 |
ปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์ |
|
แอลกอฮอล์สามารถเกิดปฏิกิริยาได้หลายแบบ
เช่น
ปฏิกิริยาการเปลี่ยนให้เป็นอัลคิลแฮไลด์
ปฏิกิริยาการขจัดนํ้า
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน
และอื่นๆ จึงกล่าว
ได้ว่าแอลกอฮอล์เป็น
สารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบต่างๆ
ได้มากมาย
|
|
เมื่อพิจารณาปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์พบว่าปฏิกิริยาของแอลกอฮอล์พบว่าปฏิกิริยาหลักประกอบด้วยการแตกพันธะ
C-O และ O-H ดังนี้ |
|
1)
ปฏิกิริยาที่เกิดจากการแตกพันธะ
O-H
|
ก.
ปฏิกิริยากับโลหะ
|
ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นเมื่อปฏิกิริยาของนํ้า
คือ
โปรตอนของแอลกอฮอล์ถูกดึงไปด้วย
โลหะ เช่น ลิเทียม โซเดียม
โพแทสเซียม แมกนีเซียม
ให้แก๊สไฮโดรเจนและโลหะแอลคอกไซด์
ที่มีสมบัติเป็นเบส
|
|

|
|
นิยมใช้แอลคอกไซด์ต่อไปนี้
เป็นเบสแก่ในปฏิกิริยาที่ไม่ใช้นํ้าเป็นตัวทำละลาย
|
|

|
|
ข.
การเกิดเอสเทอร์
|
เมื่อแอลกฮฮอล์ทำปฏิกิริยากับกรดอินทรีย์และมีกรดอนินิทรีย์อยู่ด้วยจะให้ผลผลิตเปนเอสเทอร์
ซึ่งเป็นสารประกอบที่มีความสำคัญในทางชีวเคมี
เป็นตัวทำให้เกิดรส กลิ่น
|
|
สมการทั่วไป
|

|
|
ตัวอย่าง
|

|
|
2)
ปฏิกิริยาที่เกิดจากการแตกพันธะ
C-O
|
ก.
ปฏิกิริยาการขจัดนํ้าเมื่อมีกรดเป็นตัวเร่ง
|
แอลกอฮอล์ถูกเปลี่ยนให้เป็นอัลคีนโดยปฏิกิริยาการขจัดนํ้า
ในห้องปฏิบัติการทำปฏิกิริยาโดยให้ความร้อนแอลกอฮอล์กับ
กรดฟอสฟอริก 85 %
หรือกรดซัลฟิวริก
|
|
สมการทั่วไป
|

|
|
เช่น
การสังเคราะห์เอทิลีนจกเอทานอล
ไซโคลเฮกซีนจากไซโคลเฮกซานอล
และ propene จาก 2-propanol
|
|

|
|
ปฏิกิริยานี้มีการแตกพันธะซิกมา
2 พันธะ คือ C-H และ C-OH
แล้วมีการก่อพันธะใหม่ 2
พันธะคือ พันธะไพ 1 พันธะ (C=C)
และพันธะซิกมา 1 พันธะซิกมา 1
พันธะ (H-OH) ตามลำดับดังนี้
|
ขั้นตอนที่
1 ออกซิเจนของแอลกอฮอล์ทำหน้าที่เป็นนิวคลีโอไฟล์ก่อพันธะซิกมากับโปรตอนของกรดที่ใช้
ให้ออกโซเนียมไอออน (oxonium ion)
|
|

|
|
ขั้นตอนที่
2 มีการแตกพันธะ C-O
ให้คาร์โบเนียมไอออนและนํ้า
|
|

|
|
ขั้นตอนที่
3 มีการแตกพันธะ C-H
ของคาร์บอนที่ก่อพันธะกับคาร์โบเนียมไอออน
(อัลฟาคาร์บอน)
โดยไฮโดรเจนหลุดออกในรูปของโปรตอน
เป็นการสร้าง พันธะไพ
ให้อัลคีน
|
|

|
|
ในกรณีที่มีคาร์บอนที่ก่อพันธะกับคาร์โบเนียมไอออน
(อัลฟาคาร์บอน) มากกว่า 1
ตำแหน่งจะให้ผลผลิตผสมที่เป็นไอโซเมอร์กัน
เช่น เมื่อทำปฏิกิริยากา
รขจัดนํ้าของ
2-butanol ให้ผลผลิตผสมของ 1-butene และ
2-butene ที่เป็นเช่นนี้เนื่องจาก
มีอัลฟาคาร์บอน 2 ตำแหน่งคือ
ตำแหน่งที่ 1 และ 3
เมื่อมีการแตก พันธะ C-H
ของคาร์บอนตำแหน่งที่ 1 ให้
1-butene และ ตำแหน่งที่ 3 ให้ 2-butene โดย
2-butene เป็นผลผลิตหลัก (อัลคีนที่มีหมู่แทนที่ที่พันธะ
คู่มากจะเกิด มากกว่า
กฎของเซย์ทเซฟฟ์ (Saytzeff's rule)
|
|

|
|
ข.
ปฏิกิริยาการเปลี่ยนให้เป็นอัลคินแฮไลด์
|
เราสามารถเปลี่ยนแอลกอฮอล์ให้เป็นอัลคินแฮไลด์
โดยทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกไฮโดรโบมิก
หรือไฮโดรไอโอดิก
เรียกปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นนี้ว่า
ปฏิกิริยาการแทนที่ด้วยแฮโลเจน
เกิดเนื่องจากแฮโลเจนเข้าไปแทนที่หมู่ไฮดรอกซิลของแอลกอฮอล์
|
|
สมการทั่วไป
|

|
|
พบว่าแอลกอฮอล์ตติยภูมิจะทำปฏิกิริยาได้เร็วกว่าทุติยภูมิและปฐมภูมิตามลำดับ
เช่น เมื่อผสม 2-methyl-2-propanol (แอลกอฮอล์ตติยภูมิ)
กับกรดไฮโดรคลอริก ให้
2-chloro-2-methylpropane ภายใน 2-3
นาทีที่อุณหภูมิห้อง
ขณะที่เมื่อนำ 1-butanol (แอลกอฮอล์ปฐมภูมิ)
มาทำปฏิกิริยาต้องรีฟลักซ์
กรดไฮโดรคลอริกจึงจะให้
1-chlorobutane
ทั้งนี้เป็นเพราะปฏิกิริยาเกิดผ่านกลไกแบบ
SN1
|
|

|
|
นอกจากนี้หมู่ไฮดรอกซิลของแอลกอฮอล์ยังถูกแทนที่ได้ด้วยฟอสฟอรัสไตรแฮไลด์
เช่น PCl5 , PBr3 , Pl3
|
สมการทั่วไป
|

|
|
และไทโอนิลคลอไรด์ (SOCl2)
โดยมีกรดไฮโรคลอริกและแก็สซิลเฟอร์ไดออกไซด์เป็นผลผลิตข้างเคียง
|
สมการทั่วไป
|

|
|
3)
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน
|
เป็นปฏิกิริยาการกำจัดไฮโดรเจนจากคาร์บอนและออกซิเจนที่อยู่ติดกันของแอลกอฮอล์
|
ให้คาร์บอน-ออกซิเจนพันธะคู่คือ
อัลดีไฮด์ หรือคีโทน
ขึ้นกับชนิดของแอลกอฮอล์
โดยแอลกอฮอล์ปฐมภูมิให้กับอัลดีไฮด์หรือกรดคาร์บอกซิลิก
(ถ้าใช้ภาวะรุนแรง)
แอลกอฮอล์ทุติยภูมิให้คีโทน
|
ปฏิกิริยานี้อาจทำได้โดยใช้สารเคมี
เช่น ตัวออกซิไดส์ต่างๆ
หรือโดยการทำปฏิกิริยาการกำจัดไฮโดรเจนโดยมีตัวเร่ง
(catalytic dehydrogenation) ดังนี้
|
ก.
ปฏิกิริยาออกซิเดชันโดยใช้ตัวออกซิไดส์ |
สมการทั่วไป
|

|
|
ตัวออกซิไดส์ปานกลาง
คือ โครมิกออกไซด์ในไพริดีน
(CrO3 / pyridine) ,
โพแทสฌซียมเปอร์แมงกาเนตในไดเมทิลซัลฟอกไซด์
(KMnO4 , DMSO)
|
ตัวออกซิไดส์รุนแรง
คือ
สารละลายด่างของโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต
(KMnO4) ,
สารละลายนํ้าของโพแทสเซียมไดโครเมต
(K2Cr2O7)
|
ข.
ปฏิกิริยาการกำจัดไฮโดรเจนโดยมีตัวเร่ง |

|
|
สมการทั่วไป |
สำหรับแอลกอฮอล์ตติยภูมินั้น
ไม่ว่าจะออกซิไดส์แบบใดก็ไม่เกิดปฏิกิริยา
|

|
|
หมายเหตุ เครื่องหมาย [O]
หมายถึง ปฏิกิริยาออกซิเดชัน
โดยไม่จำเพาะเจาะจงรีเอเจนต์
|
ตัวอย่าง
|

|
|
ถ้าใช้กรดเป็นกรดไฮโดรโบรมิกหรือไฮโดรคลอริก
ต้องทำที่อุณหภูมิสูงกว่าปกต
ิเพราะทั้งโบรไมด์และคลอไรด์ไอออน
เป็นนิวคลีโอไฟล์ที่ไม่ดี
ีนักเมื่อเทียบ
กับไอโอไดด์ไอออน
|
|
|
|

|
|