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: