แอลกอฮอล์...
TRANSCRIPT
05/02/59
1
แอลกอฮอล แอลกอฮอล ((Alcohols)Alcohols)
โครงการจดต �งภาควชาเคม
คณะศลปศาสตรและวทยาศาสตร
มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน
01403221-58
แอลกอฮอลเปนสารประกอบท�มหม แอลกอฮอลเปนสารประกอบท�มหม hydroxyl (OH) hydroxyl (OH) เปนเปนหมฟงกชนหมฟงกชน
สตรท�วไปสตรท�วไป:: RROHOH
ประเภทของแอลกอฮอลประเภทของแอลกอฮอลแบงตามจานวนหม แบงตามจานวนหม OHOH
11. . Monohydric alcohol Monohydric alcohol มหม มหม --OH OH 1 1 หมหม
CHCH 33OHOH CHCH33CHCH22OHOH OHOH
22. . DihydricDihydric alcohol alcohol มหม มหม --OHOH 2 2 หมหมCHCH 22 CHCH 22OHOH OHOH
05/02/59
2
33. . TrihydricTrihydric alcohol alcohol มหม มหม --OHOH 3 3 หมหม
CHCH 22 CHCH OHOH OHOH
CHCH 22OHOH
44. . Polyhydric alcohol Polyhydric alcohol มหม มหม --OHOH มากกวามากกวา 3 3 หมหมCHO
OHHHHOOHHOHH
CH2OH
สาหรบ สาหรบ Monohydric alcohol Monohydric alcohol แบงเปน แบงเปน 33 ชนดชนด11. primary alcohol (. primary alcohol (11))
CCHH 2 2 OHOHRR
22. secondary alcohol (. secondary alcohol (22))
CCHH OHOHRRRR
33. tertiary alcohol (. tertiary alcohol (33))
CC OHOHRRRR
RR
CHCH 2 2 OHOHCHCH 33 CHCH 2 2 CCHH 2 2
CHCH 2 2
OHOHCHCH 33 CCHH CHCH 33
CHCH 3 3
OHOHCHCH 33 CCCHCH 3 3
05/02/59
3
แอลกอฮอล คอ แอลกอฮอล คอ สารประกอบซ�ง อะตอมคารบอนในหม สารประกอบซ�ง อะตอมคารบอนในหม alkyl alkyl ท�ตอกบหม ท�ตอกบหม hydroxyl hydroxyl มโครงสรางอเลกทรอนกสเปนมโครงสรางอเลกทรอนกสเปนแบบ แบบ spsp33 hybridizationhybridization
ดงน �น สารประกอบท� หม ดงน �น สารประกอบท� หม hydroxylhydroxyl ท�ตอกบวงแอโรมาตก ท�ตอกบวงแอโรมาตก หรอ พนธะค ไมถอวาเปนแอลกอฮอลหรอ พนธะค ไมถอวาเปนแอลกอฮอล
OHOH
OHOHCC CC
OHOHCC CC
OHOHphenolphenol enolenol
OHOHCHCH 2 2 OHOHCHCH 22 CHCH CHCH 22benzyl alcoholbenzyl alcohol
((phenylmethanolphenylmethanol))allylallyl alcoholalcohol
((22--propenpropen--11--ol)ol)
การเรยกช�อ
แบบสามญ
เรยกหม alkyl กอน ลงทายดวย alcohol
CH 3OH = methyl alcohol
CH 3 OHCH 2 = ethyl alcohol
= n-butyl alcoholCH 3 OHCH 2CH 2CH 2CH 3 OHCH CH 2
CH 3
= isobutyl alcohol
05/02/59
4
CH 3 OHCH CH 2CH 3
CH 3OHCH CH 2 CH 3=
= sec-butyl alcohol
CH 3
OHCH 3 CCH 3
= tert-butyl alcohol
ช�อแบบ IUPAC1. เลอกโซหลกท�ยาวท�สด และมหม OH เกาะอย
แลวเรยกเหมอน alkane ท�ม C เทากนและเปล�ยน ______e เปน –ol
CH 4 CH 3OHmethane methanol
butane
hexanecyclohexane
butanolhexanol
cyclohexanol
การเรยกช�อ
05/02/59
5
2. ระบตาแหนง C ท�มหม -OH เกาะอยเปนตวเลขนอยท�สด
CH 3 OHCH 2CH 2123
= 1-propanol (propanol)
CH 3OHCH CH 2 CH 3
1234= 2-butanol
CH 3OHCH CH 2 CH 3CH 2CH = 2-hexanol
3. ระบตาแหนง C ท�มหมแทนท�อ�นเกาะ และเรยกช�อหมแทนท�เรยงตามตวอกษร ภาษาองกฤษ
CH 3OHCH CH 2Br
CH 3OHCH CH CH3
CH 3
CH OHCH CH 3
CH 3
= 1-bromo-2- propanol
= 3-methyl-2- butanol
= 3-phenyl-2- butanol
05/02/59
6
4. ถามหม -OH 2 หม อานช�อแบบ alkane แลวเตมdiol ตอทาย
ถามหม -OH 3 หม อานช�อแบบ alkane แลวเตมtriol ตอทาย
CH 2 CH 2OH OH
= 1,2-ethanediol
CH 2 CH 2OH OH
CH 2 CH 2 = 1,4-butanediol (ethylene glycol)
CH 2
OH OHCH CH 2OH
= 1,2,3-propanetriol (glycerol)
5. ถามพนธะคอยดวย อานช�อแบบ alkene แตตด –e ออกตอดวยตาแหนงของหม -OH และลง ทายดวย – ol
CH 2 OHCH CH 2= 2-propene-1-ol
(allyl alcohol)
CH OH
CH CH CH 3CH 31
123
2345
= 3-penten-2-ol
OHCH CH 2CH 2CH 3 CH
OH
=
=
2-penten-1-ol
2-cyclohexen-1-ol
05/02/59
7
สมบตทางกายภาพสมบตทางกายภาพ
แอลกอฮอล เปนโมเลกลมข �ว หม แอลกอฮอล เปนโมเลกลมข �ว หม --OH OH สรางพนธะสรางพนธะไฮโดรเจนไดไฮโดรเจนได
OO HH
RR
HH OO
RR
HH OO
RR
HH OO
RR ++
-- --
-- --
++ ++
++
จดเดอดจดเดอดจดเดอดจดเดอดMWMW bp, bp, CC
11--propanolpropanol 6060 9797
butanebutane 5858 --00..55
11--butanolbutanol 7474 117117
pentanepentane 7272 3636
สมบตทางกายภาพ สมบตทางกายภาพ ((ตอตอ))
alcohol alcohol มจดเดอดสงกวา มจดเดอดสงกวา alkanealkane ท�น �าหนกโมเลกลใกลเคยงกนท�น �าหนกโมเลกลใกลเคยงกน
alcohol alcohol มก�งมากมจดเดอดต�ากวา เม�อ มก�งมากมจดเดอดต�ากวา เม�อ alcoholalcohol มคารบอนเทากนมคารบอนเทากน
05/02/59
8
การละลายน �าการละลายน �าการละลายน �าการละลายน �า
ละลายน �าดกวา ละลายน �าดกวา alkanealkane
alcohol alcohol ท�มคารบอน ท�มคารบอน 11--33 อะตอม ละลายน �าดอะตอม ละลายน �าด
สมบตทางกายภาพ สมบตทางกายภาพ ((ตอตอ))
การละลายน �าลดลงเม�อจานวนอะตอม
คารบอนเพ�มข �น
ถามจานวนอะตอมคารบอนเทากน แบบโซก�ง
จะละลายน �าไดดกวาแบบโซตรง
ความเปนกรดความเปนกรด--เบสเบสความเปนกรดความเปนกรด--เบสเบส
alcohol alcohol เปนท �งกรดเปนท �งกรด--เบส เบส ((เปนสารประเภท เปนสารประเภท amphotericamphoteric))
RR OO HH •• •• •• •• + + HXHX RR OO HH •• ••
HH + + XX
RR OO HH •• •• •• •• + + RR OO + + HH22OO HH33OO
สมบตทางกายภาพ สมบตทางกายภาพ ((ตอตอ))
alcohol alcohol แสดงความเปนกรดแสดงความเปนกรด
alcohol alcohol แสดงความเปนเบสแสดงความเปนเบส
05/02/59
9
การเตรยมการเตรยมMethanolMethanol
เตรยมจากปฏกรยา เตรยมจากปฏกรยา reduction reduction ของ ของ COCO กบกบ HH22
COCO + + HH22400400CCZnOZnO
CHCH 33OHOH
EthanolEthanol
เชน การหมกกากน �าตาลดวยยสตเชน การหมกกากน �าตาลดวยยสต
นยมเตรยมโดยอาศยกระบวนการทางชวภาพนยมเตรยมโดยอาศยกระบวนการทางชวภาพ
11. . Hydrogenation of Hydrogenation of aldehydesaldehydes , , ketonesketones
CC RR OO
HH + + HH22Ni / PtNi / Pt
CCHH RR OOHH
HH
OOHH CC RR OO
RR + + HH22Ni / PtNi / Pt
CCHH RR RR
aldehydealdehyde
ketoneketone
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))
05/02/59
10
CC OO
HH + + HH22Ni / PtNi / Pt
CHCH 33 CCHH OOHH
HH CHCH 33
+ + HH22Ni / PtNi / Pt
CC OO
CHCH 33 CHCH 33 CCHH OOHH
CHCH 33 CHCH 33dimethyl ketonedimethyl ketone
acetaldehydeacetaldehyde ethanolethanol
22-- propanolpropanol
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))
ตวอยางตวอยาง::
22. . Reduction of carbonyl compoundReduction of carbonyl compound
CC OO
CC OHOH Reagent:
NaBH4 (sodium borohydride) หรอLiAlH4 (lithium aluminium hydride)
CC RR OO
HH NaBHNaBH44
oror LiAlHLiAlH44
RR CHCH 22 OHOH
CC RR OO
RR NaBHNaBH44
oror LiAlHLiAlH44
RR CHCH OHOH
RR
11 ROHROH
22 ROHROH
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))
05/02/59
11
CC OO
HH CHCH 33CHCH 22NaBNaBHH44
HH22OOOOHH CHCH 33CHCH 22CCHH 22
CC OO
CHCH 33LiAlLiAlHH44
HH22OOCCHH OOHH
CHCH 33
CC RR OO
OHOH NaBHNaBH44
or LiAlHor LiAlH44
RR CHCH 22 OHOH
CC RR OO
OROR NaBHNaBH44
or LiAlHor LiAlH44RR CHCH 22 OHOH OROR HH+ +
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))
ตวอยางตวอยาง::
BB3 3 HH HH + + CC RR OO
RR CC RR OO
RR HH
HH22OO
CC RR OHOH
RR HH
--
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))กลไกกลไก (Mechanism) (Mechanism) ::
05/02/59
12
33. . Reduction of Reduction of aldehydealdehyde หรอ หรอ ketoneketone ดวย ดวย Grignard Grignard reagentreagent
CC OO
CC OOHH
RMgXRMgX
HH22OO RR ++ MgMg22++ ++ XX--
กลไกกลไก:: CC OO ++ RR MgXMgX OO MgXMgXCC RR
CC RR
OHOH
HH22OO
++ MgMg22++++ XX--
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))
CC OO
CHCH 33 CHCH 33+ +
CHCH 33MgMgII
etherether
HH33OO++
CC OHOH
CHCH33 CHCH 33CHCH 33
++ MgMg22++++ II --
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))ตวอยางตวอยาง::
CC OO
HH CHCH 33
CHCH 22CHCH 33 MgBrMgBr+ +
etherether
HH33OO++
CC OHOH
HH CHCH 33CHCH 22CHCH 33
++BrBr--++MgMg22++
05/02/59
13
aldehydealdehyde + + RMgXRMgX 22alcoholalcohol
ketoneketone + + RMgXRMgX 33alcoholalcohol
ยกเวนยกเวน
HCOHHCOH + + RMgXRMgX 11alcoholalcohol
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))
ขอสงเกตขอสงเกต::
44. . Hydration of Hydration of alkenealkene
CHCH CHCH 22RR + + HH
22SOSO4 4 CHCH CHCH 33RR SOSO3 3 OO HH
HH22OO
CHCH CHCH 33RR OOHH
AcidAcid--catalyzed hydration of catalyzed hydration of alkenealkene
การเตมเปนไปตาม การเตมเปนไปตาม Markovnikov’sMarkovnikov’s rulerule
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))
05/02/59
14
CC CHCH 33
CHCH 33CHCH 22 HH22SOSO4 4 + + CC CHCH 33
CHCH 33CHCH 33
SOSO3 3 OO HHHH22OO
CC CHCH 33
CHCH 33CHCH 33
OHOH
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))
ตวอยาง:
55. . Hydrolysis of alkyl halideHydrolysis of alkyl halide
RXRX + + OHOH (or (or HH22O)O) + + RR OHOH XX -- หรอหรอ HXHX
Nucleophilic substitution (SN)
CHCH 22CHCH 33CHCH 22 ClCl OHOH+ + HH22OO CHCH 22CHCH 33CHCH 22 OHOH + + ClCl --
CHCH 22CHCH 33CHCH 22 ClCl NaOHNaOH+ + HH22OO + + CHCH 22 NaClNaCl CHCH 22CHCH 33CHCH 22 OHOHCHCH 22
การเตรยม การเตรยม ((ตอตอ))
ตวอยาง:
05/02/59
15
ปฏกรยาของแอลกอฮอลปฏกรยาของแอลกอฮอล
เกดการแตกพนธะ เกดการแตกพนธะ 22 แบบแบบ CC OHOH
COCO HH
เกดปฏกรยาแทนท�เกดปฏกรยาแทนท� --OH OH หรอ หรอ ––HH ถกแทนท�ถกแทนท�
เกดปฏกรยาขจดออกเกดปฏกรยาขจดออก --OH OH หรอ หรอ ––HH ถกขจด ถกขจด และสรางพนธะคและสรางพนธะค
11. . ปฏกรยากบโลหะปฏกรยากบโลหะ
RR OOHH + + MM RORO MM + + HH 22metal metal alkoxidealkoxide
เม�อ เม�อ MM อาจเปน อาจเปน Na, K, Mg Na, K, Mg หรอ หรอ AlAl
CHCH 33OHOH + + NaNa CHCH 33ONaONa + + HH 22sodium sodium methoxidemethoxide
CHCH 3 3
OHOHCHCH 33 CCCHCH 3 3
+ + KK
CHCH 3 3
OKOKCHCH 33 CCCHCH 3 3
HH 22+ +
potassium tpotassium t--butoxidebutoxide
½½
½½
½½
ตวอยางตวอยาง::
ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))
05/02/59
16
ความวองไวของ ความวองไวของ ROH : ROH : 11 22 33
22. . DDehydrationehydration
CC CCROHROH acidacidheatheat + + HH22OO
ความวองไวของ ความวองไวของ ROH : ROH : 33 22 11
HH 22OHOHCHCH 33 CHCHCHCH 3 3
+ + AlAl + + O)O)33(CH(CH 33 CHCHCHCH 3 3
AlAlaluminiumaluminium isopropoxideisopropoxide
½½
ตวอยางตวอยาง::
ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))
CH 3CH 2OH170C
295%H SO4 CH 2CH 2
CH 3
OHCH 3 CCH 3
85-90C220%H SO4 CH 2 CH 3 C
CH 3
CH 3OHCH CH 2 CH 3 100C
260%H SO4 CH CH CH 3 CH 3 +CH3CH2CH=CH2
ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))ตวอยางตวอยาง::
05/02/59
17
ในปฏกรยาอาจมการ rearrangement ของ C+ ใหมหมแทนท�เพ�มข �น เพ�อเพ�มความเสถยรของ C+
CH 3
CH 3 OHCH CH 2
CH 3CH 2
+ H
CCH 3
CH 3CH
CH 3 CCH 2
CH 3CH 2
+(chief product)
ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))
3. ปฏกรยากบ hydrogen halide
R OH + HX R X + H2O
CH 2CH 3CH 2 OHCH 2HBr CH 2CH 3CH 2 BrCH 2 H2O+
CH 2CH 3CH 2 OH HCl + ZnCl2 heat CH 2CH 3CH 2 Cl + H2O
CH 3
OHCH 3 CCH 3
conc. HClroom temp
CH 3
ClCH 3 CCH 3
+ H2O
ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))
ตวอยางตวอยาง::
05/02/59
18
4. Oxidation
R OH +
K MnO4
CrO3 carbonyl compound
Na 7 2 Cr2 O
ROH1 aldehyde หรอ carboxylic acid
ROH2 ketone
ROH3 ไมเกดปฏกรยา
ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))
R OHCH 2
C5 H 5N H + CrO3 Cl - C R O
H
C R O
OH K MnO4
C5 H 5N H + CrO3 Cl - = pyridinium chlorochromate
ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))
05/02/59
19
CH 3OHCH CH 2 CH 3CH 2
CrO3 CH 3 CCH 2 CH 3CH 2O
CH 2CH 3CH 2 OH C5 H 5N H + CrO3 Cl -
CCH 3CH 2 HO
CH 3 OHCH CH 2CH 3
CH 2 K MnO4
CH CH 3 OHCH CH 2
3
CO
ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))ตวอยาง:
5. Esterification
H O RO H + C R O
OH 2conc. H SO4
C R O
OR + 2
CH 3CH 2OH CH 3 OHC O
+ 2conc. H SO4
CH 3 OC
O CH 3CH 2
ความวองไวของ ROH : CH3OH 1 2 3
ปฏกรยาของแอลกอฮอล ปฏกรยาของแอลกอฮอล ((ตอตอ))
ตวอยาง: