บทท 15

กรดคารบอกซลก

กรดคารบอกซลก (carboxylic acid) เปนสารอนทรยมสตรทวไปเปน R–COOH โดยมหม

คารบอกซล (carboxyl group) ทประกอบดวยหมคารบอนลและหมไฮดรอกซลอยทอะตอมคารบอน

เดยวกนเปนหมฟงกชน หมฟงกชนคารบอกซลของกรดคารบอกซลกแสดงดงรป

carboxyl group

กรดคารบอกซลกมทงชนดทเปนกรดอะลฟาตก (aliphatic acid) เชน กรดอะซตกซงม

หมอลคลเปน CH3– ทสรางพนธะกบ COOH และชนดทเปนกรดอะโรเมตก (aromatic acid) ทมหม

ทมาเกดพนธะกบ COOH เปนหมอารล (Ar-) เชน กรดเบนโซอกทมหมอารลเปนหมฟนล (phenyl,

C6H5–, Ph) เปนตน โครงสรางแสดงดงรป

acetic acid (aliphatic acid) benzoic acid (aromatic acid)

15.1 การเรยกชอกรดคารบอกซลก

การเรยกชอกรดคารบอกซลกสามารถเรยกได 2 แบบคอชอสามญและชอ IUPAC ดงม

รายละเอยดดงน

15.1.1 ชอสามญ

กรดคารบอกซลกทมจ านวนคารบอนอะตอมไมมากนกจะพบทวไปในธรรมชาต เชน

กรดอะซตกในน าสม กรดฟอรมกในมดหรอแมลง กรดบวทรกในเนยทเหมนหน ชอกรดทพบทวไปใน

ธรรมชาตมกเรยกดวยชอสามญ ตวอยางชอสามญของกรดคารบอกซลกบางชนดแสดงในตาราง 15.1

82

กรณทกรดคารบอกซลกมหมตาง ๆ มาแทนทจะเรยกชอสามญโดยใชอกษรกรกเปน

ตวบอกต าแหนงของการแทนทนน โดยเรมจากอะตอมคารบอนทอยตดกบคารบอกซลคารบอนเปน

ต าแหนงอลฟา และเรยงตามล าดบดงรป

ตวอยางการเรยกชอสามญของกรดคารบอกซลกทมหมตาง ๆ มาแทนท เชน

- chloro – – methylvaleric acid , – dimethylbutyric acid

การเรยกชอสามญของกรดอะโรเมตก (Ar-COOH) ทมหมแทนทใหเรยกโดยถอวาเปน

อนพนธของกรดเบนโซอก (Ph–COOH) โดยบอกต าแหนงของหมแทนทดวยค าน าหนา ไดแก ค าวา

ortho (o-) meta (m-) และ para (p-) เมอหมแทนทอยทต าแหนง 2, 3 และ 4 ของหม –COOH

ตามล าดบ ดงตวอยาง

o – hydroxy benzoic acid m – chloro benzoic acid p – amino benzoic acid

α β

83

ตาราง 15.1 ชอสามญและชอ IUPAC ของกรดคารบอกซลกบางชนด

ชอสามญ ชอ IUPAC อะตอมคารบอน สตร

formic

acetic

propionic

acrylic

butyric

isobutyric

valeric

isovaleric

caproic

caprylic

capric

methanoic

ethanoic

propanoic

2 - propenoic

butanoic

2 - methylpropanoic

pentanoic

3 - methylbutanoic

hexanoic

octanoic

decanoic

1

2

3

3

4

4

5

5

6

8

10

HCOOH

CH3COOH

CH3CH2COOH

CH2 = CH – COOH

CH3(CH2)2COOH

(CH3)2CHCOOH

CH3(CH2)3COOH

(CH3)2CHCH2COOH

CH3(CH2)4COOH

CH3(CH2)6COOH

CH3(CH2)8COOH

15.1.2 ชอ IUPAC

การเรยกชอ IUPAC ของกรดคารบอกซลก เรมตนดวยการเลอกโซอะตอมคารบอนท

ยาวทสดเปนชอหลก โดยชอหลกเรยกตามชอ IUPAC ของอลเคนโดยตด –e ตวสดทายของชออลเคน

นนออกแลวเตมค าลงทาย –oic acid แทน ชอ IUPAC ของกรดคารบอกซลกบางชนดแสดงในตาราง

15.1

ในกรณทมหมแทนทอยในโมเลกลการก าหนดต าแหนงอะตอมคารบอนใหเรมจาก

อะตอมคารบอกซล (COOH) คารบอนใหเปนต าแหนงท 1 เสมอและเรยงถดไปตามล าดบดงน

84

ตวอยางการเรยกชอ IUPAC ของกรดคารบอกซลกทมหมแทนทต าแหนงตาง ๆ

4 – hydroxybutanoic acid 3 – phenyl pentanoic acid

การเรยกชอ IUPAC ของกรดอะโรเมตกทมหมแทนท ใหเรยกชอโดยถอวาเปน

อนพนธของกรดเบนโซอก โดยบอกต าแหนงของหมแทนทดวยตวเลขทนอยทสด ดงตวอยาง

benzoic acid 4 – aminobenzoic acid 2 – hydroxy benzoic acid

15.2 สมบตทางกายภาพของกรดคารบอกซลก

1. จดเดอด จดเดอดของกรดคารบอกซลกสงกวาจดเดอดของแอลกอฮอล แอลดไฮดหรอคโตน

เมอมมวลโมเลกลเทากนหรอใกลเคยง การทกรดคารบอกซลกมจดเดอดสงมผลมาจากการเกดพนธะ

ไฮโดรเจนระหวาง 2 โมเลกลของกรดคารบอกซลก (hydrogen–bonded dimer) เกดเปนไดเมอรทม

เสถยรภาพสง เพราะมแรงยดเหนยวดวยพนธะไฮโดรเจนถง 2 พนธะ สงผลใหมวลโมเลกลของกรดม

คาเปน 2 เทาของมวลโมเลกลเดมจงท าใหมจดเดอดสง ไดเมอรของกรดแสดงดงรป

ไดเมอรของกรดอะซตก

2. จดหลอมเหลว โดยทวไปกรดคารบอกซลกทมคารบอนมากกวา 8 อะตอมจะเปนของแขง

ยกเวนกรดทไมอมตวหรอมพนธะค ส าหรบกรดทมพนธะคและมโครงสรางแบบซส (cis–isomer) จะม

85

จดหลอมเหลวต าทสดเชน กรดสเตยรกและกรดลโนเลอก ซงมคารบอน 18 อะตอมเทากน พบวา

กรดสเตยรกเปนกรดอมตวมจดหลอมเหลวท 70 C สวนลโนเลอกเปนกรดไมอมตวมพนธะคและม

โครงสรางแบบซส มจดหลอมเหลวท -5 C เปนตน โครงสรางเคมแสดงดงรป

stearic acid linoleic acid

3. การละลาย กรดคารบอกซลกสามารถเกดพนธะไฮโดรเจนกบน าได ดงตวอยางการเกดพนธะ

ไฮโดรเจนของกรดอะซตกกบน าดงรป ท าใหกรดทมมวลโมเลกลต า (คารบอนไมเกน 4 อะตอม)

ละลายไดดในน า ถากรดมอะตอมคารบอนเพมขนการละลายน าจะคอย ๆ ลดลง เมอมคารบอน

มากกวา 10 อะตอมจะไมละลายน า ขอมลจดหลอมเหลว จดเดอดและการละลายน าของกรดคารบอก

ซลกบางชนดแสดงในตาราง 15.2

กรดอะซตกสรางพนะไฮโดรเจนกบน า

กรดคารบอกซลกละลายไดดในแอลกอฮอล เพราะเกดพนธะไฮโดรเจนกบแอลกอฮอลได

เนองจากโมเลกลแอลกอฮอลไมมขวแตกตางกบโมเลกลของน าซงมขวมาก ดงนนกรดทมโซคารบอน

ยาว ๆ จงสามารถละลายในแอลกอฮอลไดดกวาน า โดยทวไปกรดคารบอกซลกละลายในตวท าละลาย

ไมมขวเชน คลอโรฟอรม เปนตน

86

ตาราง 15.2 จดเดอด จดหลอมเหลวและการละลายน าของกรดคารบอกซลกบางชนด

ชอกรด อะตอมคารบอน จดหลอมเหลว

(C)

จดเดอด

(C)

การละลายน า

(g/100 g H2O)

formic

acetic

propionic

butyric

valeric

caproic

benzoic

1

2

3

4

5

6

7

8

16.6

-21

-6

-34

-3

122

100.5

118

141

164

187

205

250

ละลาย

ละลาย

ละลาย

ละลาย

3.7

1.0

0.3

ทมา : T.W.Graham Solomons and Craig B. Fryhle, Organic Chemistry, 9rd Edition, 2007,

John-Wiley & Sons, Inc.

15.3 ความเปนกรดของกรดคารบอกซลก

กรดคารบอกซลกแตกตวไดในน าใหโปรตอนและคารบอกซเลตไอออน คาคงตวสมดลของ

ปฏกรยานเรยกวา คาคงตวการแตกตวของกรด (acid dissociation constant) ใชตวยอ Ka คา pKa

ของกรดมคาเทากบ –log Ka การแตกตวของกรดคารบอกซลกและแอลกอฮอลในน าแสดงดงสมการ

สมการการแตกตวของกรดคารบอกซลกในน าแสดงดงรป

carboxylic acid carboxylate ion

คาคงตวการแตกตวของกรดแสดงดงสมการ

87

การแตกตวของแอลกอฮอลในน าแสดงดงรป

alcohol alkoxide ion

คาคงตวการแตกตวของแอลกอฮอลแสดงดงสมการ

pKa ของกรดคารบอกซลกตาง ๆ มคาประมาณ 5 ท าใหมความเปนกรดมากกวา

สารอนทรยอน ๆ เชน แอลกอฮอลและฟนอล เปนตน แอลกอฮอลมคา pKa ในชวง 16-18 เมอ

เปรยบเทยบกบกรดอะซตกซงมคา pKa 4.74 หรอมความเปนกรดมากกวาแอลกอฮอลประมาณสบ

เทาทงนเพราะคารบอกซเลตไอออนของกรดมเสถยรภาพมากกวาอลคอกไซดไอออนของแอลกอฮอล

เนองจากประจลบสามารถเคลอนทบนอะตอมออกซเจนทง 2 อะตอมได ดงรป

carboxylic acid carboxylate ion

การแตกตวของกรดและแอลกอฮอลเกยวของกบการแตกพนธะระหวางออกซเจนและ

ไฮโดรเจน (O–H) กรดคารบอกซลกใชพลงงานในการแตกพนธะต ากวาแอลกอฮอล คารบอกซเลต

ไอออนทเกดขนมประจลบบนอะตอมออกซเจนทง 2 อะตอมเทากน แตอลคอกไซดไอออนของ

แอลกอฮอลมประจลบบนออกซเจนเพยงอะตอมเดยว ท าใหประจลบในคารบอกซเลตไอออนม

เสถยรภาพมากกวาในอลคอกไซดไอออน

ถามหมแทนท ทมสมบตดงอเลกตรอน (electron–withdrawing group) อยบนโมเลกล

ของกรดท าใหกรดคารบอกซลกมความเปนกรดเพมขน และมผลมากเมอหมแทนทนอยทต าแหนง

88

อลฟา นอกจากนถามหมดงอเลกตรอนเพมมากขนความเปนกรดจะสงขนดวย ดงนนคา Ka สง คา pKa

จะลดลงตามล าดบ ดงตวอยาง

CH3COOH < ClCH2COOH < Cl2CHCOOH < Cl3CCOOH

acetic acid chloroacetic acid dichloroacetic acid trichloroacetic acid

pKa = 4.75 pKa = 2.81 pKa = 1.29 pKa = 0.7

ระยะหางจากหมคารบอกซลของหมแทนทกมผลตอความแรงของกรดดวย กรดทมหม

แทนททต าแหนงอลฟาท าใหกรดมความแรงมากทสด ถาหมแทนทอยหางออกไปความแรงของกรดจะ

ลดนอยลงท าใหคา Ka ลดลง คา pKa ของกรดจะเพมขนตามล าดบ ดงตวอยาง

2 – chlorobutanoic acid 3 – chlorobutanoic acid 4 – chlorobutanoic acid

pKa = 2.85 pKa = 4.05 pKa = 4.52 pKa = 4.82

15.4 เกลอของกรดคารบอกซลก

เกลอของกรดคารบอกซลกเกดจากเบสแกดงโปรตอนจากกรดคารบอกซลก และใหผลผลตเปน

ไอออนคารบอกซเลต (carboxylate ion) ไอออนบวกจากเบส และน า และเมอเกดการรวมตวกน

ระหวางไอออนคารบอกซเลตกบไอออนบวกจะไดเกลอของกรดคารบอกซลกเชน เมอเบสแกคอ

โซเดยมไฮดรอกไซดจะดงโปรตอนของกรดอะซตกและใหผลผลตเปนเกลอโซเดยมอะซเตทดงสมการ

acetic acid sodium hydroxide sodium acetate

เนองจากกรดแร (mineral acid) เชน กรดไฮโดรคลอรกมความแรงมากกวากรดคารบอกซลก

ดงนนถาเตมกรดแรลงในเกลอของกรดคารบอกซลกจะเกดปฏกรยายอนกลบได ท าใหเกลอของกรด

คารบอกซลกเปลยนไปเปนกรดคารบอกซลกเหมอนเดม ดงสมการ

89

sodium acetate acetic acid

ในการเรยกชอเกลอของกรดคารบอกซลกนน ใหเรยกไอออนบวกกอนตามดวยชอไอออน

คารบอกซเลต โดยเปลยนค าลงทายชอกรดคารบอกซลกจาก –ic acid เปน –ate เชน

acetic acid sodium acetate benzoic acid sodium benzoate

15.5 การสงเคราะหกรดคารบอกซลก

วธการสงเคราะหกรดคารบอกซลกมหลายวธ สารตงตนในการสงเคราะหอาจเปนแอลกอฮอล

ชนดปฐมภมหรออนพนธของกรดคารบอกซลก เปนตน ดงรายละเอยดตอไปน

15.5.1 ปฏกรยาออกซเดชน

สารอนทรยหลายชนดเมอเกดปฏกรยาออกซเดชนจะใหผลผลตเปนกรดคารบอกซลก

เชน แอลกอฮอลปฐมภมและแอลดไฮด อลคนและอลไคน เปนตน ปฏกรยาออกซเดชนของ

สารอนทรยแตละชนดมดงน

15.5.1.1 ปฏกรยาออกซเดชนของแอลกอฮอลปฐมภมและแอลดไฮด

แอลกอฮอลปฐมภมและแอลดไฮด เมอท าปฏกรยากบโซเดยมไดโครเมต

(Na2Cr2O7) ในกรดซลฟวรก หรอใชโพแตสเซยมเปอรแมงกาเนตจะไดผลผลตเปนกรดคารบอกซลก

ดงตวอยาง

butanal butanoic acid

90

3 – phenyl propanol 3 – phenyl propanoic acid

15.5.1.2 ปฏกรยาออกซเดชนของอลคนและอลไคน

อลคนและอลไคนเมอท าปฏกรยากบโพแตสเซยมเปอรแมงกาเนตทเขมขน

และรอน ท าใหพนธะคของอลคนและพนธะสามของอลไคนแตกสลายใหผลผลตเปนกรดคารบอกซลก

ดงตวอยาง

2 – pentene propanoic acid acetic acid

15.5.2 ปฏกรยาคารบอกซเลชน

เมอใชสารกรนยารดท าปฏกรยากบคารบอนไดออกไซดจะไดผลผลตเปนเกลอ

แมกนเซยมของกรดคารบอกซลก เมอเตมกรดเจอจางลงในเกลอแมกนเซยมนจะไดผลผลตสดทายเปน

กรดคารบอกซลก วธนถาใชอลคลเฮไลดเปนสารตงตนเชน เอทลโบรไมด ในการเตรยมสารกรนยารด

ดงตวอยางจะไดผลผลตทมคารบอนมากกวาสารตงตนเอทลโบรไมด 1 อะตอม

ethyl bromide ethyl magnesium bromide

propionic acid

91

15.5.3 ปฏกรยาไฮโดรไลซส

ปฏกรยาไฮโดรไลซสหรอปฏกรยาการแยกสลายดวยน าของอนพนธของกรด

คารบอกซลกจะไดผลผลตคอ กรดคารบอกซลก ตวอยางอนพนธของกรดคารบอกซลก เชน

สารประกอบเอซดเฮไลด สารประกอบเอซดแอนไฮไดรด สารประกอบเอสเทอร สารประกอบอะไมด

และสารประกอบไนไตรล เปนตน ปฏกรยาเกดจากโมเลกลของน าหรอหม –OH เขาท าปฏกรยากบ

คารบอนอะตอมของหมคารบอนล หรอเขาท าปฏกรยากบหม –CN ของอนพนธนน ๆ และไดผลผลต

เปนกรดคารบอกซลก ดงตวอยาง

propanenitrile propionic acid

propanamide propanoic acid

propanoyl chloride propanoic acid

ethanoic anhydride acetic acid acetic acid

methyl propanoate propanoic acid methnol

92

15.6 ปฏกรยาของกรดคารบอกซลก

ปฏกรยาสวนใหญของกรดคารบอกซลกเกดจากหม –OH ถกแทนทดวยนวคลโอไฟลไดผลผลต

เปนอนพนธกรดคารบอกซลกหลายชนด เชน เอสเทอร อะไมด เอซดคลอไรด เอซดแอนไฮไดรด

เปนตน นอกจากนหมคารบอกซลกยงสามารถถกรดวซใหผลผลตสดทายเปนแอลกอฮอลปฐมภมอก

ดวย ปฏกรยาทส าคญของกรดคารบอกซลกมดงน

15.6.1 ปฏกรยาการเกดเกลอ

กรดคารบอกซลกสามารถท าปฏกรยาไดทงเบสแกและเบสออน เชน NaOH, Ca(OH)2,

NaHCO3, NH3 เปนตน ไดผลผลตเปนเกลอของกรดคารบอกซลกซงละลายไดดในน า เนองจากกรด

คารบอกซลกมความเปนกรดสงกวาแอลกอฮอลและฟนอล ปฏกรยาการเกดเกลอแสดงดงตวอยาง

acetic acid sodium hydroxide sodium acetate

15.6.2 ปฏกรยาการเกดเอสเทอร

กรดคารบอกซลกเมอใหท าปฏกรยากบแอลกอฮอลโดยมกรดเปนตวเรง เชน กรด

ซลฟวรก กรดไฮโดรคลอรก เปนตน ไดผลผลตคอเอสเทอรเรยกปฏกรยานวาเอสเทอรฟเคชน

(esterification) ผลผลตของปฏกรยาเกดจากหม –OH ของกรดถกแทนทดวยหม –OR ของ

แอลกอฮอล มสมการทวไปและตวอยางดงน

acid alcohol ester

acetic acid ethanol ethylacetate

93

ปฏกรยาเอสเทอรฟเคชนผนกลบได ดงนนถาตองการใหไดผลผลตมาก ๆ จงตองเพม

ปรมาณแอลกอฮอล หรอกลนเอาเอสเทอรออกไปขณะท าปฏกรยา

15.6.3 ปฏกรยาการเกดเอซดคลอไรด

ปฏกรยาการเกดเอซดคลอไรด เมอใหกรดคารบอกซลกท าปฏกรยากบไทโอนลคลอไรด

(thionyl chloride, SOCl2) จะใหผลผลตเปนเอซดคลอไรด ดงตวอยาง

butanoic acid butanoyl chloride

ไทโอนลคลอไรด เปนรเอเจนตทดทสดในปฏกรยาการเปลยนกรดคารบอกซลกไปเปน

เอซดคลอไรด เพราะใหผลผลตอน ๆ ทมสถานะเปนแกสจงไมปนเปอนกบผลผลตหลกทตองการ

15.6.4 ปฏกรยาการเกดเอซดแอนไฮไดรด

เอซดแอนไฮไดรดเกดจากกรดคารบอกซลก 2 โมเลกลท าปฏกรยากนทอณหภมสงและ

สญเสยโมเลกลน าออกไป ดงตวอยาง

propanoic acid propanoic anhydride

ถากรดคารบอกซลก 2 โมเลกลไมเหมอนกนจะไดเอซดแอนไฮไดรดผสม (mixed acid

anhydride) ดงตวอยาง

benzoic acid acetic acid acetic benzoic anhydride

94

กรดคารบอกซลกสามารถท าปฏกรยากบเอซดคลอไรดไดผลผลตเปนเอซดแอนไฮไดรด

ซงปฏกรยาเกดงายกวาปฏกรยาระหวางกรดคารบอกซลก 2 โมเลกล ดงตวอยาง

benzoic acid acetyl chloride acetic benzoic anhydride

15.6.5 ปฏกรยาการเกดอะไมด

เมอใหกรดคารบอกซลกท าปฏกรยากบแอมโมเนย อะมนปฐมภมหรอทตยภมจะได

สารประกอบอะไมดเปนผลผลต ดงตวอยาง

propanoic acid ammonia propanamide

butanoic acid methylamine N – methyl butanamide

pentanoic acid dimethylamine N, N – dimethyl pentanamide

15.6.6 ปฏกรยาการเกดแอลกอฮอลปฐมภม

ถารดวซกรดคารบอกซลกดวยตวรดวซทแรงเชน ลเทยมอะลมเนยมไฮไดรดจะได

ผลผลตสดทายเปนแอลกอฮอลปฐมภม ดงตวอยาง

95

phenylethanoic acid 2 - phenylethanol

LiAl[OC(CH3)3]3H (lithium aluminium tri (t – butoxy) hydride) เปนตวรดวซ

ท ออนกวา LiAlH4 สามารถรดวซ เอซดคลอไรดใหเปนแอลดไฮดได ดงนนถาตองการเปลยน

กรดคารบอกซลกเปนแอลดไฮดสามารถท าไดโดยเปลยนกรดคารบอกซลกใหเปนเอซดคลอไรด แลว

รดวซเอซดคลอไรดดวย LiAl[OC(CH3)3]3H ดงตวอยาง

isobutyric acid isobutyryl chloride isobutyraldehyde

15.7 อนพนธกรดคารบอกซลก

อนพนธกรดคารบอกซลก (carboxylic acid derivative) มหลายชนดเชน เอซดเฮไลด

เอซดแอนไฮไดรด เอสเทอร อะไมดและไนไตรล เปนตน เปนสารประกอบทเมอแยกสลายดวยกรด

หรอเบสแลวไดกรดคารบอกซลกกลบคนมา ดงตวอยางวธการสงเคราะหกรดคารบอกซลกจากอนพนธ

กรดคารบอกซลก รายละเอยดของอนพนธกรดคารบอกซลกแตละชนดมดงน

15.7.1 เอซดเฮไลด

เอซดเฮไลดหรออาจเรยกวาเอซลเฮไลด (acyl halide) เปนอนพนธกรดคารบอกซลกท

ใชสงเคราะหสารประกอบเอซลตาง ๆ ไดหลายชนดเชน เอสเทอร อะไมด และเอซลเบนซน เปนตน

เอซลเฮไลดทรจกกนดและน ามาใชมากทสดคอเอซลคลอไรด หรอนยมเรยกวา เอซดคลอไรด ม

โครงสรางดงรป

96

acid halide acid chloride

อะตอมเฮโลเจนในเอซดเฮไลดสามารถดงอเลกตรอนจากคารบอนคารบอนลได ท าให

อะตอมคารบอนนมประจเปนบวก นวคลโอไฟลซงเปนสารทมอเลกตรอนมากน าคอเลกตรอนมาเกด

พนธะ และท าใหเฮไลดไอออนเปนหมทหลดออกไดงาย ดงรป

15.7.1 การเรยกชอเอซดเฮไลด

ในการเรยกชอเอซดเฮไลดใหเรยกตามชอกรดคารบอกซลกโดยตด –ic acid

ออกแลวเตมค าลงทาย –yl แทน และตามดวยชอเฮไลด ดงตวอยาง

ชอ IUPAC : ethanoyl chloride propanoyl bromide

ชอสามญ : acetyl chloride propionyl bromide

ในกรณทมหมแทนทอยในโมเลกลของเอซดเฮไลดการเรยกชอ IUPAC จะใช

ตวเลขบอกต าแหนงของหมแทนท แตถาเปนชอสามญจะใชอกษรกรก ดงตวอยาง

ชอ IUPAC : 2 – chloropropanoyl chloride ชอสามญ : – chloropropionyl chloride

97

15.7.2 การสงเคราะหเอซดเฮไลด

เอซดคลอไรดสงเคราะหจากกรดคารบอกซลกกบรเอเจนตตาง ๆ หลายชนด

แตรเอเจนตทดนนไดแก ไทโอนลคลอไรดเพราะใหผลผลตอน ๆ ทมสถานะเปนแกส จงสามารถแยก

ออกจากเอซดคลอไรดไดงาย ดงตวอยาง

acetic acid acetyl chloride

15.7.3 ปฏกรยาของเอซดเฮไลด

เอซดคลอไรดเปนอนพนธกรดคารบอกซลกทมความวองไวตอปฏกรยามาก

ทสดจงสามารถเปลยนไปเปนอนพนธกรดคารบอกซลกอน ๆ ไดงาย ดงตวอยางการสงเคราะหอนพนธ

กรดคารบอกซลกเชน เอสเทอร อะไมด และเอซดแอนไฮไดรด เปนตน

15.7.2 เอซดแอนไฮไดรด

เอซดแอนไฮไดรดเกดจากกรดคารบอกซลก 2 โมเลกลมาเชอมตอกนโดยสญเสยน า

ออกไป 1 โมเลกล ดงนนค าวาแอนไฮไดรด (anhydride) จงหมายถงปราศจากน า (without water)

เอซดแอนไฮไดรดสามารถเกดปฏกรยาการแทนทดวยนวคลโอไฟล ท าใหหมคารบอกซเลตหลดออกไป

15.7.2.1 การเรยกชอเอซดแอนไฮไดรด

ในการเรยกชอเอซดแอนไฮไดรดนนจะเรยกตามชอกรดคารบอกซลกทมา

เชอมตอกนโดยตด –acid ออกแลวลงทายดวยค าวาแอนไฮไดรดทงชอ IUPAC และชอสามญดง

ตวอยาง

ชอ IUPAC : ethanoic anhydride ชอสามญ : acetic anhydride

98

ถาเอซดแอนไฮไดรดประกอบดวยกรดสองชนดทแตกตางกนซงเรยกวา

เอซดแอนไฮไดรดผสม (acid mixed anhydride) การเรยกชอจะเรยกชอกรดแตละชนดกอนโดย

เรยงล าดบตามตวอกษรภาษาองกฤษ แลวลงทายดวยค าวาแอนไฮไดรด ดงตวอยาง

ชอ IUPAC : ethanoic propanoic anhydride ชอสามญ : acetic propionic anhydride

15.7.2.2 การสงเคราะหเอซดแอนไฮไดรด

โดยทวไปเอซดแอนไฮไดรดสงเคราะหจากปฏกรยาระหวางเอซดคลอไรดกบ

กรดคารบอกซลกหรอเกลอคารบอกซเลต ดงตวอยาง

acetyl chloride benzoic acid acetic benzoic anhydride

acetyl chloride sodium formate acetic formic anhydride

15.7.2.3 ปฏกรยาของเอซดแอนไฮไดรด

เอซดแอนไฮไดรดเกดปฏกรยาคลายกบเอซดคลอไรดเชน แยกสลายใน

สารละลายทเปนกลางไดกรดคารบอกซลก ถาใหท าปฏกรยากบแอลกอฮอลไดเอสเทอรและท า

ปฏกรยากบอะมนไดอะไมด เปนตน

99

15.7.3 เอสเทอร

เอสเทอรเปนอนพนธกรดคารบอกซลกทเกดจากหมไฮดรอกซลของกรดถกแทนทดวย

หมอลคอกซ โดยทวไปเอสเทอรเกดจากปฏกรยาระหวางกรดคารบอกซลกกบแอลกอฮอลโดยสญเสย

น าออกไป 1 โมเลกล มสมการทวไปดงน

acid alcohol ester

15.7.3.1 การเรยกชอเอสเทอร

ชอของเอสเทอรมองคประกอบสองสวน สวนแรกเปนชอหม อลคลของ

แอลกอฮอล สวนทสองเปนชอหมคารบอกซเลตของกรดคารบอกซลก ซงทงชอ IUPAC และชอสามญ

ของเอสเทอร เรยกชอเหมอนสวนอลคลของแอลกอฮอล และสวนหมคารบอกซเลตของกรดคารบอก-

ซลก ตวอยางการสงเคราะหเอสเทอรและการเรยกชอมดงน

ชอ IUPAC : ethanoic acid ethanol ethyl ethanoate

ชอสามญ : acetic acid ethyl alcohol ethyl acetate

15.7.3.2 การสงเคราะหเอสเทอร

เอสเทอรสงเคราะหไดจากปฏกรยาเอสเทอรฟเคชนระหวางกรดคารบอกซลก

กบแอลกอฮอล หรอปฏกรยาระหวางเอซดคลอไรดหรอเอซดแอนไฮไดรดกบแอลกอฮอล ดงตวอยาง

ตอไปน

propionic acid ethyl alcohol ethylpropionate

100

acetic anhydride propyl alcohol propylacetate

15.7.4 อะไมด

อะไมดเปนอนพนธกรดคารบอกซลกทเกดจากปฏกรยาระหวางกรดคารบอกซลกกบ

แอมโมเนย หรออะมนเชน เมอใหกรดท าปฏกรยากบอะมนจะไดเกลอแอมโมเนยคารบอกซเลต

หลงจากใหความรอนแกเกลอนทอณหภมสงกวา 100 C โมเลกลของน าจะหลดออกไปและไดผลผลต

เปนอะไมด ดงสมการ

acid amine salt amide

อะไมดม 3 ชนดคอ อะไมดปฐมภม (primary amide) ซงมคารบอนเพยงอะตอมเดยว

ทเกดพนธะกบไนโตรเจน อะไมดทตยภม (secondary amide) ซงมหมอลคล 1 หมเกดพนธะกบ

ไนโตรเจน และอะไมดตตยภม (tertiary amide) ซงมหม อลคล 2 หมเกดพนธะกบไนโตรเจน

โครงสรางอะไมดทง 3 ชนดมดงน

primary amide secondary amide tertiary amide

15.7.4.1 การเรยกชออะไมด

การเรยกชออะไมดปฐมภมใหเรยกตามชอของกรดโดยตด –oic acid หรอ

–ic acid ออกแลวเตม –amide แทน ดงตวอยาง

101

ชอ IUPAC : butanamide ชอสามญ : butyramide

ส าหรบอะไมดทตยภมและตตยภมนนใหเรยกชอโดยถอวาหม อลคลทเกด

พนธะกบอะตอมไนโตรเจนเปนหมแทนท ซงจะตองเรยกชอกอน และใหเรยกตามหลงอะตอม

ไนโตรเจน สวนทเหลอเรยกชอเชนเดยวกบอะไมดปฐมภม ดงตวอยาง

ชอ IUPAC : N – ethylethanamide N, N – dimethyl methanamide

ชอสามญ : N – ethylacetamide N, N – dimethyl formamide

15.7.4.2 การสงเคราะหอะไมด

การสงเคราะหอะไมดสงเคราะหไดจากปฏกรยาระหวางเอซดคลอไรดหรอ

เอซดแอนไฮไดรดกบอะมน ดงตวอยาง

acetyl chloride dimethylamine N, N – dimethylacetamide

acetic anhydride methylamine N – methylacetamide

ในทางอตสาหกรรมสงเคราะหอะไมด โดยการใหความรอนในปฏกรยา

ระหวางกรดคารบอกซลกกบอะมน ดงตวอยาง

102

2 – methyl propanoic acid ethylamine N – ethyl – 2 – methyl propanamide

15.7.4.3 ปฏกรยาของอะไมด

อะไมดเปนอนพนธกรดคารบอกซลกทมเสถยรภาพมากทสดจงไมสามารถ

เปลยนไปเปนอนพนธกรดคารบอกซลกอน ๆ ไดและมความวองไวในการเกดปฏกรยานอยทสด

ปฏกรยาการแยกสลายอะไมดตองใชกรดแกหรอเบสแกจงจะเกดปฏกรยาได และผลผลตทไดคอ กรด

คารบอกซลก

15.7.5 ไนไตรล

ไนไตรลเปนสารประกอบทมหมไซยาโน (cyano group, -CN) เปนหมฟงกชนแมวา

ไนไตรลไมมหมคารบอนลของกรดคารบอกซลกอยในโมเลกล แตกจดเปนอนพนธกรดคารบอกซลก

เพราะเมอแยกสลายดวยน าจะไดกรดคารบอกซลก ดงสมการทวไปดงน

nitrile primary amide acid

15.7.5.1 การเรยกชอไนไตรล

ส าหรบชอ IUPAC ใหเรยกชอตามจ านวนอะตอมคารบอนเชนเดยวกบ

อลเคนลงทายดวย –nitrile สวนชอสามญใหเรยกตามชอกรดโดยตด –ic acid ออกแลวลงทายดวย

–onitrile ถาไนไตรลมหมแทนทใหใชอกษรกรกบอกต าแหนงหมแทนท ดงตวอยาง

103

ชอ IUPAC : ethanenitrile 3 – bromobutanenitrile

ชอสามญ : acetonitrile - bromobutyronitrile

15.7.5.2 การสงเคราะหไนไตรล

ไนไตรลสงเคราะหจากปฏกรยาการขจดน า (dehydration) ของอะไมด

ปฐมภม โดยใหท าปฏกรยากบฟอสฟอรล คลอไรด (phosphorly chloride, POCl3) นอกจากน

ไนไตรลอาจสงเคราะหจากปฏกรยาระหวางอลคลเฮไลดกบไซยาไนดไอออน โดยไซยาไนดไอออนได

จากสารประกอบโซเดยมไซยาไนด (NaCN) หรอโพแตสเซยมไซยาไนด (KCN) ผลผลตทไดเปนไนไตรล

ทมคารบอนเพมขน 1 อะตอมดงตวอยาง

propanamide propanenitrile

propyl chloride butanenitrile

15.7.5.3 ปฏกรยาของไนไตรล

ไนไตรลเกดปฏกรยาการแยกสลายในสารละลายกรดหรอเบสใหผลผลต

เปนอะไมดในขนแรก และอะไมดเกดปฏกรยาการแยกสลายตอไปจนไดกรดคารบอกซลกเปนผลผลต

สดทาย ส าหรบปฏกรยารดกชนของไนไตรลโดยใชลเทยมอะลมเนยมไฮไดรดเปนตวรดวซจะใหผลผลต

เปนอะมนปฐมภม นอกจากนไนไตรลยงสามารถท าปฏกรยากบกรนยารดรเอเจนตไดเกลอไอมน

เกดขนในขนแรกแตเมอแยกสลายเกลอนดวยกรดจะใหผลผลตเปนคโตน

104

15.8 ปฏกรยารดกชนอนพนธกรดคารบอกซลก

อนพนธกรดคารบอกซลกบางชนดเชน เอสเทอร เอซดคลอไรด สามารถถกรดวซไปเปน

แอลกอฮอลได ขณะทไนไตรลกสามารถถกรดวซไปเปนอะมนไดเมอใชตวรดวซอยางแรงเชน ลเทยม

อะลมเนยมไฮไดรด เมอใชตวรดวซทมความรนแรงปานกลาง เชน ลเทยม ไตร เทอรทอะร บวทอกซ

อะลมนม ไฮไดรด (lithium – tri – tert – butoxyaluminum hydride, LiAlH[OC(CH3)3]3)

อนพนธกรดคารบอกซลก เชน เอซดคลอไรดสามารถถกรดวซไปเปนแอลดไฮด ดงตวอยาง

methyl phenylacetate 2 – phenylethanol methanol

benzoyl chloride benzoyl alcohol

phenylethanenitrile phenylethylamine

pentanoyl chloride pentanal

105

15.9 การแยกสลายอนพนธของกรดคารบอกซลก

อนพนธกรดคารบอกซลกทกชนดสามารถเกดปฏกรยาการแยกสลายและใหผลผลตเปนกรด

คารบอกซลกไดซงเปนกระบวนการสงเคราะหกรดคารบอกซลกวธหนง ปฏกรยาเกดไดในสารละลายท

เปนกรดหรอเบส ดงตวอยาง

propanoyl chloride propanoic acid

acetic anhydride acetic acid

อนพนธกรดคารบอกซลกเชน เอสเทอรจะเกดปฏกรยาการแยกสลายโดยมกรดเปนตวเรงให

ผลผลตเปนกรดคารบอกซลกและแอลกอฮอล กรณแยกสลายเอสเทอรในสารละลายเบสเรยกปฏกรยา

นวา saponification ใหผลผลตเปนคารบอกซเลตและแอลกอฮอล ดงตวอยาง

methyl acetate acetic acid methanol

methyl acetate sodium ethanoate methanol

อะไมดเกดการแยกสลายเปนกรดคารบอกซลกไดทงในสารละลายกรดและเบส แตตองใช

สภาวะทรนแรงกวาการแยกสลายเอสเทอรเชน ตองใชความรอนและใชกรดซลฟวรกหรอใชเบส

โซเดยมไฮดรอกไซด ดงตวอยาง

106

N – methyl – 2 – phenylacetamide phenylacetic acid methylamine

เมอไนไตรลเกดปฏกรยาการแยกสลายในสารละลายทเปนกรดหรอเบส จะไดอะไมดเกดขนกอน

และจะเปลยนไปเปนกรดคารบอกซลกเมอใหความรอนดงตวอยาง

phenylacetonitrile phenylacetic acid

isobutyronitrile isobutyric acid