สารประกอบอินทรีย์

โดย :

ศุภาวิตา จรรยา

เมื่อ :

วันอังคาร, 14 กรกฎาคม 2563

Hits

1027951

9633 1

ภาพที่ 1 ภาพการหมักไวน์
ที่มา : https://pixabay.com, Paulino9

ในบทนี้ผู้เรียนขอนำเสนอความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับสารประกอบอินทรีย์ว่าสารประกอบอินทรีย์คืออะไร และสารประกอบอินทรีย์เป็นสารจำพวกใดบ้าง มีการนำมาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันและวงการอุตสาหกรรมเคมีอย่างไร ส่วนรายละเอียดเกี่ยวกับสารอินทรีย์แต่ละประเภทจะได้นำเสนอให้ในโอกาสต่อไป

สารประกอบอินทรีย์ (Organic Compound) หมายถึงสารประกอบที่มีอะตอมของคาร์บอนเป็นองค์ประกอบหลัก โดยคำว่าอินทรีย์มาจากคำว่า Organic หมายถึงร่างกาย หรือสิ่งมีชีวิต ดังนั้น สารประกอบอินทรีย์จึงเป็นสารประกอบที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต ในสมัยก่อนนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า สารอินทรีย์ ได้มาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่เมื่อ ฟริดริด วูห์เลอร์ นักเคมีชาวเยอรมัน ได้สังเคราะห์ยูเรีย ซึ่งพบในปัสสาวะของสิ่งมีชีวิต จากการเผาแอมโมเนียมไซยาเนต ( NH₄OCN ) ซึ่งเป็นสารอนินทรีย์ได้ ความเชื่อนั้นจึงเปลี่ยนไป

ปัจจุบันนักเคมีได้สังเคราะห์สารอินทรีย์ได้อย่างมากมาย และยังก่อให้เกิดอุตสาหกรรมด้านเคมีอีกด้วย การศึกษาเกี่ยวกับสารอินทรีย์จึงทำให้เข้าใจถึงสมบัติของสารประกอบอินทรีย์ได้อย่างลึกซึ้งและมีความจำเป็นต่อการพัฒนาอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี

สารประกอบอินทรีย์นั้นมีมากมายหลายชนิด การจำแนกประเภทสารประกอบอินทรีย์นั้นสามารถแบ่งตามหมู่ฟังก์ชันของสาร ซึ่งหมู่ฟังก์ชันจะเป็นตัวบอกสมบัติเฉพาะในโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ สมบัติการเกิดปฏิกิริยาของสารประกอบอินทรีย์จะเป็นไปตามหมู่ฟังก์ชั่นที่เป็นองค์ประกอบของสารเหล่านั้น ประเภทของสารประกอบอินทรีย์ที่จำแนกตามหมู่ฟังก์ชั่นมีรายละเอียดดังตารางที่ 1

ตารางที่ 1 แสดงประเภทและตัวอย่างของสารประกอบอินทรีย์เมื่อจำแนกตามหมู่ฟังก์ชั่น

การแบ่งประเภทของสารประกอบอินทรีย์นั้น นอกจากจะแบ่งตามชนิดของหมู่ฟังก์ชั่นแล้ว ยังสามารถแบ่งกลุ่มได้ตามชนิดของธาตุองค์ประกอบ ได้แก่

สารประกอบไฮโดรคาร์บอน ได้แก่สารที่ประกอบไปด้วยอะตอมไฮโดรเจนและคาร์บอนเท่านั้น
สารอินทรีย์ที่มีออกซิเจนเป็นองค์ประกอบ ได้แก่ สารจำพวกแอลกอฮอล์ แอลดีไฮด์ กรดอินทรีย์ อีเทอร์ เอสเทอร์ และคีโตน เป็นต้น
สารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ ได้แก่ เอมีน
สารอินทรีย์ที่มีทั้งออกซิเจนและไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ ได้แก่ เอไมด์

การใช้ประโยชน์ของสารประกอบอินทรีย์ชนิดต่างๆ

ปัจจุบันมีการนำสารประกอบอินทรีย์ประเภทต่าง ๆ มาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันและวงการอุตสาหกรรมเคมีอย่างแพร่หลายดังนี้

แอลเคน 1.1 มีเทนใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงงานไฟฟ้า และใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเคมีภัณฑ์ต่างๆ ได้แก่

เมทานอล อีเทน และโพรเพน

1.2 แก๊สผสมระหว่าง โพรเพนกับบิวเทนใช้เป็นแก๊สหุงต้มตามบ้าน

1.3 พาราฟิน ซึ่งเป็นแอลเคนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงสุด ใช้เคลือบผิวผลไม้ เพื่อรักษาความชุ่มชื้น

แอลคีน

2.1 อีทีนและโพรพีน ( C₂H₄ และ C₃H₆ ) ชื่อสามัญคือเอทิลีนและโพรพิลีน ตามลำดับ ใช้เป็นสารตั้งต้นในการผลิตพอลิเมอร์ประเภทพอลิเอทิลีนและพอลิโพรพิลีน ตามลำดับ

2.2 แอลคีนบางชนิดใช้เป็นสารปรุงแต่งกลิ่นอาหาร เช่น ลิโมนีน ( Limonene ) ซึ่งให้กลิ่นมะนาว

2.3 ใช้แอลคีนเป็นสารตั้งต้นในการในอุตสาหกรรมผลิตเอทานอล พลาสติก และสารซักฟอก

แอลไคน์

แก๊สผสมระหว่างอะเซทิลีน ( C₂H₂ ) กับแก๊สออกซิเจน ในอัตราส่วนที่เหมาะสม จะได้เปลวไฟออกซีอะเซทิลีน ให้ความร้อนถึง 3000 °C จึงใช้เชื่อมและตัดโลหะได้

เบนซีนและอนุพันธ์

4.1 เบนซีน ใช้เป็นตัวทำละลายและสารตั้งต้นในการสังเคราะห์สารประกอบต่างๆ แต่การสูดดมเบนซีนในปริมาณมากๆ ทำให้เกิดอาการคลื่นเหียน และอาจถึงตายได้เนื่องจากระบบหายใจล้มเหลว ดังนั้นห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับเบนซีน จึงต้องมีอากาศถ่ายเทอย่างดี หรือถ้าไม่จำเป็นควรใช้โทลูอีนเป็นตัวทำละลายแทน

4.2 โทลูอีน ใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับแล็กเกอร์ ใช้ทำสี ยา และวัตถุระเบิด

4.3 ไซลีน ใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับน้ำมัน ใช้ทำความสะอาดสไลด์และเลนส์กล้องจุลทรรศน์

4.4 ไนโตรเบนซีน ใช้ในการผลิตอนิลีน ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของการผลิตสีย้อมและยาต่างๆ

แอลกอฮอล์

5.1 เมทานอล ใช้เป็นตัวทำละลายพวกแลกเกอร์ที่ใช้กับงานไม้ ใช้ในการจุดตะเกียง ในการล้างเล็บ มีราคาถูกกว่า เอทิลแอลกอฮอล์ เป็นส่วนในเชื้อเพลิงเครื่องบิน ผสมกับแก๊สโซลีน ในประเทศเมืองหนาวจะมีการเติมเข้าไปผสมในหม้อน้ำป้องกันการแข็งตัวของน้ำ เมื่อเกิดอากาศหนาวจัด

5.2 เอทานอล ในภาคอุตสาหกรรมนำไปใช้ประโยชน์ได้หลากหลาย เป็นสารตั้งต้น ในการทางการแพทย์นำไปใช้เกี่ยวกับยาบางชนิด ใช้ในการฆ่าเชื้อโรค หรือเป็นส่วนผสมของเครื่องสำอาง อย่างเช่น น้ำหอม สบู่ เป็นต้น และที่ใช้ในสุรา หรือของมึนเมาทุกชนิด ใช้ในการรื่นเริง การพบปะสังสรรค์

อีเทอร์

เอทอกซีอีเทน ( CH₃CH₂OCH₂CH₃ ) ใช้เป็นตัวทำละลายสารในห้องปฏิบัติการและในอุตสาหกรรม เนื่องจากอีเทอร์สามารถละลายสารประกอบอินทรีย์ได้หลายชนิด เกิดปฏิกิริยากับสารอื่นได้ยาก และแยกออกได้ง่ายเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยาเนื่องจากอีเทอร์มีจุดเดือดต่ำ

แอลดีไฮด์และคีโตน

ทั้งแอลดีไฮด์และคีโตนถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ส่วนใหญ่ใช้เป็นตัวทำละลายและเป็นสาร

ตั้งต้นในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ชนิดอื่น ได้แก่

7.1 ฟอร์มาลดีไฮด์ มีสถานะเป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง มีกลิ่นฉุน เมื่ออยู่ในรูปสารละลายในน้ำ เรียกว่า ฟอร์มาลิน เป็นสารที่ใช้ในการฉีดศพ เพื่อรักษาสภาพไม่ให้เน่าเปื่อย และใช้ดองสัตว์หรือพืชเพื่อศึกษาทางชีววิทยาและทางการแพทย์ ฟอร์มาลินมีพิษมาก ถ้าสูดดมเข้าไปจะทำให้ระบบหายใจและหลอดลมอักเสบ ถ้าเข้าตาจะทำให้เยื่อตาอักเสบและยังเป็นอันตรายต่อผิวหนัง

7.2 แอซีโตน ( โพรพาโนน ) เป็นของเหลวระเหยง่าย ละลายน้ำได้ดี สามารถละลายสารอื่น ๆ ได้ดี จึงใช้เป็นตัวทำละลายพลาสติกและแลกเกอร์ แอซีโตนเป็นสารที่ไวไฟมากจึงต้องใช้ด้วยความระมัดระวัง ถ้าสูดดมไอระเหยของสารนี้เข้าไปจะทำให้เกิดอาการมึนงง ซึมและหมดสติ

กรดคาร์บอกซิลิก

8.1 กรดฟอร์มิก ( Formic acid ) หรือกรดมด เป็นกรดคาร์บอกซิลิกที่มีจำนวนอะตอมของคาร์บอนน้อยที่สุดพบในผึ้งและมดแต่ส่วนใหญ่ได้จากการสังเคราะห์ ใช้เป็นสารที่ช่วยให้เนื้อยางในน้ำยางดิบรวมตัวกันเป็นก้อนและใช้ในอุตสาหกรรมฟองหนังและอุตสาหกรรมย้อมผ้า

8.2 กรดแอซิติก ( Acetic acid ) หรือกรดน้ำส้ม ได้จากการหมักน้ำตาล ผลไม้ หรือจากการ

หมักเอทานอล ใช้ปรุงแต่งอาหารเพื่อเพิ่มรสชาติ

8.3 กรดแอลฟาไฮดรอกซีหรือเอเอชเอ ( alpha hydroxyl acids, AHAs ) หรือกรดไกลโคลิก เป็นกรดคาร์บอกซิลที่เกิดในธรรมชาติพบในผลไม้ นม ต้นอ้อย ซึ่งปัจจุบันมีการนำมาใช้เป็นส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ที่ทำให้หน้าใสไร้ริ้วรอย

เอมีน

9.1 เอมีนหลายชนิดใช้ผลิตสารกำจัดแมลง กำจัดวัชพืช ยาฆ่าเชื้อ ยา สีย้อม สบู่ เครื่องสำอางต่าง ๆ

9.2 เอมีนบางชนิดพบในร่างกาย เช่น อะดรีนาลิน เป็นฮอร์โมนที่เพิ่มอัตราการเต้นของหัวใจ ทำให้น้ำตาลในเลือดเพิ่มขึ้น

9.3 เอมีนที่เรียกว่าแอลคาลอยด์ พบอยู่ในส่วนต่าง ๆ ของพืช เช่น เมล็ด ดอก ใบ เปลือก หรือ ราก ได้แก่ มอร์ฟีนซึ่งสกัดจากต้นฝิ่นใช้เป็นยาบรรเทาปวด โคเคนพบในใบโคคาใช้เป็นยาชาเฉพาะที่ ควินินจากเปลือกของต้นซินโคนาใช้เป็นยารักษาโรคมาเลเรีย แอมเฟตามีนเป็นเอมีนสังเคราะห์ชนิดหนึ่ง ใช้เป็นส่วน

ประกอบในสารเสพติด เช่น ยาบ้า ยาอี ยาไอซ์