Reaction organic สำหรับห้องหนึ่ง
- 1. ปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ ปฏิกิริยาเคมีของสารประกอบอินทรี ย ์ A+ B C+D เรี ยก A, B ว่า สารตั้งต้น (starting material) และ C, D ว่าสารผลิตภัณฑ์ (product)
- 2. ปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ • ในปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย ์ บางครั้งจะเรี ยกสารตั้งต้น ตัวหนึ่งว่า reactant หรื อsubstrate และเรี ยกสารที่เข้า ทาปฏิกิริยาว่า reagent • ส่ วนใหญ่ reagent มักเป็ นสารประกอบอนินทรี ยหรื อ ์ สารประกอบอินทรี ยโมเลกุลเล็ก ์ ๆ
- 3. ปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ • ในการเกิดปฏิกิริยาเคมีอินทรี ยจะมีการแตกพันธะซึ่ง ์ อาจเป็ น 1 พันธะหรื อมากกว่า และมีการสร้าง พันธะใหม่ 1 พันธะหรื อมากกว่า • ปฏิกิริยาอาจเกิดขั้นตอนเดียวหรื อหลายขั้นตอน • การแสดงรายละเอียดของขั้นตอนต่าง ๆ ของปฏิกิริยา ที่เกิดขึ้น เรี ยกว่า กลไกของปฏิกิริยา (reaction mechanism)
- 4. ปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ • การแตกพันธะของสารประกอบอินทรี ย ์ อาจเกิดได้ 2 แบบ – แบบโฮโมไลติก (homolytic cleavage) เป็ นการแตกพันธะ อย่างสมมาตร กล่าวคือ เมื่อแตกพันธะแต่ละอะตอมจะเอา อิเล็กตรอนไปอะตอมละ 1 อิเล็กตรอน – แบบเฮเทอโรไลติก (heterolytic cleavage) เป็ นการแตก พันธะที่อะตอมหนึ่งเอาอิเล็กตรอนไป 2 อิเล็กตรอน และอีก อะตอมหนึ่งไม่มีอิเล็กตรอนเลย ทาให้อะตอมหนึ่งมีประจุ บวก อีกอะตอมหนึ่งมีประจุลบ
- 5. ปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ • ปฏิกิริยาที่มีการแตกพันธะแบบโฮโมไลติก เรี ยกว่า ปฏิกิริยาแบบอนุภาคหรื ออนุมูลอิสระ (radical or free-radical reaction) C A C + A
- 6. ปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ • ปฏิกิริยาที่มีการแตกพันธะแบบเฮเทอโรไลติก เรี ยกว่า ปฏิกิริยาแบบไอออนิก (ionic reaction) heterolytic clevage + C A C + A carbanion heterolytic clevage C A C+ + A carbocation (carbonium ion)
- 7. สารมัธยันตร์ 1. คาร์โบเคตอิออน (carbocation) หรื อ คาร์โบเนียม อิออน (carbonium ion) ใช้ sp2 ไฮบริ ดออร์ บิตล ั p-orbital R C+ sp2 R sp2 R sp2 ่ มี 6 อิเล็กตรอนอยูในพันธะสามพันธะ
- 8. สารมัธยันตร์ เสถียรภาพของคาร์โบเคตอิออน (carbocation) C+ carbocations: R H H + R C+ > R C+ > R C+ > CH3 R R H 30 20 10 methyl cation
- 9. สารมัธยันตร์ 2. คาร์แบนอิออน (carbanion) เป็ นคาร์บอนที่มีประจุ ลบ มีอิเล็กตรอนวงนอก 8 อิเล็กตรอน คาร์แบนอิออน ใช้ sp3 ไฮบริ ดออร์ บิตลั C H H C Methyl carbanion H มี 6 อิเล็กตรอนอยูในพันธะสามพันธะและคู่อิเล็กตรอนที่ไม่ได้ใช้ร่วม ่
- 10. สารมัธยันตร์ เสถียรภาพของคาร์แบนอิออน จะตรงข้ามกับ คาร์โบแคตอิออน carbanions: C H H R CH3 > C R > C R > C R H R R methyl carbanion 10 20 30
- 11. สารมัธยันตร์ 3. เรดิคลอิสระ (free radical) เป็ นคาร์บอนที่มี ั อิเล็กตรอนเดี่ยว ไม่มีประจุ มีอิเล็กตรอนวงนอก 7 อิเล็กตรอน คาร์บอนที่เป็ นเรดิคลอิสระ ใช้ sp2 ั ไฮบริ ดออร์บิตลั R R R
- 12. สารมัธยันตร์ เสถียรภาพของเรดิคลอิสระ ั radicals: R3C > R2CH > RCH2 > CH3 30 20 10 methyl radical
- 13. สารมัธยันตร์ 4. คาร์บีน (carbene) เป็ นสารมัธยันตร์ของคาร์บอนที่ มีเพียง 2 พันธะ มีอิเล็กตรอนวงนอก 6 อิเล็กตรอน คาร์บีนมี 2 ชนิด R R C R R Singlet carbene Triplet carbene
- 14. คาร์ บีนคืออะตอมคาร์ บอนที่เป็ นกลาง มี 2 พันธะ และ 2 อิเล็กตรอน มี อยู่สองชนิดคือ • 1. แบบซิงเกลต(Singlet) C • 2. แบบทริปเพลต C
- 15. ประเภทของสารที่เข้ าทาปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 1. นิวคลีโอไฟล์ (nucleophile) 2. อิเล็กโตรไฟล์ (electrophile) 3. เรดิคลอิสระ (free radical) ั
- 16. นิวคลีโอไฟล์ (nucleophile) เป็ นโมเลกุลหรื อกลุ่มของอะตอมที่มีคู่อิเล็กตรอนที่ใช้ในการสร้าง พันธะกับสารหรื อหมู่ท่ีรับอิเล็กตรอนได้ กรณี โมเลกุลเป็ นกลาง เช่น H2O, ROH, NH3, RNH2 เป็ นต้น นิยมเขียนนิวคลีโอไฟล์แบบนี้ ว่า Nu : หากนิวคลีโอไฟล์มีประจุลบ (anion) ซึ่งนิยมเขียนแทนด้วย Nu- เช่น –OH,-OR, -CN, -Cl (ตัวให้อิเล็กตรอน ) คู่อิเล็กตรอนที่ไม่ได้ใช้รวม พันธะที่มีขว - มี ไพอิเล็กตรอน ่ ั้
- 17. อิเล็กโตรไฟล์ (electrophile) เป็ นโมเลกุลหรื ออะตอมที่สามารถรับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างพันธะใหม่ อิเล็กโตรไฟล์ที่เป็ นกลางจะเขียนแทนด้วย E เช่น AlCl3, BF3, SO3 ส่ วนอิเล็กโตรไฟล์ที่มีประจุ ซึ่งจะเป็ นบวก เช่น H+, H3O+, R+ (carbocation) มักเขียนแทนด้วย E+ Cl CH2 CH CH3 + HCl CH3 CH CH3 propene hydrogen chloride 2-chloropropane (ตัวรับอิเล็กตรอน ) พันธะที่มีขว +มีตาแหน่ งที่สามารถรบอิเล็กตรอน (กรด) ั้
- 18. . เรดิคัลอิสระ (free radical) รี เอเจนต์กลุ่มแรดิคลนี้ เป็ นหมู่ที่ไม่มีประจุ เนื่องจากเกิดการแตก ั ตัวอย่างเสมอภาค และจะเหนี่ยวนาให้เกิดปฏิกิริยาที่มีการแตก พันธะแบบเสมอภาคด้วยเช่นกัน Cl H CH3 Cl H + CH3 methane methyl radical Cl CH3 CH3 Cl chlorine radical methyl radical chloromethane
- 19. ประเภทของปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 1. ปฏิกิริยาการแทนที่ (Substitution reaction) 1.1 ปฏิกิริยาการแทนที่ดวยนิวคลีโอไฟล์ ้ Nu + R X Nu R + X นิวคลีโอไฟล์ สารตังต้น ้ สารผลิตภัณฑ์ อิออนทีหลุดออก ่ OH + CH3CH2 Cl CH3CH2OH + Cl นิวคลีโอไฟล์ สารตังต้น ้ สารผลิตภัณฑ์ อิออนที่ หลุดออก
- 20. ประเภทของปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 1. ปฏิกิริยาการแทนที่ (Substitution reaction) 1.2 ปฏิกิริยาการแทนที่ดวยอิเล็กโตรไฟล์ ้ H E + Lewis acid + + E + H H H2SO4 NO2 + HNO3 + H2O
- 21. ประเภทของปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 2. ปฏิกิริยาการเติม (Addition reaction) C C + A B C C A B CH2 CH2 + Cl2 CH2 CH2 Cl Cl CH3CH CH2 + Br2 CH3CH CH2 Br Br
- 22. ประเภทของปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 3. ปฏิกิริยาการขจัดออก (Elimination reaction) 3.1 ปฎิกิริยาการขจัดออกโดยนิวคลีโอไฟล์ X C C C C + X (HX) H Nu CH3CH2Br + OH CH2 CH2 + H2 O + Br (HBr)
- 23. ประเภทของปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 3.2 ปฏิกิริยาการขจัดออกโดยอิเล็กโตรไฟล์ H Lewis base C C C C + H2 O OH H2SO4 CH3 CH2 OH CH2 CH2 + H2 O ethanol ethene
- 24. ประเภทของปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 4. ปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Oxidation reaction) K2Cr2 O7 /H2SO4 CH3 CH OH CH3 C O CH3 CH3 OH K2Cr2 O7 O H + H
- 25. ประเภทของ ปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 5. ปฏิกิริยารี ดกชัน (Reduction reaction) ั O H LiAlH4 CH3CH2 C OH CH3CH2 C OH H H2/ Pd CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH2 CH2 CH3
- 26. ประเภทของ ปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 6. ปฏิกิริยาการเกิดพอลิเมอร์ (Polymerisation) Cl nCH2 CH Cl (CH2 CH) n vinyl chloride polyvinyl chloride nCH2 CH2 ( CH2 CH2 )n ethylene polyethylene
- 27. ประเภทของ ปฏิกิริยาเคมีอินทรี ย์ 7. ปฏิกิริยาการจัดตัวใหม่ (Rearrangement reaction) heat, catalyst CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH CH3 CH3 heat, catalyst CH3 CH2 CH CH2 CH3 C CH2 CH3