Organic Chemistry 6

บทที่ 5 สารประกอบอะโรมาติก

     สารประกอบอะโรมาติก เป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีลักษณะเป็นโซ่ปิด ไม่มีสูตรทั่วไป โดยในตอนแรกนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการทดลองกับเบนซีน และพบว่าเบนซีน ไม่ทำปฏิกิริยาเหมือนกันไฮโดรคาร์บอนชนิดอื่นๆ

     ต่อมาก็ได้ค้นพบว่า เบนซีนมีลักษณะโครงสร้างที่กลับไปกลับมาอย่างรวดเร็ว ในภายหลังจึงทราบว่า เกิดปรากฏการณ์เรโซแนนซ์ขึ้นในวงของเบนซีน จนกระทั่งได้ตั้งเป็นกฎเพื่อใช้บ่งบอกสารอะโรมาติก โดยสารที่เป็นอะโรมาติกนั้น จะต้องมีจำนวนอิเล็กตรอนไพ เป็น 4n+2, n เป็นจำนวนเต็ม

          การเรียกชื่อ

          จะนิยมใช้ชื่อสามัญในการเรียก โดยจะเรียกเป็นอนุพันธ์ของเบนซีน

               - สารประกอบอะโรมาติกที่มีหมู่อะตอมมาเกาะหนึ่งหมู่

               - สารประกอบอะโรมาติกที่มีหมู่อะตอมเกาะ 2 หมู่

               หากว่าจัดแบบ 1,2 จะเรียก ortho (o-) แบบ1,3 เรียก mete (m-) แบบ 1,4 เรียก para (p-)

               - สารประกอบอะโรมาติกที่มีหมู่อะตอมมาเกาะมากกว่า 2 หมู่

2,4,6 - tribromotoluene

5-Chloro-2-Methoxy Benzoic Acid

               - สารประกอบอะโรมาติกอื่นๆ

               - ถ้าเบนซีน กลายเป็นหมู่แทนที่มั่งหละ ?

phenyl group

benzyl group

          ปฏิกิริยาของสารประกอบอะโรมาติก
               - ปฏิกิริยาแทนที่ด้วยอิเล็กโทรไฟล์
                    แม้ว่าสารประกอบอะโรมาติกจะมีความเสถียรสูง ซึ่งเนื่องมาจากอิเล็กตรอนไพในวงเบนซีน แต่หากนำไปทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไฟล์ โดยมีกรดเป็นตัวเร่ง ก็จะสามารถเกิดปฏิกิริยาได้
                    1. Halogenation of Benzene : การแทนที่ด้วยธาตุฮาโลเจน

                    2. Nitration of Benzene : การแทนที่ด้วยหมู่ไนโตร

                    3. Sulfonation of Benzene : เป็นการแทนที่ด้วยหมู่ซัลโฟนิก

                    4. Friedel-Crafts Alkylation : การแทนที่ด้วยหมู่อัลคิล

               - ปฏิกิริยาของเบนซีนเมื่อมีหมู่อะตอมมาเกาะแล้ว 1 หมู่
                    หมู่อะตอมที่มาเกาะตัวแรกจะเป็นตัวกำหนดว่า สารที่มาแทนที่สารต่อไปจะเกาะที่ตำแหน่งใด
                    Ortho and Para Directing Group
                    เป็นหมู่ที่สามารถเกิดเรโซแนนซ์ร่วมกับวงเบนซีนได้ และตำแหน่ง ortho และ paraมีความเป็นลบมากขึ้น ส่งผลให้สองตำแหน่งนี้ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยา

                    Meta Directing Group
                    เป็นหมู่ที่จะดึงอิเล็กตรอนไพจากเบนซีนเพื่อเกิดเรโซแนนซ์ในหมู่ของตน ทำให้ตำแหน่ง ortho และ para มีสภาพเป็นบวกมากขึ้น ส่งผลให้ตำแหน่งที่ว่องไวต่อการเกิดปฏิกิริยามากที่สุดคือ meta

Ortho&Para Directing Group and Meta Directing Group

               - ปฏิกิริยาอื่นๆ
                 1. ปฏิกิริยา oxidation ของอัลคิลเบนซีน : จะได้ผลิตภัณฑ์เป็นกรดเบนโซอิก และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยหมู่อัลคิลจะต้องไม่ใช่คาร์บอนตติยภูมิ ไม่เช่นนั้นจะไม่เกิดปฏิกิริยาขึ้น
                 2. ปฏิกิริยา oxidation ของอนุพันธ์อัลคิลเบนซีนที่มีหมู่อะตอมมาเกาะอยู่ : คล้ายกับในข้อ 1 เพียงแต่ต้องใช้ตัวเร่งที่แรงกว่า

                 3. Polymerization of Styrene

                 4. ปฏิกิริยาระหว่าง toluene กับ กรดไนตริกเข้มข้น
                     เมื่อทำปฏิกิริยา ไนเตรชัน กับ toluene ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็น 2,4,6-trinitrotoluene

Organic Chemistry 5

สารประกอบอัลคาไดอีน
     อัลคาไดอีน เป็นอัลคีนที่มีพันธะคู่สองตำแหน่ง คุณสมบัติทั่วไปจึงคล้ายคลึงกับอัลคีน ซึ่งในที่นี้จะกล่าวถึงคุณสมบัติที่แตกต่างไปจากอัลคีนเท่านั้น

          การเรียกชื่อ
          เรียกคล้ายกับอัลคีน แต่ต้องมีคำว่า diene ต่อท้ายชื่อ และต้องใส่ตัวเลขที่ระบุตำแหน่งของพันธะนั้นๆด้วย

          การเตรียมสารประกอบอัลคาไดอีน
               - Dehydration of Diols : เมื่อต้มกรดกับ diols จะทำให้ -OH หลุดออกมา ได้ผลิตภัณฑ์เป็นอัลคาไดอีน

               - Dehydrohalogenation of Isolated Dihalides : เป็นการกำจัดฮาโลเจนออกจากโมเลกุล โดยใช้ alc.KOH

               - Polymerization of Alkadiene