมู่แทนที่ขนาดใหญ่ควรอยู่ในตำแหน่ง equatorial เพราะ

อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน 129


ถ้าหมู่ใหญ่อยู่ axial จะมีผลของความเกะกะระหว่าง H สองอะตอม กับหมู่แทนที่ขนาดใหญ่ หรืออาจ
กล่าวอีกนัยหนึ่งว่าเกิดการผลักกันระหว่าง 2 H อะตอมกับหมู่แทนที่ขนาดใหญ่ ผลกระทบนี้เรียกว่า

1,3-diaxial interations ซึ่งจะทำให้ความเสถียรของวงไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่อยู่ตำแหน่ง
axial ลดลง ผลของ 1,3-diaxial interations ของหมู่ CH3 ที่อยู่ตำแหน่ง axial ดังแสดงในภาพที่

3.14


❑ หมู่แทนที่ขนาดใหญ่ที่อยู่ในตำแหน่ง axial จะทำให้เกิด 1,3-diaxial interations ซึ่ง

ทำให้ความเสถียรลดลง





















ภาพที่ 3.14 การเกิด 1,3-diaxial interactions ของ methylcyclohexane
ปรับปรุงจาก Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education.

ตารางที่ 3.4 การวาดไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 1 หมู่

ขั้นที่ [1] วาดไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอี้ออกมาก่อน จากนั้นใส่เฉพาะพันธะ axial และ
equatorial ตรงตำแหน่งที่มีหมู่แทนที่ หากตำแหน่งใดไม่มีหมู่แทนที่สามารถละ
เว้นการใส่พันธะไว้ได้ ดังแสดง



ใส่พันธะ



ทำการเติมหมู่แทนที่ ในกรณีนี้เติมหมู่ CH3 ที่ตำแหน่ง equatorial และ H ที่
axial



เติมหมู่แทนที่

130 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตารางที่ 3.4 การวาดไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 1 หมู่
ขั้นที่ [2] ทำการพลิกวงไซโคลเฮกเซนโดยการกด C ตรงตำแหน่งที่จุดสีดำเข้มให้เคลื่อนลง
และทำให้ C อะตอมตรงวงกลมขาวพลิกขึ้น ดังแสดง


C ชี้ขึ้น
C ชี้ลง







ขั้นที่ [3] เขียนเติมพันธะแบบ พันธะ axial และ equatorial ตรง C ที่ถูกทำให้ชี้ลง ของ
คอนฟอร์เมชันที่ 2 (2 conformation) จากนั้นพิจารณาว่า หมู่ CH3 ที่อยู่ใน
nd
equatorial ของคอนฟอร์เมชันที่ 1 เมื่อเกิดการพลิกของวงแล้วจะกลายมาเป็น
ตำแหน่ง axial ของ คอนฟอร์เมชันที่ 2 ดังแสดง












ในบางกรณีที่หมู่แทนที่มีขนาดใหญ่มาก ๆ เช่น หมู่ tert-butyl [(CH3)3C–]
มาเกาะบนวงไซโคลเฮกเซน จะไม่มีคอนฟอร์เมชันที่หมู่ tert-butyl อยู่ในตำแหน่ง axial อยู่เลย

เนื่องจากผลของ steric มีมาก ดังนั้น tert-butylcyclohexane มีเพียงคอนฟอร์เมชันเดียว คือ คอน
ฟอร์เมชันที่ หมู่ tert-butyl อยู่ตำแหน่ง equatorual ดังแสดง

อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน 131


3.9.4 คอนฟอร์เมชันของไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หม ู่
ในกรณีที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่ อยู่บนวงไซโคลเฮกเซน ยกตัวอย่างเช่น 1,4-
dimethylcyclohexane ซึ่งมีสองสเตอริโอไอโซเมอร์ คือ cis และ trans และแต่ละสเตอริโอไอโซ
เมอร์ก็มี 2 คอนฟอร์เมอร์แบบเก้าอ ี้









พิจารณา trans-1,4-dimethylcyclohexane ก่อน เมื่อเขียนคอนฟอร์เม-

ชันของสารนี้จะเขียนได้ ดังแสดง

















คอนฟอร์เมชัน 1 มีหมู่ CH3 ทั้งสองหมู่อยู่แบบทรานส์กัน แต่อยู่ในตำแหน่ง axial ซึ่งไม่เสถียรจึงมีการ
เกิด ring-flip เปลี่ยนไปเป็นคอนฟอร์เมชันแบบที่ 2 หมู่ CH3 ทั้งสองหมู่อยู่ในตำแหน่ง equatorial

คอนฟอร์เมชันนี้จึงเสถียรกว่าเพราะพลังงานต่ำกว่า ตารางที่ 3.5 สอนการเขียนไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่
แทนที่ 2 หมู่

ตารางที่ 3.5 การวาดไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่

ขั้นที่ [1] ยกตัวอย่างไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่ คือ สาร trans-1,4-dimethyl-
cyclohexane ประกอบการอธิบาย โดยในขั้นแรกให้วาดไซโคลเฮกเซนแบบ
ี้
เก้าอ จากนั้นพิจารณา C อะตอมใดชี้ขึ้นชี้ลง พร้อมระบุตำแหน่งของ C อะตอม
เพื่อให้สอดคล้องกับชื่อสาร ดังแสดง

C ชี้ขึ้น
ตำแหน่งที่ 1



จากนั้นใส่เฉพาะพันธะ axial และ equatorial ตรงตำแหน่งที่มีหมู่แทนที่ (ใน
กรณีนี้ใส่ที่ตำแหน่งที่ 1 และ 4) หากตำแหน่งใดไม่มีหมู่แทนที่สามารถละเว้นการ
ใส่พันธะไว้ได้ ดังแสดง

132 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตารางที่ 3.5 การวาดไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่


เติมพันธะ






จากนั้นทำการเติมหมู่แทนที่ ในกรณีนี้เติมหมู่ CH3 ที่ C ตำแหน่งที่ 1 และ 4 โดย

ต้องเติมหมู่แทนที่ให้ชี้คนละทิศทางกัน เพราะชื่อของสารเป็นทรานส์ไอโซเมอร์
โดยหนทางที่ง่ายที่สุด คือ เติมหมู่ CH3 ตำแหน่ง axial ทั้ง 2 ตำแหน่ง ดังแสดง










ขั้นที่ [2] วาดไซโคลเฮกเซนอีกคอนฟอร์เมชันหนึ่ง แต่ทำการพลิกวงไซโคลเฮกเซนโดยการ
กด C ตรงตำแหน่งที่จุดสีดำเข้มให้เคลื่อนลง และทำให้ C อะตอมตรงวงกลมขาว

พลิกขึ้น ดังแสดง

C ชี้ขึ้น
C ชี้ลง








ขั้นที่ [3] เขียนเติมพันธะแบบ พันธะ axial และ equatorial ตรง C ที่ถูกทำให้ชี้ลง ของ
nd
คอนฟอร์เมชันที่ 2 (2 conformation) จากนั้นพิจารณาว่า หมู่ CH3 ที่อยู่ใน
axial ของคอนฟอร์เมชันที่ 1 ทั้งตำแหน่งที่ 1 และ 4 เมื่อเกิดการพลิกของวงแล้ว
จะกลายมาเป็นตำแหน่ง equatorial ของ คอนฟอร์เมชันที่ 2 ดังแสดง












เสถียรกว่าเพราะหมู่ใหญ่อยู่ equatorial

อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน 133



ส่วนกรณีของ cis-1,4-dimethylcyclohexane ก็จะมีสองคอนฟอร์เมชัน
ด้วย ซึ่งแต่ละคอนฟอร์เมชันจะมีหมู่ CH3 หนึ่งหมู่อยู่ axial อีกหนึ่งหมู่อยู่ eqautorial ซึ่งทั้งสองคอน
ฟอร์เมชันมีความเสถียรและพลังงานเท่ากัน คอนฟอร์เมชันทั้งสองของ cis-1,4-dimethyl-

cyclohexane จะเป็นของผสมอยู่อย่างละ 50% เปลี่ยนกลับไปกลับมา ที่อุณหภูมิห้องดังแสดง


















จากที่กล่าวข้างต้น การพิจารณาความเสถียรของไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่ สามารถพิจารณา
ได้จากหลักการคร่าว ๆ ดังนี้
o หากโจทย์ให้เป็นชื่อสารหรือโครงสร้างแบบสองมิติมา ให้เขียนวงไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอ ี้
ออกมาให้สอดคล้องกบชื่อสารหรือโครงสร้างนั้น อย่าลืมว่าต้องเติมหมู่แทนที่ให้สอดคล้องกับ
ั
ไอโซเมอร์ซิสหรือทรานส์ตามที่ชื่อสารกำหนด
o หากคอนฟอร์เมชันใดมีหมู่แทนที่ที่มีขนาดใหญ่อยู่ตำแหน่ง equatorial คอนฟอร์เมชันนั้น
เสถียรกว่า
o หากคอนฟอร์เมชันใดมีหมู่แทนที่ที่มีขนาดใหญ่ 2 หมู่ อยู่ตำแหน่ง equatorial 1 หมู่ อยู่

ตำแหน่ง axial 1 หมู่ คอนฟอร์เมชันทั้งสองมีความเสถียรเท่ากัน (ดังแสดงในคอนฟอร์เมชัน
ของ cis-1,4-dimethylcyclohexane)


การพิจารณาความเสถียรของคอนฟอร์เมชันของไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่สองหมู่สามารถศึกษา
เพิ่มเติมได้จากตัวอย่างที่ 3.5–3.7 ด้านล่างนี้


ตัวอย่างที่ 3.5 | ไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่
โจทย ์ จงเขียนคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้ของ trans-1,3-dimethylcyclohexane จำนวน 2

คอนฟอร์เมชัน

วิธีคิด [1] วาดไซโคลเฮกเซนแบบเก้าอี้ แล้วทำการเติมหมู่แทนที่ ในกรณีนี้เติมหมู่ CH3 ที่ C
ตำแหน่งที่ 1 และ 3 โดยต้องเติมหมู่แทนที่ให้ชี้คนละทิศทางกัน เพราะชื่อของสารเป็น
ทรานส์ไอโซเมอร์ ดังแสดง

134 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตัวอย่างที่ 3.5 | ไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่ (ต่อ)









[2] ทำการพลิกวงไซโคลเฮกเซน เขียนคอนฟอร์เมชันที่ 2 และเติมหมู่แทนที่













คอนฟอร์เมชันทั้งสองมีความเสถียรเท่ากัน เพราะทั้งสองคอนฟอร์เมอร์มีหมู่แทนที่ที่

มีขนาดใหญ่อยู่ตำแหน่ง equatorial 1 หมู่ อยู่ตำแหน่ง axial 1 หมู่




ตัวอย่างที่ 3.6 | ไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่
โจทย ์ จงพิจารณาคอนฟอร์เมชันของสารต่อไปนี้ และระบุคอนฟอร์เมชันใดเสถียรกว่า พร้อม
ระบุเหตุผลคร่าว ๆ









วิธีคิด คำตอบ คือ คอนฟอร์เมชัน A มีความเสถียรสูงกว่าเพราะ หมู่ tert-butyl ซึ่งจัดเป็น

หมู่แทนที่ที่มีขนาดใหญ่อยู่ตำแหน่ง equatorial และไม่มี 1,3-diaxial interation มา
ลดความเสถียรเหมือนคอนฟอร์เมชัน B

อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน 135



ตัวอย่างที่ 3.7 | ไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่
โจทย ์ จงระบุคอนฟอร์เมชันต่อไปนี้เป็นซิสหรือทรานส์ไอโซเมอร์ พร้อมทั้งเขียนคอนฟอร์เม

ชันอีกอันหนึ่ง






วิธีคิด (a) คอนฟอร์เมชันในข้อ (a) เป็น ไอโซเมอร์แบบซิส เพราะ H อะตอมชี้ขึ้นเหมือนกัน

เมื่อพลิกวงและเขียนอีกคอนฟอร์เมชันหนึ่ง จะได้









(b) คอนฟอร์เมชันในข้อ (b) เป็น ไอโซเมอร์แบบทรานส์ เพราะ H อะตอมชี้ขึ้นคนละ
ทิศทางกัน เมื่อพลิกวงและเขียนอีกคอนฟอร์เมชันหนึ่ง จะได้













(c) คอนฟอร์เมชันในข้อ (c) เป็น ไอโซเมอร์แบบทรานส์ เพราะ H อะตอมชี้ขึ้นคนละ

ทิศทางกัน เมื่อพลิกวงและเขียนอีกคอนฟอร์เมชันหนึ่ง จะได้

136 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


3.10 สรุปสาระสำคัญประจำบท
• สาระทวไปของอัลเคน
ั่
o อัลเคนประกอบด้วยพันธะเดี่ยวระหว่างคาร์บอนอะตอม แบ่งเป็น 2 ประเภท คือ อะ
ไซคลิกอัลเคน ซึ่งมีสูตรทั่วไป คือ CnH2n+2 และไซคลิกอัลเคน(ไซโคลอัลเคน) ที่มีสูตร
ทั่วไปเป็น CnH2n
o อัลเคนเป็นโมเลกุลไม่มีขั้ว ไม่ละลายน้ำ แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลเป็นแรง London

o จำนวนคาร์บอนอะตอมในอัลเคนส่งผลต่อจุดเดือดจุดหลอมเหลวของอัลเคน
o อัลเคนสามารถเกิดปฏิกิริยาเผาไหม้ภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจนแก๊ส ปฏิกิริยาแตกตัว
ให้เป็นอัลเคนขนาดเล็ก และปฏิกิริยาอื่น ๆ

• คอนฟอร์เมชันของอะไซคลิกอัลเคน
o คอนฟอร์เมชันของอะไซคลิกอัลเคนสามารถแบ่งได้เป็น eclipsed, staggered, anti

และ gauche ขึ้นกับการหมุนรอบแกนพันธะเดี่ยวของพันธะ C–C
o คอนฟอร์เมชันแบบ staggered พลังงานต่ำกว่า แบบ eclipsed
o คอนฟอร์เมชันแบบ anti พลังงานต่ำกว่า แบบ gauche













มุม dihedral ระหว่าง มุม dihedral ระหว่าง
หมู่ CH3 = 180° หมู่ CH3 = 60°

• คอนฟอร์เมชันของไซโคลอัลเคน

o ไซโคลเฮกเซนมีคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้เป็นคอนฟอร์เมชันที่เสถียร 2 คอนฟอร์เม
ชัน เปลี่ยนกลับไปมาโดยการพลิกวง












o แต่ละ C อะตอมในไซโคลเฮกเซนมี H ที่อยู่ตำแหน่ง axial และ equatorial

อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน 137


ี
o หมู่แทนที่บนวงไซโคลเฮกเซน หากเป็นหมู่ที่มขนาดใหญ่กว่า H อะตอม จะอยู่
ตำแหน่ง equatorial
o ไซโคลเฮกเซนที่มีหมู่แทนที่ 2 หมู่ สามารถแสดงไอโซเมอร์แบบซิสหรือทรานส์ได้
o ไอโซเมอร์แบบซิส สองหมู่แทนที่ชี้ทิศทางเดียวกัน

o ไอโซเมอร์แบบทรานส์ สองหมู่แทนที่ชี้คนละทิศทาง

138 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 3
อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน




1) จงเขียนโครงสร้างแบบเส้นของอัลเคนที่:
a. ประกอบด้วย 1° C และ 3° C
b. ประกอบด้วย 1° C และ 2° C
c. ประกอบด้วย 2° C อย่างเดียว


2) จงเขียน constitutional ไอโซเมอร์ในกรณีต่อไปนี้
a. เขียน constitutional ไอโซเมอร์ ของสารที่มีสูตร C4H8 จำนวน 5 ไอโซเมอร์

b. เขียน constitutional ไอโซเมอร์ ของสารที่มีสูตร C7H16 จำนวน 9 ไอโซเมอร์

3) จงอ่านชื่ออัลเคนตามหลัก IUPAC ของสารดังแสดง (ทบทวนบทที่ 2)











4) จงเรียงลำดับจุดเดือดของอัลเคนในแต่ละข้อย่อยต่อไปนี้จากน้อยไปมากให้ถูกต้อง
a. CH3CH2CH2CH2CH3 , CH3CH2CH2CH3 , CH3CH2CH3
b. CH3CH2CH2CH(CH3)2 , CH3(CH2)4CH3 , (CH3)2CHCH(CH3)2


5) จงระบุคอนฟอร์เมชันของสารต่อไปนี้ว่าสารใดมีพลังงานสูงกว่ากัน

อัลเคนและคอนฟอร์เมชันของอัลเคน 139


6) จงเปลี่ยนโครงสร้างสารต่อไปนี้เป็น Newman projection โดยใช้พันธะที่ลูกศรชี้เป็นแกน
หมุน








7) จงเขียน Newman projection ของ ethylene glycol (HOCH2CH2OH) ที่เป็นไปได้ทั้งหมด

พร้อมให้เห็ตุผลว่าทำไมคอนฟอร์เมชันแบบ gauche ถึงเสถียรกว่าคอนฟอร์เมชันแบบ anti

8) จงเขียนคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสารต่อไปนี้พร้อมระบุคอนฟอร์เมชัน
ที่เสถียรกว่า












9) พิจารณาสารแต่ละข้อต่อไปนี้พร้อมกับ:
9.1 ระบุหมู่ OH, Br, CH3 อยู่ในตำแหน่ง axial หรือ equatorial

9.2 ระบุว่าสารนั้นเป็น cis หรือ trans
9.3 เปลี่ยนคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้ให้เป็นวงหกเหลี่ยมแบบราบแล้วใช้พันธะเส้นลิ่มหน้า
และเส้นปะ ระบุพันธะชี้ขึ้นหรือลง
ี้
9.4 เขียนคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอของอีคอนฟอร์เมชันหนึ่ง









10) จงเขียนคอนฟอร์เมชันแบบเก้าอี้ (Chair conformation) ของสารที่กำหนดให้ต่อไปนี้พร้อม

แสดงเหตุผลว่าคอนฟอร์เมชันใด เสถียรกว่ากันและเพราะเหตุใด
a. cis-1-tert-butyl-3-methylcyclohexane,
b. trans-1-tert-butyl-3-methylcyclohexane,
c. trans-1-tert-butyl-4-methylcyclohexane,
d. cis-1-tert-butyl-4-methylcyclohexane.

140 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


เอกสารอ้างอิง



สุนันทา วิบูลจันทร์. (2554). เคมีอินทรีย์. นนทบุรี: เอ็นดับบลิว มีเดีย จำกัด.
Ashenhurst, J. (2014). Conformations and Cycloalkanes. Retrieved August 22, 2018, from

https://www.masterorganicchemistry.com/2014/05/14/an-aerial-tour-of-the-cy-
clohexane-chair/

Brown, W. H., Foote, C. S., Iverson, B. L., & Anslyn, E. (2011). Organic Chemistry.

Cengage Learning.
Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. (2012). Organic Chemistry. OUP Oxford.

McMurry, J. (2011). Organic Chemistry. Brooks/Cole Cengage Learning.

Smith, J. (2010). Organic Chemistry. McGraw-Hill Education.

Smith, M. B., & March, J. (2008). March’s Advanced Organic Chemistry. New York: Wiley.
Solomons, T. W. G., Fryhle, C., & Snyder, S. (2012). Organic Chemistry. Wiley.

Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.

บทที่ 4
สเตอริโอเคมี (Stereochemistry)




4.1 บทนำ

แป้ง (starch) และเซลลูโลส (cellulose) เป็นพอลิเมอร์ประเภทหนึ่งที่มี มอนอเมอร์เป็น
กลูโคส ซึ่งกลูโคสเหล่านี้ จะต่อกันเป็นสายยาว โดยมีจุดเชื่อมต่อของแต่ละโมเลกุล อยู่ที่ออกซิเจน
ิ
อะตอม แต่การเชื่อมต่อพันธะที่ออกซเจนอะตอมของสารทั้งสองนี้ มีรูปแบบไม่เหมือนกัน ดังแสดง
















แป้งและเซลลูโลสนี้มีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แต่การจัดเรียงตัวของอะตอมในรูปแบบสามมิติ แตกต่าง

กัน ซึ่งอาจกล่าวได้ว่า สารทั้งสองนี้เป็น สเตอริโอไอโซเมอร์ (stereoisomers) ซึ่งกันและกัน แม้ว่า
สารทั้งสองจะมีโครงสร้างสามมิติ คล้ายคลึงกัน แต่คุณสมบัติกลับแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง เช่น เมื่อ
ร่างกายของคนเราได้รับแป้งเข้าไป แป้งจะสามารถถูกย่อย (hydrolyzed) ไปเป็นกลูโคส ซึ่งจะไป

แหล่งพลังงานที่ร่างกายสามารถนำไปใช้ได้ต่อไป ในทางกลับกันร่างกายคนเราไม่สามารถย่อยสลาย
เซลลูโลส ให้เป็นกลูโคสได้ ดังนั้นการที่โครงสร้างของสารมีการจัดเรียงตัวในสามมิติที่แตกต่างกัน
อาจจะส่งผลให้คุณสมบัติของสารมีความแตกต่างกัน ในบทนี้จะเป็นการศึกษาวิธีการระบุว่าสารใด
เป็นสเตอริโอไอโซเมอร์แบบใด


4.2 ชนิดของไอโซเมอร์

(Classification of isomers)

ไอโซเมอร์แบ่งออกได้เป็นสองส่วนหลัก ๆ คือ 1) constitutional isomer หรือ ไอโซเมอร์
โครงสร้าง 2) สเตอริโอไอโซเมอร์
Constitutional isomer คือ สารที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่การจัดเรียงอะตอมในสูตร
แบบเส้นหรือสูตรโครงสร้างต่างกัน ส่วนสเตอริโอไอโซเมอร์จะเป็นสารที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่

การจัดเรียงตัวของอะตอมใน 3 มิติต่างกัน สเตอริโอไอโซเมอร์แบ่งได้อีก 2 ประเภท คือ อิแนนทิโอ-
เมอร์และไดแอสเตอริโอเมอร์ การแบ่งประเภทนี้ใช้รูปร่างของโมเลกุลและการจัดเรียงตัวของอะตอม
ในโมเลกุลเป็นเกณฑ การแบ่งประเภทของไอโซเมอร์แสดงดังภาพที่ 4.1
์

142 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



Isomer
(สารที่สูตรโมเลกุลเหมือนกัน)




Constitutional isomer สเตอริโอไอโซเมอร์ การจัดเรียงตัวใน
(Structural isomers) (Stereoisomers) สามมิติต่างกัน



อิแนนทิโอเมอร์ ไดแอสเตอริโอเมอร์
(Enantiomers) (Diastereomers)

สเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นภาพสะท้อน สเตอริโอไอโซเมอร์ที่ไม่เป็นภาพสะท้อน
ในกระจก แต่ซ้อนทับกันไม่สนิท ในกระจก และซ้อนทับกันไม่สนิท

ภาพที่ 4.1 แผนภาพแสดงชนิดของไอโซเมอร์

ปรับปรุงจาก: Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education.


4.2.1 Constitutional isomer หรือ ไอโซเมอร์โครงสร้าง (structural isomer)
Constitutional isomer หรือ ไอโซเมอร์โครงสร้าง คือ ไอโซเมอร์ที่มีสูตรโมเลกุล
เหมือนกัน แต่มีตำแหน่งของหมู่ที่มาเกาะแตกต่างกัน หรืออาจกล่าวได้ว่าเป็นสารคนละตัวกัน มักจะมี
ชื่อ IUPAC ที่แตกต่างกัน เช่น สารที่มีสูตรโมเลกุล เป็น C4H10 อาจเป็น butane หรือ 2-methyl-
propane ก็ได้ ดังแสดง

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 143


4.2.2 สเตอริโอไอโซเมอร์
สเตอริโอไอโซเมอร์ คือ สารที่มีสูตรโมเลกุลและสูตรโครงสร้างเหมือนกัน แต่การ
จัดเรียงตัวของอะตอมในรูปแบบสามมิติแตกต่างกัน สเตอริโอไอโซเมอร์ มักมีชื่อทาง IUPAC
เหมือนกัน (ยกเว้น มีคำว่า cis หรือ trans นำหน้า) และมักจะมี คอนฟิกุเรชัน (configuration) ที่

แตกต่างกัน

คอนฟิกุเรชัน (configuration) ในทางเคมีอินทรีย์ หมายถึง การจัดเรียงตัวของอะตอมในสามมิติ

รอบอะตอมกลาง โดยหากลำดับของหมู่ที่มาเกาะรอบอะตอมกลางเปลี่ยนไป คอนฟิกุเรชันก็
เปลี่ยนไปด้วย

ตัวอย่างในภาพที่ 4.2 แสดงความแตกต่างของ constitutional isomer และสเตอริ-
โอไอโซเมอร์ หากเราลองอ่านชื่อสารทั้งหมดจะเห็นว่า สารที่อยู่ทางซ้ายมือทั้งสองเป็น

constitutional isomer กัน เพราะ มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่มีหมู่แทนที่มาเกาะที่ตำแหน่งแตกต่าง
กัน และมีชื่อ IUPAC ที่ต่างกันด้วย ส่วนสารทางขวามือเป็น สเตอริโอไอโซเมอร์กันเพราะ มีสูตร
โมเลกุลเหมือนกัน แต่มีการจัดเรียงตัวของอะตอมหรือหมู่แทนที่แตกต่างกันในรูปแบบสามมิติ
กล่าวคือ หมู่ CH3 ชี้ขึ้นและลงแตกต่างกัน ประกอบกับสารทั้งสองมีชื่อเหมือนกันแต่ ต่างกันแค่คำ

นำหน้าว่า cis หรือ trans
















สูตรโมเลกุลเหมือนกัน
แต่ชื่อต่างกัน
สูตรโมเลกุลเหมือนกัน ชื่อ
เหมือนกันแต่ prefix ต่างกัน
constitutional isomers สเตอริโอไอโซเมอร์


ภาพที่ 4.2 เปรียบเทียบความแตกต่างของ constitutional isomers กับสเตอริโอไอโซเมอร์

ปรับปรุงจาก: Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education.

144 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตัวอย่างที่ 4.1 | โจทย์ฝึกการระบุ constitutional isomer กับสเตอริโอไอโซเมอร์
โจทย ์ พิจารณาโมเลกุลแต่ละคู่ต่อไปนี้ แล้วระบุว่าโมเลกุลใดเป็น constitutional isomer
หรือเป็นสเตอริโอไอโซเมอร์








วิธีคิด Constitutional isomer คือ ไอโซเมอร์ที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แต่มีหมู่แทนที่มา
เกาะที่ตำแหน่งแตกต่างกัน

สเตอริโอไอโซเมอร์ คือ ไอโซเมอร์ที่มีสูตรโมเลกุลเหมือนกัน แต่มีการจัดเรียงตัวของ
อะตอมหรือหมู่แทนที่แตกต่างกันในแบบสามมิติ ดังนั้น













เพราะชื่อแตกต่างกันและอะตอมที่มาเกาะอยู่ในตำแหน่งต่างกัน










เพราะตำแหน่งการต่อของอะตอมต่างกัน















เพราะสารทั้งสองมีชื่อเหมือนกันคือ 1,2-dimethylcyclobutane แต่การชี้ของ
ี
หมู่ CH3 ในสามมิติแตกต่างกัน โมเลกุลหนึ่งชี้ทิศทางเดียวกัน (cis isomer) อก
โมเลกุลหนึ่งหมู่ CH3 ชี้คนละทิศทาง (trans isomer)

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 145


4.3 ไครัลลิตี
(Chirality)

ถ้าพิจารณามือของเราทั้งสองข้างจะเห็นได้ว่า มือทั้งสองข้างเป็นภาพสะท้อนในกระจกซึ่งกัน
และกัน แต่ไม่สามารถซ้อนทับกันได้สนิท (ซ้อนทับกันได้สนิทในที่นี้ ไม่ใช่การประกบมือ แต่คำว่าทับ
กันได้สนิท คือ มือซ้ายก็ต้องวางทับมือซ้ายได้แนบสนิท) สิ่งใด ๆ ก็ตามที่เป็นภาพสะท้อนในกระจกแต่
ซ้อนทับกันไม่สนิทเราจะเรียกโมเลกุล หรือสิ่งนั้น ๆ ว่า ไครัล (chiral) ซึ่งคำว่า ไครัล ในภาษากรีก

แปลว่า “มือ” ส่วนโมเลกุลหรือสิ่งของใด ๆ ที่เป็นภาพสะท้อนในกระจกและซ้อนทับกันสนิท จะ
เรียกว่า อะไครัล (achiral) ดังตัวอย่างในภาพที่ 4.3















ภาพที่ 4.3 ภาพของวัตถุที่เป็นภาพสะท้อนในกระจกซึ่งกันและกัน (ขวา) ซ้อนทับกันไม่สนิท (ซ้าย)
ซ้อนทับกันสนิท
ปรับปรุงจาก: Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education.



4.4 ไครัลลิตีและอิแนนทิโอเมอร์สำหรับสารอินทรีย์
สเตอริโอไอโซเมอร์สามารถแบ่งออกได้เป็นสองชนิด คือ อิแนนทิโอเมอร์ และ ไดแอสเตอริโอ
เมอร์ ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงอิแนนทิโอเมอร์ก่อน

4.4.1 อิแนนทิโอเมอร์

(Enantiomers)
อิแนนทิโอเมอร์ คือ คู่ของสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นภาพสะท้อนในกระจกซึ่งกันและ
กัน แต่ซ้อนทับกันไม่สนิท ถ้าเรานำเรื่อง ไครัลลิตี้ มาพิจารณาประกอบอาจกล่าวได้ว่า โมเลกุลใด ๆ ที่

ี
ิ
เป็น ไครัล จะมสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นคู่อแนนทิโอเมอร์กันเสมอ
หากเขียนโครงสร้างสามมิติของสาร CHBrClF จะได้โครงสร้างแบบสาร A และ B ซึ่ง
ึ่
ทั้งสองนี้ เป็นภาพสะท้อนในกระจกซงกันและกัน แต่ถ้ายกมาซ้อนทับกัน จะไม่สามารถซ้อนทับกันได้
สนิท ดังนั้น A และ B เป็นคู่อิแนนทิโอเมอร์กัน ดังแสดงในภาพที่ 4.4

ดังนั้นเมื่อลองพิจารณาโมเลกุลของ H2O และ CH2BrCl ที่แสดงในภาพที่ 4.5 ทั้งสอง
โมเลกุลจะเป็น อะไครัลโมเลกุล เพราะแต่ละโมเลกุลเป็นภาพสะท้อนในกระจกและสามารถซ้อนทับ
กันสนิท

146 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)




















โมเลกุลทั้งสองซ้อนทับกันไม่สนิท
อะตอมสองตัวนี้ทับกันไม่สนิท
CHBrClF เป็นไครัลโมเลกุล


ภาพที่ 4.4 ภาพสะท้อนในกระจกของ CHBrClF
ปรับปรุงจาก: Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education.





อะตอมและพันธะทับกันสนิท










H2O เป็นอะไครัล





อะตอมทุกอะตอมทับกันสนิท












หมุนโมเลกุลแล้วทับกันได้สนิท
CH2BrCl เป็นอะไครัล

ภาพที่ 4.5 ภาพสะท้อนในกระจกของ H2O และ CH2BrCl
ปรับปรุงจาก: Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education.

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 147


ตัวอย่างที่ 4.2 | โจทย์ฝึกการวาดภาพสะท้อนในกระจกของโมเลกุล
โจทย ์ จงวาดภาพสะท้อนในกระจกของโมเลกุลต่อไปนี้ พร้อมระบุว่าเป็นไครัลหรืออะไครัล






วิธีคิด เมื่อวาดภาพสะท้อนในกระจกของโมเลกุลเหล่านี้แล้ว จากนั้นนำโมเลกุลทั้งสองซ้อนทับ
กัน หากโมเลกุลซ้อนทับกันไม่สนิทสารนั้นเป็น ไครัล ดังแสดง












เป็นตัวเดียวกัน สารทั้งสองไม่สามารถซ้อนทับกันได้สนิท














สารทั้งสองไม่สามารถซ้อนทับกันได้สนิท



4.4.2 ไครัลเซ็นเตอร์
(Chiral center)

คาร์บอนอะตอมที่สร้างพันธะกับอะตอมที่แตกต่างกัน 4 อะตอม ซึ่งคาร์บอนนั้น มี
ไฮบริดไดเซชันแบบ sp รูปร่างแบบทรงสี่หน้า จะเรียกคาร์บอนนั้นว่า ไครัลเซ็นเตอร์ (chiral
3
center) ดังเช่นสาร CHClBrF คาร์บอนของสารนี้จะเป็น ไครัลเซ็นเตอร์ เพราะจับกับหมู่แทนที่หรือ
อะตอมที่ไม่เหมือนกันเลย โดยปกติจะนิยมทำเครื่องหมาย * ไว้บนคาร์บอนตัวที่เป็น ไครัลเซ็นเตอร์

148 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



C ตำแหน่งนี้เชื่อมพันธะกับ: H
Br
CH2CH3
CH2CH2CH3



สารอินทรีย์ตัวใหญ่ๆ มักมีไครัลเซ็นเตอร์หลายตำแหน่ง ดังแสดงด้านล่าง



















โดยปกติแล้วสารใดก็ตามที่มี ไครัลเซ็นเตอร์ 1 ตำแหน่งในโมเลกุล มักจะเป็น ไครัล เสมอ หรืออาจ
กล่าวได้ว่าจะมีคู่อิแนนทิโอเมอร์เสมอ แต่ถ้าสารใดไม่มี ไครัลเซ็นเตอร์ สารนั้นมักเป็น อะไครัล

ตัวอย่างที่ 4.3 | การระบุไครัลเซ็นเตอร์

โจทย ์ จงทำเครื่องหมาย * ตรงจุดที่เป็นไครัลเซ็นเตอร์ของโมเลกุลต่อไปนี้






3
วิธีคิด ไครัลเซ็นเตอร์ คือ C อะตอมแบบ sp ไฮบริดออร์บิทัลที่สร้างพันธะกับหมู่แทนที่ 4
หมู่ ซึ่งหมู่แทนที่นั้นไม่เหมือนกันเลย วิธีการหนึ่งที่จะหาไครัลเซ็นเตอร์ได้รวดเร็ว คือ
3
พิจารณาเฉพาะ C อะตอมที่เป็น sp ไฮบริดออร์บิทัล โดยไม่ต้องสนใจพวก CH2 ,CH3
และไม่ต้องพิจารณา C อะตอมที่เป็น sp และ sp ไฮบริดออร์บิทัล ดังนั้น เมื่อพิจารณา
2
โมเลกุลในข้อ (a) จะมี 1 ไครัลเซ็นเตอร์ และข้อ (b) มี 2 ไครัลเซ็นเตอร์ ดังแสดง

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 149


ตัวอย่างที่ 4.3 | การระบุไครัลเซ็นเตอร์ (ต่อ)






















4.4.3 ระนาบสมมาตร
(Plan of symmetry)
ระนาบสมมาตร คือ ระนาบที่สามารถแบ่งโมเลกุลออกเป็นสองส่วนเท่า ๆ กันได้ และ
ครึ่งหนึ่งของโมเลกุลที่ถูกแบ่งจะเป็นภาพสะท้อนของอีกครึ่งหนึ่งเสมอ (ภาพที่ 4.6) สารใด ๆ ที่มี

ระนาบสมมาตรสารนั้นจะเป็น อะไครัล



















ภาพที่ 4.6 ระนาบสมมาตรของสาร (CH3)2CClH


กล่าวโดยสรุป

❑ ถ้าโมเลกุลที่เป็นภาพสะท้อนในกระจก แต่ซ้อนทับกันไม่สนิท จะเป็น ไครัล และจะมีคู่
อิแนนทิโอเมอร์เสมอ
❑ ถ้ามี ไครัลเซ็นเตอร์ 1 ตำแหน่ง อยู่ในโมเลกุลใด ๆ โมเลกุลนั้น จะเป็น ไครัล ถ้าโมเลกุล

ใดมีระนาบสมมาตร โมเลกุลนั้นจะเป็น อะไครัล

150 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตัวอย่างที่ 4.4 | โจทย์ฝึกการมองหาระนาบสมมาตรของโมเลกุล
โจทย ์ จงหาระนาบสมมาตรของโมเลกุลต่อไปนี้ หากโมเลกุลใดไม่มีระนาบสมมาตรให้ระบุว่า
ไม่ม ี







วิธีคิด ระนาบสมมาตรของโมเลกุลจะต้องแบ่งครึ่งโมเลกุลออกเป็นสองส่วนเท่า ๆ กัน เมื่อ

พิจารณาสารทั้ง 3 นี้ จะมระนาบสมมาตรของโมเลกุล ดังแสดง
ี



















4.4.4 การวาดคู่อิแนนทิโอเมอร์

โมเลกุลที่มี 1 ไครัลเซ็นเตอร์ และเป็นไครัล จะสามารถแสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์ได้ การ
วาดแสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์ อาจมีความซับซ้อนเล็กน้อย สำหรับผู้ศึกษาเบื้องต้นอาจต้องฝึกการมอง
และหมุนโมเลกุล ในหัวข้อนี้จะแสดงตัวอย่างการวาดและแสดงคู่อแนนทิโอเมอร์ของสาร butan-2-ol
ิ
เป็นลำดับข้อ ๆ ดังแสดงในตารางที่ 4.1 ต่อไปนี้

ตารางที่ 4.1 การวาดและแสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์ของสาร butan-2-ol

[1] วาดโครงสร้างของสารและหาไครัลเซ็นเตอร์ ในโมเลกุลนั้น







[2] วาดโครงสร้างสาร โดยพยายามแสดงหมู่แทนที่ที่ตำแหน่ง ไครัลเซ็นเตอร์ ให้เป็นแบบสามมิติ
โดย ใช้เส้น ( ) แสดงถึงหมู่แทนที่ ที่พุ่งออกนอกกระดาษ
ใช้เส้น ( ) แสดงถึงหมู่แทนที่ ที่พุ่งไปด้านหลังกระดาษ

ใช้เส้น (—) แสดงถึงหมู่แทนที่ ที่อยู่ระนาบเดียวกับกระดาษ

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 151


ตารางที่ 4.1 การวาดและแสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์ของสาร butan-2-ol (ต่อ)
จากนั้นนำโมเลกุลที่วาดส่องกระจก
















ี
[3] วาดอกโมเลกุล ที่เป็นภาพสะท้อนในกระจกซึ่งกันและกัน




















ลองพิจารณานำมาทับกัน ไม่ว่าจะหมุนหรือทำมุมใด ๆ จะเห็นว่าซ้อนทับกันไม่สนิท ดังนั้น สารทั้ง
สองเป็นคู่อิแนนทิโอเมอร์กัน











ทับกันไม่สนิท




ในกรณีที่สารนั้น ๆ มีโครงสร้างเป็นวง วิธีวาดคู่อิแนนทิโอเมอร์ก็ทำเหมือนเดิม คือ
หาคาร์บอนอะตอมที่เป็นไครัลเซ็นเตอร์ก่อน แล้ววาดโครงสร้างเฉพาะจุดที่เป็นไครัลเซ็นเตอร์ให้เป็น

สามมิติ จากนั้นจึงวาดโครงสร้างที่เป็นภาพสะท้อนในกระจกซึ่งกันและกัน แล้วนำโมเลกุลทั้งสองมา
ซ้อนทับกัน และพิจาณาว่าโมเลกุลทั้งสองซ้อนทับกันได้สนิทหรือไม่ แต่ส่วนใหญ่จะมีปัญหาเรื่องการ

152 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ระบุไครัลเซ็นเตอร์ ลองพิจารณาตัวอย่างสาร methylcyclopentane กับ 3-methylcyclohexene
แสดงด้านล่าง

พิจารณาว่า C1 ตำแหน่งนี้เป็นเป็น
ไครัลเซ็นเตอร์หรือไม่ C1 นี้ไม่ใช่ไครัลเซ็นเตอร์ เพราะมี
หมู่ที่เหมือนกันสองหมู่
2 หมู่นี้เหมือนกัน









พิจารณาว่า C3 ตำแหน่งนี้เป็น
เป็นสเตอริโอเจนิกเซ็นเตอร์หรือไม่ คาร์บอนสองอะตอมนี้ต่างกัน





C3 นี้เป็น ไครัลเซ็นเตอร ์





จะเห็นว่า สาร methylcyclopentane นั้นไม่มีไครัลเซ็นเตอร์ และมีระนาบสมมาตร จึงเป็น

โมเลกุลอะไครัล แต่ 3-metylcyclohex-1-ane จะมีไครัลเซ็นเตอร์อยู่ จึงสามารถแสดงคู่อิแนนทิโอ
เมอร์ได้ ดังแสดงต่อไปนี้




















สารอินทรีย์บางโมเลกุลอาจไม่มีไครัลเซ็นเตอร์ แต่ก็สามารถมีคู่อิแนนทิโอเมอร์ได้
เช่น สาร 1-bromobuta-1,2-diene เป็นสารที่ไม่มีไครัลเซ็นเตอร์และไม่มีระนาบสมมาตรในโมเลกุล

สารลักษณะนี้จะมีคู่อิแนนทิโอเมอร์

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 153



























ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่า สารที่ไม่มีไครัลเซ็นเตอร์จะต้องตรวจสอบดูก่อนว่ามี ระนาบสมมาตรในโมเลกุล
หรือไม่ ถ้ามีระนาบสมมาตรในโมเลกุล สารนั้นมักจะไม่มีคู่อิแนนทิโอเมอร์ แต่ถ้าโมเลกุลนั้นไม่มีไครัล
เซ็นเตอร์และไม่มีระนาบสมมาตร สารนั้นจะมีคู่อิแนนทิโอเมอร์


ตัวอย่างที่ 4.5 | โจทย์ฝึกการหาคู่อิแนนทิโอเมอร์
์
โจทย จงหาไครัลเซ็นเตอร์ของสารต่อไปนี้และวาดแสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์ (ถ้ามี)



วิธีคิด [1] หากโจทย์กำหนดสูตรมาให้ในลักษณะนี้ ให้เขียนสูตรแสดงว่าอะตอมใดเชื่อมพันธะ
กับอะตอมใดให้ชัดเจน จากนั้นระบุตำแหน่งที่เป็นไครัลเซ็นเตอร์ แล้วเขียนโครงสร้างให้
C อะตอม ตรงจุดที่ (*) ไว้ เป็นโครงสร้างสามมิติ (จะเขียนรูปแบบใดก็ได้ขอให้เป็น

โครงสร้าง 3 มิติ) ดังแสดง













[2] วาดภาพสะท้อนในกระจก แล้วพิจารณาว่าโมเลกุลนั้น ๆ ซ้อนทับกันได้สนิทหรือไม่
หากซ้อนทับกันไม่สนิท สารทั้งสองนั้นเป็นคู่อิแนนทิโอเมอร์กัน

154 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตัวอย่างที่ 4.5 | โจทย์ฝึกการหาคู่อิแนนทิโอเมอร์ (ต่อ)

















4.5 การระบุไครัลเซ็นเตอร์ ด้วย R และ S

(Labeling chiral centers with R or S)
สาร butan-2-ol เป็นสารที่มีไครัลเซ็นเตอร์อยู่ 1 ตำแหน่ง ซึ่งจะมีคู่อิแนนทิโอเมอร์ของมัน
ู
ซึ่งจะเห็นว่า จากชื่อ IUPAC ของ butan-2-ol นั้น ไม่สามารถระบุได้เลยว่า สารที่กำลังพดถึงนั้นมีหมู่
–OH ชี้ ออก (สาร a) หรือชี้เข้า (สาร b) ระนาบของกระดาษ ดังแสดง








การระบุคำนำหน้า R หรือ S ไว้หน้า ชื่อ IUPAC จะทำให้แยกความแตกต่าง ระหว่างสาร (a) และ (b)
ที่แสดงด้านบนนี้ได้ การที่จะระบุว่าโครงสร้างชนิดใด เป็น R หรือ S นั้น อันดับแรกต้องลำดับ
ความสำคัญของหมู่แทนที่รอบ ๆ ไครัลเซ็นเตอร์เสียก่อน (ลำดับ 1, 2, 3, 4) แล้วใช้ลำดับนั้นระบุ

คอนฟิกุเรชัน R หรือ S

4.5.1 กฏในการระบุความสำคัญของหมู่แทนที่


ลำดับความสำคัญของหมู่แทนที่รอบ ๆ ไครัลเซ็นเตอร์โดยอะตอมที่ม ี
ข้อที่ 1
เลขอะตอมสูงกว่าจะมีลำดับที่สำคัญกว่า เช่น สาร CHFClBr โบรมีน
อะตอมมีเลขอะตอมสูงกว่า จึงมีลำดับความสำคัญเป็น 1 รองลงมาคือ Cl
อะตอม F อะตอม และลำดับสุดท้ายคือ H อะตอม ตามลำดับ


Br เลขอะตอม 35
Cl เลขอะตอม 17
F เลขอะตอม 9
H เลขอะตอม 1

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 155


ในกรณีที่อะตอมสองหมที่อยู่รอบไครัลเซ็นเตอร์มีเลขอะตอมเท่ากัน ให้
ู่
ข้อที่ 2 พิจารณาอะตอมตัวถัดไปที่เชื่อมพันธะกันอย
ู่
เช่น ในการพิจารณาลำดับความสำคัญของหมู่แทนที่รอบไครัลเซ็นเตอร์
ของสาร butan-2-ol นั้น จะเห็นว่าหมู่ –OH จะเป็นลำดับที่ 1 เพราะ

เลขอะตอมสูงสุด และตัวสุดท้าย คือ H เพราะเลขอะตอมน้อยสุด แต่
ลำดับระหว่าง หมู่ –CH2CH3 และ –CH3 จะระบุได้ยาก เพราะ C อะตอม
ของทั้งสองหมู่มีเลขอะตอมเท่ากัน จึงให้พิจารณาอะตอมตัวถัดไป



ตามกฎข้อที่ 1 กฎข้อที่ 2

เลขอะตอมต่ำสุด C ตัวนี้เชื่อมกับ 2 H อะตอมและ 1 C








ลำดับความสำคัญสูงกว่า
เลขอะตอมสูงสุด
C ตัวนี้เชื่อมกับ
3 H อะตอม

ลำดับความสำคัญต่ำกว่า

หมู่แทนที่ –CH2CH3 ที่อยู่รอบไครัลเซ็นเตอร์ คาร์บอนอะตอม ต่อกับ H
สองอะตอม และต่อกับคาร์บอนอีกหนึ่งอะตอม หมู่ –CH2CH3 จึงมีลำดับ

ความสำคัญสูงกว่า หมู่แทนที่ –CH3 ที่ต่อกับ H อะตอม สามอะตอม


ข้อที่ 3 ถ้าอะตอมที่อยู่รอบไครัลเซ็นเตอร์เป็นไอโซโทปกัน (isotope) ให้
พิจารณามวลอะตอม โดยไอโซโทปที่มีมวลอะตอมมากกว่า จะมีลำดับ
ความสำคัญสูงกว่า

Mass number Priority
T (tritium) 3 1
D (deuterium) 2 2

H (hydrogen) 1 3


ถ้าอะตอมที่กำลังพิจารณาต่อกับพหุพันธะ ให้คิดเสมือนกับเชื่อมกับ
ข้อที่ 4
พันธะเดี่ยว ตามจำนวนพหุพันธะ เช่น C=O จะพิจารณาว่ามี C อะตอม
เชื่อมพันธะเดี่ยวกับ O อะตอม สองพันธะ

156 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)










พิจารณาว่าคาร์บอนตัวนี้ต่อ

กับออกซิเจน 2 อะตอม










พิจารณาว่าคาร์บอนตัวนี้ต่อกับ C 2 อะตอม







พิจารณาว่าคาร์บอนตัวนี้ต่อกับ C 3 อะตอม



ตัวอย่างที่แสดงในภาพที่ 4.7 แสดงการหาลำดับความสำคัญของหมู่แทนที่ของสารต่าง ๆ

















I ไม่ได้เชื่อมพันธะกับ C ที่ C ตำแหน่งนี้เชื่อมพันธะกับคาร์บอนสองอะตอมจึงมี C ตำแหน่งนี้พิจารณาเสมือนว่าเชื่อม
เป็นไครัลเซ็นเตอร์ ลำดับที่ 1 พันธะกับ O 3อะตอมจึงมีลำดับที่ 2


ภาพที่ 4.7 ตัวอย่างการลำดับความสำคัญของหมู่แทนที่ที่เกาะอยู่บนคาร์บอนอะตอมที่เป็นไครัลเซ็น-
เตอร์
ปรับปรุงจาก: Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education.

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 157


ตัวอย่างที่ 4.6 | โจทย์ฝึกการระบุความสำคัญของหมู่แทนที่
์
โจทย จงเรียงลำดับหมู่แทนที่ต่อไปนี้ตามลำดับความสำคัญจากมากไปน้อย โดยหากมี
ความสำคัญมากสุด กำหนดเป็นหมายเลข (1) สำคัญน้อยที่สุดกำหนดเป็นหมายเลข (4)







วิธีคิด เลขอะตอมสูง หมายถึง อะตอมนั้นมีลำดับความสำคัญสูงกว่า


ข้อ (a) หมู่แทนที่ ลำดับความสำคัญ เหตุผล
-COOH  เลขอะตอมน้อยกว่า N อะตอม
-H  เลขอะตอมต่ำสุด

-NH2  เลขอะตอม = 7 น้อยกว่า O อะตอม
-OH  เลขอะตอมสูงสุด

ลำดับความสำคัญ: -OH, -NH2 , -COOH , -H


ข้อ (b) หมู่แทนที่ ลำดับความสำคัญ เหตุผล
-H  เลขอะตอมต่ำที่สุด

-CH3  C เชื่อมพันธะกับ H 3 อะตอม
-Cl  เลขอะตอมสูงสุด
-CH2Cl  C เชื่อมพันธะกับ 2H อะตอมและ Cl
อะตอม ดังนั้น หมู่ CH2Cl จึงลำดับสูง
กว่า CH3

ลำดับความสำคัญ: -Cl, -CH2Cl , -CH3 , -H


ข้อ (c) หมู่แทนที่ ลำดับ เหตุผล
ความสำคัญ
-CH2CH3  C เชื่อมพันธะกับ H 2 อะตอม และ C 1
อะตอม

-CH3  C เชื่อมพันธะกับ H 3 อะตอม
-H  เลขอะตอมต่ำสุด
CH(CH3)2  C เชื่อมพันธะกับ H 1 อะตอมและ C จำนวน 2

อะตอม ดังนั้น หมู่ CH(CH3)2 จึงลำดับสูงกว่า
CH2CH3

ลำดับความสำคัญ: - CH(CH3)2, --CH2CH3, -CH3 , -H

158 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


4.5.2 การระบุ R S ที่ไครัลเซ็นเตอร์
เมื่อเราเรียนรู้การลำดับความสำคัญของหมู่แทนที่แล้ว ต่อไปเราจะศึกษาเกี่ยวกับการ
ระบุ R S รอบ ๆ ไครัลเซ็นเตอร์ โดยจะใช้ตัวอย่างการระบุ R S ของสาร butan-2-ol พิจารณาตาราง
ที่ 4.2 เป็นตัวอย่างประกอบ


ตารางที่ 4.2 การระบุ R S คอนฟิกุเรชันของ butan-2-ol
จงพิจารณาว่าอิแนนทิโอเมอร์ของ butan-2-ol ต่อไปนี้มีคอนฟิกุเรชันเป็น R หรือ S
















[1] เมื่อวาดโครงสร้างสารแสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์แบบสามมิติเรียบร้อยแล้ว ลำดับความสำคัญ
ของหมู่แทนที่เป็นลำดับ 1, 2, 3, และ 4 ของทั้งโครงสร้าง A และ B ลำดับความสำคัญของ
หมู่ทั้ง 4 แสดงดังนี้






ลำดับความสำคัญของหมู่แทนที่ลดลง


[2] หมุนโมเลกุลโดยให้หมู่แทนที่ที่มีลำดับความสำคัญต่ำสุดอยู่หลังสุด (ชี้ไปด้านหลัง) จากการ
มองของผู้สังเกต ดังแสดง

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 159


ตารางที่ 4.2 การระบุ R S คอนฟิกุเรชันของ butan-2-ol (ต่อ)
[3] ร่างวงกลมตามลำดับ 1, 2, 3
✓ ถ้าวงกลมหมุนตามเขมนาฬกา จะกำหนดอิแนนทิโอเมอร์นั้นเป็น R
็
ิ
✓ ถ้าวงกลมหมุนทวนเข็มนาฬิกา จะกำหนดอิแนนทิโอเมอร์นั้นเป็น S
(อาจจำว่า R ตาม S ทวน)














ดังนั้น อิแนนทิโอเมอร์ A จะหมุนตามเข็มนาฬิกาจึงใส่อักษร R ไว้หน้าชื่อ IUPAC ของ อิแนนทิโอ

เมอร์ A จะได้ว่า (2R)-butan-2-ol เลขสองข้างหน้า R บ่งบอกถึงตำแหน่งที่ระบุ R S คอนฟิกุเร-
ชัน ส่วน อิแนนทิโอเมอร์ B จะหมุนทวนเข็มนาฬิกาจึงระบุเป็น S และใส่ S หน้าชื่อ IUPAC ของ
สารได้เป็น (2S)-butan-2-ol ดังแสดง






















ตัวอย่างที่ 4.7 | โจทย์ฝึกการระบุ R S คอนฟกุเรชัน
ิ
โจทย ์ จงระบุ R S คอนฟิกุเรชันของสเตอริโอไอโซเมอร์ที่แสดงต่อไปนี้







วิธีคิด จากโจทย์ทั้งข้อ (a) และ (b) กำหนดรูปร่างโมเลกุลแบบสามมิติมาให้แล้ว ดังนั้น
สามารถเริ่มต้นโดยกำหนดความสำคัญของหมู่แทนที่ (ทบทวนหัวข้อ 4.5.1) หมุน

160 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ิ
ตัวอย่างที่ 4.7 | โจทย์ฝึกการระบุ R S คอนฟกุเรชัน (ต่อ)
โมเลกุลให้หมู่แทนที่ที่มีลำดับต่ำสุดไปด้านหลังของผู้สังเกต จากนั้นร่างวงกลม
ตามลำดับ 1, 2, และ 3 แล้วกำหนด R S คอนฟิกุเรชัน


ข้อ (a)














[1] ลำดับความสำคัญของ [2] มองโมเลกุลในมุมที่ H อยู่ [3] ร่างวงกลม ตามลำดับ
หมู่แทนท ี่ หลังสุด สารนี้หมุนทวนเข็ม เป็น S
ไอโซเมอร ์

ข้อ (b)
[1] ลำดับความสำคัญของหมู่แทนที่ ซึ่งจะเห็นว่า H ที่มีความสำคัญลำดับที่ 4 ชี้ออกมา

จากระนาบของกระดาษ จึงต้องมีการหมุนโมเลกุล
[2] หมุนโมเลกุลโดยใช้พันธะ C–O เป็นแกนหมุน หมุนให้ H ชี้ไปด้านหลัง
[3] ร่างวงกลมตามลำดับความสำคัญ
























หมุนตามเข็มนาฬิกา
สารนี้เป็น R ไอโซเมอร์

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 161


4.6 โครงสร้างแบบฟิชเชอร์
(Fischer projections)

โครงสร้างแบบฟิชเชอร์ คือ โครงสร้าง 2 มิติที่เขียนโดยใช้เส้นพันธะธรรมดา (—) เป็น
ตัวแทนของโครงสร้าง 3 มิติของโมเลกุล โดยการเขียนโครงสร้างแบบฟิชเชอร์นี้แม้จะเป็นโครงสร้าง
สองมิติ แต่เป็นการเขียนโครงสร้างที่ไม่ทำลายสเตอริโอเคมีของสารนั้น ๆ ทำให้สะดวกเวลาที่ต้อง
เขียนโครงสร้างสารในกรณีที่สารนั้นมีไครัลเซ็นเตอร์ 2 ตำแหน่งขึ้นไป















Fischer projection

4.6.1 การวาดโครงสร้างแบบฟิชเชอร์
โครงสร้างแบบฟิชเชอร์เป็นการเอาเส้นแนวตั้งกับเส้นแนวนอนมาวางให้ตัดกัน จุดที่

ตัดกันแสดงคาร์บอนอะตอม (ไม่นิยมเขียน C ที่จุดตัด) เส้นแนวนอนแสดงพันธะที่ชี้ออกจากระนาบ
ิ
กระดาษ เส้นแนวตั้งแสดงพันธะชี้เข้าไปในระนาบกระดาษ ยกตัวอย่างการเขียนโครงสร้างแบบฟช
เชอร์ของ (s)-lactic acid ดังแสดง


















สาร (S)-lactic acid ที่แสดงผ่านโครงสร้างของฟิชเชอร์ด้านบนนี้ จะเห็นว่ามีคอนฟิกุเรชันแบบ S ไอ
โซเมอร์ โดยมีข้อกำหนดว่าโครงสร้างสารแบบฟิชเชอร์นี้ห้ามหมุน 90° เพราะจะทำให้คอนฟิกุเรชัน
เปลี่ยน แต่หากหมุน 180° จะได้คอนฟิกุเรชันเหมือนเดิม ดังนั้น เพื่อลดความผิดพลาดในการแสดง

โครงสร้างแนะนำให้ไม่ควรหมุนโครงสร้างแบบฟิชเชอร์ ดังแสดง

162 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



















ตัวอย่างที่ 4.8 | โจทย์ฝึกการวาดโครงสร้างแบบฟิชเชอร์
โจทย ์ จงเปลี่ยนโครงสร้างฟิชเชอร์ต่อไปนี้ให้เป็นโครงสร้างสามมิติ พร้อมทั้งระบุ R S คอนฟ ิ
กุเรชัน








วิธีคิด ในโครงสร้างแบบฟิชเชอร์นั้น เส้นแนวนอนแสดงพันธะที่ชี้ออกจากระนาบกระดาษ
เส้นแนวตั้งแสดงพันธะชี้เข้าไปในระนาบกระดาษ ดังนั้นสารในข้อ (a) และ (b) จะเขียน
ได้ ดังแสดง

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 163


4.6.2 การวาดภาพสะท้อนในกระจกของโครงสร้างแบบฟิชเชอร์
เนื่องด้วยคอนฟิกุเรชันของโครงสร้างแบบฟิชเชอร์ไม่เปลี่ยนถ้าไม่หมุนโครงสร้ง ดังนั้น
บางครั้งจึงเห็นการใช้โครงสร้างแบบฟิชเชอร์เพื่อแสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์ ในกรณีนี้ขอยกตัวอย่าง
โครงสร้างแบบฟิชเชอร์ของ butan-2-ol ในการแสดงการหาคู่อิแนนทิโอเมอร์ โดยมีขั้นตอน ดังนี้

ขั้นที่ 1 เปลี่ยนชื่อสาร butan-2-ol เป็นสูตรแบบเส้น จากนั้นค่อยเปลี่ยนเป็น
โครงสร้างแบบฟิชเชอร์ดังแสดง
















ขั้นที่ 2 เขียนโครงสร้างแบบฟิชเชอร์นี้สะท้อนในกระจกแบบ 2 มิติ ได้ปกติ ก็จะ
แสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์ได้



















จะเห็นว่าอิแนนทิโอเมอร์ (A) และ B เมื่อแสดงเป็นโครงสร้างสามมิติแล้ว
ก็ซ้อนทับกันได้ไม่สนิท จึงเป็นคู่อิแนนทิโอเมอร์กัน

ิ
หากต้องการฝึกฝนในการหาคู่อแนนทิโอเมอร์จากโครงสร้างแบบฟิชเชอร์สามารถดูรายละเอยดได้จาก
ี
ตัวอย่างที่ 4.9
ส่วนใหญ่แล้วโครงสร้างแบบฟิชเชอร์จะสะดวกอย่างยิ่ง ในกรณีที่สารมีไครัลเซ็นเตอร์
มากกว่า 1 ตำแหน่งในโมเลกุล เพราะจะพิจารณาการซ้อนทับของโมเลกุลได้สะดวกยิ่งขึ้น อย่างไรก็
ตามการหาคู่อิแนนทิโอเมอร์ในกรณีที่สารมีไครัลเซ็นเตอร์ 2 ตำแหน่งจะกล่าวในหัวข้อต่อไป

164 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตัวอย่างที่ 4.9 | การใช้โครงสร้างแบบฟิชเชอร์เพอหาคู่อิแนนทิโอเมอร์
ื่
โจทย ์ จงแสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์จากชื่อสารต่อไปนี้โดยใช้โครงสร้างแบบฟิชเชอร์








วิธีคิด ข้อ (a) โมเลกุลในข้อ (a) มีไครัลเซ็นเตอร์ 1 ตำแหน่ง ดังนั้นสามารถวาดคู่อิแนนทิโอ
เมอร์จากโครงสร้างแบบฟิชเชอร์ได้ ดังแสดง

















ข้อ (b) สารในข้อ (b) ไม่มีไครัลเซ็นเตอร์จึงไม่แสดงคู่อิแนนทิโอเมอร์ ซึ่งหากลองวาด
ภาพในกระจกจะได้ สารตัวเดียวกัน เพราะสารทั้งสองสามารถซ้อนทับกันได้สนิท
ดังแสดง
























ตัวเดียวกัน

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 165


4.7 ไดแอสเตอริโอเมอร์
(Diastereomers)

จากตัวอย่างที่ผ่านมาจะเป็นสารที่มีไครัลเซ็นเตอร์เพียงตำแหน่งเดียว ในบางครั้ง จะพบเห็น
สารอินทรีย์บางโมเลกุลที่มีไครัลเซ็นเตอร์ถึงสองตำแหน่งในโมเลกุลซึ่งจะทำให้เกิดความซับซ้อนในการ
ระบุสเตอริโอไอโซเมอร์เข้าไปอีก
ไดแอสเตอริโอเมอร์ คือ สเตอริโอไอโซเมอร์ที่ ไม่เป็นภาพสะท้อนในกระจก และซ้อนทับกัน

ไม่สนิท ไดแอสสเตอริโอเมอร์มีความหมายอีกทางหนึ่งว่าสิ่งของที่เป็นคู่กัน ไดแอสสเตอริโอเมอร์นั้น
จะเป็นหรือไม่เป็นไครัลก็ได้ แต่อิแนนทิโอเมอร์นั้นจะเป็นไครัลเสมอ เพื่อเพมความเข้าใจพร้อมแสดง
ิ่
ตัวอย่างอย่างชัดเจนของไดแอสเตอริโอเมอร์ จะพิจารณาพร้อมกับการหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่
เป็นไปได้ทั้งหมดของสารที่มีไครัลเซ็นเตอร์สองตำแหน่งในโมเลกุล


4.7.1 การหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้
การหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสารที่มีไครัลเซ็นเตอร์สอง

ตำแหน่งในโมเลกุลจะอธิบายทีละขั้นตอนโดยพิจารณาตัวอย่างสาร 2,3-dibromopentane ทีละขั้น
ดังแสดงรายละเอียดในตารางที่ 4.3 ดังต่อไปนี้

ตารางที่ 4.3 การหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสารที่มีไครัลเซ็นเตอร์สอง
ตำแหน่งในโมเลกุล (ต่อ)


โจทย์ : จงหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสาร 2,3-dibromopentane










[1] หาจำนวนไครัลเซ็นเตอร์ในโมเลกุลก่อน จากนั้นนำจำนวนไครัลเซ็นเตอร์มาเข้าสูตร เพื่อหา
จำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมด

สูตรการหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์คือ 2
n
เมื่อ n คือจำนวนไครัลคาร์บอน

สาร 2,3-dibromopentane มีจำนวนไครัลคาร์บอน 2 ตำแหน่ง ดังนั้นจะมีจำนวนสเตอริ-
2
โอไอโซเมอร์ ทั้งหมด 2 = 4 สเตอริโอไอโซเมอร์

[2] วาดโมเลกุลของ 2,3-dibromopentane ให้เป็นสามมิติ เพื่อความสะดวกมักจะวาดให้อยู่ใน

รูปแบบ eclipsed เพื่อง่ายต่อการมองภาพและหมุนโมเลกุล แต่ต้องระลึกเสมอว่า รูปแบบ
staggered เป็นแบบที่เสถียรกว่าแบบ eclipsed

166 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตารางที่ 4.3 การหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสารที่มีไครัลเซ็นเตอร์สอง
ตำแหน่งในโมเลกุล (ต่อ)
การวาดโมเลกุลแบบ eclipsed คอนฟอร์เมอร์ คือ วาดให้พันธะที่เชื่อมกับคาร์บอนอยู่

ในระนาบเดียวกัน (พันธะทับกันหากมองจากด้านข้าง) ทั้งหมด eclipsed คอนฟอร์เมอร์
ดังแสดง










เมื่อวาดโมเลกุลเป็นสามมิติแบบ eclipsed แล้วให้วาดภาพะสะท้อนในกระจก ดังแสดงเป็น
สเตอริโอไอโซเมอร์ A และ B















ซึ่งเมื่อพิจารณาแล้วจะเห็นว่า A และ B เป็นคู่อิแนนทิโอเมอร์กัน เพราะเป็นภาพสะท้อนใน
กระจกและซ้อนทับกันไม่สนิท ถ้าเราลองระบุ R S ลงไปในสเตอริโอไอโซเมอร์ A และ B จะ

ได้คอนฟิกุเรชันดังแสดง


















จะสังเกตเห็นว่าสารที่เป็นคู่อิแนนทิโอเมอร์กัน จะมี R S ที่ตรงข้ามกัน (ดังแสดงในสเตอริโอ-
ไอโซเมอร์ A และ B)

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 167


ตารางที่ 4.3 การหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสารที่มีไครัลเซ็นเตอร์สอง
ตำแหน่งในโมเลกุล (ต่อ)
[3] วาดโมเลกุลที่สาม โดยเริ่มจากสเตอริโอไอโซเมอร์ใดไอโซเมอร์หนึ่ง ในที่นี้จะเริ่มจากสเตอริโอ

ไอโซเมอร์ A โดยทำการสลับตำแหน่งของหมู่แทนที่รอบไครัลเซ็นเตอร์เพียงหนึ่งตำแหน่ง
เท่านั้น (ตำแหน่งใดก็ได้) จะได้สเตอริโอไอโซเมอร์ C ดังแสดงด้านล่าง จากนั้นทำการวาด

ภาพสะท้อนในกระจกเหมือนดังข้อสอง














สลับตำแหน่ง Br กับ H ที่ไครัลเซ็นเตอร์
หนึ่งตำแหน่ง


สเตอริโอไอโซเมอร์ C และ D จะเป็นคู่อิแนนทิโอเมอร์กันเพราะเป็นภาพสะท้อนในกระจก
และซ้อนทับกันไม่สนิท เมื่อลองระบุ R S แล้วจะพบว่า สเตอริโอไอโซเมอร์ C มีการระบุ R S
เป็น 2R, 3R ซึ่งตรงกันข้ามกับการระบุตำแหน่งของสเตอริโอไอโซเมอร์ D ที่มีการระบุ R S

เป็น 2S, 3S


จากตารางที่ 4.3 เมื่อพิจารณาถึงตรงจุดนี้แล้ว จะทำให้เห็นว่าสเตอริโอไอโซเมอร์ของสาร
2,3-dibromopentane มีสเตอริโอไอโซเมอร์ทั้งหมด 4 สเตอริโอไอโซเมอร์ (A, B, C และ D) คู่สเตอ
ริโอไอโซเมอร์ A B และ C D เป็นคู่อิแนนทิโอเมอร์กัน

ดังที่กล่าวไปข้างต้นไดแอสเตอริโอมอร์เป็นสเตอริโอไอโซเมอร์ที่ไม่ใช่ภาพสะท้อนในกระจก
และซ้อนทับกันไม่สนิท ดังนั้น เมื่อพิจารณาคู่สเตอริโอไอโซเมอร์ A และ C, A และ D จึงเป็นคู่ได-

แอสเตอริโอมอร์กัน เพราะไม่ใช่ภาพสะท้อนในกระจกและซ้อนทับกันไม่สนิท นอกจากนี้ยังมีคู่สเตอริ-
ี
โอไอโซเมอร์ B และ C, B และ D ก็ยังมีความสัมพันธ์กันเป็นคู่ไดแอสเตอริโอมอร์กันอกด้วย ดังแสดง

168 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)




























กล่าวโดยสรุป
คู่อิแนนทิโอเมอร์ มี [A, B] และ [C, D]

คู่ไดแอสเตอริโอมอร์ มี [A C], [A D], [B C], [B D]

จากตัวอย่างในการหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสาร 2,3-dibromopentane

ทำให้เห็นว่าคู่อิแนนทิโอเมอร์กันจะมี R S คอนฟิกุเรชันตรงข้ามกัน ส่วนคู่ไดแอสเตอริโอเมอร์จะคู่ R
S ที่เหมือนกันอย่างน้อยหนึ่งตำแหน่ง ส่วนอีกตำแหน่งจะตรงข้ามกัน














ตัวอย่างที่ 4.10 | โจทย์ฝึกการหาจำนวนสเตอริโอที่เป็นไปได้ทั้งหมด

โจทย ์ จงหาจำนวนสเตอริโอที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสาร CH3CH2CH(Cl)CH(OH)CH2CH3

วิธีคิด [1] เปลี่ยนสูตรที่โจทย์ให้หาเป็นสูตรสามมิติแบบ eclipsed แล้วหาจำนวนสเตอริโอที่

เป็นไปได้






มี 2 ไครัลเซ็นเตอร์ = มี 4 สเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได ้

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 169


ตัวอย่างที่ 4.10 | โจทย์ฝึกการหาจำนวนสเตอริโอที่เป็นไปได้ทั้งหมด (ต่อ)

[2] ทำตามขั้นตอนที่ 2 และ 3 ตามที่กล่าวในตารางที่ 4.3 จะได้


























ดังนั้นในโจทย์ข้อนี้สรุปได้ว่า
คู่อิแนนทิโอเมอร์ มี [A, B] และ [C, D]
คู่ไดแอสเตอริโอมอร์ มี [A C], [A D], [B C], [B D]



ตัวอย่างที่ 4.11 | โจทย์ฝึกการระบุความแตกต่างของอิแนนทิโอเมอร์และไดแอสเตอริโอเมอร์

โจทย ์ จงพิจารณาโมเลกุลแต่ละคู่ที่แสดงดังต่อไปนี้ พร้อมระบุความสัมพันธ์ว่าเป็นคู่อิแนนทิ-
โอเมอร์กัน หรือ เป็นไดแอสเตอริโอเมอร์กัน

170 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตัวอย่างที่ 4.11 | โจทย์ฝึกการระบุความแตกต่างของอิแนนทิโอเมอร์และไดแอสเตอริโอเมอร์ (ต่อ)
วิธีคิด ข้อ (a) สารทั้งสองไม่ใช่ภาพสะท้อนในกระจกกัน ซ้อนทับกันไม่สนิท จึงเป็นไดแอสเตอ
ริโอเมอร์ หรือหากลองหา R S คอนฟิกุเรชันตรงตำแหน่งไครัลเซ็นเตอร์ จะพบว่ามี 1

ตำแหน่งคอนฟิกุเรชันคงเดิม อีกตำแหน่งคอนฟิกุเรชันเปลี่ยนไป








ข้อ (b) สารทั้งสองเป็นภาพสะท้อนในกระจกซึ่งกันและกัน แต่ซ้อนทับกันไม่สนิท จึง
เป็นอิแนนทิโอเมอร์










ข้อ (c) สารทั้งสองเป็นภาพสะท้อนในกระจกซึ่งกันและกัน แต่ซ้อนทับกันไม่สนิท จึง
เป็น อิแนนทิโอเมอร์













4.7.2 การหาจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้โดยใช้โครงสร้างแบบฟิชเชอร์
การใช้โครงสร้างแบบฟิชเชอร์เพื่อแสดงจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้นั้นมีข้อดี
คือ ในกรณีที่โมเลกุลนั้น ๆ ที่มีจำนวนไครัลเซ็นเตอร์ 2 ตำแหน่งขึ้นไป การเขียนภาพโมเลกุลเพอ
ื่
แสดงจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้นั้นจะง่ายและสะดวกยิ่งขึ้น แต่การใช้โครงสร้างแบบฟช
ิ
เชอร์เพื่อแสดงจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์นั้นมีข้อกำหนด คือ ห้ามพลิกโมเลกุลกลับหน้าหลัง แต่
สามารถหมุนในระนาบได้ 180° (สาเหตุที่สามารถหมุนในระนาบได้เพราะจะได้โมเลกุลเดิมคอนฟกุชัน
ิ
ของสารไม่เปลี่ยน)

ข้อกำหนด การใช้โครงสร้างแบบฟิชเชอร์เพื่อแสดงจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้
❑ ห้ามพลิกโมเลกุลกลับหน้าหลัง

❑ แต่สามารถหมุนในระนาบได้ 180°

สเตอริโอเคมี (Stereochemistry) 171





























ในการใช้โครงสร้างแบบฟิชเชอร์เพื่อแสดงจำนวนสเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้นั้น พิจารณาจาก

ตัวอย่างที่ 4.12

ตัวอย่างที่ 4.12 | การหาจำนวนสเตริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ผ่านโครงสร้างแบบฟิชเชอร์
โจทย ์ จงหาจำนวนสเตอริโอที่เป็นไปได้ทั้งหมดของสาร CH3CH(Br)CH(Br)CH2CH3


วิธีคิด [1] เปลี่ยนสูตรที่โจทย์ให้หาเป็นโครงสร้างแบบฟิชเชอร์ แล้วหาจำนวนสเตอริโอไอโซ
เมอร์ที่เป็นไปได้

















มี 2 ไครัลเซ็นเตอร์ = มี 4 สเตอริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได ้


[2] นำโครงสร้างแบบฟิชเชอร์นั้นกำหนดเป็นสเตอริโอไอโซเมอร์ A แล้ววาดภาพ
สะท้อนในกระจก จากนั้นพิจารณาการซ้อนทับกันได้สนิทหรือไม่

172 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


ตัวอย่างที่ 4.12 | การหาจำนวนสเตริโอไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ผ่านโครงสร้างแบบฟิชเชอร์ (ต่อ)















ทั้งสเตอริโอไอโซเมอร์ A และ B เป็นภาพสะท้อนในกระจกซึ่งกันและกัน แต่ซ้อนทับ
ิ
กันไม่สนิท ดังนั้น A และ B เป็นคู่อิแนนทิโอเมอร์กัน การพิจารณาโครงสร้างแบบฟช
เชอร์ซ้อนทับกันได้สนิทหรือไม่นั้น เมื่อลองยก B มาทับ A ก็ทับไม่สนิท หรือสามารถ
ลองหมุน B ในระนาบ 180° แล้วลองวางทับกับ A ก็จะเห็นว่าทับกันไม่สนิทเช่นกัน ดัง

แสดง














[3] ขั้นตอนเหมือนที่กล่าวในตารางที่ 4.3 คือ วาดโมเลกุล C โดยเริ่มจากสเตอริโอไอโซ
เมอร์ใดไอโซเมอร์หนึ่ง ในที่นี้จะเริ่มจากสเตอริโอไอโซเมอร์ A โดยทำการสลับตำแหน่ง
ของหมู่แทนที่รอบไครัลเซ็นเตอร์เพียงหนึ่งตำแหน่งเท่านั้น (ตำแหน่งใดก็ได้) จะได้สเต

อริโอไอโซเมอร์ C จากนั้นวาดภาพสะท้อนในกระจกกำหนดเป็นสเตอริโอไอโซเมอร์ D
แล้วพิจารณาว่า C กับ D ซ้อนทับกันได้สนิทหรือไม่














จะเห็นว่า เมื่อยก C มาทับ D ก็ทับกันไม่สนิท หรือหมุน C ในระนาบ 180° มาทับ D ก็
ทับกันไม่สนิท ดังนั้น C และ D เป็นอิแนนทิโอเมอร์กัน