Organic Chemistry - Amines Pg.2

Synthesis

1. จาก Nitrobenzene

2. Hoffman's Rearrangement

Reactions

1. Reaction Carboxylic Acid 

2. Reaction with Nitrous Acid (HNO2) - ถ้า 1' Amine จะได้แก๊ส N2 เป็น Positive test ถ้า 2' จะได้ของเหลวสีเหลือง ถ้า 3' Amine จะได้เกลือซึ่งไม่เป็น Positive test

Organic Chemistry - Amines Pg.1

Amines

          ปกติแล้วแอมโมเนียที่เรารู้จักคือ NH3 แต่ทีนี้ เราแค่แทนที่ H เป็นหมู่ Alkyl เราก็เรียกว่า Amine แล้วนะครับ โดย Amine นี้ N จะเหลือ e- 1 คู่ ทำให้รูปร่างเป็นรูป Pyramid ฐานสามเหลี่ยม

          ถ้ามีหมู่มาเกาะที่ N 1 หมู่ก็เรียก 1' Amine ถ้า 2 หมู่ ก็ 2' Amine ถ้าอย่างภาพข้างล่างนี้ 3 หมู่ ก็คือ 3' Amine

Nomenclature

          Common Names - เรียกหมู่ที่เหาะอยู่กับ N แล้วลงท้ายด้วย Amine

          IUPAC Names - ตัด e ท้ายชื่อ alkane แล้วใส่ amine อย่าลืมว่า ถ้ามีหมู่มาเกาะที่ N ก็ต้องบอกก่อนด้วยล่ะ ตามตัวอย่างข้างล่าง

Physical Properties

          Amine ทั้งสามประเภทละลายน้ำได้ แต่ส่วนใหญ่มีกลิ่นเหม็นเหมือนกลิ่นคาวปลา 1' Amine กับ 2' Amine นั้นเกิดพันธะ H ได้ แต่แรงไม่เท่าพันธะระหว่าง O กับ H จึงมีจุดเดือดสูงแต่ไม่เท่าพวก Alcohol ส่วน 3' Amine นั้นจุดเดือดต่ำ

          **Aromatic Amine นั้นไม่ละลายน้ำ มีพิษถึงแก่ชีวิตได้

          Amine นั้นเป็นเบส เพราะมี e- เหลือ 1 คู่ จึงจับ H ได้ดี และยิ่งถ้ามีหมู่ R มาเกาะเยอะๆก็จะ Donate e- ให้กับ N ได้มาก ก็จะยิ่งจับโปรตอนได้ดี เป็นเบสมากขึ้น

Organic Chemistry - Ester&Amides Pg.2

Reactions

Ester

1.Hydrolysis

2. Saponification - ถ้าเป็นกรดไขมันจะได้สบู่ (Glycerol) ด้วย

3. Transesterification

4. Reduction

Amides

1. Hydrolysis 

2. Reduction

3. Hoffman Rearrangement

Organic Chemistry - Ester&Amides Pg.1

Ester & Amides

          Ester กับ Amide นั่นเรียกว่าเป็นอนุพันธ์ของกรดอินทรีย์ คือ สามารถเตรียม Ester กับ Amide ได้จากกรดอินทรีย์ โดยการแทนที่หมู่ -OH และในขณะเดียวกันก็ Ester กับ Amide สารมารถแปลงกัลับเป็นกรดอินทรีย์ได้ด้วย

Nomenclature (Common Name กับ IUPAC อันเดียวกัน)

          สำหรับ Ester นั้น คือ COOH ที่ H หายไปตัวนึง กลายเป็น COO เวลาเรียกชื่อ ก็จะเรียกหมู่ที่มาแทน H ก่อน แล้วก็ค่อยเรียก Alkanoate โดยจำนวน C ไม่เกี่ยวข้องกับหมู่ที่มาเกาะใหม่ เช่น Methylethanoate

          สำหรับ Amide นั้น เปลี่ยนจาก oic acid หรือ ic acid ของกรดอินทรีย์ เป็น amide เท่านั้น ที่เหลือก็เหมือนเดิม เพียงแต่ที่ N อาจจะมีหมู่มาเกาะอยู่ เวลาเรียกชื่อก็ขึ้น N กับเลย เช่น N-Methylpropanamide

Physical Properties

          สำหรับ Ester นั้นเมื่อ H หายไปแล้วเลยทำให้ไม่เกิดพันธะ H แต่ก็ยังมีขั้ว จุดเดือดเลยค่อนข้างน้อย แต่ก็ยังมากกว่า Alkane นิดนึง และละลายน้ำได้

           แต่สำหรับ Amide นั้น น่าสนใจมากๆ เพราะ Amide นั้นมีจุดเดือดสูงที่สุดในบรรดาสารอินทรีย์เลยทีเดียว เพราะว่า Amide นั้นเกิดการ Resonance ได้ และยังทำให้ O มีความเป็นลบมาก N มีความเป็นบวกมากอีกด้วย H ที่มาเกาะกับ N นั้นก็เลยเกิดความเป็นลบมาก เกิดพันธะ H ระหว่างโมเลกุลได้

          แต่สำหรับ Amide ที่ไม่มี H มาเกาะอยู่เลยนั้นจะมีแรง Intermolecular Attraction ซึ่งเป็นแรงระหว่าง O กับ N ก็ยังทำให้จุดเดือดสูงอยู่ดี ถึงจะไม่มากเท่า Amide ที่มี H มาเกาะอยู่

Organic Chemistry - Carboxylic Acids Pg.2

Synthesis

1. Oxidation of 1' Alcohol or aldehyde

2. Oxidation of Alkylbenzene

Reactions

1. การเกิดเกลือ - ทำปฏิกริยากับเบสแก่ได้เกลือกับน้ำ อันนี้อยู่ในเรื่องกรด-เบส เมื่อนานมาแล้ว ไม่ขออธิบายอะไรมากละกันครับ

2. Reduction

    
3. Esterification          

          **หมู่ Carboxyl นั้นเป็น Meta-Directing Group ในวง Benzene เมื่อมี Electrophile มาทำปฏิกริยา จึงเข้าที่ตำแหน่ง meta นะครับ

Organic Chemistry - Carboxylic Acids Pg.1

Carboxylic Acids

          Carboxyic Acids (เพื่อนๆผมเรียก คาบ็อกๆๆ) หรือที่เราเรียกง่ายๆว่ากรดอินทรีย์ คือสารประกอบที่มีหมู่ -COOH อยู่นั่นเอง ซึ่งกรดอิทรีย์นั่นค่อนข้างจะเป็นที่คุ้นๆของเราอยู่บ้าง เช่น  น้ำส้มสายชู(Acetic Acid)

Nomenclature

          Common Names - เรียกตามแหล่งที่มา เช่น Formic Acid (Formic(Latin) = Ant) จึงเรียกว่ากรดมด หรือ Acetic Acid (Acetic(Latin) = น้ำส้มสายชู)

          นอกจากนี้ ถ้ามีหมู่อื่นๆมาเกาะอยู่ที่สายโซ่ที่มีหมู่ Carboxyl อยู่ด้วยแล้ว เราจะเรียกเป็น alpha beta หรือ gamma โดยตำแหน่งที่มีหมู่ Carboxyl อยู่จะเป็น alpha เช่น b-hyhroxyl-b,b-dimethyl butanoic acid

          IUPAC Names - จาก Alkane ปกติ ตัด e ออก แล้วใส่ oic acid เข้าไป โดยเวลาเลือกสายโซ่ก็เลือกสายที่มีหมู่ Carboxyl เกาะอยู่เป็นสายหลักด้วย โดยตำแหน่งที่ 1 ก็คือ C ในหมู่ COOH น่ะแหละครับ

Physical Properties

          ละลายน้ำได้ดีมาก เพราะมีพันธะ H แต่ถ้า C ในโซ่เพิ่มขึ้น การละลายน้ำก็ลดลงด้วย จนถึงไม่ละลายเลย

          ส่วนจุดเดือดจุดหลอมเหลวนั้น ก็สูงมากๆด้วย สูงกว่า Alcohol อีก เพราะไม่ใช่มีพันธะ H อย่างเดียว แต่ยังมี Cyclic Dimer(ตามรูป) อีกด้วย

          สภาพความเป็นกรดนั้น กรดอินทรีย์คงสู้กรดแร่ไม่ได้ แต่ก็ยังเป็นกรดสูงกว่าสารอินทรีย์อื่นๆ เพราะมี O อยู่ตั้ง 2 ตัว และเมื่อแตกเอา H ออกไปได้แล้ว ยังเกิดการ Resonance ในพื้นที่เล็กๆได้ด้วย ทำให้สเถียรเลยทีเดียว

Organic Chemistry - Aldehydes & Ketones Pg.2

Synthesis

1. Oxidation of alcohols - ใช้ CrO3/HCl (PCC) เป็น Reagent ถ้า 1' Alcohol ได้ Aldehyde ถ้า 2' Alcohol ได้ Ketone

2. Ozonolysis of Alkenes - ใช้ O3 โดยมี Zn/H2O ร่วมด้วย โดย Alkenes จะแบ่งครึ่งเป็น Aldehydes หรือ Ketone

Reactions

1. Reduction - ย้อนกลับ Oxidation of alcohols นั่นแหละครับ แค่ใช้ Reagent ต่างกัน

2. Clemmensen Reduction - ใช้ Reagent เป็น Zn(Hg) และ HCl ได้ Alkane เป็นผลิตภัณฑ์

Organic Chemistry - Aldehydes & Ketones Pg.1

Aldehydes & Ketones

          สารประกอบ Aldehyde กับ Ketone นั้น คือสารประกอบที่มีหมู่ Carbonyl (C=O) อยู่ โดย Aldehyde นั้น จะมี Alkyl มาเกาะอยู่ 1 ตัว และ Ketone ตัว จากภาพคือ Aldehyde และ Ketone ตามลำดับ

Nomenclature


Common Names - เรียกโดยเปลี่ยน -ic หรือ oic acid ของกรดอินทรีย์ออก เปลี่ยนเป็น -aldehyde ส่วน ketone นั้น เรียกหมู่ Alkyl ที่มาเกาะ แล้วตามด้วย -ketone

  << Dimethylketone (Acetone)

IUPAC names - สำหรับ Aldehyde จะมีได้ที่เดียวในโซ่ จึงให้ถือว่าเป็นหมู่ที่สำคัญที่สุด เรียกเป็น Alkanal เช่น Propanal

       

           สำหรับ Ketone จะมีได้หลายที่ ก็จะเรียกเป็น Alkanone หรือ ถ้ามี 2 ที่ก็เรียก Alkan-dione เช่น Butadione (อย่าลืมบอกตำแหน่งด้วยนะ ว่า O อยู่ตำแหน่งไหน)

Physical Properties

          มีแรงระหว่างขั้วค่อนข้างแรง ละลายน้ำได้ แต่ก็ยังไม่เกิดพันธะ H มีจุดเดือดจุดหลอมเหลวต่ำกว่าพวก Alcohol ความสามารถในการละลายน้ำลดลงเมื่อ C เพิ่มขึ้น


Formyl Test (หมู่ Formyl คือ Aldehyde นั่นแหละ)

         ปฏิกริยาต่อไปนี้ ใช้แยก Aldehyde กับ Ketone เนื่องจาก Aldehyde ตัวเล็กกว่า ก็ Oxidize ง่ายกว่า จึงทำให้ได้ Positive test

1.Silver Mirror Test - Positive Test คือได้ Ag ออกมาฉาบหลอดทดลองเป็นสีเงินเลยทีเดียว

2. Reaction with Benedict's Reagent -  ได้ตะกอน Cu เป็น Positive Test

3. Reaction with Fehling's Reagent -  ได้ตะกอน Cu เป็น Positive Test เช่นเดียวกัน

Organic Chemistry - Ethers

Ethers

Introduction

          Ethers กับ Alcohol นั้นคล้ายกัน แค่ตัด H ออกจากหมู่ -OH ของ Alcohol เราก็จะได้ Ether (-O-) มาแล้ว

Nomenclature

1. Common Names - เรียกชื่อหมู่ Alkyl ที่มาเกาะ ตามด้วย Ethe

2. IUPAC Names - หมู่ -O- คือหมู่ Oxy ซึ่งจะเกาะอยู่บนสายโซ่ เรียกเป็น Alkoxyalkane เช่น 2-Ethoxypentane

Physical Properties

          ละลายน้ำได้ เพราะมีขั้วอ่อนๆ แต่จุดเดือดต่ำ เพราะไม่มีพันธะ H ระหว่างตัวมันเอง

Synthesis

1. Williamson Ether Synthesis - ใช้ Alkoxide (R-O) ซึ่ง O นั้นมีสภาพเป็นลบอยู่ เข้าไปแทนที่ฮาโลเจน

 

2. Dehydration of Alcohols - ใช้ความร้อนประมาณ 140 องศาเซงเซียสนะครับ ถ้าเกินจะกลายเป็น Alkene แทน

Reactions

1. Reaction with Hydrohalic (HX) - Ether นั้นค่อนข้างเฉือย จึงต้องใช้กรดแก่ และอุณหภูมิสูงๆในการเกิดปฏิกริยา (R-O-R' ----> R-X + R'-OH)



2. Autoxidation - ถ้า Ether เปิดทิ้งไว้นานๆ อาจทำให้มี O เข้าไปเพิ่ม กลายเป็น Peroxide ก็ได้ ซึ่งตรวจสอบได้โดยใส่ KI เข้าไปจะทำให้เกิดสีน้ำตาลแดงของ Idodine

Organic Chemistry - Alcohols Pg.2

Synthesis


1. Hydration of Alkenes - เติมน้ำลงไป น้ำก็จะแยก H กับ OH ไปเกาะ

2. Hydrolysis of Alkylhalides

3. Reduction of Carbonyl Groups (Aldehydes or Ketones) - ใช้ LiAlH4, NaBH4 หรือ H2 ใน Ni เป็น Reducing agent

 

Reactions

1. ปฏิกริยาแสดงความเป็นกรด - ต้องใช้เบสแก่มากๆๆๆๆๆๆ แล้ว Alcohol จะให้ H+ ออกมา

2. Lucas' Test - ใช้แยกแอลกอฮอล์ทั้ง 3 ประเภท โดยประเภทที่ 3 จะเกิดเร็วที่สุด และประเภทที่ 1 จะเกิดช้าที่สุด ปฏิกริยานี้จะใชช้ Reagent คือ Lucas Reacgent (HCl/ZnCl2)

3. Oxidation Reaction - 1' Alcohol จะถูกลดรูปกลายเป็น Aldehyde แล้วกลายเป็นกรดอินทรีย์ไปเลย ซึ่งถ้าต้องการให้ปฏิกริยาหยุดที่ Aldehyde นั้น จะต้องใช้ oxidizing agent ที่ต่ำลง เช่น CrO3 ถ้าเป็น 2' Alcohol จะได้ Ketone (ไม่กลายเป็นกรดอินทรีย์) ส่วนถ้าเป็น 3' Alcohol จะไม่เกิดเลย

4. Esterification - ถ้าต้ม Alcohol กับกรดอินทรีย์โดยมีกรดเร่งปฏิกริยา จะได้ Ester ซึ่งมีกลิ่นหอมมม

** ถ้าเป็น OH เกาะอยู่กับวง Benzene เราจะเรียกว่า Phenol ซึ่งเป็น Ortho-Para Directing Group นะครับ