Chemistry: Aldehydes & Ketones Author: Asst.Prof.Woravith Chansuvarn, Ph.D. Faculty of Science and Technology, RMUTP Copyright @ 2023 Website: https://web.rmutp.ac.th/woravith Facebook: https://www.facebook.com/woravith Facebook Page: https://www.facebook.com/chemographics Line: @woravith https://www.tiktok.com/@woravithc E-mail: woravith.c@rmutp.ac.th

1. สารประกอบคาร์บอนิล
(แอลดีไฮด์และคีโตน)
Carbonyl Compounds
(Aldehyde & Ketone)
ST2091101 เคมีสำหรับสุขภำพ เครื่องสำอำงและกำรชะลอวัย
ผศ.ดร.วรวิทย์ จันทร์สุวรรณ
Asst.Prof.Woravith Chansuvarn, Ph.D. http://web.rmutp.ac.th/woravith
woravith
woravith.c@rmutp.ac.th
Chemographics

2. #แผนกำรเรียนรู้และกำรประเมินผลกำรเรียนรู้
สารประกอบ
คาร์บอนิล
6.2 บอกสารประกอบคาร์บอนิล
บอกปฏิกิริยาของสารประกอบคาร์บอนิล
อธิบายสารประกอบคาร์บอนิล
ทานายผลผลิต

3. สารประกอบคาร์บอนิล
สารอินทรีย์ที่มีหมู่คาร์บอนิล (C=O) เป็นองค์ประกอบ
O
R–C–H
R–C
H
+
-
ส่วนมีขั้ว
ส่วนไม่มีขั้ว
=
O
R–C–R’
=
=
O
aldehyde
ketone
แอลดีไฮด์และคีโตน ประกอบด้วยหมู่
ที่มีขั้วของคาร์บอนิลจึงมีแรงระหว่าง
ขั้ว (Dipole-dipole interaction)
ของโมเลกุลสูงมาก

4. #กลุ่มของสารประกอบคาร์บอนิล
Class II : Ketone and aldehyde (lack potential leaving group)
Class I : Carboxylic/carbonic acid derivatives
Reactivity

5. H
O
Aldehyde Ketone
CH3
O
C
H3
CH3 O
CH3
3-methylpentanal 4-methyl-hexan-2-one
benzaldehyde
(phenylmethanal)
acetophenone
(phenylethanone)
 

 





5 3 1
4 2
3-methyl-2-cyclohexanone
3-methylcyclohexane-2-one
O
CH3
 


C
H3
CH3 O
H
1
2
3
4
5
6
C
H3 H
O
2-cyclohexylbutanal
4 3 2 1
กรณีที่หมู่ CHO ต่อกับวงแหวนหรือวงเบนซีน เติม
ท้ายด้วย -carbaldehyde
3-methylbenzenecarbaldehyde 3-methylcyclohexanecarbaldehyde
H
O
C
H3
H
O
C
H3
กรณีที่หมู่ C=O แทนที่ใน aldehyde ให้เรียกว่า oxo
O
H
O
C
H3
4-oxopentanal

6. O
O
H
H
O
CH3 CH2
C
H3
CH3
O
CH2
C
H3
CH3
O
H
O
CH3
CH3
O
CH3
C
H3
C
H3 O
CH3 CH3 O
H
C
H3
vanillin
(vanilla bean)
mp 80C, pb 285C
cinnamaldehyde
(cinnamon bark)
pb 253C
benzaldehyde
(oil of almonds)
pb 178.1C
camphor
(mp 179C
jasmone
(oil of jasmine)
(R)-(-)carvone
(spearmint oil)
pb 228C
(S)-(+)carvone
(caraway seed oil)
pb 193-231C
citral
(lemongrass)
pb 229C
Aldehyde & Ketone in nature
H
O

7. จุดเดือด
▪ แอลดีไฮด์และคีโตนมีจุดเดือดสูงเมื่อ
เทียบกับสารไฮโดรคาร์บอนอื่นที่มีมวล
ใกล้เคียงกัน
▪ แอลดีไฮด์และคีโตนมีจุดเดือดเพิ่มขึ้น
ตามการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนอะตอมใน
โมเลกุล
▪ แอลดีไฮด์และคีโตนไม่มีพันธะ O-H
หรือ N-H ในโมเลกุลจึงไม่สามารถเกิด
พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลได้ จึงมี
จุดเดือดต่ากว่าแอลกอฮอล์ที่มีมวล
โมเลกุลใกล้เคียงกัน Dipole
moment of
carbonyl
groups
Aldehyde 2.72 D
Ketone 2.88
Carboxylic acid 1.74
Acid chloride 2.72
Ester 1.72
Amide 3.76
Nitrile 3.90
Water 1.85

9. กำรละลำย
▪ แอลดีไฮด์และคีโตนที่มีมวลโมเลกุลต่าจนถึง
พวกที่มีคาร์บอน 4 อะตอม จะละลายในน้า
เนื่องจากสามารถเกิดพันธะไฮโดรเจนกับ
โมเลกุลของน้าได้
▪ การละลายจะลดลงเมื่อขนาดของหมู่แอลคิล
เพิ่มขึ้น เนื่องจากส่วนที่ไม่มีขั้วของโมเลกุล
เพิ่มขึ้น แต่จะละลายได้ดีในตัวทาละลาย
อินทรีย์

10. ปฏิกิริยำกำรเตรียม
1. Oxidation of 1&2 alcohols
2. Friedel-Crafts acylation
4. Hydration of alkynes
5. Glycol cleavage
3. Ozonation of alkenes
R OH
R H
O
[O]
R R'
OH
R R'
O
[O]
Cl
C
H3
O
+
CH3
O
AlCl3
Lewis acid
catalyst
CH3
C
H3
CH3 (1) O3
(2) Zn/ H2O
O
C
H3
H
CH3
O CH3
+
+
R1 R2
O
H OH
R3
H
NaIO4
R1
O
H
R2
O
R3

11. Oxidation of 1&2 alcohols
Oxidation using
chromic acid
C
H3
OH
C
H3
H
O
C
H3
CH3
OH
C
H3
CH3
O
1alcohol
2alcohol
aldehyde
ketone
PCC (pyridinium chlorochromate)
PDC (pyridinium dichromate)
Swern (DMSO, COCl2, Et3N)
DMP (Dess-Martin)
[O]
[O]
Na2Cr2O7/H2SO4
H2CrO4
CrO3/H+
KMnO4/OH-/H+
NaClO/AcOH

12. Friedel-Crafts acylation
Cl
C
H3
O
+
CH3
O
AlCl3
Lewis acid
catalyst
benzene acetyl chloride

13. Hydration of alkynes
H2O, H2SO4
HgSO4
C C H
R C C H
R
H
H
O
H2O, H2SO4
HgSO4
C C R
R C C R
R
H
H
O
H2O, H2SO4
HgSO4
C C R'
R C C R'
R
H
H
O
C C R'
R
O
H
H
+
Terminal alkyne
Symmetrical internal alkyne
Asymmetrical internal alkyne

14. Glycol cleavage
+
R1 R2
O
H OH
R3
H
NaIO4
R1
O
H
R2
O
R3
NaIO4
OH
OH O
H
O
H
+
CH3
C
H3
OH
CH3
OH CH3
NaIO4
CH3
C
H3 H
O
O
H
CH3
CH3
▪ Oxidation reaction
▪ C–C bond in
a vicinal diol (glycol)
is cleaved and instead the two
oxygen atoms become C=O
▪ To be ketones or aldehydes
depending substituted C-C

15. ปฏิกิริยำของแอลดีไฮด์และคีโตน
▪ Addition reaction
(การเติม) O
–C–
=
O-H
–C–Nu
-
-
+
H+
Nu:
C=O as electrophilic
▪ Substitution reaction
(การแทนที่) O
R–C–X
=
Nu: X-
C=O as electrophilic
X as leaving group
O
R–C–Nu
=

16. ปฏิกิริยำของแอลดีไฮด์และคีโตน
Nucleophilic
addition of amine
Nucleophilic
addition of hydride
-Substitute
reaction
Carbonyl
condensation reaction
R2
C
R1
O
H
C
R1
R2
OH
R2
C
R1
NR
R
R1
E
O
O
H CH3
O
R1 R2
Electrophile
Acetone
RNH2
Reduction

18. Nucleophilic addition reaction to the C=O bond
sp2
sp3
R1
C
R
O
-
+
(2) Protonation
(acid workup/
H+, H3O+)
(1) Nucleophile
H
C
R
O
Nu
H
C
R
Nu
O
-
H
C
R
Nu
OH
H
C
R
R
OH
R-MgBr
R-Li
NaBH4
LiAlH4
H
C
R
H
OH
H
C
R
CN
OH
-CN
H
C
R
OH
OH
-OH
-OR H
C
R
OR
OH
Grignard reaction
Addition organo-Li
Reduction
Addition cyanide
Addition hydroxide
Addition alkoxide

19. Addition of hydride (Reduction)
[Alkoxide ion] Alcohol
H
C
H
O
+ O
H2
H
C
H
O
H OH
CH3
C
C
H3
O
+ O
H2
CH3
C
C
H3
O
H OH
H
C
C
H3
O
+ O
H2
H
C
C
H3
O
H OH
formaldehyde
(0.01%)
formaldehyde hydrate
(99.9%)
acetaldehyde
(42%)
acetaldehyde hydrate
(58%)
acetone
(99.9%)
acetone hydrate
(0.1%)

20. Reduction by LiAlH4/NaBH4
Methanal
(formaldehyde)
methanol
H
C
H
O
H
C
H
OH
H
1) LiAlH4/ ether
2) H3O+
H
C
R
O
H
C
R
OH
H
1) LiAlH4/ ether
2) H3O+
1Alcohol
Aldehyde
R'
C
R
O
R'
C
R
OH
H
1) LiAlH4/ ether
2) H3O+
Ketone 2Alcohol
Mechanism of aldehyde and ketone reduction by LiAlH4

21. Addition of Amine & ammonia derivatives
Aldehyde/ketone 1amine Imine
R2
C
R1
O
R NH2
+ C N
R1 R
R2 R2
C
R1
O
+
C
R2
R1 N CH3
CH3
C
H3 NH2
CH3
R2
C
R1
O
+ O
H NH2
C
R2
R1
OH
N
R2
C
R1
O
+
NH
N
H2
NH2
O
C
R2
R1
NH
N
NH2
O
R2
C
R1
O
+ N
H2 NH2
C
R2
R1
NH2
N
R2
C
R1
O
+
C
R2
R1
NH
N
NH2
NH
1amine Imine
hydroxyl amine oxime
semicarbazide semicarbazone
hydrazine hydrazone
phenylhydrazine phenylhydrazone

22. Addition of Grignard Reagents
H
C
R1
O
+ R MgBr
1) Dry ether
2) H3O+
R
CH
R1
OH
R2
C
R1
O
+ R MgBr
1) Dry ether
2) H3O+
R
C
R1
O
H
R2

23. Addition of Hydrogen Cyanide
`R O
R
+ HCN `R
R
CN
OH Cyanohydrine
O
O
+ HCN
+ HCN
OH
CN
OH
CN
H3O+
heat
H2 / Pt
or LiAlH4 and H3O+
OH
CH2NH2
OH
COOH
Benzaldehyde cyanohydrine

24. Addition of alcohols
R2
C
R1
O
+ R OH R1 C OR
R2
OH
H
C
R1
O
+ R OH R1 C OR
H
OH
hemiacetal
aldehyde alcohol
hemiketal
ketone alcohol
CH3
C
C
H3
O
+ C
H3 C O
CH3
OH
CH3
OH
C
H3

25. Oxidation
H
C
C
H3
O
+ O2
OH
C
C
H3
O
CH3
C
C
H3
O
+ O2
OH
C
C
H3
O
acetaldehyde acetic acid
acetic acid
acetone

26. Alpha-Substitute reaction

27. Acetaldehyde
(Ethanal)
ของเหลวไม่มีสี ติดไฟได้ง่าย ละลายในน้า มีกลิ่นฉุน
มาก แต่ถ้าเจือจางลงจะมีกลิ่นเหมือนผลไม้ odor
threshold อยู่ที่ 0.05 ppm (0.09 mg/m3) ใช้
กลิ่นและอาการระคายเคือง เป็นสัญญาณเตือนได้
ระเหยเป็นไอที่อุณหภูมิห้อง เกิดในธรรมชาติอยู่ใน
กาแฟ ขนมปัง ผลไม้สุก และจากกระบวนการเผา
ผลาญอาหารของพืช
IARC carcinogenic class 2B ACGIH Carcinogenicity = A3
มะเร็งที่เยื่อบุโพรงจมูก (nasal mucosa) และกล่องเสียง (larynx)
ในสัตว์ทดลอง

28. การทางาน/การออกฤทธิ์: สารให้ความหอม สารให้กลิ่น
น้าหอม น้ามันหอมระเหย
ลักษณะกายภาพ: colorless to pale yellow clear oily
liquid (est)
อายุของกลิ่น (ความติดทน): 400Hour(s)
ระดับความแรงของกลิ่น: high ,recommend smelling in
a 10.00 % solution or less
อัตราการใช้: 0.10% - 5.00% (สามารถใช้มาก หรือน้อยกว่านี้
ได้ โดย อ.ย. และผู้ผลิต ไม่ได้กาหนดอัตราต่าหรือสูงไว้)
อัตราการใช้แนะนา: 0.50%
phenylactaldehyde
IUPAC : 2-phenyl ethanal

29. raspberry ketone
สารสกัดจากผลราสเบอร์รี่ เป็น Phenolic จาก
ธรรมชาติ อุดมไปด้วยสารต้านอนุมูลอิสระใน
กลุ่ม Anthocyanidins (แอนโธไซยานิดิน)
ประโยชน์ของราสเบอร์รี่ คีโตน
▪ เป็นสารต้านอนุมูลอิสระ (Anti-oxidant) ช่วย
รักษาเซลล์จากการถูกทาลายจากอนุมูลอิสระ
▪ ช่วยเหนี่ยวนาเอ็นไซม์ไลเปส ช่วยเร่ง
กระบวนการเผาผลาญไขมันส่วนเกินให้เป็น
พลังงานภายในเซลล์เพิ่มขึ้นจึงทาให้ร่างกาย
อบอุ่นขึ้นด้วย
▪ ช่วยควบคุมน้าหนักโดยไม่มีผลข้างเคียง
▪ เป็นสารต้านทานการชรา (Anti-aging)

30. #กิจกรรม work@class
แบ่งกลุ่มทากิจกรรม 6.2
มอบหมายโจทย์ให้แต่ละกลุ่ม
ระดมสมองแก้ไขโดยวิธีการ
ร่วมแสดงความคิดเห็น
ให้แต่ละกลุ่มนาเสนอ วิธีการแก้ไขโจทย์ปัญหา
1) หลักการสาคัญหรือหลักพื้นฐานที่ถูกต้อง
2) วิธีการคานวณค่าที่ถูกต้อง
3) วิธีอธิบายเชิงพฤติกรรม (วิธีปฏิบัติ) ที่ถูกต้อง
โดยให้กลุ่มอื่น ๆ รับฟัง และซักถามในข้อที่สงสัย