ตำราเคมีอินทรีย์ [Jadsada Ratniyom]

แอกอฮอล์ 573


ที่ฝั่งตรงข้ามกับ leaving group เพื่อไล่ leaving group ออก (step [2]) เกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์ 1-
chlorobutane จะเห็นได้ว่าถ้าสารตั้งต้นเป็น 1˚ แอลกอฮอล์จะเกิดผ่านกลไกแบบ SN2 ดังแสดงใน
ภาพที่ 10.16


Mechanism 10.16 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง 1° แอลกอฮอล์ กับ HCl ผ่านกลไกแบบ S N2

Step [1] ZnCl2 โคออดิเนตที่หมู่ OH เกิดเป็น alcohol-zinc chloride complex












Step [2] คลอไรด์ไอออนเข้าชนในทิศทางตรงข้ามกับ leaving group เกิดเป็นสารผลิตภัณฑ ์












ภาพที่ 10.16 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง 1° แอลกอฮอล์ กับ HCl โดยมี ZnCl 2 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
ปรับปรุงจาก: Wade, L. G., & Simek, J. W. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.

การทดสอบของลูคัส (Lucas Test) เป็นการใช้รีเอเจนต์ของลูคัส ในการ

ทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์ทั้ง 3 ชนิด (1°, 2°, และ 3° แอลกอออล์) รีเอเจนต์ของลูคัส (Lucas’s
reagent) คือสารผสมระหว่าง ZnCl2 และ HCl ซึ่งจะทำปฏิกิริยาในอัตราเร็วที่แตกต่างกัน โดย 3°
แอลกอฮอล์ จะทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ของ Lucas ได้เร็วที่สุด รองลงมาคือ 2° แอลกอฮอล์ และช้า
ที่สุดคือ 1° แอลกอฮอล์ การที่แอลกอฮอล์ทั้ง 3 ชนิดทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ของลูคัสในอัตราเร็วที่

แตกต่างกันนี้ จึงสามารถใช้ในการระบุชนิดของแอลกอฮอล์ได้ เช่น ถ้าในกรณีที่ได้รับสารตัวอย่างที่
เป็นแอลกอฮอล์ที่ไม่ทราบชนิด โดยเมื่อนำสารตัวอย่างมาใส่รีเอเจนต์ของลูคัสลงไปแล้ว พบว่าถ้าเกิด
ตะกอนสีขาวขุ่นแยกชั้นขึ้นทันที แสดงว่าสารตัวอย่างนั้นเป็น 3° แอลกอฮอล์ แต่ถ้าเกิดตะกอนสีขาว

ขุ่นขึ้นหลังจากเวลาผ่านไป 5-10 นาที (บางกรณีอาจะต้องให้ความร้อน 50-60 ˚C)
แสดงว่าสารตัวอย่างนั้นเป็น 2° แอลกอฮอล์ (2° คาร์โบแคทไอออน เสถียรน้อยกว่า
3° คาร์โบแคทไอออน) ถ้าไม่เกิดตะกอนสีขาวขุ่นขึ้นเลย (แม้ว่าจะรอเป็นวันหรือ
หลายวันก็ตาม) แสดงว่าสารตัวอย่างนั้นเป็น 1° แอลกอฮอล์ การทดสอบของลูคัส
ดูวีดีโอได้ที่นี่

574 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


10.10.3C ข้อจำกัดของการใช้ HX ทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์
การใช้ HX ทำปฏิกิริยากับแอลกอฮอล์แม้ว่าจะดูเป็นปฏิกิริยาที่เรียบง่าย
ไม่ยุ่งยากในการสังเคราะห์สารในห้องปฏิบัติการ แต่ก็มีข้อจำกัดบางอย่างดังนี้


[1] ให้ร้อยละผลได้ (% yield) ที่น้อยในกรณีของ 1˚ และ 2˚ อัลคิลคลอ-
ไรด์ เนื่องจากอัตราเร็วของปฏิกิริยาของ 1˚ และ 2˚ แอลกอฮอล์ช้า
กว่า 3˚ แลอกอฮอล์มากจึงอาจเกิดปฏิกิริยาแข่งขันและทำให้ได้ yield
น้อย

[2] อาจเกิดปฏิกิริยาการขจัดเป็นปฏิกิริยาแข่งขัน ในบางครั้งจะต้องใช้
ความร้อนช่วยในการทำปฏิกิริยาของ HCl และ HBr ซึ่งอาจ
เกิดปฏิกิริยาการขจัดเกิดสารผลิตภัณฑ์เป็นอัลคีนแทนปฏิกิริยาแทนที่
[3] อาจเกิดการ rearrangement ของคาร์โบแคทไอออน ในบางครั้งที่

กลไกเกิดผ่าน SN1 อาจเกิด rearrangement ของคาร์โบแคทไอออน
(H-shift) ทำให้ตำแหน่งของคาร์โบแคทไอออนย้ายไปอยู่ต่ำแหน่งที่มี
–
ความเสถียรมากกว่า ซึ่งเมื่อ X เข้ามาชนเกิดปฏิกิริยาอาจไม่ได้สาร
ผลิตภัณฑตามต้องการ
์

ตัวอย่างที่ 10.13 | ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นอัลคิลเฮไลด์ด้วย HX
์
โจทย จงเขียนสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น โดยไม่ต้องแสดงสเตอริโอเคมีของสาร











วิธีคิด

แอกอฮอล์ 575



ตัวอย่างที่ 10.14 | ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นอัลคิลเฮไลด์ด้วย HX
โจทย จงเขียนกลไกการเกิดปฏิกิริยาจาก ปฏิกิริยาต่อไปนี้
์





วิธีคิด ในกรณีที่สารตั้งต้นเป็น 2˚ แอลกอฮอล์ ทำปฏิกิริยากับ HBr แล้ว สารผลิตภัณฑ์ที่ได้ไม่ใช่

2˚ อัลคิลเฮไลด์ แต่เป็น 3˚ อัลคิลเฮไลด์ ต้องสันนิษฐานไว้ก่อนว่าอาจเกิดการจัดเรียงตัว
ใหม่ของไฮโดรเจน (H-shift) กลไกการเกิดปฏิกิริยาดังแสดง

























10.10.4 ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นอัลคิลเฮไลด์ด้วย PBr3 และ SOCl2
แอลกอฮอล์ประเภท 1˚ และ 2˚ แอลกอฮอล์สามารถเปลี่ยนเป็นอัลคิลเฮไลด์ได้

โดยใช้รีเอเจนต์ PBr3 และ SOCl2

❑ PBr3 เปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็น อัลคิลโบรไมด์
❑ SOCl2 เปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็น อัลคิลคลอไรด์

-
รีเอเจนต์ทั้งสองนี้สามารถช่วยเปลี่ยนหมู่ OH ไปเป็น leaving group ที่ดี และยังให้ X เป็นนิวคลีโอ-
ไฟล์เพื่อแทนที่ leaving group ได้ในตัวมันเอง (ไม่ต้องเติมนิวคลีโอไฟล์อื่นเพิ่มเพื่อเกิดปฏิกิริยา
แทนที่)

576 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


10.10.4A ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับฟอสฟอรัส เฮไลด์ (PX3)
ฟอสฟอรัส เฮไลด์ (PX3) เป็นรีเอเจนต์ที่ใช้เปลี่ยนอัลคิลแอลกอฮอล์ไป
เป็นอัลคิลเฮไลด์ ฟอสฟอรัส เฮไลด์ที่เป็นรีเอเจนต์ที่มีจำหน่ายมีทั้ง PCl3, PCl5, PBr3










ฟอสฟอรัส ไอโอไดด์ (PI3) ไม่มีจำหน่ายเนื่องจาก PI3 เป็นสารที่ไม่เสถียร แต่สามารถเตรียมแล้วใช้
ในทันที (in situ) ในห้องปฏิบัติการได้ โดยใช้ ฟอสฟอรัสกับไอโอดีนทำปฏิกิริยากันก็จะสามารถใช้
เป็นรีเอเจนต์ในการเปลี่ยนอัลคิลแอลกอฮอล์ไปเป็นอัลคิลไอโอไดด์ได้








ในการใช้ฟอสฟอรัส เฮไลด์ เพื่อเปลี่ยนอัลคิลแอลกอฮอล์ไปเป็นอัลคิลเฮไลด์นั้น จะให้ร้อยละผลได้
ค่อนข้างสูงเมื่อใช้สารตั้งต้นเป็น 1° และ 2° แอลกอฮอล์ แต่จะให้ร้อยละผลได้ต่ำเมื่อสารตั้งต้นเป็น 3°
แอลกอฮอล์

PBr3 (Phosphorus tribromide)
เนื่องจาก PBr3 เป็นสารที่มีจำหน่ายทั่วไป เป็นรีเอเจนต์ที่จะเปลี่ยน OH ให้

กลายเป็น leaving group ที่ดี พร้อมทั้งสามารถให้ Br เป็นนิวคลีโอไฟล์ออกมาได้จากตัวรีเอเจนต์
-
–
(ตัว PBr3 จะให้ Br ได้เลยโดยไม่ต้องเติมนิวคลีโอไฟล์อื่นอีก) และมักเป็นรีเอเจนต์ที่นิยมใช้อย่าง
แพร่หลาย ดังนั้นในหัวข้อนี้จะกล่าวเฉพาะปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับ PBr3 ตัวอย่างต่อไปนี้จะเป็น

ตัวอย่างปฏิกิริยาของการเปลี่ยน 1˚ และ 2˚ แอลกอฮอล์ ไปเป็นอัลคิลโบรไมด์ โดยใช้ PBr3 ดังแสดง















กลไกการเกิดปฏิกิริยาของการเปลี่ยนแอลกอฮอล์ไปเป็นอัลคิลเฮไลด์ จะขออธิบาย
โดยใช้ปฏิกิริยาระหว่าง (R)-pentan-2-ol (2° แอลกอฮอล์) กับ PBr3 สมการเคมีดังแสดง

แอกอฮอล์ 577













จากภาพที่ 10.17 ในขั้นแรก (step [1]) อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของออกซิเจนอะตอมของแอลกอฮอล์
-
จะให้อิเล็กตรอนไปที่ P ของ PBr3 พร้อมกับไล่ Br ออกกลายเป็น Br ไอออน ทำให้ หมู่ OH ของ
แอลกอฮอล์กลายเป็น leaving group ที่ดี จากนั้น Br ที่หลุดออกมาก่อนหน้านี้จะเข้าทำปฏิกิริยาชน
-
ที่คาร์บอนอะตอมในทิศทางตรงข้ามกับ leaving group พร้อมเกิดการกลับคอนฟิกุเรชัน (จาก R เป็น
S) เกิดผ่านกลไกแบบ SN2 ได้สารผลิตภัณฑ์เป็น (S)-2-bromopentane


Mechanism 10.17 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่าง (R)-pentan-2-ol กับ PBr 3

Step [1] เปลี่ยนหมู่ OH เป็น leaving group ที่ดี











Step [2] โบรไมด์ไอออนเข้าชนทิศทางตรงข้ามกับ leaving group เกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์











ภาพที่ 10.17 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาระหว่าง (R)-pentan-2-ol กับ PBr3
ปรับปรุงจาก: Wade, L. G., & Simek, J. W. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.

❑ กลไกปฏิกิริยาการเปลี่ยน ROH เป็น R-Br ด้วย PBr3 นี้เกิดผ่าน SN2 ดังนั้นหากสารตั้งต้น
แอลกอฮอล์นั้นมีคอนฟิกุเรชัน หลังปฏิกิริยาเสร็จสิ้นจะมีการกลับคอนฟิกุเรชัน


10.10.4B ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับไธโอนิลคลอไรด์ (Thionyl chloride)
ไธโอนิลคลอไรด์ (SOCl2) เป็นอีกรีเอเจนต์หนึ่งที่ใช้ในการเปลี่ยนอัลคิล

แอลกอฮอล์ให้กลายเป็นอัลคิลคลอไรด์ ข้อดีของการใช้รีเอเจนต์นี้คือจะเกิดแก๊ส SO2 ขึ้นในปฏิกิริยา
ทำให้ไม่ต้องกังวลเรื่องการเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับไปเป็นสารตั้งต้น สารผสมระหว่าง SOCl2 และ ไพริ
ดีน นี้ใช้สำหรับเปลี่ยนสารตั้งต้นประเภท 1˚ และ 2˚ แอลกอฮอล์ ไปเป็นอัลคิลคลอไรด์ ดังแสดง

578 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)













-
SOCl2 เป็นรีเอเจนต์อีกตัวหนึ่งที่สามารถเปลี่ยนให้ OH เป็น leaving group ที่ดี และให้ Cl เป็น
นิวคลีโอไฟล์ได้ ส่วนหน้าที่ของไพริดีนในปฏิกิริยานี้นอกจากทำหน้าที่เป็นเบสแล้ว ยังช่วยทำให้

ปฏิกิริยาเกิดได้ดี ตัวอย่างปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับไธโอนิลคลอไรด์ในไพริดีน ดังแสดง

















Mechanism 10.18 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์กับไธโอนิลคลอไรด์

Step [1] เปลี่ยนหมู่ OH เป็น leaving group ที่ดี
















Step [2] สลายพันธะ C–O และมีการสร้างพันธะ C–Cl













ั
ิ
ภาพที่ 10.18 กลไกการเกดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาระหว่างอลคิลแอลกอฮอล์กับ SOCl2

แอกอฮอล์ 579


กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์ไปเป็นอัลคิลคลอไรด์โดยใช้ SOCl2 ใน
ไพริดีน แสดงในภาพที่ 10.18 โดยจะเริ่มจากอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของแอลกอฮอล์จะเข้าชนที่
ซัลเฟอร์อะตอมของ SOCl2 [1a] พร้อมไล่ Cl อะตอมออก [1b] จากนั้น ไพริดีนจะทำหน้าที่เป็นเบส
+
เข้ามาดึง H ที่อยู่บนอะตอมของออกซิเจนออกไปเกิดเป็น R-OSOCl (chlorosufite ester) [1c] ใน
ขั้นถัดมา (step [2]) ไพริดีนจะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนที่ซัลเฟอร์อะตอมของ R-OSOCl และ
ไล่ Cl ออกเป็น leaving group เกิดเป็น pyridinium alkylsulfite (R-O-SO-pyridine) จากนั้น Cl -
-
จะเข้ามาสร้างพันธะกับ C ในหมู่อัลคิล ทำให้มีการสลายพันธะ R–O และ S–N พร้อมทั้งสร้างพันธะ
ไพน์ S=O ขึ้น เกิดเป็นอัลคิลคลอไรด์ และ SO2 เป็นสารผลิตภัณฑ์ พร้อมทั้งให้ไพริดีนกลับมา

รายละเอียดกลไกการเกิดปฏิกิริยาดังแสดงในภาพที่ 10.18
จะเห็นว่ามีรีเอเจนต์ที่หลากหลายในการเปลี่ยนหมู่ –OH ให้กลายเป็นอัลคิลเฮไลด์
อยู่มาก ในตารางที่ 10.5 จะแสดงตารางสรุปว่ารีเอเจนต์ใดเหมาะกับแอลกอฮอล์ประเภทใด


ตารางที่ 10.5 สรุปรีเอเจนต์ที่เหมาะสมในการเปลี่ยนแอลกอฮอล์ไปเป็นอัลคิลเฮไลด์

ปฏิกิริยาสุทธิ รีเอเจนต์ ข้อสรุป

HCl/ZnCl2 ❑ นิยมใช้มากกับ R-OH ทุกประเภท
❑ 2˚, 3˚ แอลกอฮอล์เกิดผ่านกลไกแบบ SN1
❑ CH3OH และ 1˚ แอลกอฮอล์ เกิดผ่านกลไกแบบ

SN2
SOCl2 ❑ ใช้ได้ดีกับ CH3OH, 1˚ และ 2˚ แอลกอฮอล์เกิด
ผ่านกลไกแบบ SN2

HBr ❑ นิยมใช้มากกับ R-OH ทุกประเภท
❑ 2˚, 3˚ แอลกอฮอล์เกิดผ่านกลไกแบบ SN1
CH3OH และ 1˚ แอลกอฮอล์ เกิดผ่านกลไกแบบ

SN2
PBr3 ❑ ใช้ได้ดีกับ CH3OH, 1˚ และ 2˚ แอลกอฮอล์เกิด
ผ่านกลไกแบบ SN2

HI ❑ นิยมใช้มากกับ R-OH ทุกประเภท
❑ 2˚, 3˚ แอลกอฮอล์เกิดผ่านกลไกแบบ SN1
❑ CH3OH และ 1˚ แอลกอฮอล์ เกิดผ่านกลไกแบบ
SN2

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

580 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างที่ 10.15 | PBr3 และ SOCl2
โจทย จงทำนายสารผลิตภัณฑจากปฏิกิริยาต่อไปนี้
์
์









วิธีคิด รีเอเจนต์ PBr3 เปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็น อัลคิลโบรไมด์ ส่วน SOCl2 เปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็น
อัลคิลคลอไรด์
















10.10.5 การเปลี่ยนแอลกอฮอล์ให้เป็นหมโทซิเลต (tosylate: OTs)
ู่
ปกติหมู่ OH จะเป็น leaving group ที่แย่ ในหัวข้อก่อนหน้านี้เราได้กล่าวถึงการ

เปลี่ยนหมู่ OH ให้กลายเป็น leaving group ที่ดี โดยใช้กรดเพื่อเปลี่ยนเป็นอัลคิลเฮไลด์ แต่ในหัวข้อ
นี้เราจะเปลี่ยนแอลกอฮอล์ให้กลายเป็นอัลคิลโทซิเลต (alkyl tosylate) ซึ่งหมู่นี้จะมีความเป็น
leaving group ที่ดี เพื่อใช้ทำปฏิกิริยาอื่น ๆ ต่อไป โครงสร้างของอัลคิลโทซิเลต ดังแสดง








Leaving group ที่ดี

Leaving group ที่แย่





อัลคิลโทซิเลต ประกอบด้วยสองส่วน ส่วนแรกคือส่วนที่เป็นหมู่อัลคิล (R group) ส่วนที่สองเป็นส่วน
ของโทซิเลต ประกอบด้วยหมู่ โทซิล (tosyl) เชื่อมพันธะกับ O อะตอม ตัวย่อของหมู่ โทซิล (tosyl)
คือ Ts แต่ตัวย่อของหมู่โทซิเลต คือ OTs ดังแสดง

แอกอฮอล์ 581

















แอลกอฮอล์สามารถเปลี่ยนเป็นอัลคิลโทซิเลตได้ โดยให้ทำปฏิกิริยากับ p-toluenesulfonyl
chloride (TsCl) กับเบสไพริดีน ตัวอย่างปฏิกิริยาดังแสดง








เขียนแบบย่อได้ดังแสดง





ในการอธิบายกลไกการเกิดปฏิกิริยาจะใช้ปฏิกิริยาระหว่าง (2S)-butan-2-ol ทำ
ปฏิกิริยากับ TsCl (กลไกแสดงในภาพที่ 10.19) เพื่อแสดงให้เห็นว่าปฏิกิริยานี้จะคงคอนฟิกุเรชันให้คง
เดิม (พันธะ C–O ไม่มีการสลาย) ในขั้นแรกออกซิเจนอะตอมของหมู่ OH จะเข้าชนที่ S อะตอมของ
TsCl แล้วไล่ Cl ออก จากนั้นไพริดีนจะมาดึงโปรตอนที่ติดกับออกซิเจนอะตอม เกิดเป็น อัลคิลโทซิ-
เลต ที่ยังมีคอนฟิกุเรชันเป็น S ดังเดิม


Mechanism 10.19 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาของ (2S)-butan-2-ol กับ TsCl
























ภาพที่ 10.19 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของ (2S)-butan-2-ol กับ TsCl

582 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


เมื่อแอลกอฮอล์ถูกเปลี่ยนเป็นอัลคิลโทซิเลตแล้ว จะสามารถเกิดปฏิกิริยาแทนที่ด้วย
นิวคลีโอไฟล์ หรือ อาจเกิดปฏิกิริยาการขจัดได้อย่างง่ายดาย เพราะหมู่ OH ถูกเปลี่ยนเป็น OTs ซึ่งมี
ความเป็น leaving group ที่ดี โดยปกติหากนำอัลคิลโทซิเลตทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์จะเกิดผ่าน
กลไกแบบ SN2 ตัวอย่างเช่น นำ ethyl tosylate ทำปฏิกิริยากับ NaOCH3 (สารนี้มีความเกะกะน้อย

จึงทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์) จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น ethyl methyl ether ดังแสดง











แต่หากนำ ethyl tosylate มาทำปฏิกิริยากับเบสเกะกะอย่าง KOC(CH3)3 จะเกิดปฏิกิริยาการขจัด
ผ่านกลไกแบบ E2 แทน ดังแสดง












❑ แอลกอฮอล์สามารถถูกเปลี่ยนเป็นอัลคิลโทซิเลต ได้โดยใช้ TsCl ในไพริดีน
❑ หมู่ OTs ในอัลคิลโทซิเลตเป็น leaving group ที่ดี จึงสามารถเกิด ปฏิกิริยาแทนที่ด้วย

นิวคลีโอไฟล์ และปฏิกิริยาขจัดได้


ตัวอย่างที่ 10.16 | การเปลี่ยนแอลกอฮอล์ให้เป็นหมู่โทซิเลต

โจทย จงระบุว่าสาร A, B และ C ในปฏิกิริยาด้านล่างนี้ คืออะไร
์

แอกอฮอล์ 583


ตัวอย่างที่ 10.16 | การเปลี่ยนแอลกอฮอล์ให้เป็นหมู่โทซิเลต (ต่อ)

วิธีคิด เมื่อ cyclohexanol ทำปฏิกิริยากับ TsCl/pyridine จะเปลี่ยนหมู่ OH เป็น OTs (สาร A)
เมื่อสาร A ทำปฏิกิริยาต่อกับ CH3O จะเกิดปฏิกิริยาแทนที่แบบ SN2 ได้ผลิตภัณฑ์ B แต่
-
เมื่อสาร A ทำปฏิกิริยากับ (CH3)3CO ซึ่งเป็นเบสที่เกะกะสูงจะทำให้เกิดปฏิกิริยาการขจัด
-
แทน ได้ผลิตภัณฑ์ C ดังแสดง





























10.10.6 ปฏิกิริยาเอสเทอร์ริฟิเคชันของแอลกอฮอล์
ปฏิกิริยาการควบแน่นระหว่างกรดคาร์บอกซิลิกและแอลกอฮอล์โดยมีกรดเป็น
ตัวเร่งปฏิกิริยา ดังแสดงในปฏิกิริยาที่แสดงด้านล่างนี้ เรียกว่า Fischer Esterification คือการที่หมู่
OH ของกรดคาร์บอกซิลิกถูกแทนที่ด้วย OR ของแอลกอฮอล์












ตัวอย่างปฏิกิริยาของปฏิกิริยานี้จะกล่าวถึงปฏิกิริยาระหว่าง isopropanol กับ กรดอะซิติก โดยใช้

กรดซัลฟิวริกเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จะเห็นว่าปฏิกิริยาอยู่ในสมดุลดังแสดง

584 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)
















เนื่องจากปฏิกิริยา Fischer Esterification จะอยู่ในสมดุล ดังนั้นในห้องปฏิบัติการอาจใช้
เทคนิคบางอย่างในการสังเคราะห์เอสเทอร์เพื่อให้ได้ร้อยละผลได้ (%yield) สูง กล่าวคืออาจใช้
ปริมาณของแอลกอฮอล์หรือกรดคาร์บอกซิลิกที่มากเกินพอ หรืออาจใส่สารที่ช่วยดึงน้ำออกจาก
ึ้
ปฏิกิริยาเพื่อทำให้สมดุลเลื่อนไปทางขวามากขนเพื่อให้ได้ร้อยละผลได้สูงขึ้น สำหรับรายละเอียดกลไก
การเกิดปฏิกิริยาและตัวอย่างอื่นๆ จะกล่าวถึงในบทที่ 12


10.11 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอลกอฮอล์

(Oxidation of alcohols)


10.11.1 ตัวออกซิไดซ์
(Oxidizing agent)
ตัวออกซไดซ์ในเคมอินทรีย์แบ่งเป็นสองประเภท คือ
ิ
ี
[1] รีเอเจนต์ที่มีพันธะ O–O ในโมเลกุล
[2] รีเอเจนต์ที่มีพันธะ M–O ในโมเลกุล (เมื่อ M แทนโลหะ)
ตัวออกซไดซ์ที่มีพันธะ O–O ในโมเลกุล เช่น O2, O3 , H2O2 หรือแม้แต่สารที่
ิ
่
กล่าวมากอนหน้านี้อย่าง peroxyacid ที่มีสูตรทั่วไปเป็น RCO3H ตัวอย่างของสารพวก peroxyacid
คือ mCPBA เป็นต้น

ส่วนตัวออกซิไดซ์ที่มีพันธะระหว่าง โลหะ กับออกซิเจนอะตอม เช่น CrO3 ,
Na2Cr2O7 หรือ K2Cr2O7 ตัวออกซิไดซ์เหล่านี้มักมีโลหะ Cr ที่มีเลขออกซิเดชัน +6 เชื่อมพันธะกับ
ออกซิเจนอะตอมทั้งสิ้น มักใช้ร่วมกับกรดแก่อย่าง H2SO4 จัดเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง ตัวออกซิไดซ์ที่
อ่อนลงมา เช่น pyridinium chlorochromate (PCC) มีโลหะ Cr ที่มีเลขออกซิเดชัน +6 เชื่อมพันธะ

กับออกซิเจนอะตอมเช่นกัน แม้กระทั่งด่างทับทิม (KMnO4) ก็จัดเป็นตัวออกซิไดสืเพราะมีพันธะโลหะ
Mn เชื่อมพันธะกับออกซิเจนอะตอมเช่นกัน จะเห็นว่าเราสามารถสังเกตตัวออกซิไดซ์ในปฏิกิริยาได้
จาก พันธะ O–O หรือ การที่สารนั้นมีพันธะ M–O ในโมเลกุลนั่นเอง

แอกอฮอล์ 585


10.11.2 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 2˚ แอลกอฮอล์
(Oxidation of secondary alcohols)
แอลกอฮอล์สามารถเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันไปเป็นสารประกอบคาร์บอนิลที่
แตกต่างกัน หากใช้ 2˚ แอลกอฮอล์เป็นสารตั้งต้นทำปฏิกิริยาออกซิเดชัน 2˚ แอลกอฮอล์จะถูก

เปลี่ยนไปเป็นคีโตนได้ง่าย โดยใช้ Chromic acid reagent ดังแสดงในปฏิกิริยาทั่วไป













ิ
คำว่า chromic acid reagent ในที่นี้ หมายถึงตัวออกซไดซ์ที่มี Cr เป็นองค์ประกอบซึ่งบางปฏิกิริยา
ยังไม่ทราบแน่ชัดว่า สารตัวใดเป็น active species ซึ่ง chromic acid reagent นี้สามารถเตรียมได้
จากของผสมระหว่าง sodium dichromate (Na2Cr2O7) และสารละลายกรดซัลฟิวริก (H2SO4) ซึ่งจะ
เกิดเป็นกรดโครมิก (chromic acid, H2CrO4) หรืออาจเตรียมได้อีกวิธีคือใช้ CrO3 ผสมกับสารละลาย

กรดซัลฟิวริก
ตัวอย่างปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 2° แอลกอฮอล์ที่แสดงด้านล่างนี้เป็นการเปลี่ยน
cyclohexanol ไปเป็น cyclohexanone ภายใต้สภาวะที่มี Na2Cr2O7 ใน H2SO4 ดังแสดง












กลไกการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 2° แอลกอฮอล์นั้น หากใช้ chromic acid
reagent ไม่ว่าจะเป็นสารผสมระหว่าง CrO3 ในกรด H2SO4 หรือ Na2Cr2O7 ใน H2SO4 จะเกิดผ่าน
สารแอคทฟ (active species) ตัวเดียวกัน คือ chromic acid ปฏิกิริยาดังแสดง
ี

586 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


เมื่อเกิด chromic acid ขึ้นในปฏิกิริยา แอลกอฮอล์จะเข้ามาทำปฏิกิริยากับ chromic acid
(พิจารณาภาพที่ 10.20 ประกอบ) มีการสร้างพันธะ Cr–O เกิดขึ้น พร้อมกับมีการขจัดน้ำออก เกิด
ั
เป็น chromate ester จากนั้น H2O จะเข้ามาดึง H ที่ตำแหน่งแอลฟา () คาร์บอน และสร้างพนธะ
ไพน์ระหว่าง C กับ O อะตอม พร้อมกับมีการสลายพันธะ O–Cr เกิดสารผลิตภัณฑ์เป็นคีโตน ดังแสดง

ในภาพที่ 10.20

Mechanism 10.20 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 2° แอลกอฮอล์ โดยใช้ chromic

acid reagent
Step [1] การเกิด chromate ester












Step [2] ขจัด H เกิดเป็นคีโตน













ภาพที่ 10.20 กลไกการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 2° แอลกอฮอล์ โดยใช้ chromic acid reagent

10.11.3 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1˚ แอลกอฮอล์
(Oxidation of primary alcohols)
ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1˚ แอลกอฮอล์จะได้สารผลิตภัณฑ์แรกเป็นอัลดีไฮด์ก่อน

แต่เนื่องจากอัลดีไฮด์ไม่เสถียรในสภาวะที่มีตัวออกซิไดซ์อยู่ จึงมักจะถูกออกซิไดซ์ต่อไปเป็น
กรดคาร์บอกซิลิก











ตัวออกซิไดซ์ Na2Cr2O7/H2SO4 ที่ใช้ในปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 2˚ แอลกอฮอล์นั้น จัดว่าเป็นตัว

ออกซิไดซ์ที่แรง จะสามารถออกซิไดซ์ 1˚ แอลกอฮอล์จนเกิดเป็นกรดคาร์บอกซิลิกได้ ดังจะเห็นใน
ตัวอย่างปฏิกิริยาออกซิเดชัน cyclohexylmethanol โดยใช้ตัวออกซิไดซ์ Na2Cr2O7/H2SO4 ดังแสดง

แอกอฮอล์ 587
















ั
การที่จะออกซิไดซ์ 1˚ แอลกอฮอล์ให้หยุดแค่อัลดีไฮด์เป็นอะไรที่ค่อนข้างยาก อน
ิ
เนื่องมาจากความไม่เสถียรของอัลดีไฮด์ในสภาวะของปฏิกิริยาที่มีตัวออกซไดซ์ที่แรง แต่ข้อจำกัดนี้ถูก
แก้ไขได้โดยใช้ ตัวออกซิไดซ์ที่อ่อนลง คือ pyridinium chlorochromate (PCC) ซึ่งเป็น

สารประกอบเชิงซ้อนระหว่าง chromium trioxide pyridine และ HCl โครงสร้างของ PCC ดังแสดง












่
เมื่อใช้ PCC ทำปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1˚ แอลกอฮอล์ ปฏิกิริยาจะหยุดแคอัลดีไฮด์ ไม่ถูกออกซิไดซ์
ต่อไปเป็นกรดคาร์บอกซิลิก ได้อัลดีไฮด์เป็นสารผลิตภัณฑ์ แม้ว่า PCC จัดเป็นตัวออกซิไดซ์ที่อ่อน แต่
ก็มีความแรงเพียงพอที่จะสามารถออกซไดซ์ 2˚ แอลกอฮอล์ได้อีกด้วย
ิ















ตัวอย่างปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1˚ แอลกอฮอล์ดังแสดง

588 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


❑ หากใช้รีเอเจนต์ PCC ทำปฏิกิริยากับ 1˚ แอลกอฮอล์จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น อัลดีไฮด์

❑ หากใช้ตัวออกซิไดซ์ที่แรง เช่น Na2Cr2O7 หรือ CrO3 ในกรด H2SO4 ทำปฏิกิริยากับ
1˚ แอลกอฮอล์จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น กรดคาร์บอกซิลิก



10.11.4 ความยากต่อการถูกออกซิไดซ์ของ tertiary แอลกอฮอล์
(Resistance of tertiary alcohols to oxidation)
เนื่องด้วย 3° คาร์บอนอะตอมของ 3° แอลกอฮอล์ไม่มีไฮโดรเจนอะตอมเหลืออยู่
จึงยากต่อการเกิดออกซิเดชัน แต่ถ้าหากใช้ตัวออกซิไดซ์ที่แรงและสภาวะออกซิเดชันที่รุนแรง
ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 3° แอลกอฮอล์จะเกิดการสลายพันธะ C–C ออกแทน แล้วจะได้สาร

ผลิตภัณฑ์หลากหลายชนิด ซึ่งไม่สำคัญมากนักทางเคมีอินทรีย์


ตัวอย่างที่ 10.17 | ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ แอลกอฮอล์
โจทย จงทำนายสารผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาต่อไปนี้
์










วิธีคิด PCC เป็นตัวออกซิไดซ์ที่อ่อนจะเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็น อัลดีไอด์คีโตน ส่วน Na2Cr2O7 ใน
H2SO4 จะเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง จะเปลี่ยน 1˚ แอลกอฮอล์เป็น กรดคาร์บอกซิลิก และจะ

เปลี่ยน 2˚ แอลกอฮอล์ เป็นคีโตน

แอกอฮอล์ 589


ตัวอย่างที่ 10.17 | ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ แอลกอฮอล์ (ต่อ)












10.12 ปฏิกิริยาของอีพอกไซด์

แม้ตัวอีพอกไซด์จะไม่มีหมู่ที่เป็น leaving group แต่โครงสร้างที่เป็นสามเหลี่ยมของอีพอก
ไซด์ ทำให้มีความเครียดในวงที่พร้อมจะเปิดวงออกมาได้เสมอ (ทบทวนหัวข้อ 10.2) จากแรง
ื่
ขับเคลื่อนนี้นิวคลีโอไฟล์จะเข้าชนที่คาร์บอนอะตอมเพอเปิดวงอีพอกไซด์ ดังแสดง



ความเครียดในวงเป็น
แรงขับเคลื่อนให้เปิดวง





พันธะใหม่

อีพอกไซด์สามารถทำปฏิกิริยาได้กับ นิวคลีโอไฟล์ และ HX เพื่อเปิดวง ดังแสดง



ทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์







ทำปฏิกิริยากับ HX




10.12.1 ปฏิกิริยาการเปิดวงของอีพอกไซด์ด้วยนิวคลีโอไฟล์

หากเรานำอีพอกไซด์มาทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์ใด ๆ แล้วตามด้วยกรดหรือน้ำ
ปฏิกิริยาจะเกี่ยวข้องกับ 2 ขั้นตอน คือ

ื่
[1] นิวคลีโอไฟล์จะเข้าชนที่คาร์บอนของวงอีพอกไซด์ สลายพันธะ C–O เพอเปิดวง
อีพอกไซด์ เกิดเป็นอัลคอกไซด์เกิดขึ้น

[2] หากเติมกรดหรือน้ำเข้าไปในปฏิกิริยาอัลคอกไซด์ไอออน จะจับกับ H ของน้ำ
เกิดสารผลิตภัณฑ์ที่มีหมู่แทนที่เข้ามาเติมที่คาร์บอนทั้งสองอะตอมที่อยู่ติดกัน ดังแสดง

590 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)











มีหมู่ฟังก์ชัน 2 หมู่เพิ่มมาที่

คาร์บอนอะตอมที่ติดกันน ี้

–
–
–
–
นิวคลีโอไฟล์ที่ใช้ในการเปิดวงอีพอกไซด์มักเป็นนิวคลีโอไฟล์ที่แรง เช่น OH, OR, CN-, SR เป็นต้น
ซึ่งกลไกจะเกิดผ่าน SN2 ซึ่งเป็นลักษณะปกติของ SN2 ที่นิวคลีโอไฟล์จะเข้ามาทำปฏิกิริยาในทิศ
ตรงกันข้ามกับ O อะตอมในวงอีพอกไซด์ ยกตัวอย่างเช่นหากใช้นิวคลีโอไฟล์เป็น CH3O แล้วตาม
–
ด้วยน้ำ จะเกิดปฏิกิริยา ดังแสดง













นิวคลีโอไฟล์เข้าชนจากด้านล่าง หมู่ OCH3 และ OH จะอยู่
ตรงข้ามกับ leaving group ในทิศทางตรงข้ามกัน

หากกรณีที่สารอีพอกไซด์ที่ใช้ เป็นอีพอกไซด์ที่ไม่สมมาตร นิวคลีโอไฟล์จะเข้าชนที่คาร์บอนอะตอมฝั่ง

ที่ความเกะกะน้อยกว่า ตัวอย่าง ดังแสดง


C นี้หมู่แทนที่น้อยกว่า ความ
เกะกะจึงน้อยกว่าอีกด้านหนึ่ง











❑ การเปิดวงอีพอกไซด์ที่ไม่สมมาตร นิวคลีโอไฟล์ จะเข้าสร้างพันธะกับ C อะตอมที่มีหม ู่
แทนที่น้อยกว่า

แอกอฮอล์ 591



ตัวอย่างที่ 10.18 | ปฏิกิริยาการเปิดวงของอีพอกไซด์ด้วยนิวคลีโอไฟล์
โจทย จงทำนายสารผลิตภัณฑ์ พร้อมแสดงสเตอริโอเคมีของสาร จากปฏิกิริยาต่อไปนี้
์











วิธีคิด






Nu เข้าตำแหน่งนี้ เพราะ C มีหมู่แทนที่น้อยกว่า




C ตำแหน่งนี้มีหมู่แทนที่น้อยกว่า












10.12.2 ปฏิกิริยาของอีพอกไซด์กับกรด
ี
หากอพอกไซด์ทำปฏิกิริยากับกรด HX จะมีขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาต่างจากการทำ
ปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์เล็กน้อย คือ

[1] กรดจาก HX จะเข้าเติมที่ออกซิเจนอะตอมในวงอพอกไซด์ เพื่อทำให้ออกซิเจน
ี
อะตอมนั้นเป็น leaving group ที่ดี พร้อมที่จะเปิดวงเมื่อ X เข้าทำปฏิกิริยา
-
ั
้
[2] X จาก HX จะเข้าชนที่คาร์บอนอะตอม ในทิศตรงขามกบออกซิเจนอะตอมของ
-
อีพอกไซด์ เพื่อเปิดวง ดังแสดง

592 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)













มีหมู่ฟังก์ชัน 2 หมู่เพิ่มมาที่
คาร์บอนอะตอมที่ติดกันน ี้


กรดที่นิยมใช้ คือ HCl, HBr, HI โดยเมื่ออีพอกไซด์เข้าทำปฏิกิริยากับกรดเหล่านี้จะเกิดการเติม H ที่
O อะตอมของอีพอกไซด์ ตามด้วย X เข้าสร้างพันธะที่คาร์บอนอะตอมและเปิดวงอีพอกไซด์ เกิดสาร
-
ผลิตภัณฑ์เป็น halohydrin ตัวอย่างปฏิกิริยา ดังแสดง














ี
ในบางปฏิกิริยาจะต้องการใช้ H2O และ ROH เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนเพอเปิดวงอพอกไซด์ กรณีนี้จะ
ื่
+
มีการเติมกรด H2SO4 ลงไป โดย H2SO4 จะให้ H ไปเติมที่ออกซิเจนอะตอมของอีพอกไซด์ จากนั้น
H2O หรือ ROH จะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์มาทำปฏิกิริยา ตัวย่างปฏิกิริยาดังแสดง



























H2O มีโอกาสเข้าชนที่ C อะตอมทั้งสองตำแหน่ง
ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์เป็นอแนนทิโอเมอร์กัน
ิ

แอกอฮอล์ 593


–
ในกรณีที่อพอกไซด์ไม่สมมาตร มาทำปฏิกิริยากับกรด HX ตัวนิวคลีโอไฟล์ X จะ
ี
–
เข้าทำปฏิกิริยาที่คาร์บอนฝั่งที่มีหมู่แทนที่มากกว่า (ให้พิจารณาให้ X เข้าที่คาร์โบแคทไอออนเสถียร)
ตัวอย่างเช่น 2,2-dimethyloxirane ทำปฏิกิริยากับ HCl หลังจากที่ออกซิเจนอะตอมถูกเติม H แล้ว
–
Cl จะเลือกเข้าทำปฏิกิริยากับคาร์บอนอะตอมที่มี partial positive charge (สาร A) เสถียรกว่า
เพราะหากสารตัวกลาง A เสถียร หมายความว่าปฏิกิริยาจะอยากเกิดผ่านสารตัวกลางนั้น ดังแสดงใน
ภาพที่ 10.21

C อะตอมตำแหน่งนี้มีหมู่แทนที่มากกว่า จะช่วยเพิ่มความเสถียร

ให้ partial positive charge ได้ดีกว่า พลังงานจึงต่ำกว่า








เกิดผลิตภัณฑ์ตัวนี้
A เสถียรกว่า B


















เสถียรน้อยกว่า

ภาพที่ 10.21 การเปิดวงอพอกไซด์ที่ไม่สมมาตรด้วย HCl
ี

ในการทำปฏิกิริยากับอีพอกไซด์

❑ กรณีนิวคลีโอไฟล์ที่แรง จะเข้าชนที่ C อะตอมที่หมู่แทนที่น้อยกว่า (ความเกะกะ)

–
❑ กรณี HX, X จะเข้าชนที่ C อะตอมที่หมู่แทนที่มากกว่า (คาร์โบแคทไออนเสถียร)

594 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


ตัวอย่างที่ 10.19 | ปฏิกิริยาการเปิดวงของอีพอกไซด์ด้วยนิวคลีโอไฟล์
์
โจทย จงทำนายสารผลิตภัณฑ์ จากปฏิกิริยาต่อไปนี้











วิธีคิด ให้พิจารณาเสมอว่า

❑ นิวคลีโอไฟล์ที่แรง (ที่ติดประจุลบ) จะเข้าชนที่ C อะตอมที่หมู่แทนที่น้อยกว่า
ตามด้วยการเติม H จากแหล่งโปรตอน เช่นน้ำ
❑ หากทำปฏิกิริยากับกรด โปรตอนจะเติมที่ O อะตอมก่อน แล้วตามด้วยนิวคลีโอ
ไฟล์เข้าชนที่ C อะตอมที่หมู่แทนที่มากกว่า

❑ ผลิตภัณฑ์ที่ได้ หมู่ OH และ Nu ที่เข้าทำปฏิกิริยาต้องอยู่แบบ ทรานส์ กัน


✓ HBr เป็นกรด
✓ Br เข้าชนที่ C ที่หมู่แทนที่
-
มากกว่า



✓ นิวคลีโอไฟล์ที่แรง เข้าชน


ที่ C ที่หมู่แทนที่น้อยกว่า










✓ ทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะกรด H2SO4
–
✓ CH3CH2O เข้าชนที่ C ที่หมู่แทนที่มากกว่า









✓ นิวคลีโอไฟล์ที่แรง เข้าชนที่ C ที่หมู่แทนที่น้อยกว่า

แอกอฮอล์ 595


10.13 สรุปสาระสำคัญประจำบท


• แอลกอฮอล์ อีเธอร์ และอีพอกไซด์
o สารทั้งสามมี O อะตอมที่เชื่อมพันธะกับ C อะตอมที่เป็น sp
3

o สารทั้งสามเป็น โมเลกุลมีขั้ว แต่เฉพาะ แอลกอฮอล์ที่เกิดพันธะไฮโดรเจนได้
o แอลกอฮอล์และอีเธอร์ ไม่มีหมู่ที่เป็น leaving group ในโมเลกุล แอลกอฮอล์

จำเป็นต้องเปลี่ยนหมู่ OH เป็น leaving group ที่ดี ก่อน
o อีพอกไซด์มี leaving group อันเนื่องจากความเครียดในวงสามเหลี่ยม ทำให้อีพอก
ไซด์ว่องไวต่อนิวคลีโอไฟล์ และ HX


• ปฏิกิริยาการเตรียมแอลกอฮอล์



[1] ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในสารประกอบคาร์บอนิล












o R˝MgX + ฟอร์มัลดีไฮด์ จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 1˚ แอลกอฮอล์
o R˝MgX + อัลดีไฮด์ จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 2˚ แอลกอฮอล์

o R˝MgX + คีโตน จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 3˚ แอลกอฮอล์


[2] ปฏิกิริยาการเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงในแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์











o จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น 3˚ แอลกอฮอล์

596 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


[3] สถานะออกซิเดชันของแอลกอฮอล์











ปฏิกิริยาออกซิเดชัน ปฏิกิริยารีดักชัน
เสียอิเล็กตรอน รับอิเล็กตรอน

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


[4] ปฏิกิริยาไฮโดรจีเนชันด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์คีโตน




























o รีเอเจนต์ H2/ Pd-C สามารถรีดิวซ์ C=C ได้เร็วกว่า C=O

o รีเอเจนต์ NaBH4 และ LiAlH4 สามารถรีดิวซ์ C=O ได้ แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับ
C=C

แอกอฮอล์ 597


[5] ปฏิกิริยารีดักชันของอัลดีไฮด์คีโตนเพื่อการเตรียม 1° และ 2° แอลกอฮอล์












-
o ปฏิกิริยานี้เป็นการเติม H (จาก NaBH4 หรือ LiAlH4) เข้าที่ C ของ C=O
+
และเติม H (มาจากน้ำหรือกรด) เข้าที่ O ของ C=O ปฏิกิริยาสุทธิแล้ว
เสมือนเป็นการเติม H2 เข้าที่พันธะคู่ของ C=O
o NaBH4 เป็นรีเอเจนต์ที่เหมาะสมในการรีดิวซ์ อัลดีไฮด์และคีโตน
o ส่วน LAlH4 สามารถรีดิวซ์ได้ทั้งหมดทั้ง อัลดีไอด์ คีโตน เอสเทอร์และ
อนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิก



• ปฏิกิริยาการเตรียมอีเธอร์และอีพอกไซด์



[1] การเตรียมอีเธอร์ (Williamson ether synthesis)













o กลไกเกิดผ่าน SN2

o เกิดได้ดีกับ CH3-X และ 1˚ แอลกอฮอล์



[2] การเตรียมอพอกไซด์จาก halohydrin
ี

598 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)



[3] ปฏิกิริยาอพอกซิเดชัน
ี











o นิยมใช้รีเอเจนต์ mCPBA




• ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์



[1] ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา










[2] ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้ POCl3 และ ไพริดีน










o กลไกเกิดผ่าน E2

o ไม่เกิดการจัดเรียงตัวใหม่ของ H (H-shift)

แอกอฮอล์ 599



[3] ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นอัลคิลเฮไลด์ด้วย HX












o ลำดับความว่องไวของปฏิกิริยา: 3˚ แอลกอฮอล์ > 2˚ แอลกอฮอล์ > 1˚
แอลกอฮอล์

o หากต้องการเปลี่ยนเป็น อัลคิลคลอไรด์ ต้องใช้ HCl/ZnCl2

o 2˚ และ 3˚ แอลกอฮอล์ เกิดผ่านกลไกแบบ SN1 อาจเกิดการจัดเรียงตัว
ใหม่ได้

o CH3-OH และ 1˚ แอลกอฮอล์ เกิดผ่านกลไกแบบ SN2




[4] ปฏิกิริยาการเปลี่ยนแอลกอฮอล์เป็นอัลคิลเฮไลด์ด้วย PBr3 และ SOCl2









o ปฏิกิริยาเกิดกับ 1˚ และ 2˚ แอลกอฮอล์

o เกิดผ่านกลไกแบบ SN2



[5] การเปลี่ยนแอลกอฮอล์ให้เป็นหมู่โทซิเลต










o ปฏิกิริยาจะไม่เปลี่ยนคอนฟิกุเรชันของสารตั้งต้น

600 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)






• ปฏิกิริยาออกซิเดชันของแอลกอฮอล์




























• ปฏิกิริยาของอีพอกไซด์


















o นิวคลีโอไฟล์จะเข้าด้านตรงข้ามกับ O อะตอม เกิดสารผลิตภัณฑ์ที่หมู่
แทนที่อยู่ตรงข้ามกัน

o กรณีทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์ Nu จะเข้าชนที่ C อะตอมที่หมู่แทนที่
น้อยกว่า

-
o กรณีทำปฏิกิริยากับ HX ตัว X จะเข้าชนที่ C อะตอมที่หมู่แทนที่มากกว่า

แอกอฮอล์ 601


แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 10
แอลกอฮอล์ อีเธอร์ และ อีพอกไซด์




1) จงเขียนไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ของ C4H10O และจำแนกประเภทของแอลกอฮอล์ออกเป็น 1˚, 2˚

และ 3˚ แอลกอฮอล์


2) จงเรียงลำดับจุดเดือดของสารต่อไปนี้ จากน้อยไปมาก











3) จงเขียนปฏิกิริยาการเตรียม แอลกอฮอล์มา 4 ปฏิกิริยา


4) จงทำนายสารตั้งต้นที่ใช้ในการเตรียมแอลกอฮอล์แต่ละชนิดที่แสดงด้านล่างนี้







(มี 2 วิธ)
ี

5) จงแสดงกลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาที่แสดงข้างล่างต่อไปนี้








6) จงทำนายสารตั้งต้นที่เป็นเอสเทอร์และกรินยาร์ดรีเอเจนต์ที่ใช้เพื่อเตรียมสารผลิตภัณฑ์เหล่านี้









7) จงทำนายสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้น และแสดงกลไกการเกิดปฏิกิริยาของสารผลิตภัณฑ์นั้น

602 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)


8) จงทำนายสารผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยา รีดักชัน ของสารประกอบคาร์บอนิล (carbonayl)

แอกอฮอล์ 603


้
์
9) พิจารณาปฏิกิริยาที่แสดงในแต่ละขอ และเสนอกลไกการเกิดปฏิกิริยาของสารผลิตภัณฑที่
เกิดขึ้นในแต่ละข้อ















10) จงแสดงวิธีการเตรียมสารผลิตภัณฑ์ด้านล่างนี้ โดยเริ่มจากสาร butan-1-ol





11) จงเขียนสารผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาต่อไปนี้































12) จงเขียนสารผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาต่อไปนี้ พร้อมทั้งแสดงสเตอริโอเคมีของสารให้ถูกต้อง

604 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)

แอกอฮอล์ 605


การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 10 แอลกอฮอล์ อีเธอร์ และ อีพอกไซด์


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

ในทันที














การบ้านออนไลน์
สแกนตรงนี้

606 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. (2014). SOCl2 Mechanism for Alcohols To Alkyl Halides: SN2 versus SNi.
Retrieved May 12, 2019, from https://www.masterorganicchemistry.com/2014/
02/10/socl2 -and-the-sni- mechanism/
Bissinger, W. E., & Kung, F. E. (1947). A Study of the Reaction of Alcohols with Thionyl

Chloride1. Journal of the American Chemical Society, 69(9), 2158–2163.
Brown, H. C., & Ichikawa, K. (1957). Chemical effects of steric strains—XIV: The effect of
ring size on the rate of reaction of the cyclanones with sodium borohydride.

Tetrahedron, 1(3), 221–230.
Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. G. (2012). Organic chemistry. Oxford: Oxford
University Press.
Glaros, G. (1978). Oxidation of primary alcohols to aldehydes with pyridinium

chlorochromate. An organic chemistry experiment. Journal of Chemical
Education, 55(6), 410
Lang, F., Kassab, D. J., & Ganem, B. (1998). Neighboring group effects in the
regioselective cyclization of vicinal trans-1,2-bromohydrins to epoxides.

Tetrahedron Letters, 39(33), 5903–5906.
McMurry, J. (2008). Organic chemistry. Belmont, CA: Thomson Brooks/Cole.
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
Education, 11(15), 8088–8099.
Robinson, R. K., & De Jesus, K. (1996). The Mechanism of NaBH4 Addition to Aldehydes:

A Labeling Experiment. Journal of Chemical Education, 73(3), 264.
Schwartz, N. N., & Blumbergs, J. H. (1964). Epoxidations with m-Chloroperbenzoic Acid.
The Journal of Organic Chemistry, 29(7), 1976–1979.

แอกอฮอล์ 607


Shibley, I. A., Amaral, K. E., Aurentz, D. J., & McCaully, R. J. (2010). Oxidation and
Reduction Reactions in Organic Chemistry. Journal of Chemical Education,
87(12), 1351–1354.
Smith, J. (2010). Organic Chemistry. McGraw-Hill Education.

Smith, M. B., & March, J. (2008). March’s Advanced Organic Chemistry (6th ed.). Wiley.
Solomons, T. W. G., Fryhle, C., & Snyder, S. (2012). Organic Chemistry. Wiley.
Wade, L. G., & Simek, J. W. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.
Young, J. A. (2004). Ethyl Alcohol. Journal of Chemical Education, 81(10), 1414.

Young, J. A. (2006). n-Butyl Alcohol. Journal of Chemical Education, 83(6), 840.

608 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem)

บทที่ 11
อัลดีไฮด์และคีโตน




11.1 บทนำ
สารประกอบที่มีหมู่คาร์บอนิล (carbonyl group) อยู่ในโมเลกุลมักเป็นสารที่มีความสำคัญ
ในทางเคมีอินทรีย์ ชีวเคมีและทาง ชีววิทยา อย่างมาก หมู่คาร์บอนิลเป็นสารที่มีหมู่ C=O โครงสร้าง

ดังแสดง










สารประกอบคาร์บอนิลแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ

[1] สารประกอบคาร์บอนิลที่ C อะตอมของหมคาร์บอนิลต่อกับ C และ H อะตอม
ู่
สารประกอบประเภทนี้ เช่น อัลดีไฮด์ และคีโตน เป็นต้น โครงสร้างดังแสดง





หมู่ R สองหมู่ มี H อย่างน้อย 1 หมู่


คีโตน (Ketone) จะมีหมู่อัลคิล 2 หมู่ เกาะอยู่ที่พันธะทั้งสองของคาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล
ส่วนอัลดีไฮด์ (Aldehyde) จะมีหมู่อัลคิล 1 หมู่เกาะอยู่ที่พันธะข้างหนึ่งของคาร์บอนอะตอมของหมู่
คาร์บอนิล ส่วนอีกด้านหนึ่งจะเชื่อมพันธะกับ ไฮโดรเจนอะตอม


❑ คีโตน มีหมู่อัลคิล 2 หมู่เกาะที่หมู่คาร์บอนิล
❑ อัลดีไฮด์ มีหมู่อัลคิล 1 หมู่และ 1 ไฮโดรเจน เกาะที่หมู่คาร์บอนิล


ู่
[2] สารประกอบคาร์บอนิลที่ C อะตอมของหมคาร์บอนิลต่อกับอะตอมที่ EN สูง
สารประกอบคาร์บอนิลประเภทนี้ C อะตอมของหมู่คาร์บอนิลจะเชื่อมพันธะข้างหนึ่งกับหมู่ R และ
พันธะคาร์บอนอีกขางอาจจะจับกับ หมู่ –OH, –Cl, –OR, –NR2 หมู่ที่เปลี่ยนไปนี้จะทำให้จำแนกชนิด
้
ของสารประกอบคาร์บอนิลออกไปเป็น กรดคาร์บอกซิลิก แอซิดคลอไรด์ เอสเทอร์ และเอไมด์
(รายละเอียดจะกล่าวในบทที่ 12 ต่อไป) โครงสร้างดังแสดง

610 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)











2
คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลมีไฮบริดไดเซชันแบบ sp รูปร่างโมเลกุลเป็นสามเหลี่ยมแบนราบ
มุมภายในพันธะ คือ 120˚ พันธะคู่ของหมู่คาร์บอนิล ประกอบด้วยพันธะไพน์ และพันธะซิกมาอย่าง
ละ 1 พันธะ ดังแสดงในภาพที่ 11.1









สามเหลี่ยมแบนราบ


ภาพที่ 11.1 โครงสร้างของหมู่คาร์บอนิล


เนื่องด้วยออกซิเจนอะตอมในหมู่คาร์บอนิลมีค่า EN สูง จึงดึงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนค่อนไป
ทางฝั่งออกซิเจน และเมื่อเขียนโครงสร้างเรโซแนนซ์ทำให้เห็นว่าประจุลบจะอยู่บนออกซิเจนอะตอม
แสดงถึงพันธะคู่ C=O นี้เป็นพันธะมีขั้ว โครงสร้างเรโซแนนซ์และภาพแสดงความหนาแน่นของ
อิเล็กตรอน ดังแสดงในภาพที่ 11.2











โครงสร้างเรโซแนนซ์

ความหนาแน่นของอิเล็กตรอน
ภาพที่ 11.2 โครงสร้างเรโซแนนซ์และความหนาแน่นของอเล็กตรอนในหมู่คาร์บอนิล
ิ


11.2 โครงสร้างของอัลดีไฮด์และคีโตน
คีโตน (Ketone) นั้นจะมีหมู่อัลคิล 2 หมู่เกาะอยู่ที่พันธะทั้งสองของคาร์บอนอะตอมของหมู่

คาร์บอนิล ส่วนอัลดีไฮด์ (Aldehyde) จะมีหมู่อัลคิล 1 หมู่ และ H อะตอมเกาะอยู่ที่คาร์บอนอะตอม
ของหมู่คาร์บอนิล แต่จะมีสารอยู่ประเภทหนึ่งที่จัดเป็นพวกอัลดีไฮด์ แต่จะมี H อะตอม 2 อะตอม
เกาะที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล จะเรียกว่า ฟอร์มัลดีไฮด์ (formaldehyde) โครงสร้างและ

สูตรแบบย่อ ดังแสดงในภาพที่ 11.3

อัลดีไฮด์และคีโตน 611














ภาพที่ 11.3 โครงสร้างทั่วไป สูตรแบบย่อของคีโตน อัลดีไฮด์ และ ฟอร์มัลดีไฮด์

คีโตนและอัลดีไฮด์มีโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน และมีคุณสมบัติบางอย่างที่เหมือนกัน แต่ใน

หลายกรณี อัลดีไฮด์จะมีความว่องไวในการถูกนิวคลีโอไฟล์เข้าทำปฏิกิริยาที่หมู่คาร์บอนิลได้ไวกว่า
คีโตน เนื่องจากคีโตนที่มีหมู่อัลคิลเกาะอยู่ทั้งสองข้างของหมู่คาร์บอนิล ซึ่งเป็นหมู่ที่มีความหนาแน่น
ของอิเล็กตรอนมากจึงสามารถให้อิเล็กตรอนไปที่คาร์บอนอะตอมได้ทำให้คาร์บอนมีความเป็นอิเล็ก
โทรฟิลิกน้อยลง ในขณะเดียวกัน อัลดีไฮด์มีหมู่อัลคิลเพียง 1 หมู่จึงเสมือนว่าให้อิเล็กตรอนกับ

คาร์บอนได้น้อยกว่า คาร์บอนของหมู่อัลดีไฮด์จึงมีความเป็นอิเล็กโทรไฟล์มากกว่า ดังแสดง










อัลดีไฮด์มีหมู่อัลคิลหมู่เดียว จึงมี มีหมู่อัลคิลทั้งสองหมู่ให้อิเล็กตรอน คีโตน
จึงมีความเป็นอิเล็กโทรไฟล์น้อยกว่า
ความเป็นอิเล็กโทรไฟล์มากกว่า



11.3 สมบัติทางกายภาพของอัลดีไฮด์และคีโตน

อัลดีไฮด์และคีโตนมีหมู่คาร์บอนิลที่เป็นพันธะมีขั้ว จึงจัดเป็นโมเลกุลมีขั้ว แรงระหว่าง
โมเลกุลที่แข็งแรงที่สุด คือ แรง dipole-dipole ทั้งอัลดีไฮล์และคีโตนไม่มี H ที่เชื่อมพันธะกับ F, O,

N อะตอมจึงไม่มีพันธะไฮโดรเจน ซึ่งต่างจากกรณีของแอลกอฮอลที่สามารถเกิดพันธะไฮโดรเจน
์
ระหว่างโมเลกุลได้ ดังนั้นหากเปรียบเทียบจุดเดือดระหว่าง อัลเคน อัลดีไฮด์คีโตน และแอลกอฮอล์
ในกรณีที่มวลโมเลกุลของสารมีค่าเท่ากัน จะพบว่าแอลกอฮอล์มีจุดเดือดสูงที่สุด เนื่องจากมีแรงยึด
เหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่แข็งแรงที่สุด คือ พันธะไฮโดรเจน ในขณะที่ อัลดีไฮด์และคีโตน จะมีจุดเดือด

สูงกว่าอัลเคน เพราะมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลเป็น แรง dipole-dipole ซึ่งแข็งแรงกว่าแรงยึด
เหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแบบแรงลอนดอน ซึ่งพบในอัลเคน ตัวอย่างลำดับการเปรียบเทียบจุดเดือดใน
กรณีที่มวลโมเลกุลเท่ากัน ดังแสดง

612 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)







แรงลอนดอน แรง dipole-dipole, พันธะไฮโดรเจน,
มวลโมเลกุล 72 แรงลอนดอน dipole-dipole, และแรงลอนดอน
จุดเดือด 36 ˚C มวลโมเลกุล 72 มวลโมเลกุล 74
จุดเดือด 76 ˚C จุดเดือด 118 ˚C






แรง dipole-dipole,
แรงลอนดอน
มวลโมเลกุล 72
จุดเดือด 80 ˚C


ความแข็งแรงของแรงระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น

จุดเดือดเพิ่มสูงขึ้น

ส่วนกรณีของความสามารถในการละลายของอัลดีไฮด์คีโตนนั้น ปกติหากจำนวน C อะตอม
ไม่เกิน 5 อะตอม (ส่วนไม่มีขั้ว) จะสามารถละลายน้ำได้ เพราะตัวอัลดีไฮด์คีโตนสามารถเกิดพันธะ

ไฮโดรเจนกับน้ำได้ (เกิดพันธะไฮโดรเจนกับตัวเองไม่ได้ แต่สามารถเกิดกับน้ำได้) แต่หากจำนวน
คาร์บอนอะตอมมากกว่า 5 อะตอมขึ้นไปจะไม่ละลายน้ำ และมักละลายในตัวทำละลายอินทรีย์



11.4 การเตรียมอัลดีไฮด์
สารจำพวกอัลดีไฮด์สามารถเตรียมได้จากปฏิกิริยาพื้นฐาน ซึ่งส่วนใหญ่ได้กล่าวมาในหัวข้อ
ก่อนหน้านี้ ดังนั้นในหัวข้อนี้จะรวบรวมปฏิกิริยาพื้นฐาน พร้อมตัวอย่างปฏิกิริยาที่ใช้เตรียมอลดีไฮด์ไว้
ั
เพื่อเป็นการทบทวน แต่อย่างไรก็ตามหากเป็นปฏิกิริยาใหม่จะกล่าวอย่างละเอียด ดังต่อไปนี้

11.4.1 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1° แอลกอฮอล์
(Oxidation of primary alcohol)

ดังที่ได้กล่าวไปเกี่ยวกับปฏิกิริยาออกซิเดชัน (หัวข้อ 10.11) ปฏิกิริยาออกซิเดชัน
ของแอลกอฮอล์จะสังเกตได้จากมีการสูญเสีย H อะตอม จากแอลกอฮอล์ไป 2 อะตอม เกิดสาร
ผลิตภัณฑ์เป็นอัลดีไฮด์คีโตน
เมื่อนำ 1° แอลกอฮอล์มาทำปฏิกิริยาออกซิเดชันจะได้สารผลิตภัณฑ์เป็นอลดีไฮด์
ั
ิ
ออกมา แต่เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิด over-oxidation ไปเป็นกรดคาร์บอกซิลิก จึงมีการใช้ตัวออกซไดซ์ที่
อ่อนนั่นคือ พิริดิเนียมคลอโรโครเมต (Pyridinium chlorochromate, PCC) สมการทั่วไปของ
ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1° แอลกอฮอล์ (รายละเอียดกล่าวไว้ในบทที่ 10 หัวข้อ 10.11.3) ดังแสดง

อัลดีไฮด์และคีโตน 613















ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1° แอลกอฮอล์โดยใช้ PCC นั้นจะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น

อัลดีไฮด์โดยไม่เกิด over-oxidation ตัวอย่างปฏิกิริยาดังแสดง














11.4.2 ปฏิกิริยาโอโซโนไลซิสของอัลคีน
(Ozonolysis of Alkene)
เมื่อนำอัลคีนที่หมู่แทนที่หนึ่งหมู่มี H อะตอมเกาะอยู่มาทำปฏิกิริยากับโอโซน (O3)

แล้วตามด้วยการทำปฏิกิริยารีดักชัน พันธะคู่ของอัลคีนจะถูกตัดออกได้เป็นคีโตนและอัลดีไฮด์ สมการ
ทั่วไปดังแสดง










รายละเอียดปฏิกิริยานี้ได้กล่าวไว้ในบทที่ 7 อัลคีนหัวข้อ 7.4.11B

11.4.3 ปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน-ออกซิเดชัน

ปฏิกิริยานี้เปรียบเสมือนเป็นการเติม H–OH เข้าไปที่พันธะไพน์ของอัลไคน์แบบ
anti-Markovnikov แล้วจะได้เป็น enol ก่อนแล้วจึงเกิด tautomerize กลายเป็นอัลดีไฮด์ ปฏิกิริยา
นี้ใช้ Sia2BH เป็นรีเอเจนต์ เพราะเป็นออแกโนโบรอนที่มีความเกะกะสูงช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการเติม
Sia2B–H เข้าไปที่พันธะไพน์ของอัลไคน์ได้สองโมเลกุล รายละเอียดกล่าวในบทที่ 8 หัวข้อ 8.5.5

614 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)















ตัวอย่างปฏิกิริยาไฮโดรโบเรชัน-ออกซิเดชันของอัลไคน์ดังแสดง















11.4.4 ปฏิกิริยาการเตรียมอลดีไฮด์จากเบนซีน
ั
(The Gatterman–Koch formylation: Synthesis of benzaldehyde)
ปฏิกิริยานี้จะเป็นการเตรียม bezaldehyde จากเบนซีน โดยให้เบนซีนทำปฏิกิริยา
กับ CO, HCl และใช้ AlCl3 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา รายละเอียดแสดงในบทที่ 9 หัวข้อ 9.4.14 สมการเคม ี
ดังแสดง











11.4.5 ปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์
ดังกล่าวไปในหัวข้อ 10.6 แอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์จัดเป็นอนุพันธ์ของกรดคาร์-
บอกซิลิก การเกิดปฏิกิริยารีดักชันของอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิกเหล่านี้จะให้สารผลิตภัณฑ์ที่
หลากหลาย ขึ้นกับชนิดของสารตั้งต้นและตัวรีดิวซ์ที่ใช้ ตัวรีดิวซ์ส่วนใหญ่จะเป็นโลหะไฮไดรด์ ซึ่งได้

กล่าวมาก่อนหน้านี้ เช่น LiAlH4 จะเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรง มันจะรีดิวซ์กรดคาร์บอกซิลิกไปเป็น
แอลกอฮอล์เลย โดยไม่สามารถหยุดที่อัลดีไฮด์ได้ ดังแสดง

อัลดีไฮด์และคีโตน 615


สาเหตุที่เป็นเช่นนี้ เพราะในสภาวะที่มีตัวรีดิวซ์อยู่ในปฏิกิริยาพร้อมกับในปฏิกิริยามีทั้งอัลดีไฮด์และ
กรดคาร์บอกซิลิก อัลดีไฮด์จะว่องไวต่อการถูกรีดิวซ์มากกว่ากรดคาร์บอกซิลิก ให้ลองจินตนาการว่า
หากเราใส่กรดคาร์บอกซิลิกและ LiAlH4 ในบีกเกอร์ จะเกิดอัลดีไฮด์เป็นสารผลิตภัณฑ์ขึ้น แสดงว่าใน
บีกเกอร์นี้จะมีทั้งกรดคาร์บอกซิลิกและอัลดีไฮด์ แต่อัลดีไฮด์จะว่องไวต่อการถูกรีดิวซ์มากกว่า ดังนั้น

ในปฏิกิริยาเมื่อเกิดอัลดีไฮด์ขึ้นจะถูกรีดิวซ์ต่อไปเป็นแอลกอฮออล์อย่างรวดเร็ว เมื่ออัลดีไฮด์ถูกรีดิวซ์
ไปจนหมด ตัว LiAlH4 ก็จะไปรีดิวซ์กรดคาร์บอกซิลิกต่อ จนทำให้ไม่สามารถควบคุมให้ปฏิกิริยาหยุด
ที่อัลดีไฮด์ได้ นักเคมีจึงต้องพยายามคิดค้นตัวรีดิวซ์ตัวใหม่ที่แรงพอจะรีดิวซ์อนุพันธ์ของกรดคาร์บอก-
ซิลิกได้ และลดความแรงลดจนไม่รีดิวซ์อัลดีไฮด์ต่อ วิธีการหนึ่งที่นักเคมีใช้ คือ เปลี่ยนจากกรดคาร์-

่
บอกซิลิกมาใช้อนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิกแทน เช่น แอซิดคลอไรด์ และเอสเทอร์ ส่วนตัวรีดิวซ์ทีมี
คุณสมบัติตามที่กล่าวข้างต้นและเป็นที่นิยมใช้ คือ

[1] diisobutylaluminium hydride (ตัวย่อใช้ DIBAL-H) โครงสร้างดังแสดง

ในภาพที่ 11.4 ตัว DIBAL-H จะมีหมู่ isobutyl สองหมู่เกาะที่ Al อะตอม ด้วยความเกะกะ
ของหมู่อัลคิลทั้งสองนี้ทำให้ความแรงในการรีดิวซ์น้อยกว่า LiAlH4 ประกอบกับ DIBAL-H มี
–
H เพียง 1 อะตอมจึงสามารถให้ H: (ไฮไดรด์) เข้าทำปฏิกิริยารีดักชันได้

[2] Lithium tri-tert-butoxyaluminum hydride [LiAlH(O-t-Bu)3] ตัวรีดิวซ์
นี้จะมีอะตอมที่มีค่า EN สูงอย่างออกซิเจนอะตอมเกาะอยู่ที่ Al อะตอมถึง 3 อะตอมทำให้
ตัวรีดิวซ์นี้จึงมีความเป็นนิวคลีโอไฟล์น้อยกว่า LiAlH4 โครงสร้างดังแสดงในภาพที่ 11.4














ภาพที่ 11.4 โครงสร้างของ DIBAL-H และ LiAlH(O-t-Bu)3



❑ LiAlH4 เป็นตัวรีดิวซ์ที่แรง และไม่จำเพาะเจาะจง (nonselective reducing agent)
❑ DIBAL-H และ LiAlH(O-t-Bu)3 เป็นตัวรีดิวซ์ที่อ่อนกว่า และจำเพาะเจาะจงกว่า

11.4.5A ปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์

จากปัญหาที่กล่าวมาข้างต้นจึงมีการเปลี่ยนกรดคาร์บอกซิลิกให้เป็น
แอซิดคลอไรด์ (acid chloride) ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของกรดคาร์บอกซิลิกที่ว่องไวต่อการถูกรีดิวซ์
มากกว่าอัลดีไฮด์ แอซิดคลอไรด์จะมีหมู่ฟังก์ชันเหมือนกรดคาร์บอกซิลิก (R–COOH) เพียงแต่ OH ถูก

616 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



แทนที่ด้วย Cl (R–COCl) เราสามารถเปลี่ยนกรดคาร์บอกซิลิกให้กลายเป็นแอซิดคลอไรด์โดยให้ทำ
ปฏิกิริยากับ SOCl2 (รายละเอียดกลไกการเกิดปฏิกิริยาจะกล่าวในบทที่ 12 หัวข้อที่ 12.6.2) ดังแสดง
ในสมการด้านล่าง















สาร Lithium tri-tert-butoxyaluminum hydride [LiAlH(O-t-Bu)3]
เป็นตัวรีดิวซ์ที่อ่อน จึงจำเป็นต้องใช้สารตั้งต้นที่ว่องไวต่อการรีดิวซ์อย่างแอซิดคลอไรด์ แอซิดคลอไรด์
มีความว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยามากกว่าอัลดีไฮด์ หากในปฏิกิริยามีทั้งแอซิดคลอไรด์และอัลดีไฮด์
-
ตัว LiAlH(O-t-Bu)3 จะรีดิวซ์แอซิดคลอไรด์ก่อน (คิดเสมือนว่า LiAlH(O-t-Bu)3 จะให้ H ออกมาทำ
ปฏิกิริยาได้เพียงตัวเดียว เมื่อเกิดอัลดีไฮด์ขึ้นในปฏิกิริยาจะไม่รีดิวซ์อัลดีไฮด์ต่อ) ปฏิกิริยาทั่วไป ดัง
แสดง














ตัวอย่างปฏิกิริยาการเตรียมอลดีไฮด์จากแอซิดคลอไรด์โดยใช้ Lithium tri-tert-butoxyaluminum
ั
hydride ดังแสดงในปฏิกิริยาด้านล่าง

อัลดีไฮด์และคีโตน 617


Mechanism 11.5 | กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์ด้วย LiAlH(O-t-Bu)3












ภาพที่ 11.5 กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์ด้วย LiAlH(O-t-Bu)3


กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์ด้วย LiAlH(O-t-Bu)3 จะ
-
คล้ายคลึงกับการรีดิวซ์อัลดีไฮด์คีโตนด้วย NaBH4 กล่าวคือ LiAlH(O-t-Bu)3 จะให้ H เข้าชนที่
คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล จะทำลายพันธะไพน์ของพันธะ C–O จากนั้นจะไล่ Cl ออกเป็น
leaving group พร้อมกับมีการสร้างพันธะไพน์ของพันธะ C–O กลับมาอีกครั้ง ได้สารผลิตภัณฑ์

เป็นอัลดีไฮด์ ดังแสดงในภาพที่ 11.5

11.4.5B ปฏิกิริยารีดักชันของเอสเทอร์

เอสเทอร์มีความว่องไวในการเกิดปฏิกิริยาน้อยกว่าแอซิดคลอไรด์ ถ้าใช้ตัว
รีดิวซ์ที่แรงเกินไปอย่าง LiAlH4 ก็จะรีดิวซ์เอสเทอร์ไปเป็นแอลกอฮอล์ ตัวรีดิวซ์ที่นิยมใช้ในการรีดิวซ์
เอสเทอร์ไปเป็นอัลดีไฮด์ คือ diisobutylaluminum hydride (DIBAL-H) ซึ่งเป็นตัวรีดิวซ์แบบอ่อนที่
เหมาะสมในการรีดิวซ์เอสเทอร์ไปเป็นอัลดีไฮด์ที่อุณหภูมิ –78 °C ที่ต้องทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิติดลบ

เพราะ DIBAL-H ที่เย็นจะไม่รีดิวซ์อัลดีไฮด์ต่อเมื่อเกิดอัลดีไฮด์เป็นสารผลิตภัณฑ์ขึ้นในปฏิกิริยา
สมการทั่วไปดังแสดง








ตัวอย่างปฏิกิริยาการเตรียมอลดีไฮด์จากเอสเทอร์โดยใช้ DIBAL-H แสดงในปฏิกิริยาด้านล่าง
ั

618 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



Mechanism 11.6 | กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของเอสเทอร์ด้วย DIBAl-H
Step [1] การทำปฏิกิริยากันระหว่าง เอสเทอร์ กับ DIBAl-H




















Setp [2] สลายพันธะ Al-O และขจัด leaving group














ภาพที่ 11.6 กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของเอสเทอร์ด้วย DIBAl-H

กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของเอสเทอร์ด้วย DIBAl-H อาจจะแตกต่าง

จากปฏิกิริยารีดักชันที่ใช้ NaBH4 และ LiAlH4 เพราะไฮไดรด์รีเอเจนต์เหล่านี้เสมือนเป็นนิวคลีโอไฟล์
-
ิ
ให้ H เข้าชนตรงที่ C อะตอมของหมู่คาร์บอนิล แต่ตัว DIBAl-H จะเสมือนเป็นตัวรีดิวซ์แบบอเล็กโทร
ไฟล์ กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันของเอสเทอร์ด้วย DIBAl-H แสดงในภาพที่ 11.6 โดยในขั้นแรก
อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของออกซิเจนอะตอมในหมู่คาร์บอนิล (เสมือนเป็นนิวคลีโอไฟล์) จะเข้าสร้าง
พันธะกับ Al ใน DIBAL-H (เสมือนเป็นอิเล็กโทรไฟล์) หลังจากเกิดการสร้างพันธะ Al–O ขึ้น ไฮไดรด์
ใน DIBAl-H ถึงจะให้ H ไปสร้างพันธะกับ C อะตอมในหมู่คาร์บอนิล เกิดผ่านสารอินเตอร์มีเดียท
hemiacetal เมื่อเติมน้ำลงไปจะเกิดการไฮโดรไลท์ สลายพันธะ O–Al และสร้างพันธะไพน์ C–O ขึ้น

พร้อมกับไล่ OCH3 ออกเป็น leaving group


❑ LiAlH(O-t-Bu)3 ใช้รีดิวซ์แอซิดคลอไรด์เป็น อัลดีไฮด์
❑ DIBAL-H ใช้รีดิวซ์เอสเทอร์เป็น อัลดีไฮด์

อัลดีไฮด์และคีโตน 619


ตัวอย่างที่ 11.1 | ปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์
โจทย จงเขียนสารผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาต่อไปนี้
์













วิธีคิด ปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์ ด้วย LiAlH(O-t-Bu)3 และ DIBAL-H จะ
ให้สารผลิตภัณฑ์เป็นอัลดีไฮด์ แต่หากใช้ตัวรีดิวซ์ที่แรงอย่าง LiAlH4 จะให้สารผลิตภัณฑ ์
เป็นแอลกอฮอล์

620 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



11.4.6 การเตรียมอัลดีไฮด์จากไนไทรล์ (Nitriles)
สารประกอบไนไทรล์ (R–C≡N) คืออัลคิลที่มีหมู่ –C≡N เป็นหมู่ฟังก์ชัน สามารถใช้
เป็นสารตั้งต้นในการเตรียมอัลดีไฮด์ผ่านปฏิกิริยารีดักชันได้ สารประกอบไนไทรล์สามารถถูกรีดิวซ์
(ถูกเติม H) ได้ด้วยการให้ทำปฏิกิริยากับ Diisobutylaluminum hydride (DIBAL-H) ซึ่งเป็นตัวรีดิวซ์

เมื่อ H จาก DIBAL-H เข้าชนที่คาร์บอนอะตอมของหมู่ไนไทรล์จะได้สารประกอบเชิงซ้อนของ
อะลูมิเนียม (Al complex) หลังจากทำปฏิกิริยากับกรดจะให้อัลดีไฮด์ออกมาเป็นสารผลิตภัณฑ์หลัก
+
และมี NH4 ออกมาเป็น by-product ด้วย ดังแสดง




















ั
ตัวอย่างปฏิกิริยาการเตรียมอลดีไฮด์จากไนไทรล์โดยใช้ DIBAL-H แสดงดังตัวอย่างปฏิกิริยาด้านล่าง



















กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันไนไทรล์ด้วย DIBAL-H จะคล้ายคลึงกับกลไกการ

เกิดปฏิกิริยารีดักชันของเอสเทอร์ กล่าวคือ อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของ N อะตอมในหมู่ -CN (เสมือน
เป็นนิวคลีโอไฟล์) จะเข้าสร้างพันธะกับ Al ใน DIBAL-H (เสมือนเป็นอิเล็กโทรไฟล์) หลังจากเกิดการ
สร้างพันธะ Al–O ขึ้น ไฮไดรด์ใน DIBAl-H ถึงจะให้ H ไปสร้างพันธะกับ C อะตอมในหมู่ -CN เกิด
เป็น imine (C=N) ขึ้นในปฏิกิริยา เมื่อเติมกรดลงไปจะเกิดการไฮโดรไลท์ imine กลายเป็นอัลดีไฮด์

(กลไกการเปลี่ยน imine ให้กลายเป็นอัลดีไฮด์จะกล่าวในรายละเอียดอีกทีในบทที่ 12) ดังแสดงใน
ภาพที่ 11.7

อัลดีไฮด์และคีโตน 621


Mechanism 11.7 | กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันไนไทรล์ด้วย DIBAL-H
Step [1] การทำปฏิกิริยากันระหว่าง ไนไทรล์ กับ DIBAl-H















Step [2] การไฮโดรไลท์ imine กลายเป็นอัลดีไฮด์












เกิดหลายขั้นตอน


ภาพที่ 11.7 กลไกการเกิดปฏิกิริยารีดักชันไนไทรล์ด้วย DIBAL-H
ปรับปรุงจาก: Ashenhurst, J. (2011). Reagent Friday: Di-Isobutyl Aluminum Hydride (DIBAL). Retrieved May 4, 2019,
from https://www.masterorganicchemistry.com /2011/08/26/reagent-friday-di-isobutyl-aluminum-hydride-dibal/


ตัวอย่างที่ 11.2 | ปฏิกิริยารีดักชันของไนไทรล์ด้วย DIBAL-H
โจทย จงทำนายสารผลิตภัณฑที่เกิดขึ้นในแต่ละขั้น จากปฏิกิริยาต่อไปนี้
์
์






วิธีคิด ในขั้นแรก CH3CH2CH2Br จะทำปฏิกิริยากับ NaCN จะเกิดปฏิกิริยาแทนที่ด้วยนิวคลีโอ-
ู
ไฟล์ Br จะถกแทนที่ด้วย CN เกิดเป็น CH3CH2CH2CN ดังแสดง









ในขั้นที่ 2 และ 3 เป็นปฏิกิริยารีดักชันของไนไทรล์ด้วย DIBAL-H จะให้สารผลิตภัณฑ์
ออกมาเป็น อัลดีไฮด์ ดังแสดง

622 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



ตัวอย่างที่ 11.2 | ปฏิกิริยารีดักชันของไนไทรล์ด้วย DIBAL-H (ต่อ)






ดังนั้น ปฏิกิริยาสุทธิของปฏิกิริยานี้จะให้สารผลิตภัณฑ์สุดท้าย ดังแสดง












11.5 การเตรียมคีโตน

ปฏิกิริยาการเตรียมคีโตนสามารถเตรียมได้จาก 2° แอลกอฮอล์ แอซิดคลอไรด์ และอัลไคน์
ซึ่งบางปฏิกิริยาได้กล่าวมาในบทเรียนก่อนหน้านี้ แต่ในหัวข้อนี้จะรวบรวมไว้คร่าว ๆ อีกครั้งหนึ่ง

11.5.1 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 2° แอลกอฮอล์

ถ้านำ 2° แอลกอฮอล์มาทำปฏิกิริยาออกซิเดชัน จะได้สารประกอบคีโตนออกมาเป็น
สารผลิตภัณฑ (รายละเอียดกล่าวไว้ในบทที่ 10 หัวข้อ 10.11.2) โดยในการออกซไดซ์ 2° แอลกอฮอล์
์
ิ
ไปเป็นคีโตนนี้มักนิยมใช้ โซเดียมไดโครเมต (Na2Cr2O7) ในสารละลายกรดซัลฟูริก (H2SO4) สมการ
ทั่วไป ดังแสดง












ตัวอย่างปฏิกิริยาออกซิเดชัน 2° แอลกอฮอล์ เป็นคีโตนดังแสดง