ตำราเคมีอินทรีย์ [Jadsada Ratniyom]

อัลดีไฮด์และคีโตน 623


11.5.2 ปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟท์เอซีเลชัน
(Friedel-Crafts acylation)
ปฏิกิริยาฟรีเดล-คราฟท์เอซีเลชัน เป็นปฏิกิริยาที่ให้ร้อยละผลได้ (%yield) ได้ดี ใน

การเตรียมสารประกอบพวกอัลริลคีโตน เป็นปฏิกิริยาที่จะเติมหมู่ –COR ลงในวงเบนซีน โดยใช้ AlCl3
เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา แต่ก็มีข้อจำกัดคือหากมีหมู่แทนที่อยู่ก่อนแล้วในวงเบนซีนการที่จะเติมหมู่ –COR
ลงไปในวงเบนซีน หมู่แทนที่นั้นต้องเป็นหมู่ให้อิเล็กตรอน (activating group) ดังแสดง

















รายละเอียดและกลไกการเกิดปฏิกิริยาได้กล่าวไว้ในบทที่ 9 หัวข้อ 9.4.13

11.5.3 ปฏิกิริยาไฮเดรชันโดยใช้ของอลไคน์
ั
ปฏิกิริยานี้จะต้องใช้อัลไคน์ที่มีพันธะสามอยู่ปลายทำปฏิกิริยากับ HgSO4 ใน
สารละลายกรดจะได้คีโตนออกมาเป็นสารผลิตภัณฑ์ โดยเริ่มแรกจะได้สารผลิตภัณฑ์เป็น enol ก่อน
์
แล้วจะเกิด tautomerize อย่างรวดเร็วในสภาวะกรดจนได้คีโตนเป็นสารผลิตภัณฑ












ตัวอย่างปฏิกิริยาไฮเดรชันโดยใช้ HgSO4 ใน H2SO4 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแสดงด้านล่าง















กลไกการเกิดปฏิกิริยานี้และรายละเอียดต่าง ๆ กล่าวไว้ในบทที่ 8 หัวข้อ 8.5.4

624 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



11.5.4 การเตรียมคีโตนจากแอซิดคลอไรด์
-
ในการเตรียมคีโตนจากเอสเทอร์หรือแอซิดคลอไรด์นั้น ปกติจะทำการเติม R ลงไปที่
-
-
หมู่คาร์บอนิลโดยใช้กรินยาร์ดรีเอเจนต์ (การเติมหมู่ R คิดเสมือนเป็นการเติม H)แต่อย่างไรก็ตาม
เมื่อเติมกรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงไปให้ทำปฏิกิริยากับแอซิดคลอไรด์/เอสเทอร์ ในขั้นแรกจะได้คีโตน
ี
ออกมาก่อน จากนั้น กรินยาร์ดรีเอเจนต์อก equivalent จะเข้ามาทำปฏิกิริยากับคีโตนต่อเกิดไปเป็น
3˚ แอลกอฮอล์ แม้จะพยายามใส่กรินยาร์ดรีเอเจนต์ลงไป 1 equivalent ให้ทำปฏิกิริยากับแอซิด
คลอไรด์/เอสเทอร์ 1:1 แต่ก็มีปัญหาเดิมคือ คีโตนที่เกิดขึ้นจะถูกกรินยาร์ดทำปฏิกิริยาต่อ












❑ หากใช้กรินยาร์ดรีเอเจนต์ทำปฏิกิริยากับแอซิดคลอไรด์หรือเอสเทอร์จะให้ผลิตภัณฑ์เป็น
ั
่
3˚ แอลกอฮอล์ ไมเกิดเป็นอลดีไฮด์

เพื่อทำให้ปฏิกิริยาหยุดลงที่คีโตน นักเคมีได้ออกแบบปฏิกิริยาการเตรียมคีโตนไว้ดังนี้

[1] สารตั้งต้นต้องว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยา
[2] ความแรงของนิวคลีโอไฟล์น้อยลง
จากความต้องการทั้ง 2 ข้อนี้ นักเคมีได้ใช้สารตั้งต้นในปฏิกิริยาเป็นแอซิดคลอไรด์ เพราะว่องไวในการ
เกิดปฏิกิริยามากกว่าเอสเทอร์ และได้พัฒนานิวคลีโอไฟล์ตัวใหม่ คือ Lithium dialkylcuprates

[R2CuLi] เป็นรีเอเจนต์ที่มีความเป็นนิวคลีโอไฟล์น้อยลง โดยยังทำปฏิกิริยาอย่างว่องไวกับแอซิด-
คลอไรด์แต่ไม่ทำปฏิกิริยากับคีโตน Lithium dialkylcuprates หรืออาจเรียกว่า Gilman reagent
-
จะให้ R เป็นนิวคลีโอไฟล์ โดยจะทำปฏิกิริยาอย่างว่องไวกับแอซิดคลอไรด์แต่จะไม่ทำปฏิกิริยากับคี
โตน ปฏิกิริยาทั่วไปดังแสดง












แม้จะมีหมู่ R สองหมู่
แต่จะเข้าชนแค่ครั้งเดียว

ปฏิกิริยานี้เสมือนเป็นการแทนที่หมู่ R (จาก Lithium dialkylcuprates) ที่ Cl อะตอม แล้วไล่ Cl

ออก และมีการสร้างพันธะ C–C ขึ้นมาใหม่ โดย Lithium dialkylcuprates นี้แม้ในสูตรจะมีหมู่ R ถึง
สองหมู่ แต่จะเข้าทำปฏิกิริยาเพียงหมู่เดียว ได้สารผลิตภัณฑ์เป็นคีโตน

อัลดีไฮด์และคีโตน 625


❑ การเตรียมคีโตนจากแอซิดคลอไรด์จะใช้ R2CuLi เป็นนิวคลีโอไฟล์แทนกรินยาร์ดรีเอเจนต์

Lithium dialkylcuprates เป็นสารที่ต้องเตรียมแล้วใช้ทันที สามารถเตรียมได้จาก
ปฏิกิริยาระหว่างอัลคิลลิเทียม (2 equivalents) กับ CuI ปฏิกิริยาดังแสดง









ตัวอย่างปฏิกิริยาที่สองที่แสดงด้านล่างเป็นตัวอย่างการสังเคราะห์คีโตนจากแอซิดคลอไรด์ โดยจะเริ่ม

ตั้งแต่การเตรียม Lithium dialkylcuprates แล้วนำมาใช้เป็นนิวคลีโอไฟล์ทำปฏิกิริยากับแอซิดคลอ
ไรด์ต่อได้เป็นสารประกอบคีโตน

















โจทย์ในชีวิตจริงหากเราต้องการสารผลิตภัณฑ์คีโตน เราจะเริ่มจากคีโตนตัวที่เราต้องการนั้น แล้วคิด
ย้อนกลับว่าจะสามารถเตรียมได้จากสารตั้งต้นใด ยกตัวอย่างเช่น หากต้องการเตรียม pentan-2-one
มีโอกาสที่คีโตนตัวนี้จะเตรียมได้จากสองหนทาง
ทางที่ [1] ใช้ (CH3)2CuLi ทำปฏิกิริยากับ ClCOCH2CH2CH3

ทางที่ [2] ใช้ (CH3CH2CH2)2CuLi ทำปฏิกิริยากับ CH3COCl
แผนภาพการเตรียมของทั้งสองหนทาง ดังแสดง

ทางที่ [1] ทางที่ [2]

626 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



ในการเตรียม pentan-2-one ในความเป็นจริงทั้งสองวิธีสามารถเกิดปฏิกิริยาได้ แต่หากจะได้ผลดี
ควรให้นิวคลีโอไฟล์มีขนาดเล็ก ดังนั้นในความคิดเห็นส่วนตัวคาดว่า หนทางที่ [1] มีความเป็นไปได้
ี
มากที่สุด แต่สำหรับในรายวิชาพื้นฐานนี้ หากผู้ศึกษาสามารถพิจารณาถึงสารตั้งต้นที่ใช้เตรียมคโตนได้
ก็ถือว่าบรรลุผลการเรียนรู้ที่คาดหวังแล้ว


ตัวอย่างที่ 11.3 | การเตรียมคีโตนจากแอซิดคลอไรด์

โจทย จงทำนายสารตั้งต้น lithium dialkylcuprates ที่ทำปฏิกิริยากับ CH3CH2COCl แล้วให้
์
สารผลิตภัณฑ์เป็นคีโตนต่อไปนี้






วิธีคิด สารตั้งต้นแอซิดคลอไรด์ CH3CH2COCl มีคาร์บอนอะตอม 3 อะตอม แต่จากผลิตภัณฑ์ที่

เกิดขึ้น เราจะทราบว่า COCH2CH3 เป็นส่วนของแอซิดคลอไรด์ ส่วนที่เหลือจะมาจาก
lithium dialkylcuprates ดังนั้นจะได้

อัลดีไฮด์และคีโตน 627


11.5.5 การเตรียมคีโตนจากไนไทรล์
สารประกอบไนไทรล์จะมีหมู่ C≡N อยู่ในโมเลกุล โดยมันสามารถทำปฏิกิริยากับ
กรินยาร์ดรีเอเจนต์เกิดสารผลิตภัณฑ์เป็นคีโตน พร้อมทั้งมีการสร้างพันธะระหว่างคาร์บอนขึ้นมาใหม่
สมการทั่วไป ดังแสดง









ตัวอย่างปฏิกิริยาระหว่างไนไทรล์กับกรินยาร์ดรีเอเจนต์ ดังแสดง






















สารประกอบไนไทรล์จะมีหมู่ C≡N เวลาเจอกับนิวคลีโอไฟล์จะถูกชนเข้าทำปฏิกิริยาที่คาร์บอน

อะตอม เหมือนดังใน C=O ดังนั้นในการเปลี่ยนหมู่ไนไทรล์ให้เป็นคีโตนนั้น กลไกการเกิดปฏิกิริยาจะ
ถูกอธิบายเริ่มจากปฏิกิริยาระหว่างกรินยาร์ดรีเอเจนต์กับสารประกอบไนไทรล์ โดยกรินยาร์ดรีเอเจนต์
จะเข้าชนที่คาร์บอนของหมู่ C≡N เกิดเป็น magnesium salt of imine พอทำการเติมกรดหรือน้ำเข้า

ไปในปฏิกิริยาจะเกิดเป็น imine ออกมาก่อน จากนั้นในสภาวะที่เป็นกรดจะเกิดการไฮโดรไลท์
(hydrolyze) เปลี่ยนจาก imine ไปเป็นคีโตน (กลไกการเปลี่ยนจาก imine ไปเป็น หมู่คาร์บอนิลจะ
อธิบายในบทกรดคาร์บอกซิลิก) ดังแสดงในภาพที่ 11.8

Mechanism 11.8 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่างไนไทรล์กับกรินยาร์ดรีเอเจนต์







เกิดหลายขั้นตอน


ภาพที่ 11.8 กลไกการเกิดปฏิกิริยาระหว่างไนไทรล์กับกรินยาร์ดรีเอเจนต์

628 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



ตัวอย่างที่ 11.4 | การเตรียมคีโตนจากไนไทรล์
์
โจทย จงเขียนสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขนจากปฏิกิริยาต่อไปนี้
ึ้










วิธีคิด เพื่อให้เข้าใจสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจะแสดงสารที่เกิดขึ้นในแต่ละขั้นตอน ดังนี้

อัลดีไฮด์และคีโตน 629


ปฏิกิริยาการเตรียมอัลดีไฮด์หรือคีโตนที่ได้ศึกษามาในบทเรียนนี้นั้นมีหลายปฏิกิริยาจึงขอสรุป
ปฏิกิริยาที่พึ่งเรียนผ่านมาลงในตาราง โดยตารางที่ 11.1 เป็นปฏิกิริยาการเตรียมอัลดีไฮด์ และตาราง

ที่ 11.2 เป็นการสรุปปฏิกิริยาการเตรียมคีโตน


ตารางที่ 11.1 สรุปปฏิกิริยาการเตรียมอัลดีไฮด์


[1] ปฏิกิริยาออกซิเดชันของ 1˚
แอลกอฮอล์
(หัวข้อ 10.11)



[2] ปฏิกิริยาโอโซโนไลซิสของอัลคีน
(หัวข้อ 7.4.11B)



[3] ปฏิกิริยาไฮเดรชันของอัลไคน์
(หัวข้อ 8.5.5)



[4] ปฏิกิริยาการเตรียมอัลดีไฮด ์
จากเบนซีน
(หัวข้อ 9.4.14)







[5] ปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด ์
และเอสเทอร์
(หัวข้อ 11.4.5)







[6] การเตรียมอัลดีไฮด์จากไนไทรล์
(หัวข้อ 11.4.6)

630 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



ตารางที่ 11.2 สรุปปฏิกิริยาการเตรียมคีโตน


[1] ปฏิกิริยาออกซิเดชัน
ของ 2° แอลกอฮอล์
(หัวข้อ 10.11.2)




[2] ปฏิกิริยาฟรเดล-คราฟท์เอซเลชัน
ี
ี
(หัวข้อ 9.4.13)



[3] ปฏิกิริยาไฮเดรชันของอัลไคน์
(หัวข้อ 8.5.4)


[4] การเตรียมคีโตนจากแอซิดคลอไรด ์
(หัวข้อ 11.5.4)



[5] การเตรียมคีโตนจากไนไทรล์
(หัวข้อ 11.5.5)





11.6 ปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์และคีโตน
ปฏิกิริยาอัลดีไฮด์หรือคีโตนมีปฏิกิริยามากมาย แต่หลัก ๆ ปฏิกิริยาจะเกิดที่หมู่คาร์บอนิล ใน
หัวข้อเริ่มจากการอธิบายถึงปฏิกิริยาทั่วไปของอัลดีไฮด์คีโตนก่อน เพื่อให้ทราบว่าอัลดีไฮด์และคีโตน

จะเกิดปฏิกิริยาที่ตำแหน่งใด และจะลงในรายละเอียดของแต่ละปฏิกิริยาต่อไป

ั
11.6.1 ปฏิกิริยาทั่วไปของอลดีไฮด์คีโตน
โดยปกติแล้วอัลดีไฮด์คีโตนจะมีจุดที่เกิดปฏิกิริยาอยู่สองตำแหน่ง จุดแรกคือที่หมู่
คาร์บอนิล และอีกจุดหนึ่งคือที่ตำแหน่งอลฟาคาร์บอน (คาร์บอนอะตอมที่ติดกับหมู่คาร์บอนิล)
ั

11.6.1A ปฏิกิริยาทั่วไปที่ตำแหน่งคาร์บอนิล
คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลจะมีความเป็นอิเล็กโทรฟิลิกสูง

(ทบทวนหัวข้อ 11.2) หากมีนิวคลีโอไฟล์เข้ามาทำปฏิกิริยาจะเข้าชนที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์-
บอนิลนี้ และมักมีการเติมกรดหรือน้ำลงในปฏิกิริยาเพื่อทำให้ออกซิเจนที่ติดลบเป็นกลาง ปฏิกิริยา
ทั่วไปดังแสดง

อัลดีไฮด์และคีโตน 631








กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของการเข้าทำปฏิกิริยาที่หมู่คาร์บอนิลโดยนิวคลีโอไฟล์นี้ จะอธิบายใน
ภาพที่ 11.9 โดยในขั้นแรก อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของนิวคลีโอไฟล์จะเข้าชนและสร้างพันธะที่

คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล ไพน์อิเล็กตรอนในพันธะคู่จะเคลื่อนไปที่ออกซิเจนอะตอมทำให้
ออกซิเจนอะตอมติดประจุลบ เมื่อให้ทำปฏิกิริยากับน้ำต่อ ออกซิเจนที่ติดประจุลบจะจับโปรตอนจาก
น้ำเกิดสารผลิตภัณฑ์ที่นิวคลีโอไฟล์ถูกเติมเข้าไปที่หมู่คาร์บอนิล


Mechanism 11.9 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์ที่หมู่คาร์บอนิล











การเติมนิวคลีโอไฟล์ การเติม H ที่ออกซิเจน
+

ภาพที่ 11.9 กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์ที่หมู่คาร์บอนิล
ปรับปรุงจาก: Smith, J. 2010. Organic Chemistry. McGraw-Hill Education.

2
จากในภาพที่ 11.9 นั้น ปกติแล้วคาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลจะมีไฮบริดไดเซชันแบบ sp เวลา
เกิดปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์ไปที่คาร์บอนของคาร์บอนิล ไพน์อิเล็กตรอนบนคาร์บอนิลจะเคลื่อน
3
2
ขึ้นไปบนอะตอมของออกซเจน คาร์บอนจะมีการเปลี่ยนไฮบริดไดเซชันจาก sp ไปเป็น sp ดังแสดง
ิ













อย่างไรก็ตามกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่แสดงนี้เป็นเพียงกลไกโดยทั่วไปของกรณีที่ใช้นิวคลีโอไฟล์ที่แรง
(นิวคลีโอไฟล์ที่ติดประจุลบ) ในกรณีที่ใช้นิวคลีโอไฟล์ที่เป็นกลาง จำเป็นต้องใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา
ร่วมด้วย ทำให้กลไกการเกิดปฏิกิริยาอาจเปลี่ยนแปลงไป โดยขั้นแรก (step [1], ภาพที่ 11.10)
ออกซิเจนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลจะถูกเติมโปรตอนก่อน สารที่เกิดขึ้นจะสามารถเขียนโครงสร้างเร-

โซแนนซ์ได้ แสดงให้เห็นว่ามีประจุบวกเกิดขึ้นที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล การที่ขั้นแรกกรด

632 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



มาให้โปรตอนจะทำให้คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลมีความเป็นบวกมากขึ้นช่วยเร่งให้นิวคลีโอ
ไฟล์เข้าชนได้ดี จากนั้นนิวคลีโอไฟล์ที่เป็นกลางจะเข้ามาชนและสร้างพันธะที่คาร์บอนอะตอมของหมู่
+
คาร์บอนิล (step [2], ภาพที่ 11.10) และเกิดการขจัด H ออกได้สารผลิตภัณฑ์เกิดขึ้น ดังแสดงใน
step [3] ภาพที่ 11.10


Mechanism 11.10 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์โดยมีกรด
เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

+
step [1] เติม H ที่ออกซิเจนอะตอม









+
step [2]–[3] การเติมนิวคลีโอไฟล์และการขจัด H ออก












การเติมนิวคลีโอไฟล์ การขจัด H ออก
+

ภาพที่ 11.10 กลไกการเกิดปฏิกิริยาทั่วไปของปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์โดยมีกรดเป็นตัวเร่ง

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

ั
11.6.1B ปฏิกิริยาทั่วไปที่ตำแหน่งอลฟาคาร์บอน
ตำแหน่งอัลฟาคาร์บอน (alpha carbon) คือ คาร์บอนอะตอมที่ติดกับหมู่

คาร์บอนิล ดังแสดง

อัลฟาคาร์บอน



ไฮโดรเจนอะตอมที่ตำแหน่งอัลฟาคาร์บอนนี้จะมีความเป็นกรดสูงมาก เพราะเมื่อ H หลุดออกไป จะ

เกิดเป็นประจุลบขึ้นที่อัลฟาคาร์บอนซึ่งจะได้ความเสถียรอันเป็นผลจากเรโซแนนซ์ หากคู่เบสเสถียร
สารนั้นจะเป็นกรดที่แรง (ทบทวนบทที่ 5) ดังนั้นหากอัลดีไฮด์คีโตนทำปฏิกิริยากับเบสบางครั้งอาจ

อัลดีไฮด์และคีโตน 633


เกิดปฏิกิริยาที่ตำแหน่งอัลฟาคาร์บอนได้ โดยประจุลบที่อัลฟาคาร์บอนจะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์
ทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไฟล์ ดังแสดง










พันธะใหม่ที่ถูกสร้างขึ้น





โครงสร้างเรโซแนนซ์ของ enolate anion

บางคนอาจสังเกตเห็นว่า โครงสร้างเรโซแนนซ์ของสารประกอบคาร์บอนิลที่อัลฟาคาร์บอนติดประจุ

ลบมีโครงสร้างคล้ายคลึงกบ enol (enol เกิดจากการที่คีโตนเกิด tautomerization, ทบทวนบทที่ 8
ั
หัวข้อ 8.5.4A) ในความเป็นจริงโครงสร้างนี้จะถูกเรียกว่า enolate anion ตัว enolate anion คือ
คู่เบสของ enol หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ enol ที่ถูกดึงโปรตอนออก ดังแสดง











นักเคมีบางท่านเชื่อว่า H ที่ตำแหน่งอัลฟาคาร์บอนไม่น่าจะมีความเป็นกรดเพียงพอที่จะทำปฏิกิริยา
กับเบสได้ จึงเสนอว่า เมื่อคีโตนหรืออัลดีไฮด์เกิด tautomerization กลายเป็น enol แล้ว เบสอาจจะ

ิ
จับโปรตอนที่ H ที่ติดกับออกซเจนอะตอมของ enol น่าจะมีเหตุมีผลและเป็นไปได้มากกว่า เพราะ H
นี้ติดกับอะตอมที่มีค่า EN สูง และคู่เบสของ enol ก็คือ enolate สามารถได้รับความเสถียรอันเป็น
ื่
ผลจากเรโซแนนซ์ได้เช่นกัน อย่างไรก็ตามเพอความสะดวกและเป็นหลักสากล ในตำราเล่มนี้จะใช้การ
ดึง H จากที่อัลฟาคาร์บอนในการเขียนแสดงกลไกและอธิบายปฏิกิริยาอื่นต่อไป

❑ อัลดีไฮด์และคีโตนจะทำปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์ที่ตำแหน่งคาร์บอนิล

❑ อัลดีไฮด์และคีโตนจะทำปฏิกิริยากับเบสที่ตำแหน่งอัลฟาคาร์บอน


ในหัวข้อถัดไปนี้จะกล่าวถึงปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์ของอัลดีไฮด์คีโตนที่จะมีนิวคลีโอไฟล์ต่าง
ชนิดกัน และจะให้ผลิตภัณฑ์แตกต่างกัน ตัวอย่างปฏิกิริยาแสดงในภาพที่ 11.11 โดยจะใช้
cyclohexanone เป็นตัวอย่างในการแสดงปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์ต่าง ๆ

634 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)























































ภาพที่ 11.11 ตัวอย่างปฏิกิริยาระหว่าง cyclohexanone กับ นิวคลีโอไฟล์ต่าง ๆ

11.6.2 ปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์ด้วยกรินยาร์ดรีเอเจนต์

ปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์ของอัลดีไฮด์คีโตนโดยใช้กรินยาร์ดรีเอเจนต์ ซึ่งจะให้
-
สารผลิตภัณฑ์เป็นแอลกอฮอล์ กรินยาร์ดรีเอเจนต์ (RMgX) จะให้ R เข้าชนที่คาร์บอนของหมู่คาร์บอ-
นิลเกิดเป็นอัลคอกไซด์แอนไอออน ตามด้วยการเติมโปรตอนโดยกรด จะได้แอลกอฮอล์ออกมา
รายละเอียดได้กล่าวไว้ในบทเรียนที่ 10 หัวข้อ 10.5

อัลดีไฮด์และคีโตน 635



-
11.6.3 ปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์โดยใช้ไฮไดรด์ (H ) เป็นนิวคลีโอไฟล์
-
รีเอเจนต์ที่จะให้ไฮไดร์ดไอออน (H)เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนที่คาร์บอนของหมู่คาร์-
บอนิลได้กล่าวไปในบทที่ 10 หัวข้อ 10.8 นั่นคือ NaBH4 ซึ่งเป็นตัวรีดิวซ์ที่เหมาะสมในการเปลี่ยน

-
อัลดีไฮด์คีโตนให้กลายเป็นแอลกอฮอล์ โดย NaBH4 จะให้ H ทำปฏิกิริยากับหมู่คาร์บอนิลได้เป็น
อัลคอกไซด์ (alkoxide) ตามด้วยการเติมโปรตอนที่ออกซิเจนอะตอม จะได้สารผลิตภัณฑ์เป็น
แอลกอฮอล์ ดังแสดง














11.6.4 ปฏิกิริยาการเติมไซยาไนด์: ไซยาโนไฮดริน
(Nucleophilic addition of cyanide: Cyanohydrin)
–
ปฏิกิริยาการเติมไซยาไนด์ ( :CN) ลงในอัลดีไฮด์คีโตนจะได้สารผลิตภัณฑ์เป็น
ไซยาโนไฮดริน (ไซยาโนไฮดริน คือ สารอินทรีย์ที่มีหมู่ OH และหมู่ CN เกาะที่คาร์บอนตัวเดียวกัน)
ซึ่งสามารถเตรียมได้โดยให้อัลดีไฮด์หรือคีโตนทำปฏิกิริยากับ NaCN ในสภาวะที่มีกรดแก่อย่าง HCl
ดังแสดงในสมการ














ปฏิกิริยาสุทธิของปฏิกิริยานี้เสมือนมีการเติม HCN เข้าไปที่หมู่คาร์บอนิล โดยหมู่ CN เข้าไปสร้าง
พันธะ C—CN ขึ้นมาใหม่ ตัวอย่างของปฏิกิริยาการเตรียมไซยาโนไฮดริน ดังแสดง

636 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมไซยาไนด์ลงในอัลดีไฮด์คีโตน แสดงในภาพที่ 11.12
โดยเมื่อผสม NaCN เข้ากับ HCl จะได้ HCN เกิดขึ้นในปฏิกิริยา แต่ตัว HCN นี้ไม่ได้ทำหน้าที่เป็นนิว-
-
คลีโอไฟล์ แต่ตัว CN จะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนกับคาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลไล่ไพน์
ิ
อิเล็กตรอนขึ้นไปที่ออกซเจนอะตอม (step [1], ภาพที่ 11.12) การเขียนกลไกแบบนี้มีความเป็นไปได้
–
เนื่องจาก CN เป็นนิวคลีโอไฟล์ที่แรงและในปฏิกิริยามีตัว NaCN อยู่มาก ในขั้นถัดมา (step [2],
ภาพที่ 11.12) ออกซิเจนอะตอมที่ติดประจุลบจะไปดึงโปรตอนของ HCN (HCN นี้เกิดจาการผสม
NaCN เข้ากับ HCl) ได้สารผลิตภัณฑ์เป็น ไซยาโนไฮดริน


MECHANISM 11.12 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาการสังเคราะห์ไซยาโนไฮดริน















ภาพที่ 11.12 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของการสังเคราะห์ไซยาโนไฮดริน

หมู่ไซยาโน (–CN) จัดว่าเป็นหมู่ที่มีประโยชน์อย่างมาก เพราะมันสามารถถูก
เปลี่ยนไปเป็นกรดคาร์บอกซิลิก (-COOH) ได้ง่าย ผ่านปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสในสภาวะกรดหรือเบส

ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสคือการตัดพันธะด้วยน้ำ (แตกต่างจากไฮเดรชัน เพราะไฮเดรชันเป็นการเติมน้ำ)
จะสังเกตเห็นว่าเสมือนพันธะ C–N ถูกตัดออกและแทนที่ด้วยพันธะ C–O จำนวนสามพันธะ
(รายละเอียดจะกล่าวอีกครั้งในบทที่ 12 กรดคาร์บอกซิลิก) ปฏิกิริยาดังแสดง



ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของหมู่ไซยาโน



ตัวอย่างที่ 11.5 | ปฏิกิริยาการเติมไซยาไนด์: ไซยาโนไฮดริน

โจทย จงเขียนสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขนจากปฏิกิริยาต่อไปนี้
ึ้
์





วิธีคิด หากอัลดีไฮด์ตีโตนทำปฏิกิริยากับ NaCN ใน HCl จะให้ ไซยาโนไฮดริน เป็นสาร

์
ผลิตภัณฑ แต่หากหมู่ CN ทำปฏิกิริยากับกรดหรือเบสจะเกิดปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสขึ้น

อัลดีไฮด์และคีโตน 637


ตัวอย่างที่ 11.5 | ปฏิกิริยาการเติมไซยาไนด์: ไซยาโนไฮดริน (ต่อ)




















ิ
11.6.5 ปฏิกิริยาวทติก
(Wittig reaction)
ปฏิกิริยานี้เป็นปฏิกิริยาการเตรียมอัลคีนจากอัลดีไฮด์หรือคีโตน โดยให้อัลดีไฮด์
หรือคีโตนทำปฏิกิริยากับ ฟอสฟอรัสอิลลิด (phosphorus ylide) ปฏิกิริยานี้ถูกค้นพบโดยนักเคมีชาว
เยอรมัน ชื่อ Georg Wittig ซึ่งได้รับรางวัลโนเบลในปี ค.ศ. 1979 ปฏิกิริยาวิทติกนี้อาจมองเสมือนว่า
เป็นการเปลี่ยนพันธะ C═O ของหมู่คาร์บอนิลไปเป็น C═C ตัวอย่างปฏิกิริยาแสดงด้านล่าง


















ั
❑ ปฏิกิริยาวิทติกเป็นการเปลี่ยน C=O ในอลดีไฮด์และคีโตนไปเป็น C=C

ปฏิกิริยาวิทติกเป็นการสร้างพันธะระหว่างคาร์บอนขึ้นมาใหม่ โดยพันธะที่สร้างขึ้นใหม่มีทั้งพันธะซิก
มาและไพน์อย่างละ 1 พันธะ และยังมี Ph3P═O เกิดขึ้นเป็น by-product ด้วย โดยหากพิจารณา

แล้วจะเห็นว่าปฏิกิริยานี้เสมือนเป็นการนำส่วนพันธะคู่ของฟอสฟอรัสอิลลิดมาแทนที่ตรงออกซิเจน
อะตอมของหมู่คาร์บอนิลในอัลดีไฮด์คีโตน และออกซิเจนอะตอมไปเชื่อมพันธะกับ P อะตอมใน
ฟอสฟอรัสอิลลิดแทน โดยก่อนจะแสดงตัวอย่างปฏิกิริยาให้เห็น จะแสดงแผนภาพการสลับที่ของ

ออกซิเจนอะตอมและพันธะคู่ ดังแสดง

638 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



















ตัวอย่างของปฏิกิริยาวิทติกที่แสดงด้านล่างนี้จะเขียนฟอสฟอรัสอิลลิดที่แสดงประจุบวกและลบซึ่งเป็น
โครงสร้างเรโซแนนซ์ของฟอสฟอรัสอิลลิดที่เขียนแบบพันธะคู่ (หากไม่เข้าใจจุดนี้ แนะนำให้ข้ามไป
อ่านหัวข้อ 11.6.5A ก่อน และย้อนกลับมาที่ตัวอย่างปฏิกิริยา) ตัวอย่างของปฏิกิริยาวิทติก ดังแสดง


















11.6.5A ฟอสฟอรัสอิลลิดและการเตรียมฟอสฟอรัสอิลลิด
ฟอสฟอรัสอิลลิดเป็นรีเอเจนต์ที่มี C อะตอมที่มีประจุลบสร้างพันธะกับ P

ที่มีประจุบวก โดยทั้งสองอะตอมมีอิเล็กตรอนครบแปดตามกฎออกเตต แต่หากพิจารณาทั้งโมเลกุล
การที่มีประจุตรงข้ามกันอยู่ในโมเลกุลเดียวกันทำให้ทั้งโมเลกุลเป็นกลาง (สุทธิแล้วไม่มีประจุ) ด้วย
การที่มีประจุลบอยู่บนคาร์บอนอะตอมนี้ฟอสฟอรัสอิลลิดจึงถือเป็นนิวคลีโอไฟล์ (จุดที่เป็นนิวคลีโอ-

ไฟล์ คือ คาร์บอนอะตอมที่ติดลบ) ฟอสฟอรัสอิลลิดที่นิยมใช้จะมีหมู่ Ph จำนวน 3 หมู่เชื่อมพันธะที่
P อะตอม โครงสร้างดังแสดง







เขียนย่อได้เป็น

อัลดีไฮด์และคีโตน 639


แม้ว่าฟอสฟอรัสอิลลิดจะมีประจุบวกและลบอยู่บนฟอสฟอรัสและ
คาร์บอนอะตอมตามลำดับ แต่ประจุทั้งสองนั้น ก็สามารถได้รับความเสถียรได้อันเป็นผลจากเร-
โซแนนซ์ ซึ่งสามารถเขียนโครงสร้างเรโซแนนซ์ได้ ดังแสดงในภาพที่ 11.13 จากโครงสร้างเรโซแนนซ์
ที่สองจะเห็นว่ามี P มีอิเล็กตรอนล้อมรอบเกิน 8 อิเล็กตรอนและมีพันธะ 5 พันธะ เนื่องจาก P อยู่ใน

คาบที่ 3 ของตารางธาตุจึงเริ่มมี d ออบิทัลที่ว่าง ฟอสฟอรัสจึงใช้ d ออบิทัลนี้สร้างพันธะเพิ่มจึง
สามารถมีอิเล็กตรอนล้อมรอบ 10 อิเล็กตรอนได้











มี 10 e รอบ P

(P มี 5 พันธะ)
ภาพที่ 11.13 โครงสร้างเรโซแนนซ์ของฟอสฟอรัสอิลลิด

ในปัจจุบันฟอสฟอรัสอิลลิดสามารถหาซื้อสำเร็จรูปได้จากบริษัทขายสารเคมีทั่วไป

แต่หากต้องการใช้ฟอสฟอรัสอิลลิดที่ฝั่งของหมู่อัลคิลไม่มีจำหน่ายก็สามารถเตรียมขึ้นเองใน
ห้องปฏิบัติการได้ โดยการเตรียมฟอสฟอรัสอิลลิดจะเกี่ยวข้องกับ 2 ขั้นตอน คือ

[1] ปฏิกิริยาแทนที่ด้วยนิวคลีโอไฟล์ระหว่าง PPh3 กับอัลคิลเฮไลด์

PPh3 (triphenylphosphine) จะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ทำปฏิกิริยาแทนที่
กับอัลคิลเฮไลด์ผ่านกลไกแบบ SN2 จะได้ alkyltriphenylphosphonium salt
โดยอัลคิลที่จะเกิดได้ดีตามหลักการของ SN2 คือ CH3-X และ 1˚ อัลคิลเฮไลด์
เนื่องจากความเกะกะน้อย ส่วน 2˚ อัลคิลเฮไลด์สามารถใช้ได้แต่อาจให้ร้อยละผลได้

ต่ำ ปฏิกิริยาดังแสดง










[2] alkyltriphenylphosphonium salt ทำปฏิกิริยากับเบสที่แรง
ขั้นนี้จะเป็นปฏิกิริยากรดเบสระหว่าง phosphonium salt กับเบส ซึ่งเบสที่นิยมใช้
เพื่อดึง H ที่คาร์บอนอะตอมที่ติดกับฟอสฟอรัสอะตอม คือ butyl lithium

(CH3CH2CH2CH2Li ใช้ตัวย่อ BuLi) ซึ่งเป็นเบสที่แรงมาก โดยใช้มาดึงโปรตอนออก
จากคาร์บอนอะตอมแล้วจะได้ฟอสฟอรัสอิลลิด ดังแสดง

640 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)




















ิ
11.6.5B กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาวทติก
กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาวิทติกเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาสองขั้น
หลัก ๆ ดังนี้ ในขั้นแรก (step [1], ภาพที่ 11.14) เนื่องด้วยฟอสฟอรัสอิลลิดเป็นนิวคลีโอไฟล์ที่แรง
คาร์บอนที่ติดประจุลบของฟอสฟอรัสอิลลิดจึงเข้าชนที่คาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลสร้างพันธะซิกมา

C–C ขึ้นใหม่ อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวบนออกซิเจนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลก็จะเข้าชนที่ฟอสฟอรัส
อะตอมที่ติดประจุบวก (สลายพันธะไพน์ C=O และสร้างพันธะ O–P ขึ้นมาใหม่) เกิดเป็นสปีชีส์
oxaphosphetane ที่มีโครงสร้างเป็นวงสี่เหลี่ยมที่มีพันธะ P–O อยู่ในวง ในขั้นที่สอง (step [2], ภาพ
ที่ 11.14) สารตัวกลางที่เป็นวงสี่เหลี่ยมจะแตกวงออกโดยสลายพันธะ C–O และ C–P พร้อม ๆ กับ

การสร้างพันธะไพน์ระหว่างคาร์บอน (C═C) และพันธะไพน์ของ P═O เกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์อัลคีน
และ triphenyl phosphine oxide (O═PPh3) รายละเอียดแสดงในภาพที่ 11.14


Mechanism 11.14 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาวิทติก
Step [1] ฟอสฟอรัสอิลลิดทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ชนที่คาร์บอนของคาร์บอนิลเกิด

oxaphosphetane (four-membered ring)












Step [2] ขจัด Ph3P═O เกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์อัลคีน










ภาพที่ 11.14 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาวิทติก

อัลดีไฮด์และคีโตน 641


ตัวอย่างที่ 11.6 | ปฏิกิริยาวิทติก
โจทย จงเขียนสารผลิตภัณฑ์ที่เกิดขนจากปฏิกิริยาต่อไปนี้
์
ึ้













วิธีคิด a. วิธีทำนายสารผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาวิทติกในข้อนี้เพื่อให้ง่ายขึ้นแนะนำให้ใส่เส้นปะ
แบ่งระหว่างพันธะ C=O และพันธะ C=P จากนั้นนำ CH2 มาสลับตำแหน่งกับ O อะตอม
ในหมู่คาร์บอนิล ดังแสดง









b. ในข้อนี้อาจจะเริ่มจากให้เขียนฟอสฟอรัสอิลลิดให้เป็นพันธะคู่ก่อน และทำวิธีการใน

ข้อ a. เมื่อสลับตำแหน่งแล้วจะได้










ข้อจำกัดของปฏิกิริยาวิทติกประการหนึ่งคือในกรณีที่เกิดสารผลิตภัณฑ์
อัลคีนที่มีสเตอริโอเคมี (E กับ Z ไอโซเมอร์) ปฏิกิริยานี้จะให้ผลิตภัณฑ์เป็นของผสมอัลคีนที่มีทั้ง E

และ Z ไอโซเมอร์ ดังตัวอย่างปฏิกิริยาที่มีการใช้ปฏิกิริยาวิทติกในการเตรียมอัลคีนดังแสดงด้านล่าง

642 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)














11.6.5C เทคนิคการวางแผนการสังเคราะห์อัลคีนจากปฏิกิริยาวิทติก

(Retrosynthetic analysis)
ในปฏิกิริยาวิทติกเนื่องด้วยสารประกอบอัลคีนเป็นพันธะคู่ บางครั้ง
บางอย่างอาจมองภาพได้ยากว่าฝั่งไหนแทนด้วยหมู่คาร์บอนิลฝั่งไหนควรเป็นฟอสฟอรัสอิลลิด
นักศึกษาอาจต้องมองภาพย้อนกลับจากสารผลิตภัณฑ์ว่าต้องใช้สารตั้งต้นตัวใดจึงจะเหมาะสม


How to… การวางแผนการสังเคราะห์อัลคีนจากปฏิกิริยาวิทติก

พิจารณาตัวอย่างการเตรียมสาร A โดยใช้ปฏิกิริยาวิทติก







ขั้นที่ [1] ให้ลองตัดพันธะไพน์ระหว่าง C═C ออก แล้วลองให้ด้านหนึ่งเป็นคาร์บอนิลอีกด้านหนึ่ง

เป็นฟอสฟอรัสอิลลิด





ตัดที่พันธะคู่


❑ จะเห็นว่ามีหนทางที่จะใช้สารตั้งต้นได้ 2 ทาง แสดงเป็นแผนการสังเคราะห์ที่ [1] และ [2]

แผนการสังเคราะห์ที่ [1] แผนการสังเคราะห์ที่ [2]

อัลดีไฮด์และคีโตน 643


How to… การวางแผนการสังเคราะห์อัลคีนจากปฏิกิริยาวิทติก (ต่อ)
ขั้นที่ [2] ให้ลองเปรียบเทียบฟอสฟอรัสอิลลิด แผนการสังเคราะห์ที่ดีที่สุดคือใช้ฟอสฟอรัสอลลิด
ิ
ที่มีความเกะกะน้อย ซึ่งเตรียมมาจากอัลคิลเฮไลด์ที่เกะกะน้อย (unhindered alkyl
halide)


แผนที่ [1]


1° อัลคิเฮไลด์ เกิด
ฟอสฟอรัส อิลลิด ได้ดีกว่า



แผนที่ [2]

2° อัลคิเฮไลด์

จะเห็นว่าแผนการสังเคราะห์ที่ [1] ใช้ 1° อัลคิลเฮไลด์เตรียมฟอสพอรัสอิลลิด แต่แผนการ
สังเคราะห์ที่ [2] ใช้ 2° อัลคิลเฮไลด์ในการเตรียมฟอสฟอรัสอิลลิด PPh3 เป็นรีเอเจนต์ที่มีความ
เกะกะสูงดังนั้น PPh3 จึงอยากทำปฏิกิริยากับสารที่เกะกะน้อย 1° อัลคิลเฮไลด์มีความเกะกะน้อย
กว่าจะให้ ร้อยละผลได้ (%yield) ของปฏิกิริยาได้มากกว่าเมื่อใช้ 2° อัลคิลเฮไลด์ในการเตรียม

ฟอสฟอรัสอิลลิด หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ฟอสฟอรัสอิลลิดของแผนการสังเคราะห์ที่ [1] มีความ
เกะกะน้อยกว่า (นิวคลีโอไฟล์ที่ดีต้องมีความเกะกะน้อยกว่า) ดังนั้น แผนการสังเคราะห์ที่ 1 จึงม ี
ความเป็นไปได้มากกว่า

“เพื่อความชำนาญในการฝึกการเขียนแผนการสังเคราะห์ลองพิจารณาเพิ่มเติมได้จากตัวอย่างที่ 11.7 โดยฝึกคิด
หาแผนการสังเคราะห์ที่เป็นไปได้ด้วยตนเองก่อน จึงเปิดดูวิธีคิดและคำอธิบาย”


ตัวอย่างที่ 11.7 | การวางแผนการสังเคราะห์อัลคีนจากปฏิกิริยาวิทติก

โจทย จงแสดงวิธีเตรียมสารผลิตภัณฑ X โดยใช้ปฏิกิริยาวิทติก
์
์





วิธีคิด ให้พิจารณาขั้นตอนการคิดจากหัวข้อ 11.6.5C โดยใส่เส้นปะที่พันธะคู่แล้วลองแทนให้แต่
ละฝั่งเป็นหมู่คาร์บอนิลและฟอสฟอรัสอิลลิด จะได้แผนการสังเคราะห์ที่เป็นไปได้ 2 แผน

ดังแสดง

644 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



ตัวอย่างที่ 11.7 | การวางแผนการสังเคราะห์อัลคีนจากปฏิกิริยาวิทติก (ต่อ)



แผนการสังเคราะห์ที่ [1] แผนการสังเคราะห์ที่ [2]



















แผนการสังเคราะห์ที่ [1] มีความเป็นไปได้และสะดวกมากที่สุด เพราะ

ฟอสฟอรัสอิลลิดมีความเกะกะน้อยกว่า (นิวคลีโอไฟล์ที่ดีต้องมีความเกะกะน้อย)
แผนการสังเคราะห์ที่ [2] เนื่องจาก ฟอสฟอรัสอิลลิดในแผนสังเคราะห์ที่ [1] เตรียมจาก
1˚ อัลคิลเฮไลด์ แต่ฟอสฟอรัสอิลลิดในแผนสังเคราะห์ที่ [2] เตรียมจาก 2˚ อัลคิลเฮไลด์
ดังแสดง



ฟอสฟอรัสอิลลิดของแผนการสังเคราะห์ที่ [1]












ฟอสพอรัสอิลลิดของแผนการสังเคราะห์ที่ [2]

อัลดีไฮด์และคีโตน 645


11.6.5D การเปรียบเทียบวิธีการที่ใช้เตรียมอัลคีนกับปฏิกิริยาวิทติก
ื้
หากเปรียบเทียบปฏิกิริยาวิทติกกับปฏิกิริยาพนฐานที่ใช้เตรียมอลคีนอย่าง
ั
ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา (บทที่ 7 หัวข้อ 7.3.2) จะพบว่า
ปฏิกิริยาวิทติกจะมีข้อดีตรงที่เราจะทราบตำแหน่งของพันธะคู่ที่เกิดขึ้นได้เลย ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็น

ตำแหน่งที่เป็น C=O และส่วนใหญ่ให้อัลคีนเป็นผลิตภัณฑ์ตัวเดียว แต่ในขณะที่ปฏิกิริยาการขจัดน้ำ
ของแอลกอฮอล์จะคาดเดาตำแหน่งของพันธะคู่ยากกว่า เพราะต้องคำนึงถึงความเสถียรของอัลคีนที่
์
เกิดขึ้น (อัลคีนที่มีหมู่แทนที่มากกว่าเสถียรกว่า) ประกอบกับในบางครั้งจะให้สารผลิตภัณฑมากกว่า 1
ตัว ยกตัวอย่างเช่น ในกรณีที่เราต้องการเตรียมสารผลิตภัณฑ์อัลคีนตัวเดียวกัน คือ ผลิตภัณฑ์ B (ดัง

แสดงด้านล่าง) หากใช้ปฏิกิริยาวิทติกจะเกิดสารผลิตภัณฑ์เพียงตัวเดียวและสามารถคาดเดาตำแหน่ง
ของพันธะคู่ของสารผลิตภัณฑ์ที่จะเกิดขึ้นได้ แต่หากใช้ปฏิกิริยาการขจัดน้ำของแอลกอฮอล์ โดยใช้
กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา สารตั้งต้นที่ใช้จะเป็นแอลกอฮอล์ และอาจเกิดสารผลิตภัณฑ์อัลคีน A เป็น
ผลิตภัณฑ์หลัก เพราะผลิตภัณฑ์ A เป็นอัลคีนที่มีหมู่แทนที่มากกว่า ดังแสดง




ปฏิกิริยาวิทติก







ปฏิกิริยาการขจัดน้ำโดย
ใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา



11.6.6 ปฏิกิริยาการเติมของเอมีน
(Addition of amine)
อัลดีไฮด์และคีโตนสามารถเกิดปฏิกิริยากับเอมีนได้ โดยจะทำปฏิกิริยาที่หมู่คาร์บอ-

นิล ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์คีโตนกับ 1˚ และ 2 ˚ เอมีน (ทบทวนชนิดของเอมีนใน
บทที่ 2 หัวข้อ 2.6.1)

11.6.6A การเตรียมอิมีน

(Formation of imines)
เมื่อนำอัลดีไฮด์หรือคีโตนมาทำปฏิกิริยากับแอมโมเนีย (NH3) หรือ 1° เอ-
มีน (R-NH2) โดยมีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะเกิดสารผลิตภัณฑ์เป็นอมีน (imine) อิมีน คือ สารที่มีหมู่
ิ
C=N ในโมเลกุล ปฏิกิริยาการเติมเอมีนลงในหมู่คาร์บอนิลในขั้นแรกจะได้สาร carbinolamine ก่อน

ซึ่งสารนี้เป็นสารที่ไม่เสถียร เมื่อมีการขจัดน้ำออกไปจะได้อิมีนออกมาเป็นสารผลิตภัณฑ์ ปฏิกิริยาสุทธิ
นี้เสมือนเปลี่ยน C═O ให้กลายเป็น C═NR ดังแสดง

646 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)


















ตัวอย่างปฏิกิริยาการเตรียมอิมีนจากอัลดีไฮด์คีโตนแสดงในตัวอย่างปฏิกิริยาด้านล่าง































ิ
กลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาการสังเคราะห์อมีน (ภาพที่ 11.15) เกี่ยวข้องกับ
ปฏิกิริยาสองส่วนหลัก คือ การเติมนิวคลีโอไฟล์ของเอมีนและตามด้วยปฏิกิริยาการขจัดน้ำออก โดย
ในส่วนแรกนั้น (Part [1]) ออกซิเจนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลจะถกเติมโปรตอนโดยกรด โครงสร้างเร-
ู
่
โซแนนซ์ที่เกิดขึ้นแสดงให้เห็นว่า คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลมีความเป็นบวกมากขึ้นเหนียวนำ
ให้นิวคลีโอไฟล์เข้าทำปฏิกริยาได้ดี (step [1]) จากนั้นไนโตรเจนอะตอมของเอมีนจะทำหน้าที่เป็นนิว-
คลีโอไฟล์เข้าชนที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล (step [2]) หลังจากนั้นน้ำจะมาดึงโปรตอนออก

ได้สาร carbinolamine ก่อนในส่วนแรก (step [3]) ในส่วนที่สอง (Part [2]) ออกซิเจนอะตอมของ
carbinolamine จะไปจับโปรตอนกลายเป็น –OH2 ซึ่งเป็น leaving group ที่ดี (step [4])
+
อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของไนโตรเจนอะตอมจะเคลื่อนลงมาสร้างพันธะไพน์ C=N พร้อมกับไล่ H2O

ออกมาเป็น leaving group สารที่เกิดขึ้นในขั้นนี้จะมีผลของเรโซแนนซ์ช่วยเพิ่มความเสถียรให้สารที่
เกิดขึ้น (step [5]) และขั้นสุดท้ายน้ำจะมาดึงโปรตอนออกจากไนโตรเจนอะตอมเกิดเป็นอิมีน

อัลดีไฮด์และคีโตน 647


ิ
Mechanism 11.15 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมอมีนจากอัลดีไฮด์คีโตน
Part [1] การเติมนิวคลีโอไฟล์เกิดเป็น carbinolamine

















Part [2] การขจัดน้ำออกเกิดเป็นอิมีน (imine)


























ภาพที่ 11.15 กลไกการเกิดปฏิกิริยาของการเตรียมอิมีนจากอัลดีไฮด์คีโตน
ปรับปรุงจาก: Wade, L. G. (2013). Organic Chemistry. Pearson Education Limited.


ในปฏิกิริยาการเตรียมอมีนนี้ควรใช้สภาวะที่เป็นกรดออน ๆ ค่า pH ในปฏิกิริยาควร
่
ิ
อยู่ในช่วง pH 4–5 ในช่วง pH นี้ carbinolamine จะเปลี่ยนเป็นอิมีนได้อย่างรวดเร็ว แต่หาก
ปฏิกิริยาอยู่ใต้สภาวะที่ pH ต่ำกว่านี้ ตัวเอมีนจะทำปฏิกิริยากับกรดแทน ทำให้ไม่สามารถทำหน้าที่
เป็นนิวคลีโอไฟล์ได้



ที่ pH ของปฏิกิริยาต่ำมากๆ เอมีนจะ
ไม่สามารถทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ได้

648 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



11.6.6B การเตรียมอนามีน
ี
(Formation of enamines)
เมื่อนำอัลดีไฮด์หรือคีโตนมาทำปฏิกิริยากับ 2° เอมีน (R2NH) โดยมีกรด
ี
เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะเกิดสารผลิตภัณฑ์เป็นอนามีน (enamine) คำว่า enamine เกิดจากการรวมคำ
ว่า alkene รวมกับ amine ได้เป็น enamine ดังนั้น อีนามีน คือ สารที่มี N อะตอมเชื่อมพันธะกับ
พันธะคู่ C=C ตัวอย่างปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีนและลักษณะของอีนามีน ดังแสดง














ตัวอย่างปฏิกิริยาการเกิดอีนามีน ดังแสดง


























กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีน จะคล้ายคลึงกับการเตรียมอิมีน
แค่ในส่วนแรก คือ การเติมเอมีนในหมู่คาร์บอนิล ส่วนที่สองของปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีนจะเป็น
การขจัดน้ำ กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีน แสดงในภาพที่ 11.16 โดยในส่วนแรกออกซิเจน
อะตอมของหมู่คาร์บอนิลจะถูกเติมโปรตอนโดยกรด คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลมีความเป็น
บวกมากขึ้นเหนี่ยวนำให้นิวคลีโอไฟล์เข้าทำปฏิกิริยาได้ดี (step [1]) จากนั้นไนโตรเจนอะตอมของ 2˚

เอมีนจะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนที่คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิล สลายพันธะไพน์ของ
C=O และสร้างพันธะ C–N ขึ้นมาใหม่ (step [2]) หลังจากนั้นน้ำจะมาดึงโปรตอนออกได้สาร
carbinolamine ก่อนในส่วนแรก (step [3]) ในส่วนที่สองหมู่ OH ของ carbinolamine จะไปจับ

โปรตอนกลายเป็น –OH2 ซึ่งเป็น leaving group ที่ดี (step [4]) อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวของ
+
ั
ไนโตรเจนอะตอมจะเคลื่อนลงมาสร้างพนธะไพน์ C=N พร้อมกับไล่ H2O ออกมาเป็น leaving group

อัลดีไฮด์และคีโตน 649


(step [5]) และขั้นสุดท้าย (step [6]) น้ำจะมาดึงโปรตอนออกจากอัลฟาคาร์บอน มีการสร้างพันธะ
ไพน์ C=C และสลายพันธะไพน์ของ C=N เกิดเป็นอีนามีน


Mechanism 11.16 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีนจากอัลดีไฮด์คีโตน
Part [1] การเติมนิวคลีโอไฟล์เกิดเป็น carbinolamine












Part [2] การขจัดน้ำออกเกิดเป็นอีนามีน













ภาพที่ 11.16 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีนจากอัลดีไฮด์คีโตน
ปรับปรุงจาก: Smith, J. (2010). Organic Chemistry: McGraw-Hill Education.



























ิ
ภาพที่ 11.17 การเปรียบเทียบขั้นสุดท้ายของกลไกการเกดปฏิกิริยาการเตรียมอิมีนและอีนามีน

650 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



หากสังเกตให้ดีจะพบว่ากลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมอิมิน (ภาพที่ 11.15) กับกลไกการ
เกิดปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีน (ภาพที่ 11.16) กลไกการเกิดปฏิกิริยาจะมีความคล้ายคลึงกัน แต่ใน
ขั้นสุดท้ายที่เป็นการดึงโปรตอนออกจะแตกต่างกัน โดยพบว่าในปฏิกิริยาการเตรียมอิมิน H ที่ติดกับ
N อะตอมจะถูกดึงออก แต่ในกลไกการเกิดปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีนนั้น เนื่องจากไม่มี H อะตอมติด

ที่ N อะตอม จึงเกิดการดึง H ที่ตำแหน่งอัลฟาคาร์บอนแทนเพื่อทำให้ประจุบวกที่ N อะตอมหายไป
ข้อแตกต่างนี้แสดงในภาพที่ 11.17


ตัวอย่างที่ 11.8 | ปฏิกิริยาการเติมของเอมีน
์
โจทย จงเติมสารลงในช่องสี่เหลี่ยม ในแต่ละข้อให้ถูกต้อง















วิธีคิด หากอัลดีไฮด์คีโตนทำปฏิกิริยากับ 1˚ เอมีน จะเกิดสารผลิตภัณฑ์เป็นอิมีน แต่หากทำ

ปฏิกิริยากับ 2˚ เอมีน จะเกิดสารผลิตภัณฑ์เป็นอีนามีน

อัลดีไฮด์และคีโตน 651


11.6.7 ปฏิกิริยาการเติมน้ำลงในอัลดีไฮด์คีโตน: ไฮเดรชัน
(Addition of H2O: Hydration)
ั
น้ำถือว่าเป็นนิวคลีโอไฟล์ที่ออน การที่จะเติมน้ำเข้าไปที่หมู่คาร์บอนิลของอลดีไฮด์คี-
่
โตนนั้นสามารถทำได้ในสภาวะที่เป็นกรดหรือใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยานี้เสมือนเป็นการเติม
H2O เข้าที่หมู่คาร์บอนิล จะให้สารผลิตภัณฑ์เป็น gem diol (gem diol คือ สารที่มีหมู่ OH สองหมู่
อยู่ที่คาร์บอนตัวเดียวกัน) ปฏิกิริยาทั่วไปดังแสดง















ตัวอย่างปฏิกิริยาการเติมน้ำลงในอัลดีไฮด์คีโตน ดังแสดง


























กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมลงในอัลดีไฮด์คีโตน จะอธิบายโดยใช้ตัวอย่างเป็น
อะซีโตน ดังแสดงในภาพที่ 11.18 โดยในขั้นแรก (step [1]) ออกซิเจนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลจะถูก
เติมโปรตอนโดยกรดเพื่อให้คาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลมีความเป็นอิเล็กโทรฟิลิกมากขึ้น เหนี่ยวนำให้นิ
วคลีโอไฟล์เข้ามาชนทำปฏิกิริยา ในขั้นถัดมา (step [2]) น้ำจะเข้าชนสร้างพันธะ C–O และมีการ
+
สลายพันธะไพน์ C=O ขึ้น หลังจากนั้นจะเกิดการขจัด H ออก (step [3]) ก็จะได้สารผลิตภัณฑ์
ประเภท diol เกิดขึ้น

ปฏิกิริยาการเติมน้ำลงในอัลดีไฮด์คีโตนนั้นเป็นปฏิกิริยาที่ผันกลับได้อยู่ในสมดุล
ดังนั้นการที่จะบอกว่า H2O เข้าเติมที่หมู่คาร์บอนิลได้มากน้อยเพียงใด จะพิจารณาจากค่าคงที่ของ

ปฏิกิริยาการเติมน้ำ (K) ดังแสดง

652 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



Mechanism 11.18 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมน้ำลงในอะซีโตน















ภาพที่ 11.18 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมน้ำลงในอะซีโตน

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












โดยหากค่า K มีค่ามาก หมายความว่าเกิดสารผลิตภัณฑ์ hydrate มาก แต่หากค่า K มีค่าน้อย
หมายความว่าเกิดผลิตภัณฑ์ hydrate น้อย โดยปกติแล้วอัลดีไฮด์จะสามารถเกิดปฏิกิริยาการเติมน้ำ

แล้วให้สารผลิตภัณฑ์ได้มากกว่าคีโตน สาเหตุเพราะคีโตนมีหมู่อัลคิลสองหมู่ที่ทำให้คาร์บอนอะตอม
ของหมู่คาร์บอนิลในคีโตนไม่ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์ (ทบทวนหัวข้อ 11.2)

❑ จำนวนหมู่อัลคิลรอบคาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลเพิ่มขึ้น จะลดค่าคงที่สำหรับ
ปฏิกิริยาการเติมน้ำ


-2
-4
โดยปกติแล้วคีโตนมีค่าคงที่สำหรับปฏิกิริยาการเติมน้ำอยู่ในช่วง 10 –10 ส่วนอัลดีไฮด์จะมีค่า K
ใกล้ 1 แต่อัลดีไฮด์บางชนิดก็มีค่า K มากกว่านั้น ดังแสดง

อัลดีไฮด์และคีโตน 653










จะเห็นว่าเมื่อเปรียบเทียบ propanal กับ formaldehyde จำนวนหมู่อัลคิลของ propanal มี

มากกว่าส่งผลให้ค่า K มีค่าน้อยกว่า และหากเปรียบเทียบระหว่าง chloral กับ formaldehyde จะ
พบว่าค่า K ของ chloral มีค่ามากกว่า formaldehyde ทั้งที่มีหมู่อัลคิลมากกว่า formaldehyde ที่
ิ
ี
เป็นเช่นนี้เพราะ Cl อะตอมที่มีค่า EN สูงจะดึงอิเล็กตรอนผ่านผลของอนดักทฟทำให้คาร์บอนอะตอม
ของหมู่คาร์บอนิลขาดแคลนอิเล็กตรอนมาก จึงเกิดปฏิกิริยาการเติมน้ำได้ดี

ตัวอย่างที่ 11.9 | ปฏิกิริยาการเติมน้ำของอัลดีไฮด์คีโตน

์
โจทย จงลำดับค่าคงที่ของปฏิกิริยาการเติม (K) จากน้อยไปมากของสารต่อไปนี้ พร้อมทั้งเขียน
สารผลิตภัณฑ์ให้ถูกต้อง






วิธีคิด ค่าคงที่ของปฏิกิริยาการเติมน้ำ (K) เป็นค่าที่บอกว่า อัลดีไฮด์คีโตนนั้น สามารถทำ
ปฏิกิริยาการเติมน้ำและเกิดสารผลิตภัณฑ์ได้มากเพียงใด โดยหากจำนวนหมู่อัลคิลรอบ
ิ่
ึ้
คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอนิลเพมขน จะลดค่า K แต่หากมีอะตอมที่มีค่า EN สูงเกาะ
่
ที่อฟฟาคาร์บอนจะเพิ่มคา K
ั

ค่า K เพิ่มขึ้นจากบนลงล่าง

654 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



11.6.8 ปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์ลงในอลดีไฮด์คีโตน: การเกิดอะซีทัล
ั
(Addition of alcohol: Acetal formation)
อะซีทัล (acetal) เป็นสารอินทรีย์ที่มีหมู่ OR (อัลคอกซี่, alkoxy) สองหมู่เกาะที่
คาร์บอนอะตอมตัวเดียวกัน สามารถเตรียมได้จากการให้แอลกอฮอล์จำนวน 2 equivalents ทำ

ปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์คีโตนภายใต้สภาวะที่กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยาทั่วไปดังแสดง















ปฏิกิริยานี้จะแตกต่างจากปฏิกิริยาการเติมน้ำของอลดีไฮด์คีโตนเล็กน้อย ตรงที่ปฏิกิริยานี้จะมีการ
ั
สร้างพันธะ C–O ขึ้นมาใหม่จำนวน 2 พันธะ และกรดที่นิยมใช้ในการเร่งปฏิกิริยาการเตรียมอะซีทัล

คือ p-toluenesulfonic acid (TsOH) ตัวอย่างปฏิกิริยาดังแสดง




















กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์ลงในอัลดีไฮด์คีโตนเพื่อเตรียมอะซีทัล

แบ่งเป็น 2 ส่วนคือ ส่วนแรกเป็นการเกิดเป็น hemiacetal และส่วนที่สองคือการเปลี่ยน hemiacetal
เป็นอะซีทัล ดังแสดงในภาพที่ 11.19 ในส่วนแรกนั้น ขั้นแรก (step [1]) ออกซิเจนอะตอมของหมู่
คาร์บอนิลจะถูกเติมโปรตอนโดยกรด TsOH เพื่อให้คาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลมีความเป็นอิเล็กโทรฟ- ิ
ลิกมากขึ้น เหนี่ยวนำให้นิวคลีโอไฟล์เข้ามาชนทำปฏิกิริยา ในขั้นถัดมา (step [2]) ROH จะทำหน้าที่

เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนสร้างพันธะ C–O และมีการสลายพันธะไพน์ C=O หลังจากนั้นจะเกิดการขจัด
H ออก (step [3]) ก็จะได้สารผลิตภัณฑ์ประเภท hemiacetal เกิดขึ้น ในส่วนที่สอง ออกซิเจน
+
+
อะตอมของ hemiacetal จะถูกเติมโปรตอนโดยกรด TsOH เปลี่ยน –OH ให้เป็น –OH2 (step [4])
จากนั้นอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวบนออกซิเจนอะตอมของ OR จะเคลื่อนลงมาสร้างพันธะไพน์ พร้อมขจัด

H2O ออกเป็น leaving group (step [5]) จากนั้น ROH จะทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข้าชนสร้าง

อัลดีไฮด์และคีโตน 655


ั
พันธะ C–O และมีการสลายพนธะไพน์ C=O (step [6]) และเกิดการขจัดโปรตอนออก (step [7]) ได้
สารผลิตภัณฑ์เป็นอะซีทัล


Mechanism 11.19 | กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์ลงในอัลดีไฮด์คีโตน
Part [1] การเกิด hemiacetal
















Part [2] การเกิดอะซีทัล














ภาพที่ 11.19 กลไกการเกิดปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์ลงในอัลดีไฮด์คีโตน
ปรับปรุงจาก: Smith, J. (2010). Organic Chemistry. McGraw-Hill Education.


11.6.8A ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของอะซีทัล

(Hydrolysis of acetals)
อะซีทัลสามารถเกิดปฏิกิริยาย้อนกลับไปเป็น หมู่คาร์บอนิลกับน้ำได้ หาก
นำอะซีทัลมาทำปฏิกิริยากับน้ำในปริมาณมาก ๆ โดยใช้กรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จะเกิดปฏิกิริยา

ย้อนกลับ ซึ่งปฏิกิริยาย้อนกลับนี้จะเรียกว่า ไฮโดรไลซิสของอะซีทัล (Hydrolysis of acetal) ตัวอย่าง
ปฏิกิริยาดังแสดง

656 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



สาเหตุที่ต้องใส่น้ำในปริมาณมากเกินพอในปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของอะซีทัล เนื่องจากปฏิกิริยานี้จะอยู่
ในสมดุล การที่ใส่น้ำในปริมาณมากจะทำให้สมดุลปรับตัวเลื่อนไปทางขวามือ กลไกการเกิดปฏิกิริยา
ไฮโดรไลซิสของอะซีทัล (ปฏิกิริยาย้อนกลับของปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์ลงในอัลดีไฮด์คีโตน) จะ
กล่าวในตัวอย่างที่ 11.10


ตัวอย่างที่ 11.10 | ปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสของอะซีทัล

โจทย จงเขียนกลไกการเกิดปฏิกิริยาจากปฏิกิริยาต่อไปนี้
์






วิธีคิด กลไกการเกิดปฏิกิริยานี้จะแบ่งเป็นสองส่วน ส่วนแรกจะเป็นขั้นตอนการเปลี่ยนอะซีทัลให้
เป็น hemiaetal ดังแสดง












ส่วนที่สองจะเป็นการเปลี่ยน hemiacetal เป็นคีโตน ดังแสดง















11.6.8B การใช้อะซีทัลเป็นหมู่ปกป้อง
(Uses of acetals as protecting groups)
หากใช้ ethylene glycol จำนวน 1 equivalent แทนแอลกอฮอล์ 2

equivalents ทำปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์คีโตน ภายใต้สภาวะที่มีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จะได้อะซีทัลที่
เป็นวง (cyclic acetal) เป็นสารผลิตภัณฑ์ ดังแสดง

อัลดีไฮด์และคีโตน 657













และเมื่ออยากให้อะซีทัลที่เป็นวงนี้ กลับมาเป็นคีโตนดังเดิม สามารถนำทำปฏิกิริยาไฮโดรไลซิสโดยใช้
กรดแก่เป็นตังเร่งปฏิกิริยา (อะซีทัลจะเสถียรมากภายใต้สภาวะเบส จึงไม่สามารถเกิดไฮโดรไลซิสโดย

ใช้เบสได้) จะได้คีโตนกลับมา ด้วยคุณสมบัติที่สามารถเติมอะซีทัลเข้าและนำออกได้อย่างง่ายดายนี้
จึงนิยมใช้ ethylene glycol เป็นหมู่ปกป้อง (protecting group)
ตัวอย่างหนึ่งที่ใช้อะซีทัลเป็นหมู่ปกป้องในการทำปฏิกิริยา เช่น ต้องการใช้
กรินยาร์ดรีเอเจนต์ทำปฏิกิริยากับเอสเทอร์ให้กลายเป็นแอลกอฮอล์ แต่ในสารตั้งต้นเอสเทอร์นั้นมีหมู่

คาร์บอนิลอยู่ด้วย ดังแสดง







ผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องการ








ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ



หากสารตั้งต้นมีทั้งเอสเทอร์และหมู่คาร์บอนิลอยู่ในโมเลกุล กรินยาร์ดจะเข้าชนทั้งเอสเทอร์และหมู่
คาร์บอนิลของคีโตน ทำให้ไม่ได้สารผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ วิธีแก้ไขทำได้โดยนำสารตั้งต้นนั้นมาทำ

ปฏิกิริยาการเติมกับ ethylene glycol ก่อน เพื่อปกป้องหมู่คาร์บอนิลของคีโตน (อะซีทัลจะไม่เกิดใน
หมู่คาร์บอนิลของเอสเทอร์) แล้วจึงให้ทำปฏิกิริยากับกรินยาร์ดรีเอเจนต์ ซึ่งหมู่อะซีทัลที่ถูกปกป้องไว้
จะไม่โดยกรินยาร์ดเข้าทำปฏิกิริยา ดังแสดง










จากนั้นทำการเติมกรดเพื่อขจัดหมู่ปกป้องออก เพื่อเปลี่ยนอะซีทัลให้กลายเป็นคีโตน ดังแสดง

658 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)













ตัวอย่างการใช้อะซีทัลเป็นหมู่ปกป้องในการสังเคราะห์สาร ดังแสดงในตัวอย่างที่ 11.11

ตัวอย่างที่ 11.11 | การใช้อะซีทัลเป็นหมู่ปกป้อง

์
โจทย จงเสนอแผนการสังเคราะห์จากปฏิกิริยาต่อไปนี้








วิธีคิด หากต้องการเปลี่ยนเอสเทอร์ให้เป็นแอลกอฮอล์เราสามารถใช้ตัวรีดิวซ์ที่แรงอย่าง LiAlH4
ทำปฏิกิริยาตรงหมู่เอสเทอร์ได้ แต่ต้องใส่หมู่ปกป้องที่หมู่คาร์บอนิลของคีโตนเสียก่อน มิ
เช่นนั้น LiAlH4 อาจจะรีดิวซ์คีโตนด้วย ดังนั้นแผนการสังเคราะห์จะเป็น

อัลดีไฮด์และคีโตน 659


11.6.9 ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลดีไฮด์
อัลดีไฮด์มีคุณสมบัติที่ถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายซึ่งตางจากคีโตน อัลดีไฮด์สามารถถูก
ออกซิไดซ์ได้จากตัวออกซิไดซ์ทั่ว ๆ ไป อาทิ Na2Cr2O7, KMnO4, NaClO4 เป็นต้น เนื่องด้วยความง่าย
ั
๊
ิ
ต่อการถูกออกซไดซ์ของอัลดีไฮด์ ถ้าอัลดีไฮด์สัมผัสกับแกสออกซิเจนในอากาศเป็นเวลานาน อลดีไฮด์
นั้นจะค่อย ๆ ถูกออกซิไดซ์ไปเป็นกรดคาร์บอกซิลิก










ด้วยคุณสมบัติของอัลดีไฮด์นี้เองที่สามารถใช้ตัวออกซิไดซ์แบบอ่อน ๆ เช่น Ag2O ในการทำปฏิกิริยา
ได้ โดยตัวออกซิไดซ์แบบอ่อนนี้จะไม่ไปทำปฏิกิริยารบกวนหมู่ฟังก์ชันอื่น ๆ ดังตัวอย่างปฏิกิริยา
ด้านล่างจะเห็นว่าสารที่มีทั้งอัลดีไฮด์และอัลคีนอยู่ในโมเลกุลเดียวกันมีเฉพาะแค่อัลดีไฮด์ที่ถูก
ิ
ออกซิไดซ์แต่อัลคีนจะไม่ถูกออกซไดซ์












การใช้ซิลเวอร์ไอออนทำปฏิกิริยาออกซิเดชันอัลดีไฮด์จะให้ตะกอนสีเงินมันวาวเกิดขึ้นเป็น
by-product จากตะกอนสีเงินนี้เองจึงมักนิยมใช้ซิลเวอร์ไอออนในการทดสอบอัลดีไฮด์ใน
ี
ห้องปฏิบัติการ การทดสอบนี้เรียกว่า การทดสอบของ Tollens (Tollens test) หรืออกชื่อหนึ่งคือ
silver-mirror test การทดสอบนี้เตรียมได้โดยใส่สารละลายผสมของซิลเวอร์-

แอมโมเนีย หรือรู้จักกันในนาม Tollens รีเอเจนต์ ลงไปในหลอดทดลองที่
บรรจุสารตัวอย่างที่ไม่ทราบหมู่ฟังกชัน ถ้าในสารตัวอย่างนั้นเป็นอัลดีไฮด์ อัลดี
์
ไฮด์จะรีดิวซ์ Ag ไปเป็นโลหะ Ag ในรูปแบบของกระจกเงินเคลือบอยู่ที่หลอด
+
ทดลอง (ภาพที่ 11.20) แต่สารชนิดอื่น ๆ ไฮโดรคาร์บอน อีเธอร์ คีโตน ฯลฯ จะ การทดสอบของ Tollens
ดูวีดีโอได้ที่นี่
ไม่ทำปฏิกิริยากับ Tollens รีเอเจนต์

660 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)







Tollens รีเอเจนต์












อัลดีไฮด์


ภาพที่ 11.20 การทดสอบของ Tollens และลักษณะสีกระจกเงินเคลือบที่หลอดทดลอง

❑ Tollens รีเอเจนต์ ใช้ทดสอบสารตัวอย่างเป็นอัลดีไฮด์หรือไม่ ถ้าเป็นอัลดีไฮด์จะให้ตะกอน
สีเงินมันวาว


Tollens รีเอเจนต์จะต้องเตรียมแล้วใช้ทันทีจึงจะเกิดปฏิกิริยา ส่วนผสมของ Tollens รีเอ
เจนต์ประกอบด้วย AgNO3 NaOH และ NH4OH โดยนำสารละลายเบส NaOH หยดใส่สารละลาย
AgNO3 จะมีตะกอนสีดำของ Ag2O เกิดขึ้นจากนั้น ค่อย ๆ หยดสารละลาย NH4OH จนสารละลาย

กลับมาใสอีกครั้งจะได้ Tollens รีเอเจนต์ [Ag(NH3)2OH] ปฏิกิริยาการเตรียม Tollens รีเอเจนต์ ดัง
แสดง











ปฏิกิริยาการทดสอบของ Tollens นี้ มักใช้เพื่อการทดสอบสารอัลดีไฮด์แต่ไม่นิยมนำมา
สังเคราะห์สารในห้องปฏิบัติการ ตัวอย่างของปฏิกิริยานี้จึงมีจำกัด



11.7 สรุปสาระสำคัญประจำบท


• อัลดีไฮด์คีโตน
2
o อัลดีไฮด์และคีโตนมีหมู่คาร์บอนิล ที่ C อะตอมมีไฮบริดไดเซชันแบบ sp รูปร่าง
โมเลกุลเป็นสามเหลี่ยมแบนราบ

o อัลดีไฮด์ว่องไวในการเกิดปฏิกิริยากับนิวคลีโอไฟล์มากกว่าคีโตน เพราะมีหมู่อัลคิล
เพียงหนึ่งหมู่ช่วยเพิ่มความเสถียรให้หมู่คาร์บอนิล แต่คีโตนมี 2 หมู่

อัลดีไฮด์และคีโตน 661



o อัลดีไฮด์และคีโตนจัดเป็นโมเลกุลมีขั้ว แรงระหว่างโมเลกุลเป็น แรง dipole-dipole


ั
• ปฏิกิริยาการเตรียมอลดีไฮด์คีโตน
ปฏิกิริยาที่สรุปในหัวข้อนี้จะเป็นปฏิกิริยาใหม่ที่ไม่ได้กล่าวถึงในบทเรียนก่อน หาก
ี
ต้องการดูปฏิกิริยาอย่างละเอยดสามารถดูได้จากตารางที่ 11.1 และ 11.2

[1] ปฏิกิริยารีดักชันของแอซิดคลอไรด์และเอสเทอร์


















[2] การเตรียมอลดีไฮด์จากไนไทรล์
ั








[3] การเตรียมคีโตนจากแอซิดคลอไรด์









[4] การเตรียมคีโตนจากไนไทรล์

662 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



• ปฏิกิริยาของอัลดีไฮด์คีโตน



[1] ปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์ด้วยกรินยาร์ดรีเอเจนต์












-
[2] ปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์โดยใช้ไฮไดรด์ (H) เป็นนิวคลีโอไฟล์










[3] ปฏิกิริยาการเติมไซยาไนด์: ไซยาโนไฮดริน









-
o CN เป็นนิวคลีโอไฟล์ในปฏิกิริยานี้
o หมู่ CN ในไซยาโนไฮดรินสามารถเปลี่ยนเป็น COOH ได้โดยใช้กรดหรือเบส

เร่งปฏิกิริยา

[4] ปฏิกิริยาวิทติก










o ปฏิกิริยาเสมือนสลับพันธะคู่ระหว่างสารประกอบคาร์บอนิลและ
ฟอสฟอรัสอิลลิด

o ปฏิกิริยานี้มักมี by-product เป็น O=PPh3
o เกิดผลิตภัณฑ์ทั้ง E และ Z

อัลดีไฮด์และคีโตน 663


[5] ปฏิกิริยาการเตรียมอิมีน











o เกิดผ่านสารตัวกลาง carbinolamine แล้วเกิดการขจัดน้ำได้อิมีน
o ปฏิกิริยาจะเกิดได้ดีใน pH ช่วง 4–5

[6] ปฏิกิริยาการเตรียมอีนามีน











o เกิดผ่านสารตัวกลาง carbinolamine แล้วเกิดการขจัดน้ำได้อีนามีน
o ปฏิกิริยาจะเกิดได้ดีใน pH ช่วง 4–5


[7] ปฏิกิริยาการเติมน้ำลงในอัลดีไฮด์คีโตน











o ปฏิกิริยาสามารถผันกลับได้ และเกิดได้ดีกับอัลดีไฮด์ และอัลดีไฮด์ที่มี
อะตอม EN สูงเกาะที่อัลฟาคาร์บอน

o ปฏิกิริยาถูกเร่งโดยกรด

[8] ปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์ลงในอัลดีไฮด์คีโตน

664 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



o ปฏิกิริยาสามารถผันกลับได้และอยู่ในสมดุล หากต้องการให้เกิดผลิตภัณฑ์
มากต้องพยายามขจัดน้ำออกจากปฏิกิริยาเพื่อให้สมดุลเลื่อนทางขวา
o ปฏิกิริยาถูกเร่งโดยกรด กรดที่นิยมใช้ คือ TsOH
o นิยมใช้อะซีทัลเป็นหมู่ปกป้อง หมู่ปกป้องที่นิยมใช้คือ ethylene glycol


[8] ปฏิกิริยาออกซิเดชันของอัลดีไฮด์










o อัลดีไฮด์จะทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ของ Tollen ให้ตะกอนสีเงิน

o นิยมใช้ทดสอบอัลดีไฮด์ ไม่นิยมใช้ทำปฏิกิริยา

อัลดีไฮด์และคีโตน 665


แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 11
อัลดีไฮด์และคีโตน




1) จงทำนายสารผลิตภัณฑ์หลัก ในแต่ละปฏิกิริยาต่อไปนี้
















































2) จงทำนายสารผลิตภัณฑ์ เมื่อ cyclohexanone ทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์ต่อไปนี้

+
(a) CH3NH2, H + (b) excess CH3OH, H
(c) NH3 ตามด้วยกรด (d) ethylene glycol และ p-toluenesulfonic acid
+
(e) NaBH4, CH3OH (f) PhMgBr ตามด้วย H3O
(g) Tollens reagent (h) sodium acetylide, then mild H3O
+
(i) LiAlH4 ตามด้วยน้ำ (j) Ph3P=CH2

666 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



3) จงทำนายรีเอเจนต์ที่ใช้ในการเปลี่ยน (CH3)2CHCH2COCl ไปเป็นสารผลิตภัณฑ์ที่แสดง
ด้านล่างนี้





4) จงทำนายสารตั้งต้นในปฏิกิริยาวิทติกของสารผลิตภัณฑ์ต่อไปนี้
(a) (CH3)2C═CHCH2CH3 (b) CH3CH2CH═CHCH2CH3
(c) C6H5CH═CHCH3

5) จงเขียนสารผลิตภัณฑ์ของแต่ละปฏิกิริยาวิทติกที่แสดงดังต่อไปนี้ พร้อมทั้งเขยนสเตอริโอของ
ี
สารผลิตภัณฑ ์












6) จงแสดงวิธีการสังเคราะห์จากสารตั้งต้นที่กำหนดให้ ให้ไปเป็นสารผลิตภัณฑ์ในแต่ละข้อ




















7) จงเติมสารที่เหมาะสมลงในช่องสี่เหลี่ยมในแต่ละข้อต่อไปนี้ ให้ถูกต้อง

อัลดีไฮด์และคีโตน 667















































8) จงลำดับค่าคงที่ของปฏิกิริยาการเติมน้ำของสารที่แสดงด้านล่างนี้ พร้อมทั้งเขียนสาร
ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาการเติมน้ำในสภาวะที่มีกรดเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา









9) จงเขียนกลไกการเกิดปฏิกิริยาของปฏิกิริยาในแต่ละข้อ

668 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)

















10) จงทำนายสารผลิตภัณฑ์ เมื่อ cyclohexanecarbaldehyde ทำปฏิกิริยากับรีเอเจนต์
ดังต่อไปนี้












+
(a) PhMgBr, then H3O (b) Tollens reagent
(c) H2N-NH2, then KOH, heat (d) excess ethanol and acid

(e) NaBH4



การบ้านออนไลน์ประจำบทที่ 11 อัลดีไฮด์และคีโตน


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













การบ้านออนไลน์

สแกนตรงนี้

อัลดีไฮด์และคีโตน 669


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. (2010). Imines and Enamines. Retrieved May 8, 2019, from https://www.
masterorganicchemistry.com/2010/05/24/imines-and-enamines/

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/

Bennett, J., Meldi, K., & Kimmell, C. (2006). Synthesis and Analysis of a Versatile Imine
for the Undergraduate Organic Chemistry Laboratory. Journal of Chemical
Education, 83(8), 1221.

Brown, H. C., & Rao, B. C. S. (1958). A New Aldehyde Synthesis—The Reducti[UNK]on
of Acid Chlorides by Lithium Tri-t-butoxyaluminohydride1. Journal of the
American Chemical Society, 80(20), 5377–5380.

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

Ducry, L., & Roberge, D. M. (2008). Dibal-H Reduction of Methyl Butyrate into
Butyraldehyde using Microreactors. Organic Process Research & Development,
12(2), 163–167.

Farmer, S., & Reusch, W. (2015). Hydration of Ketones and Aldehydes. Retrieved May 8,
2019, from https://chem.libretexts.org/@go/page/23977

Klein, D. R. (2016). Organic Chemistry As a Second Language: Second Semester Topics,
4th Edition. Wiley.

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

670 เคมีอินทรีย์ (Org. Chem.)



Education, 11(15), 8088–8099.
Smith, J. (2010). Organic Chemistry. McGraw-Hill Education.

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

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

Woodward, R. B., Pachter, I. J., & Scheinbaum, M. L. (1974). 2,2-(Trimethylenedithio)
cyclohexanone. Org. Synth., 54, 39.

บทที่ 12
กรดคาร์บอกซิลิก




12.1 บทนำ

กรดคาร์บอกซิลิกเป็นสารอนทรีย์ที่มีหมู่ฟงกชันเป็น COOH ซึ่งมีชื่อเรียกว่าหมู่ คาร์บอกซิล
ิ
์
ั
(carboxyl) จากชื่อหมู่ carboxyl จะเห็นว่าเกิดการรวมตัวกันของสองหมู่ฟังก์ชันคือ คาร์บอนิล
(carbonyl) และไฮดรอกซิล (hydroxyl) โครงสร้างของกรดคาร์บอกซิลิกทั้งแบบเต็มและแบบย่อ
เขียนได้ดังแสดง













2
คาร์บอนอะตอมของหมู่คาร์บอกซิลมีไฮบริดไดเซชันแบบ sp จึงมีรูปร่างโมเลกุลเป็นสามเหลี่ยมแบน
ราบ มุมพันธะประมาณ 120˚ พันธะ C=O จะสั้นกว่าพันธะ C–O ดังแสดง
O 136 pm
121 pm
C
O
C
119˚


เนื่องด้วยคาร์บอนอะตอมอยู่ติดกับออกซิเจนอะตอมที่มีค่า EN สูง นั่นคือออกซิเจนอะตอมถึง 2
อะตอม จึงดึงอิเล็กตรอนจากคาร์บอนทำให้คาร์บอนโพลาร์ไรซ์ขั้วบวก และออกซิเจนทั้งสองอะตอม
โพลาร์ไรซ์ขั้วลบ แต่ออกซิเจนอะตอมที่ติดกับพันธะคู่จะมีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนมากกว่า
เพราะอิเล็กตรอนในพันธะไพน์สามารถเคลื่อนไปที่ออกซิเจนอะตอมได้ ภาพที่ 12.1 แสดงความ

หนาแน่นของอิเล็กตรอนที่อยู่ที่ออกซิเจนอะตอมทั้งสอง (สีแดงแสดงถึงอิเล็กตรอนหนาแน่น)
คาร์บอนและไฮโดรเจนอะตอมจะขาดแคลนอิเล็กตรอน











ภาพที่ 12.1 โครงสร้างเรโซแนนซ์และความหนาแน่นของอเล็กตรอนของกรดอะซีติก
ิ

672 กรดคาร์บอกซิลิก


12.2 สมบัติทางกายภาพของกรดคาร์บอกซิลิก
เนื่องด้วยหมู่คาร์บอกซิลในกรดคาร์บอกซิลิกมีพันธะ O–H ซึ่งจะเห็นว่าไฮโดรเจนอะตอม
ิ
เกาะกับอะตอมที่มีค่า EN สูง อย่างออกซเจนอะตอม ทำให้สามารถเกิดแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุล
ที่แข็งแรงที่สุดอย่าง พันธะไฮโดรเจน ได้ ดังแสดง


แรงระหว่างโมเลกุลของ
กรดคาร์บอกซิลิก มี
1) พันธะไฮโดรเจน
2) แรง dipole-dipole
3) แรงลอนดอน

พันธะไฮโดรเจน

ด้วยเหตุนี้กรดคาร์บอกซิลิกจึงมีจุดเดือดจุดหลอมเหลวสูงที่สุด เมื่อเทียบกับสารประกอบคาร์บอนิล
แอลกอฮอล์ และอัลเคน ในกรณีที่สารมีมวลโมเลกุลเท่ากัน ตัวอย่างดังแสดง


อัลเคน อัลดีไฮด ์ แอลกอฮอล์ กรดคาร์บอกซิลิก


มวลโมเลกุล = 58 มวลโมเลกุล = 58 มวลโมเลกุล = 60 มวลโมเลกุล = 60
แรงลอนดอน แรง dipole-dipole พันธะไฮโดรเจน 2 x พันธะไฮโดรเจน

bp = 0 ˚C แรงลอนดอน แรง dipole-dipole แรง dipole-dipole
แรงลอนดอน
แรงลอนดอน
bp = 48 ˚C
bp = 97 ˚C bp = 118 ˚C

ความแข็งแรงของแรงระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น
จุดเดือดเพิ่มขึ้น



จากตัวอย่างที่แสดงด้านบน เป็นที่ทราบกันดีว่าหากโมเลกุลใดมีแรงระหว่างโมเลกุลเป็นพันธะ
ไฮโดรเจน จุดเดือดของสารนั้นจะสูงมาก แต่ในกรณีของ propan-1-ol (แอลกอฮอล์) และกรดอะซี-

ติก (กรดคาร์บอกซิลิก) มีชนิดของแรงระหว่างโมเลกุลเหมือนกัน มวลโมเลกุลเท่ากัน แต่เหตุใดจุด
เดือดของอะซีติกจึงสูงกว่า propan-1-ol การที่จะตอบคำถามนี้ได้ ต้องสังเกตให้ดีว่าสารพวกกรด
คาร์บอกซิลิกจะมีตำแหน่งของพันธะไฮโดรเจนถึง 2 ตำแหน่งในหนึ่งโมเลกุล แต่แอลกอฮอล์มีจุดที่
เกิดพันธะไฮโดรเจนเพียงตำแหน่งเดียวในหนึ่งโมเลกุล (ภาพที่ 12.2) ดังนั้น ในการให้ความร้อน

เพื่อให้ถึงจุดเดือดของกรดอะซีติกต้องทำลายพันธะไฮโดรเจนถึงสองพันธะ แต่แอลกอฮอล์ทำลาย
พันธะไฮโดรเจนเพียงตำแหน่งเดียว กรดอะซีติกจึงมีจุดเดือดสูงกว่าแอลกอฮอล์