Upload
kaoijai
View
2.422
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
ปฏกรยาเคมอนทรย
ปฏกรยาเคมของสารประกอบอนทรย
A + B C + D
เรยก A, B วา สารตงตน (starting material) และ C, D วาสารผลตภณฑ (product)
ปฏกรยาเคมอนทรย
• ในปฏกรยาเคมอนทรย บางครงจะเรยกสารตงตน
ตวหนงวา reactant หรอsubstrate และเรยกสารทเขาท าปฏกรยาวา reagent
• สวนใหญ reagent มกเปนสารประกอบอนนทรยหรอสารประกอบอนทรยโมเลกลเลก ๆ
ปฏกรยาเคมอนทรย
• ในการเกดปฏกรยาเคมอนทรยจะมการแตกพนธะซงอาจเปน 1 พนธะหรอมากกวา และมการสรางพนธะใหม 1 พนธะหรอมากกวา • ปฏกรยาอาจเกดขนตอนเดยวหรอหลายขนตอน
• การแสดงรายละเอยดของขนตอนตาง ๆ ของปฏกรยาทเกดขน เรยกวา กลไกของปฏกรยา (reaction mechanism)
ปฏกรยาเคมอนทรย • การแตกพนธะของสารประกอบอนทรย อาจเกดได 2 แบบ
– แบบโฮโมไลตก (homolytic cleavage) เปนการแตกพนธะอยางสมมาตร กลาวคอ เมอแตกพนธะแตละอะตอมจะเอาอเลกตรอนไปอะตอมละ 1 อเลกตรอน
– แบบเฮเทอโรไลตก (heterolytic cleavage) เปนการแตกพนธะทอะตอมหนงเอาอเลกตรอนไป 2 อเลกตรอน และอกอะตอมหนงไมมอเลกตรอนเลย ท าใหอะตอมหนงมประจบวก อกอะตอมหนงมประจลบ
ปฏกรยาเคมอนทรย
• ปฏกรยาทมการแตกพนธะแบบโฮโมไลตก เรยกวา ปฏกรยาแบบอนภาคหรออนมลอสระ (radical or free-radical reaction)
C + AC A
ปฏกรยาเคมอนทรย • ปฏกรยาทมการแตกพนธะแบบเฮเทอโรไลตก เรยกวา ปฏกรยาแบบไอออนก (ionic reaction)
C + AC A
C + AC A
carbanion
(carbonium ion)
carbocation
heterolytic clevage
heterolytic clevage
+
+
สารมธยนตร 1. คารโบเคตอออน (carbocation) หรอ คารโบเนยม อออน (carbonium ion) ใช sp2 ไฮบรดออรบตล
C+
R
R
R
sp2
sp2
sp2
p-orbital
ม 6 อเลกตรอนอยในพนธะสามพนธะ
สารมธยนตร เสถยรภาพของคารโบเคตอออน (carbocation)
C+
C
R
R
R
C
H
R
R
C
H
R
H
CH3
carbocations:
methyl cation
++ ++
> > >
30 20 10
สารมธยนตร 2. คารแบนอออน (carbanion) เปนคารบอนทมประจลบ มอเลกตรอนวงนอก 8 อเลกตรอน
คารแบนอออน ใช sp3 ไฮบรดออรบตล
C
H
HC
H
Methyl carbanion
ม 6 อเลกตรอนอยในพนธะสามพนธะและคอเลกตรอนทไมไดใชรวม
สารมธยนตร เสถยรภาพของคารแบนอออน จะตรงขามกบ
คารโบแคตอออน
C
C
R
R
R
C
H
R
R
C
H
R
H
CH3
carbanions:
methyl carbanion
>>>
302010
สารมธยนตร 3. เรดคลอสระ (free radical) เปนคารบอนทมอเลกตรอนเดยว ไมมประจ มอเลกตรอนวงนอก 7
อเลกตรอน คารบอนทเปนเรดคลอสระ ใช sp2
ไฮบรดออรบตล
R
R
R
สารมธยนตร 4. คารบน (carbene) เปนสารมธยนตรของคารบอนทมเพยง 2 พนธะ มอเลกตรอนวงนอก 6 อเลกตรอน คารบนม 2 ชนด
R
RR C R
Singlet carbene Triplet carbene
คารบนคออะตอมคารบอนทเปนกลาง ม 2 พนธะ และ 2 อเลกตรอน ม อยสองชนดคอ
• 1. แบบซงเกลต(Singlet)
C
• 2. แบบทรปเพลต
C
ประเภทของสารทเขาท าปฏกรยาเคมอนทรย
1. นวคลโอไฟล (nucleophile) 2. อเลกโตรไฟล (electrophile) 3. เรดคลอสระ (free radical)
นวคลโอไฟล (nucleophile)
เปนโมเลกลหรอกลมของอะตอมทมคอเลกตรอนทใชในการสรางพนธะกบสารหรอหมทรบอเลกตรอนได กรณโมเลกลเปนกลาง เชน H2O, ROH, NH3, RNH2 เปนตน นยมเขยนนวคลโอไฟลแบบนวา Nu : หากนวคลโอไฟลมประจลบ (anion) ซงนยมเขยนแทนดวย Nu- เชน –OH,-OR, -CN, -Cl
(ตวใหอเลกตรอน ) คอเลกตรอนทไมไดใชรวม พนธะทมขว - ม ไพอเลกตรอน
อเลกโตรไฟล (electrophile)
เปนโมเลกลหรออะตอมทสามารถรบอเลกตรอนเพอสรางพนธะใหม อเลกโตรไฟลทเปนกลางจะเขยนแทนดวย E เชน AlCl3, BF3, SO3 สวนอเลกโตรไฟลทมประจ ซงจะเปนบวก เชน H+, H3O+, R+
(carbocation) มกเขยนแทนดวย E+
CH2 CH CH3 + HCl CH3 CH
Cl
CH3
propene hydrogen chloride 2-chloropropane
(ตวรบอเลกตรอน ) พนธะทมขว +มต าแหนงทสามารถรบอเลกตรอน (กรด)
. เรดคลอสระ (free radical)
รเอเจนตกลมแรดคลน เปนหมทไมมประจ เนองจากเกดการแตกตวอยางเสมอภาค และจะเหนยวน าใหเกดปฏกรยาทมการแตกพนธะแบบเสมอภาคดวยเชนกน
Cl H CH3 Cl H + CH3
methane methyl radical
Cl CH3 CH3 Cl
chlorine radical methyl radical chloromethane
ประเภทของปฏกรยาเคมอนทรย
1. ปฏกรยาการแทนท (Substitution reaction)
Nu + R X Nu R + X
สารต งตน สารผลตภณฑนวคลโอไฟล อออนทหลดออก
1.1 ปฏกรยาการแทนทดวยนวคลโอไฟล
OH + CH3CH
2 Cl CH
3CH
2OH + Cl
สารต งตน สารผลตภณฑ อออนท
หลดออก
นวคลโอไฟล
ประเภทของปฏกรยาเคมอนทรย
1. ปฏกรยาการแทนท (Substitution reaction)
1.2 ปฏกรยาการแทนทดวยอเลกโตรไฟล H
+ E
E
+ HLewis acid+ +
H
+ HNO3
NO2
+ H2O
H2SO
4
ประเภทของปฏกรยาเคมอนทรย 2. ปฏกรยาการเตม (Addition reaction)
Br
CH3CH CH
2 + Br
2CH
3CH CH
2
Br
Cl
CH2 CH
2 + Cl
2CH
2 CH
2
Cl
A
C C + A B C C
B
ประเภทของปฏกรยาเคมอนทรย 3. ปฏกรยาการขจดออก (Elimination reaction) 3.1 ปฎกรยาการขจดออกโดยนวคลโอไฟล
H
C C + XC C
X
(HX)
Nu
CH3CH
2Br + OH CH
2 CH
2 + H
2O + Br
(HBr)
ประเภทของปฏกรยาเคมอนทรย 3.2 ปฏกรยาการขจดออกโดยอเลกโตรไฟล
OH
C C + H2OC C
HLewis base
CH3 CH
2 OH
H2SO
4CH
2 CH
2 + H
2O
ethanol ethene
ประเภทของปฏกรยาเคมอนทรย 4. ปฏกรยาออกซเดชน (Oxidation reaction)
OHCHCH3
CH3
K2Cr
2O
7/H
2SO
4OCCH
3
CH3
OH
H +O
K2Cr
2O
7
H
ประเภทของ ปฏกรยาเคมอนทรย 5. ปฏกรยารดกชน (Reduction reaction)
CH3CH
2 C OH
O
LiAlH4
CH3CH
2 C OH
H
H
CH CH2
CH2
CH3
H2/ Pd
CH2 CH
3CH
2CH
3
ประเภทของ ปฏกรยาเคมอนทรย 6. ปฏกรยาการเกดพอลเมอร (Polymerisation)
nCH2 CH Cl (CH
2 CH)
Cl
nCH2 CH
2( CH
2 CH
2 )
n
n
vinyl chloride polyvinyl chloride
ethylene polyethylene