ตำราเคมีอินทรีย์ [Jadsada Ratniyom]

เบนซีนและสารประกอบอะโรมาติก 523


10) จงเติมสารผลิตภัณฑ์จากแผนการสังเคราะห์ ดังต่อไปนี้





















การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 9 เบนซีนและสารประกอบอะโรมาติก



งานวิจัยของ เจษฎา ราษฎร์นิยม และคณะ (2562a, 2562b; Ratniyom et al., 2016) ค้น
พบว่าคะแนนจากการบ้านออนไลน์ที่ฝึกทำระหว่างเรียนส่งผลต่อคะแนนสอบกลางภาคและปลายภาค
ดังนั้น ตำราเล่มนี้จึงมีการบ้านออนไลน์ประจำบทเสริมไว้ให้ทำ และเมื่อทำเสร็จสิ้นจะแสดงเฉลย
ในทันที















การบ้านออนไลน์
สแกนตรงนี้

524 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


เอกสารอ้างอิง



เจษฎา ราษฎร์นิยม, สุทธิพงศ์ บุญผดุง, & ธรรศนันต์ อุนนะนันทน์. (2562a). การจัดการเรียนรู้โดยใช้
การบ้านออนไลน์ในรายวิชาเคมีอินทรีย์สำหรับ นักศึกษาครูวิทยาศาสตร์: กรณีศึกษา
ความสัมพันธ์ระหว่างคะแนน การบ้านออนไลน์และผลสัมฤทธิ์ทางการเรียน. วารสารวิจัย
ทางการศึกษา คณะศึกษาศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, 14(2), 43–57.

เจษฎา ราษฎร์นิยม, สุทธิพงศ์ บุญผดุง, & ธรรศนันต์ อุนนะนันทน์. (2562b). ผลของการใช้การบ้าน
ออนไลน์ต่อผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนของนักศึกษาครูวิทยาศาสตร์ชั้นปีที่ 1 ในรายวิชาเคมี
ทั่วไป. วารสารครุศาสตร์อุตสาหกรรม, 18(1), 178–188.

สุนันทา วิบูลจันทร์. (2554). เคมีอินทรีย์. นนทบุรี: เอ็นดับบลิว มีเดีย จำกัด.

Ashenhurst, J. (2017a). Antiaromatic Compounds and Antiaromaticity. Retrieved April
21, 2019, from https://www.masterorganicchemistry.com/2017/03/27/anti-
aromaticity/
Ashenhurst, J. (2017b). “Is This Molecule Aromatic?”. Retrieved April 1 , 0 1 9 , from
2
2
https://www.masterorganicchemistry.com/2017/03/03/is-this-molecule-aroma-

tic-some-practice-problems/
Ashenhurst, J. (2017c). Rules for Aromaticity. Retrieved April 2 1 , 2 0 1 9 , from

https://www. masterorganicchemistry.com /2017/02/23/rules-for-aromaticity/

Ashenhurst, James. (2018). Electrophilic Aromatic Substitutions (2) – Nitration and
Sulfonation. Retrieved April 2 1 , 2 0 1 9 , from https://www.masterorganic-
chemistry.com/2018/04/30/electrophilic-aromatic-substitutions-2-nitration-
and-sulfonation/#five
Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. G. (2012). Organic chemistry. Oxford: Oxford

University Press.
Glukhovtsev, M. (1997). Aromaticity Today: Energetic and Structural Criteria. Journal of
Chemical Education, 74(1), 132.

Klein, D. R. (2016). Organic Chemistry As a Second Language: Second Semester Topics,
4th Edition. Wiley.
McMurry, J. (2008). Organic chemistry. Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole.
Mills, N. (2013). Using Antiaromaticity To Illuminate Aromaticity during a Research Career

with Undergraduates. The Journal of Organic Chemistry, 78(10), 4629–4641.
Ratniyom, J., Boonphadung, S., Unnanantn, T. (2016). The Effects of Online Homework
on First Year Pre-Service Science Teachers’ Learning Achievements of Introductory
Organic Chemistry. International Journal of Environmental and Science

เบนซีนและสารประกอบอะโรมาติก 525


Education, 11(15), 8088–8099.
Smith, J. (2010). Organic Chemistry. McGraw-Hill Education.
Smith, M. B., & March, J. (2008). March’s Advanced Organic Chemistry. Wiley.
Solomons, T. W. G., Fryhle, C., & Snyder, S. (2012). Organic Chemistry. Wiley.

Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.
Williams, R. V. (2001). Homoaromaticity. Chemical Reviews, 101(5), 1185–1204.

526 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)

ี่
บทท 10
แอลกอฮอล์ อีเธอร์ และ อีพอกไซด์




10.1 บทนำ

สารอินทรีย์ประเภทแอลกอฮอล์ อีเธอร์ และอีพอกไซด์นั้น จะมีหมู่ฟังก์ชันที่มี พันธะเดี่ยว
ระหว่างคาร์บอนและออกซิเจน ดังแสดง









แอลกอฮอล์ ประกอบด้วยหมู่ ไฮดรอกซิล (hydroxyl group, OH) เชื่อมพันธะกับคาร์บอนประเภท
3
sp แอลกอฮอล์แบ่งเป็นสามประเภทตามหมู่แทนที่ (R group) ที่เชื่อมอยู่กับคาร์บอนที่ต่อกับหมู่ OH
(ในบทที่ 2 หัวข้อ 2.5.1 ได้กล่าวถึงประเภทของแอลกอฮอล์มากอนแล้ว) ดังแสดง
่












หมู่ R 1 หมู่ หมู่ R 2 หมู่ หมู่ R 3 หมู่
1˚ แอลกอฮอล์ 2˚ แอลกอฮอล์ 3˚ แอลกอฮอล์




แต่ถ้าหากหมู่ OH ต่อกับคาร์บอนประเภท sp จะเรียกว่า enol ซึ่งจะมีปฏิกิริยาและการเตรียม
2
แตกต่างจากสารประกอบพวกแอลกอฮอล์ ซึ่งจะกล่าวในรายละเอียดในบทของ อัลดีไฮด์คีโตน







อีเธอร์ จะมีหมู่อัลคิลสองหมู่เชื่อมพันธะกับอะตอมของออกซิเจน หากหมู่อัลคิลทั้งสองหมู่ที่ต่อกับ
ออกซิเจนเหมือนกันทั้งสองหมู่จะเรียกว่า symmetrical ether หากหมู่อัลคิลไม่เหมือนกันจะเรียกว่า
unsymmetrical ether

528 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)









หมู่ R ทั้งสองฝั่งเหมือนกัน หมู่ R ทั้งสองฝั่งต่างกัน

อย่างไรก็ตามทั้งแอลกอฮอล์และอีเธอร์เป็นสารอินทรีย์ที่เป็นอนุพันธ์ของน้ำ ที่เกิดการแทนที่ H ของ

น้ำด้วยหมู่อัลคิลจำนวนหนึ่งหรือสองหมู่

อีพอกไซด์ เป็นสารประกอบจำพวกอีเธอร์ที่มีเป็นวงสามเหลี่ยมและมีออกซิเจนอะตอมอยู่หนึ่ง
อะตอมในวง ดังแสดง










ตัวอย่างที่ 10.1 | ประเภทของแอลกอฮอล์

โจทย ์ พิจารณาโครงสร้างของสาร cortisol ที่แสดงด้านล่าง แล้วจำแนกประเภทของ
แอลกอฮอล์ออกเป็น 1˚, 2˚ และ 3˚ แอลกอฮอล์











วิธีคิด เราจะแบ่งประเภทของแอลกอฮอล์ตามจำนวนหมู่แทนที่ที่มาเกาะที่คาร์บอนอะตอมที่
ต่อกับหมู่ OH โดยถ้ามีหมู่อัลคิลแทนที่ 1 หมู่ จะเรียกว่า 1˚ แอลกอฮอล์ (primary

alcohol) ถ้าแอลฟาคาร์บอนมีหมู่อัลคิลแทนที่ 2 หมู่ จะเรียกว่า 2˚ แอลกอฮอล์
(secondary alcohol) และถ้าแอลฟาคาร์บอนมีหมู่อัลคิลแทนที่ 3 หมู่เราจะเรียกว่า
3˚ แอลกอฮอล์ (tertiary alcohol) ดังนั้นจะได้

แอกอฮอล์ 529


ตัวอย่างที่ 10.1 | ประเภทของแอลกอฮอล์ (ต่อ)




















10.2 โครงสร้างและพันธะของแอลกอฮอล์ อีเธอร และอีพอกไซด์
์
โครงสร้างแอลกอฮอล์และอีเธอร์ประกอบด้วยอะตอมของออกซิเจนที่เชื่อมพันธะกับอะตอม
สองอะตอม และบนอะตอมของออกซิเจนจะมีอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวอยู่สองคู่ ดังนั้นออกซเจนอะตอม
ิ
จึงมี hybridization แบบ sp และมีการจัดเรียงกลุ่มอิเล็กตรอน (electron group arrangement)
3
แบบทรงสี่หน้า (ทรงสี่หน้ามีมุมพันธะ 109.5°) ทำให้รูปร่างโมเลกุลของแอลกอฮอล์และอีเธอร์เป็น
แบบมุมงอ (bent shape) เหมือนรูปร่างโมเลกุลของน้ำ และมุมพันธะ C–O–C จะประมาณ 109.5°
ดังแสดงในภาพที่ 10.1











ด้วยความเกะกะของหมู่อัลคิลสองหมู่จะผลัก
กัน ทำให้มุมพันธะมากกว่า 109.5˚ เล็กน้อย


ภาพที่ 10.1 โครงสร้างของแอลกอฮอล์และอีเธอร์

แม้ว่าการจัดเรียงกลุ่มอิเล็กตรอนแบบทรงสี่หน้าจะเป็น 109.5° แต่มุมพันธะ C-O-C ของอีพอกไซด์

กลับเป็น 60° ทำให้อีพอกไซด์มีความเครียดเชิงมุมและมักว่องไวในการเกิดปฏิกิริยามากกว่าอีเธอร์
แบบโซ่ตรง โครงสร้างและมุมภายในพันธะของอีพอกไซด์แสดงในภาพที่ 10.2

530 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)











ภาพที่ 10.2 โครงสร้างและมุมภายในพันธะของอีพอกไซด์




10.3 สมบัติทางกายภาพ
ทั้งแอลกอฮอล์ อีเธอร์และอีพอกไซด์ มีแรงระหว่างโมเลกุลเป็น แรง dipole-dipole
เนื่องจาก แอลกอฮอล์ และอีเธอร์มีโครงสร้างเป็นมุมงอจึงจัดเป็นโมเลกุลมีขั้ว ส่วนอีพอกไซด์
เนื่องจากมีโครงสร้างเป็นสามเหลี่ยมที่มุมหนึ่งมีออกซิเจนอะตอมที่มีค่า EN สูง จึงแสดงสภาพขั้วได้

ดังแสดง












แอลกอฮอล์เป็นเพียงสารชนิดเดียวในสามตัวนี้ที่สามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลได้

เพราะเป็นสารเพียงชนิดเดียวที่มี H อะตอมต่อกับอะตอมที่มีค่า EN สูงอย่าง O อะตอม ดังนั้นหาก
เปรียบเทียบจุดเดือดของแอลกอฮอล์ อีเธอร์ และอัลเคน ในกรณีที่มีมวลโมเลกุลเท่ากัน (ไม่
ี
ี
เปรียบเทียบกับอพอกไซด์ เพราะอพอกไซด์มักเป็นสารตัวกลางที่พบในปฏิกิริยา) พบว่า จุดเดือดของ
แอลกอฮอล์สูงที่สุด เพราะมีแรงระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรงที่สุดอย่าง พันธะไฮโดรเจน รองลงมาคือ
อีเธอร์ เพราะมีแรงระหว่างโมเลกุลเป็น แรง dipole-dipole และจุดเดือดต่ำที่สุดคืออัลเคน เพราะ
แรงระหว่างโมเลกุลเป็นแรงลอนดอน ดังแสดง

จุดเดือดเพิ่มขึ้น










• แรงลอนดอน • แรง dipole-dipole • พันธะไฮโดรเจน
• แรงลอนดอน • แรง dipole-dipole
• แรงลอนดอน

แอกอฮอล์ 531


หากเปรียบเทียบจุดเดือดของสาร เฉพาะกับแอลกอฮอล์ด้วยกัน ในกรณีที่จำนวนคาร์บอนอะตอม
เท่ากัน เช่น มีคาร์บอนอะตอม 4 อะตอมเท่ากัน แต่แอลกอฮอล์ประเภท 1˚ แอลกอฮอล์ จะมีจุด

เดือดสูงกว่า 2˚ แอลกอฮอล์ และแอลกอฮอล์ประเภท 3˚ แอลกอฮอล์ จะมีจุดเดือดต่ำที่สุด ดังแสดง











จุดเดือดเพิ่มสูงขึ้น


เหตุที่เป็นเช่นนี้เพราะ ด้วยความเกะกะของ 3˚ แอลกอฮอล์ จึงทำให้สร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่าง

โมเลกุลได้น้อย ในขณะที่ 1˚ แอลกอฮอล์ สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลได้แน่นและ
แข็งแรงกว่าเพราะความเกะกะรอบ ๆ หมู่ OH น้อยกว่า ความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจน
ระหว่างโมเลกุลของแอลกอฮอล์แต่ละประเภท ดังแสดง

ความสามารถในการเกิดพันธะไฮโดรเจนเพิ่มขึ้น












ความเกะกะเพิ่มขึ้น

ในแง่ของความสามารถในการละลายน้ำนั้น แอลกอฮอล์ อีเธอร์และอพอกไซด์ หากมีจำนวน
ี
C อะตอมไม่เกิน 5 อะตอมจะสามารถละลายน้ำได้ เพราะส่วนที่ไม่มีขั้วคือส่วนไฮโดรคาร์บอน หาก

ส่วนที่ไม่มีขั้วมีจำนวนน้อย C อะตอมไม่เกิน 5 อะตอม จะสามารถละลายน้ำได้ เพราะยังมีส่วนที่มีขั้ว
คือส่วน OH) แต่หาก C อะตอมเกิน 5 อะตอมมักจะไม่ละลายน้ำ เพราะส่วนที่ไม่มีขั้วเริ่มมากขึ้น แต่
พวกที่ C อะตอมเกิน 5 อะตอมมักจะละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ได้ดี






ส่วนที่มีขั้ว ส่วนไฮโดรคาร์บอน

ส่วนไม่มีขั้ว

532 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างที่ 10.2 | สมบัติทางกายภาพของแอลกอฮอล์
โจทย ์ จงเรียงลำดับจุดเดือดของสารต่อไปนี้ จากน้อยไปมาก






วิธีคิด วิธีทำนายจุดเดือดมีหลักการ คือ ให้พิจารณาหาชนิดของแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลก่อน
โดยแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลแข็งแรงมากจุดเดือดของสารจะสูงมาก และพันธะ
ไฮโดรเจนจะเป็นแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรงที่สุด ในกรณีนี้จะมีเฉพาะใน

แอลกอฮอล์เท่านั้น

จุดเดือดเพิ่มขึ้น








อัลเคน อีเธอร ์ แอลกอฮอล์

จะมีแรงลอนดอน จะมี 1) แรง dipol-dipole จะมี 1) พันธะไฮโดรเจน

2) แรงลอนดอน 2) แรง dipol-dipole
3) แรงลอนดอน





10.4 การเตรียมแอลกอฮอล์
แอลกอฮอล์สามารถเตรียมได้จากปฏิกิริยาแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ (ใช้ OH เป็นนิวคลีโอ-
-
ไฟล์) ของอัลคิลเฮไลด์ กลไกส่วนใหญ่เกิดผ่าน SN2 ซึ่งได้กล่าวไว้ในบทที่ 6 หัวข้อ 6.5










แต่ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงปฏิกิริยาต่าง ๆ ที่ใช้เตรียมแอลกอฮอล์ ซึ่งปฏิกิริยาการเตรียมแอลกอฮอล์
บางปฏิกิริยาได้กล่าวไปแล้วในบทปฏิกิริยาของอัลคีน อัลไคน์และอัลคิลเฮไลด์ แต่ในหัวข้อนี้จะ
รวบรวมปฏิกิริยาการเตรียมแอลกอฮอล์ไว้อย่างคร่าว ๆ อีกครั้ง ส่วนรายละเอียดปฏิกิริยาสามารถ
พิจารณาได้จากบทเรียนก่อนหน้านี้

แอกอฮอล์ 533


10.4.1 ปฏิกิริยาไฮเดรชันโดยมีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
(Acid-catalyzed hydration)
ปฏิกิริยาไฮเดรชันเป็นการเติมน้ำเข้าไปที่พันธะไพน์ของอัลคีนโดยใช้กรดเป็น
ตัวเร่งปฏิกิริยาได้สารผลิตภัณฑ์เป็นแอลกอฮอล์ซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็นผลิตภัณฑ์แบบมาร์คอฟนิ-

คอฟ รายละเอียดของปฏิกิริยานี้ได้กล่าวไว้แล้วในบทที่ 7 หัวข้อ 7.4.7














10.4.2 ปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน-ออกซิเดชัน
(Hydroboration-Oxidation)
ปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน-ออกซิเดชัน ปฏิกิริยาสุทธิเป็นการเติมน้ำเข้าไปที่พันธะไพน์

ของอัลคีนได้สารผลิตภัณฑ์เป็นแอลกอฮอล์ซึ่งผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็นแบบแอนติมาร์คอฟนิคอฟ (anti-
Markovnikov) รายละเอียดของปฏิกิริยานี้ได้กล่าวไว้แล้วในบทที่ 7 หัวข้อ 7.4.8















10.4.3 ปฏิกิริยาการเติมอะเซทิไลด์ไอออนลงในหมู่คาร์บอนิล
อะเซทิไลด์ไอออน คือ เทอร์มินัลอัลไคน์ที่มีประจุลบบนคาร์บอนอะตอมที่มี sp

ไฮบริดออร์บิทัล ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล ได้สาร
ผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็นแอลกอฮอล์ รายละเอียดของปฏิกิริยานี้ได้กล่าวไว้แล้วในบทที่ 8 หัวข้อ 8.4.2

534 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


10.5 ปฏิกิริยาการเตรียมแอลกอฮอล์โดยใช้กรินยาร์ดรีเอเจนต์
(Grignard Reagent for Alcohol synthesis)

กรินยาร์ดรีเอเจนต์ (Grignard reagent) เป็นสารประกอบโลหะอินทรีย์
(organometalic compounds) ประเภทหนึ่งมีสูตรเป็น R–Mg–X ซึ่งถูกเรียกว่า กรินยาร์ดรีเอเจนต์
เพื่อเป็นเกียรติแด่ Victor Grignard นักเคมีชาวฝรั่งเศสซึ่งเป็นผู้ค้นพบเมื่อประมาณปี ค.ศ. 1905

และได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีปี ค.ศ. 1912 กรินยาร์ดรีเอเจนต์ถูกเตรียมจากปฏิกิริยาระหว่าง
อัลคิลเฮไลด์และโลหะ Mg ในตัวทำละลายอีเธอร์ และต้องเตรียมภายใต้สภาวะที่ปราศจากน้ำดัง
แสดงในสมการ











กรินยาร์ดรีเอเจนต์มักใช้ในการสร้างพันธะระหว่างคาร์บอน หรือใช้ต่อพันธะคาร์บอน กรินยาร์ดรีเอ-
เจนต์สามารถเตรียมได้จากทั้ง primary, secondary, tertiary อัลคิลเฮไลด์ โดยปกติแล้วอัลคิลไอโอ-
ไดด์มักจะว่องไวในการเกิดเป็นกรินยาร์ดรีเอเจนต์มากที่สุด รองลงมาเป็นอัลคิลโบรไมด์และอัลคิล-

เฮไลด์ตามลำดับ ส่วนอัลคิลฟลูออไรด์มักไม่เกิดปฏิกิริยา ลำดับความว่องไวของอัลคิลเฮไลด์แสดงดังนี้


Reactivity: R—I > R—Br > R—Cl >> R—F



ี
ปฏิกิริยาเคมที่แสดงด้านล่างต่อไปนี้เป็นปฏิกิริยาตัวอย่างแสดงการเตรียมกรินยาร์ดรีเอเจนต์

แอกอฮอล์ 535


10.5.1 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในอัลดีไฮด์และคีโตน
(Addition of Grignard reagent to aldehydes and ketones)
ทั้งอัลดีไฮด์และคีโตนเป็นสารประกอบคาร์บอนิลมีหมู่ (C=O) ซึ่งสารทั้งสองมี
โครงสร้างดังแสดง










ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงปฏิกิริยาของกรินยาร์ดรีเอเจนต์กับสารประกอบอัลดีไฮด์ คีโตน และ ฟอร์มัลดี-

ไฮด์ โดยกรินยาร์ดจะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ เข้าเติมที่คาร์บอนของหมู่คาร์บอนิล มีการสร้างพันธะ
C–C ขึ้นมาใหม่ ให้สารผลิตภัณฑ์เป็นแอลกอฮอล์ต่างชนิดกัน (1˚, 2˚หรือ 3˚แอลกอฮอล์) ขึ้นกับ
สารประกอบคาร์บอนิลที่ใช้ ปฏิกิริยาทั่วไป ดังแสดง




H และ R˝ ที่เพิ่มเข้ามา





พันธะ C–C ที่ถูกสร้างใหม่



Mechanism 10.3 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของกรินยาร์ดรีเอเจนต์กับสารประกอบคาร์บอนิล

Step [1] กรินยาร์ดรีเอเจนต์เข้าชนที่คาร์บอนิลเกิดเป็น alkoxide ion









Step [2] โปรตอนของน้ำมาเติมที่ alkoxide ion เกิดเป็นแอลกอฮอล์










ภาพที่ 10.3 กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของกรินยาร์ดรีเอเจนต์กับสารประกอบคาร์บอนิล
ปรับปรุงจาก: Wade, L. G., & Simek, J. W. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.

536 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไประหว่างสารประกอบคาร์บอนิลชนิดต่าง ๆ กับกรินยาร์ดรีเอเจนต์มีกลไก
การเกิดหลัก ๆ ที่คล้ายคลึงกัน (รายละเอียดแสดงในภาพที่ 10.3) โดยในขั้นแรก (step [1]) หมู่อัลคิล
(R) ของกรินยาร์ดรีเอเจนต์ (R–MgX) จะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนที่คาร์บอนของหมู่คาร์บอนิล
เกิดเป็นเกลือของอัลคอกไซด์ (alkoxide salt) หลังจากปฏิกิริยาขั้นแรกเสร็จสมบูรณ์โดยปกติจะมี
+
การใส่น้ำหรือสารละลายกรดที่เจือจาง (step [2]) เข้าไปเพื่อเติม H เข้าที่ออกซิเจนอะตอมของอัล-
คอกไซด์ไอออน ได้เป็นสารประกอบแอลกอฮอล์ โดยถ้าใช้สารตั้งต้นประเภทคาร์บอนิลแตกต่างกันจะ
ได้สารผลิตภัณฑ์เป็นแอลกอฮอล์แตกต่างกัน ดังจะกล่าวต่อไปในหัวข้อ 10.5.2-10.5.6


10.5.2 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในฟอร์มัลดีไฮด์เกิดเป็น 1˚แอลกอฮอล์
(Addition to Formaldehyde: Formation of Primary alcohols)
เมื่อเกิดปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์กับฟอร์มัลดีไฮด์ จะเกิดอัลคอกไซด์
+
ไอออนเกิดขึ้น จากนั้นเมื่อเติมกรดลงไป H จะถูกเติมเข้าที่ออกซิเจนอะตอมของอัลคอกไซด์ไอออน
จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 1˚ แอลกอฮอล์ ดังแสดง

























ตัวอย่างที่ 10.3 | ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในฟอร์มัลดีไฮด์
โจทย ์ จงแสดงวิธีการเตรียมสารที่แสดงด้านล่างนี้ โดยใช้ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์
ลงในฟอร์มัลดีไฮด์






วิธีคิด เราทราบว่า ฟอร์มัลดีไฮด์ จะเปลี่ยนกลายเป็น -CH2-OH นั่นแสดงว่าส่วนที่เหลือต้อง
มาจากส่วนกรินยาร์ดรีเอเจนต์ ดังนั้นหากเราตัดแบ่งส่วนที่มาจากฟอร์มัลดีไฮด์และ
ส่วนที่มาจากกรินยาร์ดรีเอเจนต์ จะได้

แอกอฮอล์ 537


ตัวอย่างที่ 10.3 | ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในฟอร์มัลดีไฮด์ (ต่อ)















ดังนั้นสารตั้งต้นที่ใช้ในปฏิกิริยานี้ ดังแสดง



















10.5.3 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในอัลดีไฮด์เกิดเป็น 2˚ แอลกอฮอล์
(Addition to aldehyde: Formation of Secondary alcohols)
อัลดีไฮด์มีหมู่อัลคิลติดกับหมู่คาร์บอนิลอยู่แล้ว 1 หมู่ (R') เมื่อหมู่อัลคิลของกริน-
ยาร์ดรีเอเจนต์ (R–MgX) เข้าเชื่อมพันธะที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลในอัลดีไฮด์จะได้อัลคอก

ไซด์ไอออน แล้วถูก protonated ได้สารผลิตภัณฑ์สุดท้ายเป็น 2˚แอลกอฮอล์ ดังแสดง












ตัวอย่างปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในอัลดีไฮด์เกิดเป็น 2˚ แอลกอฮอล์ ดังแสดง

538 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างที่ 10.4 | ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในอัลดีไฮด์
โจทย ์ จงแสดงวิธีการเตรียมสารที่แสดงด้านล่างนี้ โดยใช้ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์
ลงในอัลดีไฮด์








วิธีคิด อันดับแรกให้พยายามหาตำแหน่ง C-OH เพราะตำแหน่งนี้จะมาจาก C=O ของหมู่คาร์-

บอนิล จากนั้นพยายามตัดแบ่ง C อะตอมที่ติดหมู่ OH กับ คาร์บอนอะตอมข้างเคียง
และพยายามแปลงให้ฝั่งที่มีหมู่ OH เป็น C=O ส่วนฝั่งที่เหลือแปลงให้เป็นกรินยาร์ด-
รีเอเจนต์ ซึ่งจะพบว่ามีวิธีที่เป็นไปได้ 2 วิธี ดังแสดง







































ดังนั้นสารตั้งต้นที่ใช้ในปฏิกิริยานี้ เป็นไปได้ 2 วิธี ดังแสดง

แอกอฮอล์ 539


ตัวอย่างที่ 10.4 | ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในอัลดีไฮด์ (ต่อ)












10.5.4 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในคีโตนเกิดเป็น 3˚ แอลกอฮอล์
(Addition to ketones: Formation of tertiary alcohols)
สารประกอบประเภทคีโตนมีหมู่อัลคิลที่เชื่อมกับหมู่คาร์บอนิลอยู่แล้ว 2 หมู่ เมื่อ
เกิดปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในคีโตน หมู่อัลคิลของกรินยาร์ดรีเอเจนต์จะเข้าชนที่

คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล ตามด้วยการเติม H เข้าที่ออกซิเจนอะตอมของอัลคอกไซด์ไอออน
+
จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น tertiary (3˚) แอลกอฮอล์














ตัวอย่างปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในคีโตนเกิดเป็น 3˚แอลกอฮอล์ ดังแสดง














ตัวอย่างที่ 10.5 | ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในคีโตน
โจทย จงแสดงวิธีการเตรียมสารที่แสดงด้านล่างนี้ โดยใช้ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลง
์
ในคีโตน

540 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างที่ 10.5 | ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในคีโตน (ต่อ)


วิธีคิด ให้หาตำแหน่ง C-OH ก่อน จากนั้นพยายามตัดแบ่ง C อะตอมที่ติดหมู่ OH กับ คาร์บอน

อะตอมข้างเคียง โดยพยายามแปลงให้ฝั่งที่มีหมู่ OH เป็น C=O ส่วนฝั่งที่เหลือแปลงให้
เป็นกรินยาร์ดรีเอเจนต์ ซึ่งจะพบว่ามีวิธีที่เป็นไปได้ 2 วิธี ดังแสดง


































ดังนั้นสารตั้งต้นที่ใช้ในปฏิกิริยานี้ เป็นไปได้ 2 วิธี ดังแสดง

















[1] ปฏิกิริยาการเติม R˝MgX ในฟอร์มัลดีไฮด์ จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 1˚ แอลกอฮอล์
[2] ปฏิกิริยาการเติม R˝MgX ในอัลดีไฮด์ จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 2˚ แอลกอฮอล์

[3] ปฏิกิริยาการเติม R˝MgX ในคีโตน จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 3˚ แอลกอฮอล์

แอกอฮอล์ 541


ี
10.5.5 สเตอริโอเคมของปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารประกอบคาร์บอนิล
หากมีการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารคาร์บอนิลแล้ว เกิดไครัลเซ็นเตอร์ขึ้น
เป็นไปได้ว่าจะได้สารผลิตภัณฑ์ที่เป็นสารผสม racemic กล่าวคือมีคู่อิแนนทิโอเมอร์ผสมกันอยู่
2
เนื่องมาจากคาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลเป็น sp ไฮบริดออร์บิทัล จึงมีรูปร่างโมเลกุลแบนราบ
กรินยาร์ดที่ทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์สามารถเข้าชนได้จากด้านบนและด้านล่าง ตัวอย่างเช่น
ปฏิกิริยาระหว่าง hexan-3-one กับ methylmagnesium bromide ดังแสดง












คู่อิแนนทิโอเมอร์ผสมกันอยู่



เข้าด้านบน














เข้าด้านล่าง



ตัวอย่างที่ 10.6 | สเตอริโอเคมีของปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์
์
โจทย จงเขียนสารผลิตภัณฑ์ (รวมทั้งแสดงสเตอริโอเคมีของสารผลิตภัณฑ์) ของปฏิกิริยาต่อไปนี้





วิธีคิด ให้เขียนสารประกอบคาร์บอนิลให้แบนราบ แล้วลองให้ ethylmagnesium bromide
เข้าชนจากด้านบนและด้านล่าง แล้วพิจารณาว่า ผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นเป็นภาพสะท้อนใน
กระจกและซ้อนทับกันได้สนิทหรือไม่ (ทบทวนบทที่ 4 สเตอริโอเคมี) ดังแสดง

542 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างที่ 10.6 | สเตอริโอเคมีของปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ (ต่อ)























ดังนั้นสารผลิตภัณฑในปฏิกิริยานี้ คือ
์













10.5.6 ข้อจำกัดของปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารประกอบคาร์บอนิล
แม้ว่ากรินยาร์ดรีเอเจนต์จะเป็นรีเอเจนต์ที่ใช้ได้ง่ายและสะดวกในการสร้างพันธะ
C–C ขึ้นมาใหม่ แต่หากในสารประกอบคาร์บอนิลนั้น มีพันธะ N–H หรือ O–H อยู่ในโมเลกุล กริน-
ยาร์ดรีเอเจนต์นั้นจะไม่ทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ชนที่ C ของ C=O อีกต่อไป แต่มันจะทำหน้าที่เป็น

เบสไปดึงโปรตอนของ N-H หรือ O-H นั้นแทน ทำให้ไม่เกิดปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงใน
สารประกอบคาร์บอนิล ดังแสดง


กรินยาร์ดจะไม่เติมไปที่หมู่คาร์บอนิล

แอกอฮอล์ 543


กรินยาร์ดจะทำหน้าที่เป็นเบสแทน








หากเจอกรณีแบบนี้อาจเกิดคำถามขึ้นว่า หากเจอหมู่ N-H หรือ O-H ในโมเลกุลของสารประกอบคาร์-
บอนิลจะไม่สามารถทำปฏิกิริยาได้เลยหรือเปล่า ในความเป็นจริงนักเคมีจะพยายามแก้ปัญหานี้โดย


[1] เปลี่ยนหมู่ OH ให้เป็นหมู่ฟังก์ชันอื่นที่จะไม่เกี่ยวข้องในปฏิกิริยา การกระทำ
เช่นนี้จะเรียกว่า การปกป้อง (protection) ซึ่งทำได้โดยการเติมหมู่ฟังก์ชันที่
ป้องกันไม่ให้หมู่ OH ไปเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา หมู่ฟังก์ชันที่ช่วยทำให้ OH นี้ไม่

เกี่ยวข้องในปฏิกิริยา เราจะเรียกว่า หมู่ปกป้อง (protecting group)
[2] จากนั้นจึงทำปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารประกอบคาร์บอนิล
ตามปกติ

[3] แล้วค่อยเปลี่ยนหมู่ฟังก์ชันนั้นกลับคืนเป็น OH โดยการขจัดหมู่ปกป้องออก

เพื่อการมองเห็นภาพได้ง่ายขึ้นจะแสดงในภาพที่ 10.4









Step [2]
เติมกรินยาร์ดลง
ใน C=O





Step [3]
ขจัดหมู่ปกป้องออก

ภาพที่ 10.4 กลยุทธทั่วไปของการใช้หมู่ปกป้อง


หมู่ปกป้องที่นิยมใช้ในการปกป้องหมู่ OH จะเป็น tert-butyldimethylsilyl ether ซึ่งหมู่ silyl
ether จะไปแทน H ของหมู่ OH สร้างพันธะ Si–O ขึ้น ดังแสดง

544 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)














เราสามารถใส่ tert-butyldimethylsilyl ether ปกป้องหมู่ OH โดยให้หมู่ -OH ทำปฏิกิริยากับ
tert-butyldimethylsilyl chloride ภายใต้สภาวะที่มีเบส imidazole ก็จะสามารถปกป้องหมู่ OH
ด้วยหมู่ tert-butyldimethylsilyl ether ได้















หลังจากทำปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดเสร็จสิ้น หมู่ silyl ether นี้ สามารถถูกขจัด
ได้อย่างง่ายดาย โดยการให้ทำปฏิกิริยากับ TBAF (tetrabutylammonium fluoride) ก็จะได้หมู่
OH กลับมา












จะได้แอลกอฮอล์กลับมา


ดังนั้น หากต้องการทำปฏิกิริยาการเติม CH3MgBr ลงใน 5-hydroxypentan-2-one สามารถสรุป
เป็นแผนภาพการสังเคราะห์ได้ ดังแสดงในภาพที่ 10.5

แอกอฮอล์ 545
























ภาพที่ 10.5 แผนภาพแสดงการทำปฏิกิริยาการเติม CH3MgBr ลงใน 5-hydroxypentan-2-one


10.6 ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์

(Addition of Grignard reagent to acid chlorides and esters)

แอซิดคลอไรด์ (acid chloride) กับเอสเทอร์ เป็นอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก โดยหมู่ -OH
ของกรดคาร์บอกซิลิกถ้าถูกแทนที่ด้วย Cl จะเรียกว่า แอซิดคลอไรด์ แต่ถ้าถูกแทนที่ด้วยหมู่ OR จะ
เรียกว่าเอสเทอร์ โครงสร้างของสารทั้งสองแสดงด้านล่าง








แอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์จะทำปฏิกิริยากับกรินยาร์ดรีเอเจนต์จำนวน 2 equivalents และเมื่อทำ

ปฏิกิริยากับกรดต่อ จะได้สารผลิตภัณฑ์เป็น 3˚ แอลกอฮอล์ ดังแสดง




พันธะใหม่ที่ถูกสร้างขึ้น







พันธะใหม่ที่ถูกสร้างขึ้น

546 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์ ดังแสดง






















Mechanism 10.6 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์
Step [1] กรินยาร์ดรีเอเจนต์เข้าชนที่คาร์บอนิลแล้วขจัด leaving group ออก เกิดเป็นคีโตน


























ู
Step [2] กรินยาร์ดอีกตัวหนึ่งเข้ามาชนที่คีโตนเกิดเป็น alkoxide แล้วจะถกกรด protonated
ได้สารผลิตภัณฑ์เป็น 3° แอลกอฮอล์












ภาพที่ 10.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์

ปรับปรุงจาก: Wade, L. G., & Simek, J. W. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.

แอกอฮอล์ 547


กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์
มีกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่คล้ายคลึงกันโดยแสดงรายละเอียดดังภาพที่ 10.6 ในขั้นแรก (step [1])
กรินยาร์ดรีเอเจนต์ equivalent แรก จะเข้าทำปฏิกิริยาตรงคาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลในกรณีที่ใช้
สารตั้งต้นเป็นแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์จะได้สารอินเตอร์มีเดียทที่ไม่เสถียรดังแสดงในภาพที่ 10.6

(step [1]) จากนั้นคลอรีนอะตอม (ของแอซิดคลอไรด์) และ OR” (ของเอสเทอร์) จะทำหน้าที่เป็น
leaving group ถูกขจัดออกไป พร้อมกันนั้นประจุลบตรงออกซิเจนอะตอมจะเคลื่อนมาสร้างพันธะ
ไพน์ระหว่างพันธะ C—O จนกระทั่งได้สารประกอบคีโตนออกมาในขั้นแรก ถัดมาใน step [2] กริน-
ยาร์ดรีเอเจนต์ อีก equivalent หนึ่งจะเข้าทำปฏิกิริยาตรงคาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลของคีโตนเกิด

เป็นอัลคอกไซด์ไอออน (alkoxide ion) ซึ่งในกรณีนี้จะไม่มีหมู่ใดเป็น leaving group จึงไม่มีหมู่ใดถูก
+
ขจัดออก จากนั้นออกซิเจนอะตอมจะถูกเติม H จากกรดหรือน้ำ ได้สารผลิตภัณฑ์เป็น 3˚
แอลกอฮอล์ (ภาพที่ 10.6)
เพื่อให้เห็นภาพมากขึ้นลองพิจารณาตัวอย่างปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลง

ในเอสเทอร์ของปฏิกิริยาระหว่าง ethylmagnesium bromide กับ methyl benzoate โดยจะ
อธิบายผ่านกลไกการเกิดปฏิกิริยาในแต่ละขั้นดังต่อไปนี้ (ภาพที่ 10.7) ในขั้นแรกหมู่ ethyl ของกริน-


Mechanism 10.7 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง CH3CH2MgBr กับ methyl benzoate
Step [1] กรินยาร์ดรีเอเจนต์เข้าชนที่คาร์บอนิลแล้วขจัด leaving group ออก เกิดเป็นคีโตน















Step [2] กรินยาร์ดอีกตัวหนึ่งเข้ามาชนที่คีโตนเกิดเป็น alkoxide แล้วจะถกกรด protonated
ู
ได้สารผลิตภัณฑ์เป็น 3° แอลกอฮอล์













ภาพที่ 10.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง ethylmagnesium bromide กับ methyl benzoate

548 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ยาร์ดรีเอเจนต์จะเข้าทำปฏิริยาที่คาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลของ methyl benzoate แล้วไล่หมู่
OCH3 ออกเป็น leaving group ได้เป็น propiophenone จากนั้น ethylmagnesium bromide
อีก equivalent หนึ่งก็จะเข้าทำปฏิกิริยาที่หมู่คาร์บอนิลของ propiophenone แล้วเมื่อเติมกรดหรือ
+
น้ำ ออกซิเจนอะตอมจะถูกเติม H และจะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 3-phenylpentan-3-ol (step [2])
ดังแสดงในภาพที่ 10.7


❑ ข้อจำกัดประการหนึ่งของปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และ
เอสเทอร์ คือ จะได้สารผลิตภัณฑ์ที่มีหมอัลคิลเหมือนกัน 2 หม ู่
ู่


ตัวอย่างที่ 10.7 | ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์
์
โจทย จงทำนายสารตั้งต้นเอสเทอร์และกรินยาร์ดรีเอเจนต์ของสารผลิตภัณฑ์ที่แสดงด้านล่างนี้





วิธีคิด จากข้อจำกัดของปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์ที่จะ
มีหมู่อัลคิลที่เหมือนกัน 2 หมู่ ทำให้เราทราบได้ว่า ตัวกรินยาร์ดรีเอเจนต์จะต้องมาจาก
หมู่อัลคิลที่เหมือนกันสองหมู่นั้น ส่วนสารเอสเทอร์ (โจทย์กำหนดให้เป็นเอสเทอร์ แต่หาก

โจทย์ไม่ได้กำหนดสามารถใช้แอซิดคลอไรด์ หรือ เอสเทอร์ก็ได้) จะเป็นส่วนที่เหลือ ดัง
แสดง










หมู่อัลคิลที่เหมือนกัน 2 หมู่ ตัวกรินยาร์ดรีเอเจนต์มาจาก
หมู่อัลคิลที่เหมือนกันสองหมู่



ส่วนที่เหลือมากจาก
ฝั่งเอสเทอร์


ดังนั้นสารตั้งต้นของปฏิกิริยานี้เป็น

แอกอฮอล์ 549


ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารประกอบของหมู่คาร์บอนิลซึ่งจะได้
แอลกอฮอล์ต่างชนิดกัน สามารถสรุปปฏิกิริยาได้ดังแสดงในตารางที่ 10.1

ตารางที่ 10.1 สรุปปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารประกอบของหมู่คาร์บอนิล

SUMMARY | Addition of Grignard reagent to carbonyl group

[1] ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในฟอร์มัลดีไฮด์









[2] ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในอัลดีไฮด์










[3] ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในคีโตน










[4] ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์

550 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


10.7 สถานะออกซิเดชันของแอลกอฮอล์
(Oxidation states of alcohols)

ก่อนที่จะกล่าวถึงปฏิกิริยาออกซิเดชันหรือรีดักชันซึ่งจะสำคัญและกล่าวถึงอย่าง
มากในบทนี้ จะต้องเข้าใจคำว่าปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชันในทางเคมีอินทรีย์เสียก่อน โดยปกติ
เมื่อได้ยินคำว่า ออกซิเดชันหรือรีดักชัน จะเกี่ยวข้องกับจำนวนอิเล็กตรอนที่เพิ่มหรือลดลง ส่งผลให้

ั
ประจุไอออนิกเปลี่ยนแปลง วิธีการนั้นใช้ได้กบสารประเภทโลหะและสารอนินทรีย์ ซึ่งสารอินทรีย์ส่วน
ใหญ่ไม่มีประจุ นักเคมีอินทรีย์จะมองว่า ปฏิกิริยาออกซิเดชันในทางเคมีอินทรีย์ คือ การเติมตัว
ออกซิไดซ์ เช่น เติม O, O2 หรือ เติมหมู่ฮาโลเจน เข้าไปในโมเลกุล หรืออาจกล่าวได้ว่า เป็นปฏิกิริยาที่
มีการสูญเสีย H2 ออกไปสองอะตอม ส่วนปฏิกิริยารีดักชันในทางเคมีอินทรีย์คือ การเติมหรือเพิ่ม H
หรือ H2 เข้าไปในโมเลกุล หรือมีการสูญเสีย O หรือ O2 เกิดขึ้น ดังแสดง












ในบางครั้งอาจสังเกตชนิดของปฏิกิริยาจากจำนวน H และ O ที่ลดหรือเพิ่มได้
ลำบาก นักเคมีอินทรีย์อาจใช้วิธีง่าย ๆ และรวดเร็วในการพิจารณาดูว่าปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นเป็น

ออกซิเดชันหรือรีดักชัน โดยจะพิจารณาจากจำนวนพันธะ C–O รอบ ๆ คาร์บอนอะตอม ถ้ามีพันธะ
ิ
C–O เพิ่มขึ้นหมายถึงเกิดปฏิกิริยาออกซเดชัน ถ้าหากพันธะ C–O รอบคาร์บอนอะตอมลดลงหมายถึง
เกิดปฏิกิริยารีดักชัน พิจารณาภาพที่ 10.8 ประกอบ

ในภาพที่ 10.8 การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันจะแทนด้วย [O] หากเริ่มพิจารณา
จากอัลเคนที่อยู่บรรทัดแรกของภาพที่ 10.8 คาร์บอนอะตอมกลางของอัลเคนไม่มีพันธะ C–O อยู่ แต่
เมื่อเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันกลายเป็น 1˚ แอลกอออล์ คาร์บอนอะตอมกลางมีพันธะ C–O เพิ่มขึ้น
หนึ่งพันธะ และจากแอลกอฮอล์เมื่อเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันจะกลายเป็นอัลดีไฮด์ คาร์บอนอะตอม

กลางของอัลดีไฮด์จะมีพันธะ C–O เพิ่มขึ้นอีกหนึ่งพันธะ กลายเป็นมีสองพันธะรอบคาร์บอนอะตอม
กลาง และเมื่ออัลดีไฮด์เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันต่อจนกลายเป็นกรดคาร์บอกซิลิกจะเห็นว่ามีพันธะ
C–O รอบ คาร์บอนอะตอมกลางจำนวน 3 พันธะ จะเห็นว่าเวลาสารตั้งต้นเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน
จะมีจำนวนพันธะ C–O ที่คาร์บอนอะตอมกลางเพิ่มขึ้น หากพิจารณา 2˚ แอลกอฮอล์ที่อยู่บรรทัดที่

สองของภาพที่ 10.8 เมื่อเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันไปเป็นคีโตนจำนวนพันธะ C–O จะเพิ่มขนคือมีสอง
ึ้
พันธะ และเมื่อเกิดเป็นคีโตนแล้วจะไม่สามารถถูกออกซิไดซ์ต่อไปเป็นคาร์บอกซิลิกได้ ส่วน 3˚
แอลกอฮอล์มักจะไม่เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันต่อ และในกรณีของการเกิดปฏิกิริยารีดักชันจำนวน
พันธะ C–O จะลดลง ซึ่งหากพิจารณาจากภาพที่ 10.8 ให้พิจารณาจากด้านขวาไปซ้ายในกรณี

ปฏิกิริยารีดักชัน

แอกอฮอล์ 551


เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน





เสีย 2 H



ไม่มีพันธะที่ C มี 1 พันธะที่ C เชื่อมกับ O มี 2 พันธะที่ C เชื่อมกับ O มี 3 พันธะที่ C เชื่อมกับ O
เชื่อมกับ O




(ไม่เกิดออกซิเดชันต่อ)
เสีย 2 H



ไม่มีพันธะที่ C มี 1 พันธะที่ C เชื่อมกับ O มี 2 พันธะที่ C เชื่อมกับ O

เชื่อมกับ O



(ไม่เกิดออกซิเดชันต่อ)




ไม่มีพันธะที่ C มี 1 พันธะที่ C เชื่อมกับ O

เชื่อมกับ O

เกิดปฏิกิริยารีดักชัน



ภาพที่ 10.8 วิธีการพิจารณาการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน รีดีกชันโดยพิจารณาจากพันธะ C–O รอบ
คาร์บอนอะตอม
ปรับปรุงจาก: Wade, L. G., & Simek, J. W. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.

❑ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน: จำนวนพันธะ C–O เพิ่มขึ้น
❑ ปฏิกิริยารีดักชัน: จำนวนพันธะ C–O ลดลง


ตารางที่ 10.2 ได้สรุป ความหมายของปฏิกิริยาออกซิเดชันและปฏิกิริยารีดักชันไว้

552 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตารางที่ 10.2 สรุปลักษณะของปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชัน
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ปฏิกิริยารีดักชัน
เสียอิเล็กตรอน รับอิเล็กตรอน

จำนวนพันธะ C–H ลดลง จำนวนพันธะ C–H เพิ่มขึ้น
จำนวนพันธะ C–O เพิ่มขึ้น จำนวนพันธะ C–O ลดลง



ตัวอย่างที่ 10.8 | สถานะออกซิเดชันของแอลกอฮอล์
์
โจทย จงระบุว่าปฏิกิริยาต่อไปนี้เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชัน หรือ รีดักชัน








วิธีคิด ในปฏิกิริยาเคมีอินทรีย์ เราจะพิจารณาจากจำนวนพันธะ C–O หรือ พันธะ C–H ที่
เปลี่ยนแปลงไป โดยพิจารณารายละเอียดจากตารางที่ 10.2

จำนวนพันธะ C-O
เพิ่ม 2 พันธะ
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน




จำนวนพันธะ C-H เพิ่มขึ้น

ปฏิกิริยารีดักชัน





จำนวนพันธะ C-H เพิ่มขึ้น
ปฏิกิริยารีดักชัน

แอกอฮอล์ 553


10.8 ปฏิกิริยารีดักชันของอัลดีไฮด์คีโตนเพื่อการเตรียม 1° และ 2° แอลกอฮอล์
(Reduction of carbonyl group: Synthesis of 1° and 2° alcohols)

กรินยาร์ดรีเอเจนต์จะเปลี่ยนหมู่คาร์บอนิลให้กลายเป็นแอลกอฮอล์โดยการเติมหมู่อัลคิลเข้า
ไปที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล ดังที่ได้กล่าวไว้ในหัวข้อ 10.5 แต่หากต้องการเปลี่ยนหมู่คาร์-
บอนิลให้กลายเป็นแอลกอฮอล์โดยที่ไม่ต้องการเพิ่มจำนวนคาร์บอนอะตอมหรือเพิ่มหมู่อัลคิล

ปฏิกิริยารีดักชันจะเป็นคำตอบ นั่นแสดงว่าปฏิกิริยารีดักชันของอัลดีไฮด์คีโตนจะทำการเพิ่ม H เข้าที่
-
คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล ดังนั้นต้องหารีเอเจนต์ใด ๆ ที่สามารถให้ H (ไฮไดรด์, hydride
ion) เข้าชนที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล ดังแสดง









-
สารที่สามารถให้ H (ไฮไดรด์ไอออน) ออกมาได้ จะเรียกว่า ไฮไดรด์รีเอเจนต์ (hydride
reagents) ไฮไดรด์รีเอเจนต์จะรีดิวซ์หมู่คาร์บอนิลไปเป็นแอลกอฮอล์โดยที่ไม่มีการเพิ่มจำนวน
คาร์บอนเข้าไป แต่จะเพิ่มไฮโดรเจนเข้าไปที่หมู่คาร์บอนิลแทน โดยไฮไดรด์รีเอเจนต์ที่นิยมใช้ใน

ปฏิกิริยารีดักชันส่วนใหญ่มักจะใช้ โซเดียมโบโรไฮไดรด์ (Sodium borohydride, NaBH4) และ
ลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์ (Lithium aluminium hydride, LiAlH4) เป็นต้น ซึ่งสารทั้งสองตัวนี้มี H
เชื่อมพันธะโคเวเลนต์กับโบรอนและอะลูมิเนียมอะตอมอยู่ ซึ่งจากการจัดเรียงตัวลักษณะนี้ทำให้ไฮ-
–
ไดรด์ (H ) มีความเป็นนิวคลีโอไฟล์สูงมาก โครงสร้างดังแสดง







พันธะมีขั้ว M-H
เมื่อ M = B , Al

อะลูมิเนียม (Al) มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี (EN) ที่ต่ำกว่าโบรอน (B) ดังนั้น ไฮโดรเจนอะตอม
ที่เชื่อมพันธะกับ Al จะถือประจุลบได้ดีกว่า (เกิดการเหนี่ยวนำสภาพขั้วลบที่ไฮโดรเจนได้ดีกว่า) ให้
ไฮไดรด์ที่แรงกว่านั่นเอง ดังนั้นลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์จึงเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงกว่าโซเดียมโบโรไฮ-


ไดรด์ ด้วยเหตุนี้ NaBH4 จะทำปฏิกิริยาได้ช้ากว่าจึงทำให้มี selectivity ที่ดีกว่า LiAlH4

-
❑ ไฮไดรด์รีเอเจนต์ เปรียบเสมือนแหล่งที่ให้ H เนื่องจากมีพันธะมีขั้วของ M-H ที่ความ
เป็นลบ (partial negative) อยู่บน H อะตอม

554 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


10.8.1 ปฏิกิริยารีดักชันด้วยไฮไดรด์รีเอเจนต์
(Reduction with hydride reagents)
หากนำอัลดีไฮด์หรือคีโตนทำปฏิกิริยากับ LiAlH4 หรือ NaBH4 ตามด้วยน้ำ หรือสาร
ั
ที่ให้โปรตอน อาทิ ethanol หรือกรดอ่อน ๆ ไฮไดรด์รีเอเจนต์จะสามารถรีดิวซ์หมู่คาร์บอนิลในอลดี-
ไฮด์และคีโตน ไปเป็นแอลกอฮอล์ได้สารผลิตภัณฑ์เป็น 1° และ 2° แอลกอฮอล์ตามลำดับ สมการ
ทั่วไปดังแสดง




























กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของอัลดีไฮด์และคีโตนโดยใช้โซเดียมโบโรไฮไดรด์จะ
คล้ายคลึงกัน ดังนั้นจะอธิบายกลไกนี้ โดยยกตัวอย่างจากปฏิกิริยารีดักชันของ cyclopentanone ไป
+
เป็น cyclopentanol โดยใช้ NaBH4 และใช้ ethanol เป็นแหล่งของ H และเป็นตัวทำละลาย ดัง
แสดง













กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเปลี่ยน cyclopentanone ไปเป็น cyclopentanol โดยใช้ NaBH4 นั้น จะ
แสดงในภาพที่ 10.9 ในขั้นแรก NaBH4 จะให้ H ไปเข้าทำปฏิกิริยาที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอ-
–
นิลทำให้พันธะไพน์ของ C=O สลายออก มีการสร้างพันธะ C-H ขึ้นมาใหม่ เกิดเป็นอัลคอกไซด์ไอออน
ื่
(alkoxide ion) หลังจากปฏิกิริยาใน step [1] สำเร็จแล้ว ปกติจะมีการเติมกรดหรือน้ำเข้าไปเพอ
protonate อัลคอกไซด์ไอออน ไปเป็น cyclopentanol (step [2], ภาพที่ 10.9)

แอกอฮอล์ 555



Mechanism 10.9 | กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชัน cyclopentanone ไปเป็น cyclopentanol
-
Step [1] ไฮไดรด์ (H) เข้าชนที่หมู่คาร์บอนิลเกิดเป็นอัลคอกไซด์ไอออน (alkoxide ion)












Step [2] อัลคอกไซด์ไอออนถูกเติมโปรตอนจาก ethanol ได้ 2˚ แอลกอฮอล์เป็นสารผลิตภัณฑ ์











ภาพที่ 10.9 กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของ cyclopentanone ไปเป็น cyclopentanol

หากพิจารณาปฏิกิริยาสุทธิของปฏิกิริยารีดักชันของอัลดีไฮด์คีโตน ด้วยไฮไดรด์รีเอ-
เจนต์แล้วจะพบว่า เสมือนเป็นการเติม H อะตอมสองอะตอมเข้าที่ C อะตอม และ O อะตอมของหมู่

คาร์บอนิล ดังแสดง








-
❑ ปฏิกิริยานี้เป็นการเติม H (จาก NaBH4 หรือ LiAlH4) เข้าที่ C ของ C=O และเติม H +
ื
(มาจากน้ำหรือกรด) เข้าที่ O ของ C=O ปฏิกิริยาสุทธิแล้วเสมอนเป็นการเติม H2 เข้า
ที่พันธะคู่ของ C=O

10.8.1A การใช้โซเดียมโบโรไฮไดรด์
(Uses of sodium borohydride)

อย่างที่กล่าวไปข้างต้น NaBH4 เป็นตัวรีดิวซ์ที่อ่อนกว่า LiAlH4 จึงมักจะ
รีดิวซ์หมู่คาร์บอนิลที่มีความว่องไวมาก ๆ อย่างอัลดีไฮด์และคีโตนได้ หรืออาจกล่าวได้ว่า NaBH4 มี
ความจำเพราะเจาะจงในการรีดิวซ์อัลดีไฮด์และคีโตนได้อย่างดี แต่จะไม่สามารถรีดิวซ์ กรดคาร์บอกซิ-

556 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ลิกและเอสเทอร์ได้ ความสามารถในการรีดิวซ์ของทั้ง LiAlH4 และ NaBH4 แสดงเป็นแผนภาพสรุปใน
ภาพที่ 10.10


ความง่ายในการรีดิวซ์











LiAlH4 NaBH4
สามารถรีดิวซ์ได้ สามารถรีดิวซ์ได้


ภาพที่ 10.10 ความสามารถในการรีดิวซ์ของ LiAlH4 และ NaBH4
ปรับปรุงจาก: Wade, L. G., & Simek, J. W. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.

จากแผนภาพที่ 10.10 นี้ LiAlH4 สามารถรีดิวซ์ได้ทั้ง อัลดีไฮด์ คีโตน กรดคาร์บอกซิ
ลิก และอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก แต่ NaBH4 จะรีดิวซ์ได้เพียงอัลดีไฮด์และคีโตนเท่านั้น ดังนั้นใน
กรณีที่สารตั้งต้นมีหมู่ฟังก์ชันทั้งหมู่คีโตนและเอสเทอร์อยู่ในโมเลกุลเดียวกัน หากต้องการเปลี่ยน

เฉพาะคีโตนให้เป็นแอลกอฮอล์ โดยยังคงหมู่เอสเทอร์ไว้ในโมเลกุล ก็สามารถใช้ NaBH4 ในการรีดิวซ์
คีโตนในโมเลกุลนี้ได้โดยที่ผลิตภัณฑ์ยังมีหมู่เอสเทอร์อยู่ได้ ดังแสดงในตัวอย่างปฏิกิริยาด้านล่าง










10.8.1B การใช้ลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์

(Use of Lithium aluminium hydride)
ลิเทียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์ (LiAlH4) เป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงกว่า NaBH4 ดังนั้น
มันจึงสามารถรีดิวซ์อลดีไฮด์และคีโตนได้อย่างง่ายดายไปเป็น 1° และ 2° แอลกอฮอล์ตามลำดับ และ
ั
ยังสามารถรีดิวซ์สารประกอบคาร์บอนิลที่ไม่ค่อยว่องไวต่อปฏิกิริยาได้ (less reactive carbonyl

ั
group) เช่น เอสเทอร์และอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก ซึ่งถ้าใช้สารตั้งต้นเป็นเอสเทอร์และอนุพนธ์
ของกรดคาร์บอกซิลิก ทำปฏิกิริยารีดักชันโดยใช้ LiAlH4 จะได้สารผลิตภัณฑ์เป็น 1° แอลกอฮอล์
ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่า LiAlH4 สามารถรีดิวซ์ได้ทั้ง อัลดีไอด์ คีโตน เอสเทอร์และอนุพันธ์ของกรดคาร์-

บอกซิลิกต่าง ๆ ดังแสดงในตัวอย่างปฏิกิริยาด้านล่าง

แอกอฮอล์ 557











สรุป
❑ NaBH4 เป็นรีเอเจนต์ที่เหมาะสมในการรีดิวซ์ อัลดีไฮด์และคีโตน โดยที่ไม่กระทบต่อหม ู่

ฟังก์ชันเอสเทอร์และกรดคาร์บอกซิลิกในกรณีที่สารอัลดีไฮด์และคีโตนมีหมู่ฟังก์ชัน
ดังกล่าวอยู่
❑ ส่วน LiAlH4 สามารถรีดิวซ์ได้ทั้ง อัลดีไอด์ คีโตน เอสเทอร์และอนุพันธ์ของกรดคาร์-
บอกซิลิก


สรุปความสามารถในการรีดิวซ์ของ NaBH4 และ LiAlH4 แสดงในตารางที่ 10.3


ตารางที่ 10.3 สรุปปฏิกิริยาของ LiAlH4 และ NaBH4


NaBH4 LiAlH4

อัลดีไฮด์

คีโตน


อัลคีน ไม่เกิดปฏิกิริยา ไม่เกิดปฏิกิริยา


คาร์บอกซิเลท ไม่เกิดปฏิกิริยา


เอสเทอร์ ไม่เกิดปฏิกิริยา

หมายเหตุ: ผลิตภัณฑ์ที่แสดงคือผลิตภัณฑ์สุดท้ายหลังทำปฏิกิริยากับกรดหรือน้ำแล้ว


ตัวอย่างที่ 10.9 | ปฏิกิริยารีดักชันด้วยไฮไดรด์รีเอเจนต์
โจทย จงทำนายสารผลิตภัณฑ์เมื่อสารตั้งต้นที่แสดงด้านล่างนี้ ทำปฏิกิริยากับ NaBH4 ในตัวทำ
์
ละลาย CH3OH

558 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างที่ 10.9 | ปฏิกิริยารีดักชันด้วยไฮไดรด์รีเอเจนต์ (ต่อ)

วิธีคิด เมื่ออัลดีไฮด์หรือคีโตนทำปฏิกิริยากับ NaBH4 จะเสมือนเป็นการเติม H2 เข้าที่หมู่คาร์บอ-
นิล





















10.8.2 ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์คีโตน
(Catalytic hydrogenation of aldehydes ketones)
ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์คีโตน เป็นการนำอัลดีไฮด์

หรือคีโตนมาทำปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันกับแก๊ส H2 โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยา Pd-C (palladium on
activated charcoal) ตัวเร่งปฏิกิริยานี้จะช่วยตรึง H2 และ สารตั้งต้นคาร์บอนิลมาที่พื้นผิวของตัวเร่ง
ปฏิกิริยา เกิดการเติม H อะตอมเข้าไปที่หมู่คาร์บอนิล จนเกิดสารผลิตภัณฑ์เป็น แอลกอฮอล์ ตัวอย่าง
ของปฏิกิริยา ดังแสดง


























ั
ตัวเร่งปฏิกิริยา Pd-C เคยได้กล่าวถึงมาแล้วในปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันของอัลคีน/อลไคน์ โดยปกติแล้ว
พันธะ C=C จะเกิดปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนภายใต้สภาวะที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา Pd-C ได้เร็วกว่า C=O

แอกอฮอล์ 559


ในทางกลับกัน NaBH4 สามารถรีดิวซ์ C=O ได้ดีกว่า C=C ซึ่งจะไม่ถูกรีดิวซ์โดย NaBH4 ดังนั้นหากใน
ั
กรณีที่โมเลกุลของสารตั้งต้นมีทั้งพนธะคู่และหมู่คาร์บอนิล เราก็สามารถเลือกรีเอเจนต์ที่เหมาะสมใน
การทำปฏิกิริยาให้เกิดสารผลิตภัณฑ์ที่ต้องการได้


❑ รีเอเจนต์ H2/ Pd-C สามารถรีดิวซ์ C=C ได้เร็วกว่า C=O
❑ รีเอเจนต์ NaBH4 และ LiAlH4 สามารถรีดิวซ์ C=O ได้ แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับ C=C


ตัวอย่างเช่น สาร cyclohex-2-en-1-one เป็นสารที่มีทั้งหมู่คาร์บอนิลและพันธะคู่ในโมเลกุล ซึ่ง
สามารถถูกรีดิวซ์ได้ 3 วิธี ซึ่งแต่ละวิธีจะให้สารผลิตภัณฑ์แตกต่างกัน ดังแสดง




• NaBH4 รีดิวซ์ได้แค่ C=O จึงได้
ผลิตภัณฑ์เป็น allylic alcohol






• H2 จำนวน 1 equivalent จะ
รีดิวซ์ที่ C=C ไปเป็นคีโตน






• H2 จำนวนมากเกินพอจะรีดิวซ์ที่
C=C เกิดเป็นคีโตนก่อน จากนั้น
จะเกิดปฏิกิริยาต่อ จนกลายเป็น

แอลกอฮอล์


ตัวอย่างที่ 10.10 | ปฏิกิริยารีดักชันด้วยไฮไดรด์รีเอเจนต์
โจทย จงทำนายสารผลิตภัณฑ์เมื่อสาร CH3COCH2CH2CH=CH2 ทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ต่อไปนี้
์


a. NaBH4 b. H2 (1 equivalent), Pd-C c. H2 (excess), Pd-C


วิธีคิด รีเอเจนต์แต่ละตัวจะทำปฏิกิริยาแตกต่างกัน โดยรีเอเจนต์ H2 (1 equivalent) / Pd-C จะ
รีดิวซ์เฉพาะ C=C แต่หากใช้ H2 (excess) ปริมาณมากเกินพอ จะรีดิวซ์ทั้ง C=C และ
C=O และรีเอเจนต์ NaBH4 จะรีดิวซ์เฉพาะ C=O เท่านั้น
ดังนั้น เมื่อสาร CH3COCH2CH2CH=CH2 ที่มีทั้ง C=O และ C=C อยู่ในโมเลกุลจะเกิดสาร

ผลิตภัณฑ์ ดังนี้

560 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างที่ 10.10 | ปฏิกิริยารีดักชันด้วยไฮไดรด์รีเอเจนต์ (ต่อ)





























10.9 การเตรียมอีเธอร์และอีพอกไซด์


10.9.1 การเตรียมอีเธอร์
อีเธอร์สามารถเตรียมโดยการใช้อัลคิลเฮไลด์ทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์ที่แรง ผ่าน
กลไกการเกิดปฏิกิริยาแบบ SN2 ปฏิกิริยานี้เราจะเรียกว่า Williamson ether synthesis ตัวอย่าง

ปฏิกิริยาดังแสดง











ปฏิกิริยานี้ถูกรายงานตั้งแต่ปี 1851 จนกระทั่งกลายเป็นปฏิกิริยาทั่วไปที่ใช้ในการเตรียมอีเธอร์

ยกตัวอย่างเช่น หากต้องการเตรียม isopropyl methyl ether จะมีสองวิธีที่ใช้ในการเตรียมอเธอร์นี้
ี
-
ได้ คือ วิธี A โดยในวิธี A จะใช้ CH3O ทำปฏิกิริยากับ 2-bromopropane และวิธี B จะใช้
-
(CH3)2HCO ทำปฏิกิริยากับ bromomethane ดังแสดง

แอกอฮอล์ 561



วิธีเตรียม isopropyl methyl ether ที่เป็นไปได้ 2 วิธี




วิธี A วิธี B





















วิธี B เป็นไปได้มากกว่า เนื่อง
จากอัลคิลเฮไลด์ไม่เกะกะ


วิธี B จะเป็นวิธีการที่ดีกว่าเพราะ กลไกเกิดผ่านแบบ SN2 ดังนั้น ต้องใช้สารตั้งต้นอัลคิลเฮไลด์ที่ไม่
เกะกะ จึงจะเกิดปฏิกิริยาได้ดี

ในการเตรียมอีเธอร์นั้น พวกอัลคอกไซด์ (alkoxide ion) ตัวพื้นฐานจะมีจำหน่ายสำเร็จรูป
- +
- +
เช่น CH3OK (potassium methoxide) CH3CH2OK (potassium ethoxide) เป็นต้น แต่หลาย
ครั้งนิวคลีโอไฟล์ที่จะใช้เตรียมอีเธอร์ผ่าน Williamson ether synthesis นั้นไม่มีจำหน่ายสำเร็จรูป
ต้องเตรียมขึ้นมาเอง โดยสามารถเตรียมจากการใช้แอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยากับ NaH (sodium
hydride) เพื่อให้เกิดเป็น อัลคออกไซด์ไอออน แล้วจึงให้ทำปฏิกิริยากับอัลคิลเฮไลด์








ตัวอย่างเช่น เมื่อนำ cyclohexanol มาทำปฏิกิริยากับ NaH จะเกิดเป็นอัลคอกไซด์ไอออนขึ้น และ
เมื่อให้ทำปฏิกิริยาต่อกับ CH3CH2Br ก็จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็นอีเธอร์ออกมา ดังแสดง

562 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)




















10.9.2 การเตรียมอีพอกไซด์


10.9.2A การเตรียมอีพอกไซด์จาก halohydrin
Halohydrin คือสารอินทรีย์ที่มีอะตอมของธาตุหมู่ 7A (Cl, Br) และหมู่

OH เกาะที่ C อะตอมคนละอะตอมแต่อะตอมนั้นอยู่ติดกัน โครงสร้างดังแสดง










หากนำ halohydrin ทำปฏิกิริยากับเบส เช่น NaH เป็นต้น อะตอมของ H ในหมู่ OH จะถูกดึงออก
เกิดเป็นประจุลบขึ้นบน O อะตอม ปฏิกิริยาจะเกิดภายในโมเลกุลของ halohydrin โดย O อะตอมที่

ติดลบนั้นจะเข้าชนกับคาร์บอนอะตอมที่อยู่ข้างเคียงและไล่อะตอมของฮาโลเจนออกเป็น leaving
group (กลไกแบบ SN2) จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น อีพอกไซด์ ดังแสดง












ตัวอย่างปฏิกิริยาการเตรียมอีพอกไซด์จาก halohydrin ดังแสดง

แอกอฮอล์ 563
























ในตัวอย่างปฏิกิริยาที่ [1] halohydrin ทำปฏิกิริยากับ NaH แล้วเกิดปฏิกิริยาแทนที่ภายในโมเลกุล
จนได้สารผลิตภัณฑ์เป็น อีพอกไซด์ แต่ตัวอย่างที่ [2] นั้น ไม่สามารถเกิดอีพอกไซด์ได้ เพราะนิวคลีโอ-
ไฟล์กับ leaving group ไม่ได้จัดเรียงตัวแบบ anti-periplanar ปฏิกิริยาจึงไม่สามารถเกิดได้


ตัวอย่างที่ 10.11 | ปฏิกิริยาการเตรียมอีเธอร์และอีพอกไซด์

โจทย จงทำนายโครงสร้างของสารผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาต่อไปนี้
์












วิธีคิด

564 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างที่ 10.11 | ปฏิกิริยาการเตรียมอีเธอร์และอีพอกไซด์ (ต่อ)












10.9.2B ปฏิกิริยาอีพอกซิเดชัน
(Epoxidation)

ปฏิกิริยาอีพอกซิเดชัน เป็นปฏิกิริยาการเติมออกซิเจนอะตอมเข้าไปที่
พันธะคู่ของอัลคีน พันธะไพน์ของอัลคีนจะสลายตัวออก และมีการสร้างพันธะ C–O ขึ้นมาใหม่ เกิด
สารผลิตภัณฑ์เป็น อีพอกไซด์ ปฏิกิริยาทั่วไป ดังแสดง



พันธะ O-O ตรงนี้จะแตกออก








สารที่ใช้เติมออกซิเจนอะตอมเข้าไปที่พันธะคู่ของอัลคีน คือ peroxyacid (peroxyacid คือ หมู่
ฟังก์ชัน CO3H) ซึ่งรีเอเจนต์ที่นิยมใช้ คือ meta-chloroperoxybenzoic acid (mCPBA) เนื่องจาก
ความสามารถในการละลายของ mCPBA มักละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ประเภท aprotic ได้ดี

เช่น CH2Cl2 เป็นต้น โครงสร้างของ mCPBA และตัวอย่างปฏิกิริยาที่ใช้ mCPBA ดังแสดง













กลไกการเกิดปฏิกิริยาอีพอกซิเดชันด้วย mCPBA จะเกิดแบบขั้นตอนเดียว (concerted addition)

กล่าวคือ ออกซิเจนอะตอมจาก mCPBA เติมเข้าไปที่พันธะคู่จะมีการสลายพันธะไพน์ของอัลคีน
พร้อมกันนั้นสลายพันธะ O–O ของ mCPBA และมีการสร้างพันธะ C–O ขึ้นมาใหม่สองพันธะ ทั้งการ
สร้างและสลายพันธะนี้เกิดขึ้นพร้อมกันในขั้นตอนเดียว เกิดการสร้างเป็นวงสามเหลี่ยมที่มีออกซิเจน
อะตอมเกิดขึ้น กลไกดังแสดงในภาพที่ 10.11

แอกอฮอล์ 565


Mechanism 10.11 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาอพอกซิเดชัน
ี
พันธะที่สร้างและพันธะที่สลายเกิดพร้อมกัน ในขั้นตอนเดียว












พันธะ O-O ตรงนี้ที่ถูกสลาย




ภาพที่ 10.11 กลไกการเกิดปฏิกิริยาอีพอกซิเดชัน



ตัวอย่างที่ 10.12 | ปฏิกิริยาการเตรียมอีพอกไซด์
์
โจทย จงทำนายสารผลิตภัณฑ์อีพอกไซด์ เมื่ออัลคีนที่แสดงด้านล่างต่อไปนี้ ทำปฏิกิริยากับ
mCPBA





วิธีคิด เมื่อ mCPBA ทำปฏิกิริยากับอัลคีนจะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น อีพอกไซด์

566 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


10.10 ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์
แอลกอฮอล์มีหมู่ OH ซึ่งเป็นหมู่ฟังก์ชันที่สำคัญในสารประกอบอินทรีย์ หมู่ OH สามารถ
เปลี่ยนเป็นอะตอมหรือหมู่ฟังก์ชันอื่นได้ แอลกอฮอล์มีความคล้ายคลึงกับอัลคิลเฮไดล์ เพราะมี

3
ออกซิเจนอะตอมที่มีค่า EN สูง เชื่อมพันธะกับคาร์บอนอะตอมที่เป็น sp ไฮบริดออร์บิทัล แต่ต่างกัน
-
ที่ OH จะมีความเป็นเบสแรง จึงเป็น leaving group ที่แย่ หากจะเกิดปฏิกิริยาแทนที่ด้วยนิวคลีโอ-
ไฟล์โดยตรงทำได้ยาก



Leaving group ที่ดี




Leaving group ที่แย่


อย่างไรก็ตาม หากต้องการให้เกิดปฏิกิริยาแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ของแอลกอฮอล์จะต้องเปลี่ยนหมู่
OH ให้เป็น leaving group ที่ดีก่อน ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้กรด เติมโปรตอนที่ OH ทำให้เกิดเป็น leaving

group OH2 ดังแสดง
+







เบสอ่อน
Leaving group ที่ดี


ึ
ในหัวข้อนี้จะศกษาเกี่ยวกับปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ที่สำคัญ ๆ ตัวรีเอเจนต์ที่มักใช้ในการทำ
ปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ รวมทั้งปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอลกอฮอล์ ตารางที่ 10.4 แสดงการสรุป
ชนิดของปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ ที่จะกล่าวถึงในหัวข้อนี้


10.10.1 ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ เป็นการขจัด H และ OH ออกจากโมเลกุลจะ
ได้สารผลิตภัณฑ์เป็นอัลคีน ซึ่งรายละเอียดได้กล่าวไว้ใน บทที่ 7 อัลคีน ในหัวข้อที่ 7.3.2

แอกอฮอล์ 567


ตารางที่ 10.4 ชนิดของปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์
ชนิดของปฏิกิริยา




















10.10.2 ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้ POCl3 และ ไพริดีน
(Dehydration of alcohol using POCl3 and pyridine)

เนื่องด้วยสารอินทรีย์บางชนิดว่องไวต่อกรด หากทำปฏิกิริยาการขจัดน้ำโดยใช้กรด
เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำให้หมู่ฟังก์ชันที่ว่องไวต่อกรดจะเสียหายไปด้วย นักเคมีจึงพยายามคิดค้น
ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ภายใต้สภาวะเบส (เบสในกรณีนี้คือไพริดีน) รีเอเจนต์ที่นิยมใช้
คือ POCl3 และ ไพริดีน (pyridine) เมื่อนำแอลกอฮอล์มาทำปฏิกิริยากับ POCl3 และ ไพริดีน จะ

์
ั
เกิดสารผลิตภัณฑเป็นอลคีนเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อนำ cyclohexanol ทำปฏิกิริยากับ POCl3 และ
ไพริดีน จะเกิดสารผลิตภัณฑ์เป็น cyclohexene ดังแสดง













ปฏิกิริยาสุทธิเสมือนเป็นการขจัดน้ำออก



กลไกการเกิดปฏิกิริยานี้ แสดงในภาพที่ 10.12 เนื่องด้วย OH จัดเป็น leaving
group ที่แย่ ดังนั้นในขั้นแรก (step [1]) จะเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนหมู่ OH ให้เป็น leaving group
ที่ดี โดยหมู่ OH จะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนที่ P อะตอมของ POCl3 จากนั้นไพริดีนจะทำ

หน้าที่เป็นเบสมาดึง H จากออกซิเจนอะตอม เกิดเป็น O-POCl2 ซึ่งเป็น leaving group ที่ดี (ภาพที่
10.12, step [1]) ในขั้นที่ 2 (step [2]) ไพริดีนจะมาดึง H ที่ตำแหน่งเบต้า (β-hydrogen) เพื่อสร้าง
พันธะไพน์ และมีการขจัด OPOCl2 ออกเป็น leaving group

568 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


Mechanism 10.12 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดน้ำโดยใช้ POCl3 และ ไพริดีน
Step [1] เปลี่ยนหมู่ OH ให้เป็น leaving group ที่ดี


Leaving group ที่ดี















Step [2] การสลายพันธะ C–H และ C–O และมีการสร้างพันธะไพน์ใหม่เกิดขึ้น

พันธะไพน์ที่สร้างขึ้นใหม่










ภาพที่ 10.12 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการขจัดน้ำของ cyclohexanol โดยใช้ POCl3 และ ไพริดีน

10.10.3 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นอัลคิลเฮไลด์ด้วย HX
(Conversion of alcohols to alkyl halide with HX)
ดังที่กล่าวไปข้างต้นแอลกอฮอล์ไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ได้

โดยตรง ต้องทำการเปลี่ยนหมู่ OH ให้กลายเป็น leaving group ที่ดีก่อน ดังนั้นหากต้องการเปลี่ยน
แอลกอฮฮล์ให้เป็นอัลคิลเฮไลด์จะให้แอลกอฮอล์ทำปฏิกิริยากับ กรดไฮโดรฮาลิก (HX)



Leaving group ที่ดี




Leaving group ที่แย่



กรดไฮโดรฮาลิก คือ กรดของธาตุในหมู 7A เช่น HCl, HBr, HI เป็นต้น เมื่อหมู่ –OH ของแอลกอฮอล์
ทำปฏิกิริยากับกรดเหล่านี้ หมู่ OH จะถูกเติมโปรตอนแล้วเปลี่ยนจาก leaving group ที่แย่ (–OH)
ไปเป็น leaving group ที่ดี (–OH2 ) หลังจากนั้นจะเกิดปฏิกิริยาการแทนที่จากประจุลบของหมู่ฮาโล
+
-
เจน (Cl, Br, I) อาจเกิดผ่านกลไกแบบ SN1 และ SN2 ซึ่งจะขึ้นอยู่กับโครงสร้างของสารแอลกอฮอล์
- -

แอกอฮอล์ 569


ว่ามีโครงสร้างแบบใด (1°, 2°, 3° แอลกอฮอล์) ปฏิกิริยาทั่วไปของการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นอัลคิล
เฮไลด์ด้วย HX ดังแสดง












ตัวอย่างปฏิกิริยาดังแสดง














10.10.3A กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาระหว่าง HX กับ ROH

เมื่อหมู่ OH ของแอลกอฮอล์ถูกเปลี่ยนเป็น leaving group ที่ดีแล้ว X -
จะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ไล่ leaving group ออก โดยมีกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกันขึ้นกับ
ชนิดของสารตั้งต้นแอลกอฮอล์ โดย


❑ หากสารตั้งต้นเป็น CH3-OH หรือ 1˚ แอลกอฮอล์ กลไกจะเกิดผ่าน SN2
❑ หากสารตั้งต้นเป็น 2˚ และ 3˚ แอลกอฮอล์ กลไกจะเกิดผ่าน SN1


ตัวอย่างที่ใช้ในการอธิบายกลไกการเกิดปฏิกิริยานี้จะอธิบายโดยใช้ปฏิกิริยาระหว่าง tert-butyl
alcohol (3° แอลกอฮอล์) กับ HBr ได้สารผลิตภัณฑ์เป็น tert-butyl bromide ดังแสดง














+
โดยกลไกการเกิดปฏิกิริยานี้ในขั้นแรก (step [1]) หมู่ –OH ของ tert-butyl alcohol จะถูกกรด (H )
protonated กลายเป็น leaving group ที่ดีพร้อมจะหลุดออกไป เนื่องจากสารตั้งต้นเป็น 3°

570 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


แอลกอฮอล์ ซึ่งเป็นสารที่มีความเกะกะสูงไม่สามารถเกิดผ่านกลไกแบบ SN2 ได้ กลไกการ
+
–
เกิดปฏิกิริยาแทนที่ในขั้นนี้จึงเกิดแบบ SN1 คือ –OH2 จะหลุดออกไปก่อน แล้ว Br ค่อยเข้ามาชนที่
์
คาร์บอนอะตอม เกิดเป็นสารผลิตภัณฑ tert-butyl bromide ดังแสดงรายละเอียดในภาพที่ 10.13

Mechanism 10.13 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง 3° แอลกอฮอล์ กับ HBr ผ่านกลไกแบบ SN1
Step [1] protonation ที่หมู่ OH เพื่อเปลี่ยนเป็น leaving group ที่ดี











Step [2] leaving group หลุดออกไปเกิดเป็น คาร์โบแคทไอออน









Step [3] โบรไมด์ไออนเข้าชนที่คาร์โบแคทไอออนเกิดเป็นสารผลิตภัณฑ ์










ภาพที่ 10.13 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง tert-butyl alcohol กับ HBr ผ่านกลไกแบบ SN1

ปรับปรุงจาก: Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry: Pearson Education, Inc.


หากใช้สารตั้งต้นเป็น 1° แอลกอฮอล์ เช่น butan-1-ol ทำปฏิกิริยากับ HBr การ
-
protonation จะเปลี่ยนหมู่ OH เป็น leaving group ที่ดี แล้ว Br จะเข้ามาชนที่คาร์บอนอะตอม
+
พร้อมไล่หมู่ OH2 ออกแบบ SN2 เพราะหากเกิดผ่าน 1˚ คาร์โบแคทไอออน จะไม่เสถียร ในกรณีที่ใช้
-
สารตั้งต้นเป็น 1° แอลกอฮอล์ Br จะเข้ามาชนที่คาร์บอนอะตอมในฝั่งตรงกันข้ามกับหมู่ leaving
group ให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 1-bromobutane รายละเอียดกลไกแสดงดังภาพที่ 10.14

แอกอฮอล์ 571


Mechanism 10.14 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง 1° แอลกอฮอล์ กับ HBr ผ่านกลไกแบบ SN2
Step [1] protonation ที่หมู่ OH เพื่อเปลี่ยนเป็น leaving group ที่ดี












Step [2] โบร์ไมด์เข้าแทนที่ leaving group เกิดเป็นอัลคิลโบรไมด์










ภาพที่ 10.14 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาระหว่าง butan-1ol กับ HBr
ปรับปรุงจาก: Wade, L. G., & Simek, J. W. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.

ส่วนพวก 2° แอลกอฮอล์จะทำปฏิกิริยากับ HBr เกิดเป็นอัลคิลโบรไมด์ จะ
เกิดผ่านกลไกแบบ SN1 ดังตัวอย่างปฏิกิริยาการเปลี่ยน cyclohexanol ไปเป็น bromocyclohexane

โดยใช้ HBr ดังแสดง










จะเห็นว่ากลไกทั้งสองแบบ (ภาพที่ 10.13 และ 10.14) จะมีขั้นแรกที่เป็น
-
การเปลี่ยนหมู่ OH ให้เป็น leaving group ที่ดีนั้นมีขั้นตอนเหมือนกัน แต่ขั้นที่สองที่ X เข้าแทนที่จะ
แตกต่างกัน


10.10.3B ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับ HCl
ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับ HCl จะเกิดปฏิกิริยาเหมือนกับในกรณีเมื่อ
ทำปฏิกิริยากับ HBr แต่เหตุผลที่กล่าวถึงกรณีของ HCl แยกออกมาเป็นกรณีเฉพาะนี้ เนื่องจากความ

ว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาของ HX กับ แอลกอฮอล์ไม่เท่ากัน โดยความว่องไวของ HX เป็นดังนี้

572 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)




ความว่องไวต่อปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น


–
เนื่องด้วย Cl มีความเป็นนิวคลีโอไฟล์น้อย อันเนื่องจากขนาดไอออนที่
–
–
เล็กกว่า Br และมีค่า EN สูงจึงให้อิเล็กตรอนได้ยาก ความเป็นนิวคลีโอไฟล์ของ Cl จึงน้อย ดังนั้น
จึงมีการใส่ ZnCl2 ซึ่งเป็นกรดของลิวอิสมีหน้าที่ช่วยให้ปฏิกิริยาระหว่างแอลกอฮอล์กับ HCl เกิดได้ดี
ยิ่งขึ้น ดังแสดง




ในกรณีที่สารตั้งต้นเป็น 2˚ และ 3˚ แอลกอฮอล์ ทำปฏิกิริยากับ HCl
โดยมี ZnCl2 นั้น จะเกิดผ่านกลไกการเกิดปฏิกิริยาแบบ SN1 โดยในขั้นแรก ZnCl2 จะเข้าไปโคออดิ
เนตกับอะตอมของออกซิเจน เกิดเป็น alcohol-zinc chloride complex แล้ว Zn จะดึงออกซิเจน
อะตอมออกเกิดเป็น 2°/3° คาร์โบแคทไอออน แล้ว Cl จึงเข้าชนสร้างพันธะ C—Cl ดังแสดงในภาพ
–
ที่ 10.15

Mechanism 10.15 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง 2°/3° แอลกอฮอล์ กับ HCl ผ่านกลไกแบบ S N1

Step [1] ZnCl2 โคออดิเนตที่หมู่ OH แล้วเกิดเป็นคาร์โบแคทไอออน












Step [2] คลอไรด์ไอออนเข้าชนที่คาร์โบแคทไอออน เกิดเป็นอัลคิลคลอไรด์









ภาพที่ 10.15 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง 2° แอลกอฮอล์ กับ HCl โดยมี ZnCl 2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

ปรับปรุงจาก: Wade, L. G., & Simek, J. W. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.


ถ้าสารตั้งต้นเป็น 1˚ แอลกอฮอล์ (butan-1-ol) ZnCl2 จะเข้าไปโคออดิ-
เนตกับอะตอมของออกซิเจนของแอลกอฮอล์แต่จะไม่ทำลายพันธะ C—O ออก (step [1]) เนื่องจาก
จะเกิดเป็น 1˚ คาร์โบแคทไอออนซึ่งไม่เสถียร ZnCl2 เพียงแค่เขาไปโคออดิเนต แล้ว Cl จะเข้ามาชน
–
้