ch12 aldehyde-ketone - kasetsart university

40
1 1 สารประกอบคาร์บอนิล (Carbonyl compounds) โครงการจัดตัÊงภาควิชาเคมี คณะศิลปศาสตร์และวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกําแพงแสน 01403221-59 2 สารประกอบคาร์บอนิล (Carbonyl compounds) 01403221-59 วิชาเคมี-สารประกอบแอลดีไฮด์ : https://www.youtube.com/watch?v=TtCWzOVPGsM วิชาเคมี-สารประกอบคีโตน: https://www.youtube.com/watch?v=YgKGSspvoew

Upload: others

Post on 19-Oct-2021

15 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

1

1

สารประกอบคารบอนล(Carbonyl compounds)

โครงการจดตงภาควชาเคม

คณะศลปศาสตรและวทยาศาสตร

มหาวทยาลยเกษตรศาสตร วทยาเขตกาแพงแสน

01403221-59

2

สารประกอบคารบอนล(Carbonyl compounds)

01403221-59

วชาเคม-สารประกอบแอลดไฮด:https://www.youtube.com/watch?v=TtCWzOVPGsM

วชาเคม-สารประกอบคโตน:https://www.youtube.com/watch?v=YgKGSspvoew

Page 2: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

2

สารประกอบคารบอนล

: สารประกอบทมหมคารบอนล -C- เปนหมฟงกชนllO

โครงสรางของหมคารบอนล

C - O C - Osp2

sp22p 2p

-bond

side-side overlap carbon-oxygen bond

4

โมเลกลมลกษณะแบนราบ มมมพนธะเทากบ 120o และ

ออกซเจนมคา EN สงกวาคารบอน จงทาใหมขวสง

C = O C O+..:.. C = O

δ+ δ-

C = O120o

σ-bondσ-bond

-bond

Page 3: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

3

5

ปฏกรยาทสาคญคอ Nucleophilic Addition

(ปฏกรยาการเพม Nu-)

Nu- ถกเตมท carbonyl carbon ทาให e- ท

bond ระหวาง C-O เลอนไปอยทออกซเจน

( Nu- = OH- , CN- , X-)

Nu- + C = O..: ..

Nu-- C -O:..-

สารประกอบคารบอนล ม 2 กลม

6

1. อลดไฮดและคโตน

2. กรดอนทรย และอนพนธ

Page 4: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

4

7

อลดไฮดและคโตน(Aldehydes and Ketones)

: สารประกอบทม -C- เปนหมฟงกชนllO

R-C-HllO

R-C-R'llO

Aldehydes Ketones

R , R เปน aliphatic หรอ aromatic

8

สมบตและปฏกรยาของ Aldehyde และ Ketone

คลายกนแต

1. Aldehyde ถกออกซไดซไดงาย สวน Ketone

ถกออกซไดซยาก (เพม O หรอ ลด H)

2. Aldehyde เกดปฏกรยา Nucleophilic addition

ไดไวกวา (เกะกะนอยกวา)

Page 5: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

5

9

การเรยกชออลดไฮด

ชอสามญ

- จากชอกรดอนทรยใหตดอกษรทาย (-ic acid) แลว

เตมคาวา –aldehyde (ยงไมไดเรยนเรองกรดอนทรย)

- และ aldehyde ทมกงกาน ใหบอกตาแหนงดวย

อกษรกรก

- C - C - C - C - C - H llO

δ γ β α

10

ชอสามญ นยมใชเรยกอลดไฮดตวงายๆ

HCHO Formaldehyde

CH3CHO Acetaldehyde

CH3CH2CHO Propionaldehyde

CH3CH2CH2CHO Butyraldehyde

CH3CHCHO iso-ButyraldehydelCH3

(ไมเรยก -methyl propionaldehyde)

Page 6: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

6

11

lCH3CH2CHCHO

CH3

C-HllO

benzaldehyde

CH2=CH-C-HllO

α- methylbutyraldehyde

acrolein

12

ชอ IUPAC

ดดแปลงมาจากชอของ alkane หรอ hydrocarbon อน

โดยตดอกษร –e ใน alkane ออกแลวเตม –al แทน

การบอกตาแหนงหมแทนทใหใชตวเลข

C – C – C – C – CHO 5 4 3 2 1

CH4 methane H-C-H methanalllO

CH3CH3 ethane CH3-C-H ethanalllO

Page 7: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

7

13

CH3CHCH2CHO 3-methylbutanallCH3

CH3CHCH2CHC-HlCH3

lCH2CH3

llO

Cl-CH2CH2CH2CH2C-HllO

CH3CH2C-H

Oll

………………...

………………...

propanal

14

CH3CH=CHCH3 CH3CH=CHC-H

2-butene 2-butenal

llO

ในกรณท CHO group ตอกบโครงสรางทเปนวง

อานชอกลมวงนน แลวลงทาย “carbaldehyde”

C-HllO

cyclohexanecarbaldehyde

CH2C-HllO

phenylethanal

Page 8: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

8

15

ชอสามญ (carbonyl carbon ไมถกนบ) ใหเรยกชอหมทมาตอแตละดานกบหมคารบอนลนาหนา

การเรยกชอคโตน

โดยเรยงตามตวอกษร แลวลงทายดวยคาวา -ketone

dimethyl ketone(acetone)

OCH3-C-CH3

ethyl methyl ketone

CH3CH2CCH3

O

isopropyl methyl ketone

CH3-C-CHCH3

O CH3

benzyl methyl ketone

OCH2CCH3

16

ถาหมคารบอนล ตอกบวงเบนซนใหเรยกชอ phenone

-C-O

O

CH3

Cacetophenone

(methyl phenyl ketone)

“……….. phenone”

Page 9: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

9

17

ดดแปลงมาจากชอของ alkane หรอ hydrocarbon

อนแตตด –e ทง เตม –one และบอกตาแหนง -C-

ดวยตวเลขทนอยทสด

O

ชอ IUPAC (carbonyl carbon ถกนบ)

การเรยกชอคโตน

18

CH3CH2CCH32-butanone

O การเรยกชอคโตน

CH3CCH2CH2CH32-pentanone

O

CH3CCH2CHCH34-methyl-2-pentanone

CH3

O

CH2=CHCH2CCH34-penten-2-one

O

diphenylmethanoneO-C-

Page 10: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

10

19

1.จงเรยกชอสารตอไปนแบบ IUPAC

1.1 CH3CH2CCH(CH3)2O

1.2 -CH2CH2CHO

1.3 CH3CH=CHCH2CH2CHO

2. จงเขยนโครงสรางสารตอไปน

2.1 3-methylbutanal2.2 phenylacetaldehyde2.3 4-chloro-2-pentanone

แบบฝกหด

20

สมบตทางกายภาพ

การละลายนา อลดไฮดและคโตนทม MW. ตาๆ

ละลายนาไดด

เพราะ carbonyl oxygen เกด H-bond กบนาได

จดเดอด เมอ MW. เพมขน จดเดอดสงขน

C=O: H-O

H-bondH

Page 11: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

11

21

สมบตของอลดไฮด (ถาจาเหตผลไมไดดคลปอกรอบ)

สารประกอบ m.p.(°C) b.p.(°C) solubility in water

HCHO

CH3CHO

CH3CH2CHO

CH3(CH2)2CHO

-92

-125

-81

-99

-21

49

21

76

very soluble

very soluble

soluble

22

CH3

CO

สมบตของคโตน (ถาจาเหตผลไมไดดคลปอกรอบ)

21 202 soluble

สารประกอบ m.p.(°C) b.p.(°C) solubility in water

CH3COCH3

CH3COCH2CH3

-95

-86

56.1

79.6 very soluble

Page 12: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

12

23

เปรยบเทยบกบแอลกอฮอลและไฮโดรคารบอนอนๆ

การละลายนา อตราการละลายนาตากวา alcohol

แตสงกวา hydrocarbon (ผลของสภาพขว)จดเดอด ม b.p.สงกวา hydrocarbon อนทม M.W. ใกลเคยงกน

แตตากวา alcohol (ผลของสภาพขว)

โครงสราง ชอ M.W. b.p. (°c) solubility

CH3CH2CH2CH3

CH3CH2CHO

CH3COCH3

CH3CH2CH2OH

butane

propanal

acetone

propanol

56

58

60

58

-0.5

49

5697

insoluble

soluble

soluble

24

แบบฝกหด

สารในแตละขอตอไปน สารใดม b.p. สงกวากน

1. pentanal กบ 1-pentanol

2. acetophenone กบ 2-phenylethanol

1. pentanal กบ 1-pentanol

สภาพขวแบบพนธะไฮโดรเจน ตองม H ตอกบ O โดยตรงเทานน

Page 13: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

13

25

การเตรยมอลดไฮด

1. Oxidation of primary alcohols (ลด H)

R-CH2OH R-C-HllO

[O]

1o alcohol aldehyde

Oxidizing agent ทใชคอ

Pyridinium chlorochromate ( PCC ) ใน CH2Cl2[ C5H5NH+CrO3Cl- / CH2Cl2 ]

26

การเตรยม Butanal จาก 1-Butanol

CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2-CHOPCCCH2Cl2

CH3CHCH2CH2OHCH3

PCCCH2Cl2

CH3(CH2)5CH2OH PCCCH2Cl2

…………….

…………….

Page 14: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

14

27

2. Dehydrogenation of alcohols (ลด H)

1o alcohol ทาปฏกรยากบลวดทองแดง

R-CH2OH R-C-H + H2

llO

Cu , 300oC

CH3OH Cu , 300oC

CH3CH2OH Cu , 300oC

…………….

…………….

28

3. Oxidation of methylbenzene (เพม O ลด H)

โทลอนหรออนพนธทาปฏกรยาทมการแทนท H ตรง methyl

group ดวยคลอรน 2 อะตอม แลวไฮโดรไลซตอดวยนาในเบส

Ar – CH3 Ar – CHCl2 ArCHOH2OCl2

heat

เชน

CH3

Cl2heat

H2OCHCl2 CHO

p-bromobenzaldehyde

CH3

p-bromotoluene

Br Cl2

heatH2OCHCl2Br CHOBr

Page 15: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

15

29

ปฏกรยานอาจใชตวออกซไดซตวอน

เชน โครมกออกไซดในอะซตกแอนไฮไดรด (CrO3/Ac2O)

CrO3

Ac2O

CH(OAc)2

H2OH2SO4

CHO

NO2

CH3

NO2 NO2

อนพนธของโทลอนควรเปนหม -X , -NO2 ซงไมทา

ปฏกรยากบตวออกซไดซ (หมซงไมม H เปนองคประกอบ)

30

4. Reduction of acid chlorides (เพม H)

hydride ion (H-) ของ reducing agent เชน

lithium-tri-tert-butoxyaluminium hydride, LiAlH(O-t-Bu)3

จะ attack ท carbonyl carbon ของ acid chloride แลวเกด

hydrolysis กลายเปนอลดไฮด

Ar-C-Cl Ar-C-HLiAlH(O-t-Bu)3

llllO O

ll llCH3CH2C-Cl CH3CH2C-H

LiAlH(O-t-Bu)3

OO

R-C-Cl R-C-HllO

LiAlH(O-t-Bu)3llO

Page 16: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

16

31

ขนตอนการเกดปฏกรยา ..

R-C-HllO - Al(ot-Bu)3+

H2O R-C-HllO

aldehyde

C = O + LiAl-(ot-Bu)3Cl

R

HR-C-H

Cl

O:- Al(ot-Bu)3Li+

32

การเตรยมคโตน

1. Oxidation of secondary alcohols (ลด H)

R-CH-R' R-C-R'OH

[O] llO

2o alcohol ketone

Oxidizing agent (แรงกวา PPC) ทใช

1. K2Cr2O7 , H+ , ∆2. CrO3 , H+ , ∆3. KMnO4 , H+ , H2O

Page 17: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

17

33

เชน

CH3-CH-CH3 CH3-C-CH3

OHllO

K2Cr2O7/H2SO4

∆isopropyl alcohol dimethyl ketone

OHK2Cr2O7/H2SO4

O

CH3CH2CHCH2CH3OH

KMnO4/H2SO4H2O

CH3CHCH2CHCH3CH3

OHCrO3 , H+

…………….

…………….

34

2. Friedel-Crafts acylation

+ R-C-ClllO

AlCl3C-RllO

+ HCl

เชน

CH3

+ CH3CH2C-ClllO

AlCl3

CH3

C-CH2CH3

ll

+ HCl

+ CH3-C-ClAlCl3ll

O

NO2

+ CH3-C-ClllO

AlCl3

O

…………….

…………….

Page 18: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

18

35

3. ปฏกรยาระหวาง Grignard reagent กบ nitrile

Grignard reagent (RMgX) ทาปฏกรยากบ nitrile

ซงเมอไฮโดรไลซแลว จะใหคโตน

R-C N + R'MgX R-C-R'1. diethyl ether2. H2O หรอ H3O

+

llO

36

ขนตอนการเกดปฏกรยา

R-C N + R' MgX R-C-R'diethyl ether llN - +MgX

H3O+

R-C-R' + NH4+ + Mg2+ + X -

llO

Page 19: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

19

37

เชน

CH3-C N + CH3MgCl CH3-C-CH3diethyl ether ll

N- +MgCl

imine ion

H2O

CH3-C-CH3

llO

acetone

CH3C N + CH3CH2MgCl CH3CCH2CH3diethyl ether

H2O

llO

CH3CH-C N + C6H5MgBr diethyl etherH2OCH3

…………….

38

4. ปฏกรยาระหวาง acid chloride กบ organocopper

compound

acid chloride ทาปฏกรยากบ lithium dialkylcuprate

(R2CuLi) เกด ketone

R2CuLi + R' -C-Cl R' -C-Rether-78oC

llO

llO

Page 20: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

20

39

เชน

(CH3CH2)2CuLi + CH3CH2C-Cl CH3CH2CCH2CH3ether-78oC

llO

llO

+ (CH3)2CuLi ether-78oCC-Cl

llO

C-CH3

llO

(CH3CH2CH2)2CuLi + CH3C-Cl ether-78oC

llO

…………….

40

5. Hydration of alkynes

alkyne ทาปฏกรยากบนา โดยมกรด H2SO4 และ

mercuric sulfate เปนตวเรงไดคโตน (ยกเวน acetylene

ให acetaldehyde)

R C C R

C

CR

R

O

H H

H2O

H2SO4

HgSO4

C C

RR

O HH

Enol

(less stable)

Ketone

Page 21: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

21

41

ขนตอนการเกดปฏกรยา

พนธะจะแตกออกเมอ alkyne ทาปฏกรยากบนา และ

การเตม H2O ทโมเลกล alkyne ใชกฎ Markovnikov คอ

H-atom เตมเขาตรงคารบอนทม H มากกวา

R-CCH + H2OHgSO4

H2SO4

R-C-CHH

HllO

R-C=CHOH

HR-CCH

OH

H

+

tautomerization

42

ขนตอนการเกดปฏกรยา

CC CC CC HgSO4 H2O

:Hg2+

-H

OH

Hg+

C CH2SO4

keto-enol tautomerization

enol form

OH2

Hg+

+

OH

H

C C

keto formO

H

CCH

Page 22: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

22

43

HCCH + H2O H2SO4

HgSO4 HCCH

OHHH3CCH

llO

acetaldehyde

CH3CCHllO

CH3CCH + H2O CH3C=CHOH

HHgSO4

H2SO4

H

H

acetone

ตวอยาง

44

6. Ozonolysis of alkenes

CCR1

R2 R4

R3 + O3ZnH2O

COR1

R2OC

R4

R3+

+ Zn(OH)2R = alkyl, aryl หรอ H

CCH3C HH3C CH3

ZnH2O CO OC H

+

acetone

H3CH3C CH3

acetaldehyde2-methyl-2-butene

+ O3

เชน

Page 23: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

23

45

แบบฝกหด

1. CH3CH2CH=CHCH2CH3 + O3ZnH2O

2. + O3 C=O + O=CZnH2O

HH3C CH2CH3

H

1. O3

2. Zn, H2O=C

CH3

CH33.

…………….

…………….

…………….

46

ปฏกรยาของอลดไฮดและคโตน

1. ปฏกรยาท carbonyl group

2. ปฏกรยาทคารบอนตาแหนง α กบ carbonyl group

C=Oδ+ δ-

ปฏกรยาท carbonyl group ของอลดไฮด และคโตน

เกดปฏกรยา Nucleophilic addition

Page 24: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

24

47

Nucleophilic addition

aldehyde

+ Nu HllO

RCHO

RCHNu

OH

RCHNu

+ Nu HllO

RCRO

RCR

Nu

OH

RCR

Nu

ketone

48

1. ปฏกรยากบแอลกอฮอล

ปฏกรยาของอลดไฮดและคโตน

+ ROHHll

ORCH

OH

RCOR

Hhemiacetal

+ ROHHll

ORCR

OH

RCOR

R

hemiketalNu = OR

Page 25: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

25

49

ถาม alcohol มากเกนพอปฏกรยาจะเกดตอไปใหสาร

acetal และ ketal

+ 2ROHHll

ORCH

OR

RCOR

Hacetal

+ 2ROHHll

ORCR

OR

RCOR

R

ketal

50

เชน

acetaldehyde

Ethyl methyl ketone + ethanol HCl

+ C2H5OHHClll

OCH3CH

+ CH3CH2CH2OH C-HOH

OCH2CH2CH3

llO

CHHCl

แบบฝกหด

+ 2C2H5OHHClll

OCH3CCH3

OHCH3CH

OC2H5

…………….

…………….

Page 26: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

26

51

2. ปฏกรยากบไซยาไนด

อลดไฮดหรอคโตน ทาปฏกรยากบ HCN

เกดสารประกอบ cyanohydrin NCCOH

llO

RCH

OH

RCH

CN

+ HCN-

llO

RCROH

RCR

CN

+ HCN-

52

เชน

+ HCN

llOCH

acetone cyanohydrin

+ HCNllO

CH3CCH3

OH

CH3CCH3

CN

…………….

Page 27: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

27

53

3. ปฏกรยากบ bisulfite (ทาไมธาต S attack C)

อลดไฮด หรอคโตนทมหมแทนทไมใหญหรอไมเกะกะ

เกนไปจะทาปฏกรยากบ NaHSO3 เกดตะกอนสขาว

llO

RCH

ONa

RCH

SO3H

+ NaHSO3

OH

RCH

SO3Naเชน

ตะกอนขาว

+ NaHSO3

llO

CH3 CH2CHOH

CH3CH2 CH

SO3NallO

CH3CCH3 + NaHSO3

- +

54

4. ปฏกรยากบ Grignard reagent

aldehyde

ketone+Grignard reagent alcohol

ใชเตรยมทง 1o , 2o , 3o alcohol

llO

RCH

OMgX

RCHR

OH

RCH

R+ RMgX

formaldehyde1o alcohol

+ RMgXllO

HCHOMgX

H CH

R

OH

H CH

R

H3O+

H3O+

- +

- +

Page 28: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

28

55

เชน

H3O+ll

OCH3 CH2CH

OHCH3CH2 CH

CH2CH3

+ CH3CH2MgBr

formaldehyde

+ CH3CH2MgBrllO

HCHH3O

+

HCHCH3CH2

OMgBr- +

HCHCH3CH2

OH

H3O+ll

OCH3CH2CH2CCH3 CH3CH2CH2 CH

OH

CH3

+ CH3MgBr

56

llO

CH3CCH3 + CH3CH2CHCH3

MgIH3O

+

H3O+

สาร A

สาร A =สาร B =สาร C =

?

แบบฝกหด

llO

CH3CH2CHCH3(CH2)2CH2Br Mg

etherสาร B

สาร C

Page 29: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

29

57

5. ปฏกรยากบอนพนธแอมโมเนย (ตด O ตอ N)

aldehyde หรอ ketone ทาปฏกรยากบอนพนธ ของ

แอมโมเนย แลวกาจดนาออก ทาใหเกดสาร

ประกอบตางๆ, N=C

-H+

-H2O

C

N-G

..CONH2-G+

:.. -C=O + NH2G:

.. ..

..COHNH-G

..

58

เชน

R

HC=O + NH2OH

RCOHNH-OH

H

CN-OH

HR

R

HC=NOHหรอ

RCO

NH2-OH+

H

-

-H2O

Page 30: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

30

59

อนพนธของ NH3 ชอ สารทเกด

NH2-OH hydroxylamine..

C=N-OH oxime

NH2-NH2 hydrazine..

NH2-NH..

phenylhydrazineC=N-NH2 hydrazone

phenylhydrazone

ชอ

C=N-NH

NH2-NHCNH2

.. =Osemicarbazide C=N-NHCNH2

=O

semicarbazoneR-NH2 amine C=N-R imine

Ar-NH2

..

C=N-Ar

60

เชน

C=O + NH2-CH3 C=N-CH3

CH3

H

CH3

H-H2O

methylamine acetaldimine

C=O + NH2-NHH5C6

H3CC=N-NH

H3C

H5C6-H2O

acetophenone phenylhydrazine acetophenone phenylhydrazone

Page 31: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

31

61

C=O + NH2-NH2

CH3CH2

CH3 -H2O

NH2-NH-C-NH2

=

C-H +

=O O-H2O

semicarbazide

แบบฝกหด

…………….

…………….

(ตด O ตอ N ไดผลตภณฑหลายแบบ แบบไหนมากสด?)

62

6. Reduction (เพม H)

อลดไฮดหรอคโตน ถกรดวซดวย reducing agent เชน

lithium aluminium hydride, LiAlH4 หรอ catalytic

reduction ให alcohol

C=O +LiAlH4, H

+

H2 / Pt, Ni

COH

alcohol

Page 32: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

32

63

R-C-H R-CH2OH (= R-CH-OH)

=O LiAlH4 , H+

H1o alcohol

R-C-R' R-CH-OHLiAlH4 , H+

R'

2o alcohol

=O

64

ขนตอนการเกดปฏกรยา

เชน

CH3-C-CH3 + LiAlH4 CH3CHCH3

=OH+

OH

2-propanol

C=O + LiAlH3 H-C-O- H-C-OHR

HH

H+R

H

R

H

CH3CH2C-CH3H2/Pt

=O

…………….

Page 33: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

33

65

C-CH3 + LiAlH4H+

=O

+ H2Ni

=O

…………….

…………….

66

6.1 Clemmensen reduction

รเอเจนตทใช คอ amalgamated zinc (ZnHg + HCl)

6.2 Wolff-Kishner

รเอเจนตทใช คอ hydrazine (NH2-NH2 ใน KOH)

C-CH2CH3

=OZnHg/HCl

CH2CH2CH3

นอกจากน carbonyl group ของอลดไฮดและคโตน ยงถกรดวซ

เปน methylene group (-CH2-) ไดโดย (เพม H ลด O)

CH3CH2CH CH3CH2CH2

NH2-NH2

KOH

H=O

Page 34: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

34

67

7. Oxidationอลดไฮดถกออกซไดสไดงาย แตคโตนถกออกซไดสไดยาก

ปฏกรยานใชบอกความแตกตางระหวางอลดไฮดและคโตน

7.1 Tollen’s reagentaldehyde ถกออกซไดส ไดผลตภณฑเปน carboxylate ion และได

Ag ซงจะเกาะขางหลอด ลกษณะเหมอนกระจก (silver mirror)

R-C-H + 2Ag(NH3)2OH 2Ag + R-C-ONH4 + H2O + 3NH3

O O- +

silver ammonium hydroxide

R-C-R' + 2Ag(NH3)2OH

=O

68

7.2 Na2Cr2O7 และ H2SO4

3R-C-H + Na2Cr2O7 + 4H2SO4 3R-C-OH +4H2O +Cr2(SO4)3+Na2SO4

O O

R-C-R' + Na2Cr2O7 + 4H2SO4

O

7.3 Fehling’s reagent

R-C-H + 2Cu2++ 5OH- R-C-O- + 3H2O + Cu2O

= =O O

ตะกอนสแดงอฐcopper tartrate complex

ปฏกรยานใชทดสอบเฉพาะ aliphatic aldehydes

Page 35: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

35

69

8. Canizzaro reaction

อลดไฮดทไมม α-hydrogen ทาปฏกรยากบเบสแกเขมขนให carboxylate ion และ alcohol ทสมนยกน

2H-C-H CH3OH + HCOONa50% NaOH

=O

2NO2 C-HO= 50% NaOH NO2 CH2OH +

NO2COONa

70

การเกดปฏกรยา

1. H-C-H + OH- H-C-HO-

OH

O

+H+

H-C-O-

=O

carboxylate ion

H-CHOH

Halcohol

2. H-C-H + H-C-H H-C-OH + H-C-H

=OO- O-

HOH

O

-H+

Page 36: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

36

71

ปฏกรยาท α-carbon กบ carbonyl group1. Keto-enol equilibrium

ในสารประกอบ carbonyl ทม α-H พบวา α-H นม

สภาพกรดสง เพราะ H-atom หลดเปน H+ และประจ

ท carbon สามารถ delocalize ทาใหเกด resonance

structure ทเรยกวา enolate anion

CC C=C C=CH=O O OH

-H+

+H+ -H+

+H+

keto-form enolate ion enol-form

keto-enol tautomerism

72

CH3-C-H CH2-C-H H2C=C-H

=O O---H+

+H+

=O

-H+ +H+

เชน

OHH2C=CH

CH3-C-CH3-H+

+H+ CH2-C-CH3 H2C=C-CH3

=O-

+H+-H+

H2C=C-CH3

OH

=O O-

Page 37: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

37

73

2. Halogenation

อลดไฮดหรอคโตนทม α-hydrogen จะทาปฏกรยากบ

ฮาโลเจนในสารละลายกรด-ดาง โดยฮาโลเจนจะ

แทนทไฮโดรเจน เกดเปน α-haloaldehyde หรอ

α-haloketone

CC + X2 CC + HX

=H =O OXacid

or base

X2 = Cl2, Br2, I2

74

เชน

C-CH3+ Cl2

=O

HClC-CH2Cl

=O

+ HCl

= =O O

Cl2

HCl

Cl

+ HCl

cyclohexanone 2-chlorocyclohexanone

Page 38: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

38

75

อลดไฮดหรอคโตน ทมหม acetyl (CH3-C-) ใน

โมเลกลทาปฏกรยากบ X2 ในสารละลายเบส ใหกรด

อนทรยและ haloform เรยกวา haloform test

=O

เชน I2 ใน KI และ NaOH เรยกวา iodoform test

R-C-CH3 + I2 / KI CHI3 + R-C-O-NaOHO= =

1. R-C-CH3 + 3I2 + 3NaOH R-C-CI3 + 3I - + 3H2OO O==

O

2. R-C-CI3 + NaOH R-C-O- + CHI3

=O =O

ตะกอนสเหลอง

76

3. Aldol condensation

อลดไฮดหรอคโตนทม α-hydrogen

ทาปฏกรยากบเบสแกเขมขนให β-hydroxy aldehyde/ketone

เรยกวา aldol ซง aldol จะสญเสยนาไดงายเกด alkene ท

เรยกวา α,β-unsaturated aldehyde / ketone

Page 39: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

39

77

, -unsaturated ketone or aldehyde

2 RCCH2R

O

OH

RCCHR

O

RCCH2R

Aldol product

H+ or OH-

+ H2ORCCR

O

RCCH2R

Aldol condensation

H+or OH-

78

ตวอยาง

-H2O , ∆

2CH3-C-H CH3CH-CH2C-H50% NaOH

3-hydroxybutanal (aldol)

=O OH =O

2-butenal

=OCH3CH=CH-C-H

=O

Page 40: ch12 aldehyde-ketone - Kasetsart University

40

79

CH2CH

H

O+ OH CH2CH

O

CH3CHO

CH2CHO

CH3CHO

H2OCH2CH

O

CH3CHOH

- H2O CH CHO

CH3CHα,β-unsaturated aldehyde

การเกดปฏกรยา

80

ตวอยาง ketone ทเกดปฏกรยา aldol condensation

2CH3-C-CH3 CH3-C-CH2C-CH350% NaOH

=O OH

CH34-hydroxy-4-methyl-2-pentanone

CH3-C=CH-C-CH3 + H2O

=OCH3

4-methyl-3-penten-2-one

=O