อัลดีไฮ์ คีโตน

   
      
	
		ปฏิกิริยาเคมี 

		อัลดีไฮด์  และคีโทน  เป็นสารประพกอบที่ว่องไวต่อปฏิกิริยามาก  เกิดปฏิกิริยาได้หลายประเภท  
	คาร์บอนของหมู่คาร์บอนิลที่มีความเป็นบวกเล็กน้อย  จึงเกิดปฏิกิริยาการเติมนิวคลีโอไฟล์  ออกซิเจนของ
	หมู่คาร์บอนิลมีความเป็นลบเล็กน้อยจึงสามารถเกิดปฏิกิริยากับกรดโดยการเติมโปรตอน (PROTONATION)
 	ได้  ส่วนไฮโดรเจนที่ตำแหน่งอัลฟ่า  มีความเป็นกรดเล็กน้อย  ปฏิกิริยาเคมีของอัลดีไฮด์และคีโทนที่สำคัญมีดังนี้

		1.ปฏิกิริยาการเติมที่หมู่คาร์บอนิล
     	พันธะคู่ของคาร์บอนและออกซิเจนในหมู่คาร์บอนิลเป็นพันธะที่มีขั่ว  ดังนั้นรีเอเจนต์ที่เป็นอิเล็กโทรไฟล์จึงเข้าทำ
	ปฏิกิริยาที่ออกซิเจนในขณะที่นิวคลีโอไฟล์เข้าทำปฏิกิริยาที่คาร์บอน  ในปฏิกิริยาการเติมรีเอเจนต์ที่ไม่สมมาตร 
	ผลผลิตที่ได้จะเกิดจากการเกิดพันธะระหว่างออกซิเจนกับหมู่ที่เป็นบวก  และระหว่างคาร์บอนกับหมู่ที่เป็นลบ 
	ดังแสดงในแผนผังข้างนี้ซึ่งเป็นปฏิกิริยาการเติมรีอเเจนต์ต่างๆ  กลไกของปฏิกิริยาการเติมที่หมู่คาร์บอนิลนี้
	อาจเกิดได้  2 วิธี คือ
		ก. ปฏิกิริยาการเติมน้ำ
     	เมื่อสารประกอบคาร์บอนิลละลายน้ำ  โมเลกุลของน้ำจะเติมลงไปที่พันธะคู่ของหมู่คาร์บอนิล  เกิดไฮเดรตของ
	อัลดีไฮด์หรือคีโทนเรียกว่า  เจม-ไดออล  โดยทั่งไปไฮเดรตจะเสถียรเมื่อมีน้ำอยู่ในปริมาณมากเท่านั้น  และจะกลับ
	ไปเป็นสารประกอบคาร์บอนิลเมื่อทำการกลั่น  หรือเกิดปฏิกิริยาการขจัดน้ำ  นอกจากนี้เสถียรภาพของไฮเดรตยัง
	ขึ้นอยู่กับหมู่ที่ติดอยู่กับหมู่คาร์บอนิล  ฟอร์มาลดีไฮด์และอะซีทาลดีไฮด์ในน้ำจะเปลี่ยนไปเป็นไฮเดรตเกือบทั้งหมด
	ในขณะที่อะลเฟติกคีโทนเกิดไฮเดรตน้อย  ไฮเดรตที่เสถียรและเป็นที่รู้จักดีตัวหนึ่งคือ  คลอราลไฮเดรต  ซึ่งเป็น
	ของแข็ง  คลอราลไฮเดรตเป็นสารที่มีฤทธิ์ทำให้เกิดการมึนเมา  ใช้เป็นส่วนประกอบอย่างหนึ่งของยาเสพติดบางชนิด
		ข. ปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์
	เมื่ออัลดีไฮ  และคีโทนเกิดปฏิกิริยาการเติมแอลกอฮอล์  1 โมลจะได้  เฮมีอะซีทาล หรือ เฮมิคีทาล ตามลำดับ  เมื่อ
	มีกรดที่ปราศจากน้ำเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาจะอยู่ในสภาวะสมดุลอย่างรวดเร็ว  โดยทั่วไปแล้ว  เฮมิอะซีทาลและเฮมิคีทาล
	มักจะมีเสถียรภาพไม่สูงพอที่จะแยกออกมาจากปฏิกิริยาได้  อัลดีไฮด์หรือคีโทนที่มีหมู่ไฮดรอกซิลอยู่ในโมเลกุล  
	ก็สามารถเกิดเฮมิอะซีทาล  และเฮมิคีทาลที่เป็นวงได้  โดยการเกิดปฏิกิริยาภายในโมเลกุลระหว่างหมู่  -OH และ
	ปฏิกิริยานี้มีความสำคัญในเรื่องของโครงสร้างของมอนอแซกคาไรด์  ในกรณีที่ใช้แอลกอฮอล์ปริมาณมากเกินพอ 
	ทำปฏิกิริยากับอัลดีไฮด์ 	และคีโทน  เมื่อมีกรดเป็นตัวเร่ง  เฮมิอะซีทาลและเฮมิคีทาลที่เกิดขึ้นเป็นสาร
	มัธยันตร์  จะทำปฏิกิริยาต่อกับแอลกอฮอล์อีกหนึ่งโมล  ให้สารผลิตที่เสถียรคือ  อะซีทาล  และ คีทาล ตามลำดับ  
	อะซีทาล และคีทาลสามารถเกิดการแยกสลายด้วยน้ำในสารละลายกรดกลับไปเป็นสารประกอบคาร์บอนิลตามเดิม  
	แต่จะเสถียรในสารละลายเบส
		ค. ปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนไซยาไนด์
	ไฮโดรเจนไซยาไนด์เติมลงไปที่หมู่คาร์บอนิลให้ผลผลิตเป็นไซยาไนด์ไฮดริน  สารประกอบนี้มีหมู่ฟังก์ชัน  2 ชนิด 
	และเป็รสารมัธยันตร์ที่สำคัญในการสังเคราะห์กรดไฮดรอกซี  และกรดอะมิโน  เนื่องจากหมู่  -OH เกิดการแยกสลาย
	ด้วยน้ำให้กรดคาร์บอซินิกได้โดยง่าย
      		ง.  ปฏิกิริยาการเติมกรีญาร์รีเอเจนต์
	ปฏิกิริยานี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ วิธีทำให้สามารถสังเคราะห์แอลกอฮอล์ที่มีโครงสร้างซับซ้อน
	ได้โดยง่าย  แอลกอฮอล์ที่เตรียมได้นั้นมีทั้งชนิดปฐมภูมิ  ทุติยภูมิหรือตติยภูมิ  ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของสารประกอบ
	คาร์บอนิลและกรีญาร์รีเจนต์คู่ที่เตกต่างกันได้ซึ่งทำให้สามารถเลือกใช้สารตั้งต้นได้หลายชนิดตามความเหมาะสม	
      		จ.  ปฏิกิริยารีดักชั่น 
     	อัลดีไฮด์เกิดปฏิกิริยารีดักชั่นให้แอลกอฮอล์ปฐมภูมิ  ส่วนคีโทนจะถูกรีดิวซ์ให้แอลกอฮอล์ทุติยภูมิ  เมื่อมีโลหะไฮไดรด์ 
	หรือไฮโดรเจนและตัวเร่งเป็นตัวรีดิวซ์  โลหะไฮไดรด์จะเติมลงที่พันธะคู่ของหมู่คาร์บอนิล  จากนั้นจึงเกิดปฏิกิริยาการ
	แยกสลายด้วยน้ำ  ให้แอลกอฮอล์  โลหะไฮไดรด์ที่นิยมใช้ได้แก่  ลิเทียมอะลูมินัมไฮไดรด์  และ โซเดียมโบโรไฮไดรด์
	ในปฏิกิริยาการเติมไฮโดรเจนโดยมีตัวเร่งไฮโดรเจนจะเติมลงที่พันธะคู่ระหว่างคาร์บอนและพันธะคู่ของหมู่คาร์บอนิล 
	ส่วนโลหะไฮไดรด์จะเลือกเติมเฉพาะที่พันธะคู่ของหมู่คาร์บอนิลเท่านั้น ดังนั้นในปฏิกิริยาที่ต้องการรีดิวซ์เฉพาะหมู่
	คาร์บอนิลของอัลดีไฮด์  และคีโทน  ที่ไม่อิ่มตัวจึงต้องใช้โลหะไฮไดรด์เป็นรีเอเจนต์เพื่อให้  C = C  ยังคงเดิมไม่
	เปลี่ยนแปลง
      		ฉ.  ปฏิกิรินาการเติมโซดียมไบซัลไฟท์
     	อัลดีไฮด์  เมทิลคีโทน  และคีโทนที่เป็นวงบางตัว  สามารถเกิดปฏิกิริยาการเติมโซเดียมไบซัลไฟต์  ให้ผลผลิตเป็นเกลือ
	ที่มีลักษณะเป็นผลึกสีขาว  เกลือไบซัลไฟต์ที่เกิดขึ้นนี้สามารถเปลี่ยนกลับไปเป็นสารประกอบคาร์บอนิลตัวเดิมได้เมื่อเติม
	กรดเจือจาง  ปฏิกิริยานี้จึงมีประโยชน์ในการใช้แยกสารประกอบคาร์บอนิลออกจากสารประกอบอื่นในสารผสม
      		ช.  ปฏิกิริยาการเติมแอมโมเนีย และอนุพันธ์ของเอมีน
	ปฏิกิริยานี้มีกรดเป็นตัวเร่ง  ถ้ารีเอเจนต์เป็นแอมโมเนีย  ปฏิกิริยาจะผันกลับได้  ผลผลิตที่เกิดจากการเติมนั้นไม่เสถียร 
	เมื่อสูญเสียโมเลกุลของน้ำจะทำให้ผลผลิตเป็น  อิมีน  แต่ถ้ารีเอเจนต์เป็นอนุพันธ์ของเอมีนจะเกิดผลผลิตเป็นอนุพันธ์
	ของสารประกอบคาร์บอนิลที่เสถียร  และสามารถใช้ประโยชน์ในการบ่งบอกชนิดของอัลดีไฮด์  และคีโทนได้  เนื่องจาก
	อนุพันธ์เหล่านี้จะมีลักษณะเป็นผลึกซึ่งมีจุดหลอมเหลวเฉพาะตัวแตกต่างกันตามชนิดของอัลดีไฮด์  และคีโทน

      		2.ปฏิกิริยาออกซิเดชั่น
     	อัลดีไฮด์ถูกออกซิไดส์ไปเป็นกรดคาร์บอซิลิกได้โดยง่าย  ส่วนคีโทนถูกออกซิไดส์ได้ยาก  ตัวออกซิไดส์ที่อ่อนเช่น 
	ไอออนของทองแดง  และเงิน  ก็สามารถออกซิไดส์อัลดีไฮด์ได้  ตัวออกซิไดส์อื่นๆ  ที่ใช้ในปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของ
	อัลดีไฮด์โดยทั่วไปได้แก่  เกลือเปอร์แมงกาเนต  และเกลือไดโครเมต  ปฏิกิริเดชั่นโดย  ไอออนของทองแดงนั้นใช้
	รีเอเจนต์  2 ชนิดคือ  สารละะลายเฟห์ลิง  และสารละลายเบเนดิก  สารละลายทั้งสองชนิดนี้ใช้ทดสอบอัลดีไฮด์ชนิด
	อะลิกเฟติก  โดยจะเกิดตะกอนสีแดงสำหรับผลการทดสอบที่เป็นบวก  สารละลายทอลเลนส์  คือสารละลายด่างของ
	ไออออนเชิงซ้อนของเงินและแอมโมเนีย  ใช้ทดสอบอัลดีไฮด์  เช่นกันโดยจะเกดคราบเงิน  จับที่ข้างหลอดทดลอง 
	สำหรับผลการทดสอบที่เป็นบวก  สารละลายทอลเลนส์นี้ใช้ทดสอบอัลดีไฮด์ทั้งสองชนิดอะลิเฟติกและอะโรเมติก

		3.ปฏิกิริยาของอีนอเลตอนไอออน
     	โดยทั่วไปแล้วพันธะ  C-H  มักจะเสถียรและไม่มีขั่ว  แต่เมื่อพันธะ  C-H อยู่ติดกับหมู่คาร์บอนิล  ความมีขั่วของ C = O 
	มีผลทำให้  อัลฟา-ไฮโดรเจนมีความเป็นกรด  โดยคาร์บอนของหมู่คาร์บอนิล  ซึ่งมีประจุบวกเล็กน้อย  ดึงดูดอิเล็กตรอน
	จากพันธะ  C - H  ที่อยู่ข้างเคียง  เบสแก่  เช่น  -OH  หรือ  -OR  สามารถดึงอัลฟาไฮโโรเจนที่มีความเป็นกรดนี้ได้เกิด
	ไอออนที่เรียกว่า  อีนอเลตอนไอออน  การไม่อยู่ประจำที่ของอิเล็กตรอนหรือการเกิดเรโซแนนซ์ทำให้อีนอเลตอนไอออนมี
	เสถียรภาพจึงเกิดขึ้นได้ ปฏิกิริยาของอีนอเลตอนไอออนที่สำคัญ  ได้แก่
		ก.  การควบแน่นอัลดอล
     	อีนอเลตอนไอออนเป็นนิวคลีโอไฟล์ที่แรง  เนื่องอัลฟาคาร์บอนมีประจุเป็นลบพอควร  ดังนั้นจึงสามารถเข้าทำปฏิกิริยา
	กับหมู่คาร์บอนิลของอัลดีไฮด์หรือคีโทนอีกโมเลกุลหนึ่งได้  ผลผลิตที่ได้จากการรวมตัวกันของอัลดีไฮด์หรือคีโทน  
	2 โมเลกุล  และมีจำนวนคาร์บอนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า  ปฏิกิริยานี้เรียกว่า  การควบแน่นอัลดอล  และผลผลิตที่เกิดขึ้นเรียก
	ว่า  อัลดอล  คำว่า  "อัลดอล"  นี้มาจากการรวมคำว่า  อัลดีไฮด์และแอลกอฮอล์เข้าด้วยกัน  เพราะโคงสร้างของอัลดอล
	ประกอบด้วยหมู่ฟังก์ชั่นนี้คือเป็น  บีตา-ไฮดรอกซีอัลดีไฮด์  หรือ  บีตา-ไฮดรอกซีคีโทน  
		ปฏิกิริยาการควบแน่นอัลดอลมีดังนี้
     	ขั้นที่ 1  โมเลกุลของอัลดีไฮด์หรือคีโทนที่มี อัลฟา-ไฮโดรเจน ทำปฏิกิริยากับเบสเปลี่ยนไปเป็นอีนอเลตอนไอออน
	ขั้นที่ 2  อีนอเลตอนไอออนทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์เข่ทำปฏิกิริยาที่ C = O ของอัลดีไฮด์หรือคีโทนโมเลกุลอื่นที่ยังไม่
	เปลี่ยนแปลง เกิดพันธะ C-C ใหม่เชื่อมระหว่างอีนอเลตและสารประกอบคาร์บอนิล
	ขั้นที่ 3  อออกซิเจนที่มีประจุลบดึงโปรตรอนจากน้ำให้ผลผลิตสุดท้ายคืออัลดอล  เมื่อนำอัลดอลมาให้ความร้อนหรือ
	เติมกรดจะขจัดโมเลกุลของน้ำออกให้ผลผลิตเป็นสารประกอบคาร์บอนิลไม่อิ่มตัวที่ตำแหน่ง  สารประกอบคาร์บอนิล
	ที่ไม่มีอัลฟาไฮโโรเจนไม่สามารถเกิดปฏิกิริยาการควบแน่นอัลดอลได้เพราะไม่สามารถเกิดอีนอเลตอนไอออน  อัลดีไฮ
	ข้างต้นนี้ไม่สามารถเกิดอีนอเลตอนไอออนได้จึงไม่เกิดการควบแน่น  แต่เมื่อนำไปผสมกับสารประกอบคาร์บอนิลที่มี  
	อัลฟาไฮโดรเจน  ก็สามารถเกิดปฏิกิริยา  การควบแน่นอัลดอลแบบข้ามได้
		ข.  การแทนที่ด้วยแฮโลเจน และการเกิดแฮโลฟอร์ม
     	อัลดีไฮด์  และคีโทนในสารละลายเบสเกิดปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยแฮโลเจนด้วย  อัลฟา-คาร์บอนได้โดยผ่านอีนอเลตอน
	ไอออน  ถ้ามีอัลฟาไฮโดรเจนมากกว่า  1 ชนิด  ผลผลิตที่เกิดขึ้นก็อาจเป็นสารผสม  เช่น เมทิลคีโทนมี อัลฟาไฮโโรเจน
	ที่ว่องไวเป็นพิเศษ เมทิลคีโทนเกิดปฏิกิริยากับไอโอดีนในสารละลายเบส เกิดผลผลิตเป็นของแข็งสีเหลือง เรียกว่า 
	ไอโอโดฟอร์ม  ปฏิกิริยานี้ใช้ทดสอบสารประกอบคาร์บอนิลที่มีหมู่  และเนื่องจากไอโอดีนเป็นตัวออกซิไดส์ที่อ่อน 
	ดังนั้นแอลกอฮอล์ที่มีโครงสร้างเป็น  ก็ให้ผลการทดสอบเป็นบวกด้วย เพราะสามารถถูกออกซิไดส์ให้เมทิลคีโทน

 

1

1 1

Hosted by www.Geocities.ws