Program Studi S-1 FarmasiSekolah Tinggi Farmasi Borneo Lestari

KIMIA ORGANIK II

TUGAS RESUME

Oleh

Ahmad MaulanaNIM SF14005

PROGRAM STUDI S-1 FARMASISEKOLAH TINGGI FARMASI BORNEO LESTARI

BANJARBARU2015

Senyawa Aromatik

1. Senyawa Aromatik

a. Sifat-sifat senyawa Aromatik

1. Senyawa dengan aroma tertentu

2. Senyawa siklik yang mengandung ikatan rangkap berselang

seling (konjugasi)

3. Bersifat non polar

4. Banyak digunakan sebagai pelarut.

Contoh :

CH=CH2benzen naftalena stirena

2. SenyawaBenzena

a. Senyawa benzene adalah

1. senyawa yang tidak berwarna, 2. m.p. 6o C dan b.p. 80o C, 3. Memiliki cincin 64. Rumus molekul C6H6 yang menunjukkan adanya 3 ikatan

rangkap dalam cincin.

b. Sruktur dari Benzena1. Struktur benzene pertama kali diusulkan oleh August Kekulé

pada tahun 1865. Struktur tersebut menggambarkan bahwa struktur benzena tersusun 3 ikatan rangkap di dalam cincin 6 anggota.

2. Ketiga ikatan rangkap tersebut dapat bergeser dan kembali dengan cepat sedemikian sehingga 2 bentuk yang mungkin tersebut tidak dapat dipisahkan.

3. Model Resonansi dari Benzen

3. Tata Nama Derivat Benzena.menambahkan awalan gugus substituen diikuti nama benzena,

misal: klorobenzena, bromobenzena, nitrobenzena, dll

b .beberapa derivat benzena mempunyai nama spesifik yang

mungkin tidak menunjukkan nama dari substituen yang terikat pada benzena, misal : metilbenzena dikenal sebagai toluene, aminobenzena sebagai anilin, dll

c.Apabila benzena mengikat lebih dari satu substituen, maka nama substituen dan letak substituen harus dituliskan. Ada 3 (tiga) isomer yang mungkin untuk benzena yang tersubstitusi oleh 2 gugus. Penamaan digunakan nama : orto (1,2-); meta (1,3-); para (1,4-).

d. Apabila 2 atau lebih substituen yang terikat pada benzena berbeda, maka penamaannya diawali dengan nama substituen

CH3 NH2 OH COOH

Toluena Anilin Fenol Asam Benzoat

SO3H

Asam Bensensulfonat

berturut-turut dan diikuti dengan nama benzena atau diberi nama khusus/spesifik

4. Senyawa Aromatik Polisiklika. Senyawa aromatik dengan cincin gabungan

Contoh :

5. Senyawa Aromatik Heterosiklika. Atom-atom dalam cincin tidak hanya C

Contoh nya:

6. Sifat fisik dan Kimia senyawa benzenea. seperti hidrokarbon alifatik dan alisiklik, benzena dan hidrokarbon

aromatik nonpolar tidak larut dalam pelarut polarb. Larut dalam berbagai pelarut organik c. Digunakan sebagai pelarut d. Dapat membentuk azeotrop dengan aire. Bersifat toksik – karsinogeniik

7. Reaksi pada Senyawa Benzena. Reaksi halogenasi

Tahap 1(lambat):

Tahap 2(cepat)

Tahap 3(cepat)

b. Reaksi Alkilasi

Tahap 1

Tahap 2 adalah serangan elektrofilik pada benzene

Tahap 3

c. Reaksi Asilasi

Substitusi suatu gugus asil pada cincin aromatik oleh reaksi dengan

suatu halida asam disebut reaksi asilasi aromatik, atau asilasi Friedel-

Crafts

d. Reaksi Nitrasi

HNO3 + H2SO4 H2NO3+ + HSO4

-

H2NO3+ + H2SO4

NO2+ + H3O+ + HSO4

-

e. Reaksi Sulfonasi

Sulfonasi benzena (7) dengan asam sulfat berasap (H2SO4+ SO3)

menghasilkan asam benzena sulfonat (9).

8. Orientsi dan monosubtitusi senyawa benzene

Jika telah terbentuk cincin benzena monosubstitusi maka substituen yang

ada pada cincin mengarahkan kedudukan substitusi berikutnya (o, m, p),

yang kemungkinan reaksi akan lebih lambat atau lebih cepat dari cincin

benzena sendiri (gugus/substituen deaktifasi atau aktifasi)

9. Efek Subtitusi pertama pada Subtitusi ke dua

Pengarah –orto, para Pengarah-meta

(semua mendeaktivasi)

NH2, - NHR, -NR2 COROH CO2ROR SO3H

NHCOR CHO

C6H5(aril) CO2H

R (alkyl) CN

X (mendeaktivasi)NO2

NR3+

10. Efek Substituen

Substituen pelepas elektron : pengarah o, p; mengaktifkan cincin terhadap

E+

11. Pengaruh Subtituen

Substituen halogen : pengarah o,p; mendeaktifkan cincin terhadap E+

Substituen penarik elektron : pengarah m; mendeaktifkan cincin terhadap

E+

12. Orientasi dan Reaktivitas Senyawa Benzen

Orientasi dan reaktifitas dapat diterangkan dengan melihat keadaan

resonansi dan pengaruh stabilitas ion arenium

Dapat kita lihat cincin bermuatan positif, kemudian kita lihat S :

- withdrawing elektron/penarik elektron

(menjadi kurang stabil)

- donating elektron/pelepas elektron

(menjadi lebih stabil).

ASAM KARBOKSILAT

1. Asam Karboksilat

Asam karboksilat atau Asam alkanoat merupakan senyawa KARBON

yang mengandung gugus fungsi –COOH.

memiliki Rumus umum : CnH2nO2

n= jml C

R C

O

OH

C3H6O2

2. Tata Nama Asam Karboksilat

a. Penamaan dimulai dengan pemberian nama awalan ASAM + rantai

karbon terpanjang yang mengandung gugus karboksilat (-COOH) +

akhiran -oat.

b. Jika mengandung rantai cabang, maka atom C dari gugus karboksilat

dengan rantai terpanjang diberi nomor 1.

c. Jika terjadi lebih dari satu cabang, maka penulisan / penamaannya

menurut abjad.

d. Jika senyawa mempunyai 2 gugus karboksilat, maka pada penamaan

rantai utama diberi akhiran -dioat.

3. Tata Nama Trivial (lazim) Asam Karboksilat

a. Ini didasarkan pada sumber alami asam yg bersangkutan. Berikut

adalah beberapa nama trivial asam karboksilat :

b. J

i

k

a menggunakan nama trivial, maka posisi gugus-gugus penggantian

atau cabang-cabang dinyatakan dengan huruf latin.

c. Atom karbon yang terikat langsung pada gugus –C00H yaitu atom C

nomor 2 ditandai dengan a, atom C nomor 3 ditandai dengan b, atom

C nomor 4 ditandai dengan g, atom C nomor 5 ditandai dengan d dan

seterusnya.

4. Isomer Asam Karboksilat

maka

asam karboksilat memiliki 2 bentuk isomer yaitu:

a. Isomer Fungsi

- memiliki rumus molekul sama, tetapi gugus fungsi berbeda.

- ASAM KARBOKSILAT (-COOH) berisomer fungsi dengan

ESTER (-COO).

b. Isomer struktur , ada dua macam :

a) isomer Rangka

b) isomer Posisi

Isomer Rangka (Rumus molekul sama, tapi bentuk rangka beda).

Isomer Posisi (Rumus molekul sama, tapi letak gugus fungsi beda).

contoh C4H8O2

5. Sifat-sifat Asam Karboksilat

1. Sifat Fisika

Asam karboksilat mampu membentuk ikatan hidrogen yg cukup

kuat melalui gugus fungsi.

è sehingga mempunyai titik didih & titik lebur yg relatif tinggi jika

dibandingkan dg alkana dg jml atom C yg sama.

Asam karboksilat dengan jml atom C sedikit (suku rendah) è

senyawanya cenderung mudah menguap dg bau tajam. Jika jml atom C

–nya banyak è senyawanya semakin sukar menguap.

Asam karboksilat mempunyai 3 ikatan kovalen polar è sehingga

senyawa bersifat POLAR (mudah larut dlm air).

di dalam air, asam karboksilat dapat berasosiasi antarmolekulnya,

yaitu dua molekul bergabung membentuk satu molekul.

2. Sifat Kimia

a. larutan asam karboksilat merupakan asam yg paling kuat diantara

golongan senyawa karbon yg lain. Harga tetapan keseimbangannya

(Ka) berkisar 10 -5.

Reaksi umum ionisasinya :

b. Reaksi asam karboksilat dgn basa atau logam reaktif akan

membentuk garam yg mudah larut.

c. Reaksi penggantian gugus OH pada karboksilat.

reaksi karboksilat dgn PCl5, PCl3, atau SOCl2 à membentuk

ALKANA KARBOKLORIDA.

d. reaksi karboksilat dgn NH3 à membentuk AMIDA.

e. Reaksi asam karboksilat dgn alkohol à membentuk ESTER

(reaksi ESTERIFIKASI).

6. Pembuatan Asam Karboksilat

Asam karboksilat dapat disintesis atau dibuat melalui beberapa cara:

1. Oksidasi alkohol primer dgn oksidator kuat

2. Hidrolisis karbonitril (RCN) pada suhu tinggi dan dalam lingkungan

asam kuat

7. Kegunaan Asam Karboksilat dalam Kehidupan Sehari-hari

1. asam laktat pada susu

2. asam sitrat pada jeruk

3. asam glutamat pada kecap

8. Turunan Asam Karboksilat

1. Ester

ESTER atau alkil alkanoat adalah senyawa KARBON yg mengandung

gugus –COO-. Memiliki Rumus umum sama dg ASAM

KARBOKSILAT = CnH2nO2.

Tata Nama :

a. Diawali dengan nama gugus alkil yang terikat pada atom oksigen.

b. Diikuti dengan nama asam karboksilat dengan menghilangkan kata

asam.

Contoh :

Pembuatan Ester :

Ester dapat dibuat dari reaksi antara asam karboksilat dan alcohol

dengan bantuan katalis yang disebut Reaksi Esterifikasi.

Kegunaan Ester:

a. ESTER berupa lemak dpt digunakan sbg SABUN è seperti asam

PALMITAT (C15H31COOK).

b. ESTER memberikan aroma buah pada produk makanan dan

minuman, sediaan obat-obatan perawatan tubuh dan pembersih.

2. Halida asam karboksilat

Adalah senyawa turunan asam karboksilat dengan rumus molekul

R(C=O)X. Penamaan halida asam sangat sederhana, yaitu dengan

menyebutkan nama halida setelah gugus alkil. Salah satu contoh halida

asam adalah asetil klorida dengan rumus struktur CH3COCl.

Pembuatan Halida Asam: Asam karboksilat + tionil klorida

3. Anhidra Karboksilat

Adalah senyawa turunan asam karboksilat yang mempunyai gugus

asil (RC=O) terikat pada oksigen sebagai pengganti hidrogen. Rumus

umum anhidrida asam adalah ([RC=O]O[O=CR]). Tata nama

anhidrida asam adalah dengan mengganti kata asam menjadi anhidrida.

Contoh anhidrida adalah anhidrida asetat dengan rumus CH3CO-O-

OCCH3. Pembuatan Anhidrida: Halida asam + garam karboksilat

4. Amida

Adalah suatu jenis senyawa kimia yang dapat memiliki dua

pengertian. Jenis pertama adalah gugus fungsional organik yang

memiliki gugus karbonil (C=O) yang berikatan dengan suatu atom

nitrogen (N), atau suatu senyawa yang mengandung gugus fungsional

ini. Jenis kedua adalah suatu bentuk anion nitrogen. Pembuatan

amida: Halida asam + amina

5. Nitril

Adalah senyawa yang mempunyai ikatan rangkap tiga C dengan N.

Rumus umum nitril adalah RC≡N. Nitril terkenal sebagai senyawa

yang sangat beracun. Penamaan senyawa nitril adalah dengan

menambahkan akhiran -nitril setelah nama alkana. Contoh senyawa

nitril adalah pentananitril dengan rumus struktur CH3CH2CH2CH2C≡N.

Pembuatan Nitril:

• Alkil halida + Natrium sianida

• RCl + NaCN

ALKOHOL

1. Alkohola. Alkohol adalah senyawa yang molekulnya memiliki suatu gugus

hidroksil, yang terikat pada suatu atom karbon jenuhb. Atom karbon jenuh dimaksud dapat berupa atom karbon dari suatu

gugus alkil yang sederhana. CH3OH CH3CHCH3

Metana OH 2-Propanol

(isopropil alkohol) c. Atom karbon dapat berupa suatu atom karbon dari gugus alkenil atau

gugus alkunil.d. Atau dapat pula berupa suatu atom karbon jenuh dari suatu cincin

benzena.

Benzil alkohol Suatu alkohol benzilik

e. Senyawa yang memiliki suatu gugus hiroksil, yang terikat langsung pada cincin benzena disebut fenol.

Ar Rumus Umum Suatu fenol

Fenol

f. Alkohol dapat dilihat secara struktural:a. . sebagai turunan hidroksi dari alkana.b. . sebagai turunan alkil dari air.

g. Etil alkohol = etana dimana satu hidrogen diganti dengan gugus hidroksil.

h. Etil alkohol = air dimana satu hidrogen diganti dengan gugus etil. i. Alkohol dibagi dalam tiga golongan:

a. Alkohol primer (1º)b. Alkohol sekunder (2º)c. Alkohol tersier (3º)- Penggolongan didasarkan pada derajat substitusi dari atom karbon

yang langsung mengikat gugus hidroksil.

CH2OH

OH

OH

Etil alkohol Benzil alkohol (suatu alkohol 10) (suatu alkohol 10)

- Jika karbon tersebut mengikat satu atom karbon lain, maka disebut karbon primer dan alkoholnya disebut alkohol primer.

- Jika karbon yg mengikat gugus -OH juga mengikat dua atom karbon lain, maka disebut karbon sekunder dan alkoholnya disebut alkohol sekunder.

- Jika karbon yg mengikat gugus -OH juga mengikat tiga atom karbon lain, maka disebut karbon tersier dan alkoholnya disebut alkohol tersier.

Geraniol (alkohol 10 dgn Isopropil alkohol aroma mawar) (suatu alkohol 20)

C C C HHH

H

O

H H

HH

CH2OH

CH2OH

C C O HHH

H

H

H

Mentol (alkohol 20 dalam minyak peppermint)

j. Tata nama alcohol1. Dalam Tatanama Substitutif IUPAC, suatu nama harus

mengandung empat karakter : lokant, awalan, senyawa induk, dan suatu akhiran.

2. Lokant 4 menunjukkan bahwa substituen gugus metil, yang merupakan awalan, terikat pada senyawa induk di posisi C-4.

3. Senyawa induk mengandung enam atom karbon dan tidak ada ikatan rangkap, jadi induknya adalah heksana.

4. Dan karena merupakan suatu alkohol, maka memiliki akhiran -ol.5. Lokant 1 menunjukkan bahwa C-1 mengikat gugus hidroksil. 6. Secara umum, penomoran pada rantai karbon selalu dimulai dari

bagian akhir yang lebih dekat dengan gugus yang mendapat nama sebagai suatu akhiran.

7. Prosedur berikut harus diikuti untuk memberi nama alkohol sesuai tatanama substitutif IUPAC: a. Pilih rantai karbon utuh yang terpanjang dimana gugus

hidroksil terikat langsung. Ganti nama dari alkana sesuai rantai karbon tersebut dengan menghapus huruf a terakhir dan tambahkan akhiran ol.

b. Nomori rantai karbon utuh yang terpanjang sedemikian sehingga atom karbon yang mengikat gugus hidroksil memiliki nomor terkecil. Tandai posisi gugus hidroksil dengan menggunakan nomor tersebut sebagai lokant. Tandai posisi gugus-gugus lain (sebagai awalan) dengan menggunakan nomor yang sesuai dengan posisi masing-masing sepanjang rantai karbon sebagai lokant.

8. Alkohol sederhana sering dinamai dengan nama radikofungsional umum yang juga telah disetujui oleh IUPAC.

9. Alkohol yang mengandung dua gugus hidroksil umumnya diberi nama glikol.

10. Dalam sistem substitutif IUPAC alkohol tersebut dinamai sebagai diol.

CH3

CH3H3CCH

OH

k. Reaksi reaksi alcohol• Atom oksigen dari suatu alkohol mem-polarisasi ikatan C–O dan

ikatan O–H dari alkohol tersebut.• Polarisasi ikatan O–H menyebabkan atom hidrogen bermuatan

positif parsial, dan hal ini menjelaskan mengapa alkohol bersifat asam lemah.

• Polarisasi ikatan C–O menyebabkan atom karbon bermuatan positif parsial.

• Jadi meskipun OH¯ bukan basa kuat dan bukan gugus pergi yang baik, namun atom karbon dari alkohol bersifat reaktif terhadap serangan nukleofilik.

• Pasangan elektron pada atom oksigen membuatnya bersifat basa dan nukleofilik.

• Protonasi alkohol mengubah suatu gugus pergi yang buruk (OH¯) menjadi gugus pergi yang baik (H2O).

• Protonasi juga membuat atom karbon lebih positif (karena –H2O+ lebih bersifat penarik elektron daripada –OH¯), dan oleh karena itu menjadi lebih reaktif terhadap serangan nukleofilik. Reaksi SN2 menjadi mungkin.

• Karena alkohol adalah nukleofil, maka alkohol dapat bereaksi dengan alkohol terprotonasi. Ini menjadi langkah penting dalam sintesis eter. Pada suhu yang cukup tinggi dan tanpa kehadiran suatu nukleofil yang baik, maka alkohol terprotonasi dapat menjalani reaksi eliminasi E1.

l. Alkohol Sebagai Asam1. Alkohol memiliki keasaman yang mirip dengan air.2. Metanol sedikit lebih asam dibanding air (pKa = 15,7). Namun

hampir semua alkohol adalah asam yang lebih lemah dari air.3. Pada alkohol tanpa halangan ruang, molekul air akan melingkupi

dan mensolvasi oksigen negatif dari ion alkoksida yang terbentuk jika suatu alkohol melepaskan sebuah proton.

4. Pada alkohol dengan halangan ruang besar, solvasi ion negatif (alkoksida) terhambat sehingga ion alkoksida kurang terstabilkan dan menjadi asam yang lebih lemah.

5. Alkohol bersifat asam yang lebih kuat dibandingkan dengan alkuna, dan sangat lebih kuat dibandingkan dengan hidrogen, amonia dan alkana.

6. Keasaman relatif :H2O > ROH > RC ºCH > H2 > NH3 > RH

7. Basa konjugat dari alkohol adalah suatu ion alkoksida.

8. Karena sebagian besar alkohol adalah asam yang lebih lemah dibanding air, maka ion alkoksida adalah basa yang lebih kuat dibanding ion hidroksida.

9. Kebasaan relatif :R¯ > NH2

¯ > H¯ > RC ºC¯ > RO¯ > OH¯ 10. Natrium dan kalium alkoksida sering dipakai sebagai basa dalam

sintesis organik.m. Konversi Alkohol menjadi Alkil halida

1. Alkohol bereaksi dengan bermacam pereaksi menghasilkan alkil halida.

2. Pereaksi yang paling sering digunakan adalah hidrogen halida (HCl, HBr, atau HI), fosfor tribromida (PBr3), dan tionil klorida (SOCl2).

3. Semua reaksi di atas merupakan hasil dari pemutusan ikatan C–O dari alkohol.

n. Reaksi alkohol dengan hidrogen halida 1. Jika alkohol bereaksi dengan suatu hidrogen halida, maka terjadi

suatu reaksi substitusi menghasilkan suatu alkil halida dan air.2. Urutan reaktivitas dari hidrogen halida adalah HI > HBr > HCl (HF

umumnya tidak reaktif).3. Urutan reaktivitas alkohol: 3º > 2º > 1º > metil.4. Reaksi ini dikatalisis oleh asam.5. Alkohol primer dan sekunder dapat dikonversi menjadi alkil

klorida dan alkil bromida melalui reaksi alkil halida dengan natrium halida dan asam sulfat.

o. Reaksi alkohol dengan PBr3 1. Alkohol primer dan sekunder bereaksi dengan fosfor tribromida

menghasilkan alkil bromida.2. Tidak seperti reaksi dengan HBr, reaksi dengan PBr3 tidak

melibatkan pembentukan karbokation.3. Biasanya berlangsung tanpa penataan-ulang dari kerangka karbon.4. Sering menjadi pereaksi terpilih untuk mengubah suatu alkohol

menjadi alkil bromida yang bersesuaian.5. Reaksi diawali dengan terbentuknya suatu alkil dibromofosfit

terprotonasi. 6. HOPBr2 dapat bereaksi dengan lebih banyak alkohol sehingga hasil

akhir dari reaksi adalah konversi 3 mol alkohol menjadi alkil bromida oleh 1 mol fosfor tribromida.

p. Reaksi alkohol dengan SOCl2

1. Tionil klorida mengubah alkohol primer dan sekunder menjadi alkil klorida (biasanya tanpa penataan-ulang).

2. Sering ditambahkan suatu amina tersier ke dalam reaksi untuk memacu reaksi melalui reaksinya dengan HCl.

3. Reaksi diawali dengan terbentuknya suatu alkil klorosulfit.4. Kemudian suatu ion klorida (hasil reaksi R3N dan HCl) melakukan

substitusi SN2 terhadap suatu gugus pergi yang baik ClSO2¯.

5. Dekomposisi ClSO2¯ menjadi gas SO2 dan ion Cl¯ mendorong

kesempurnaan reaksi.2. Eter

a. Pengertian Ester1. Eter berbeda dari alkohol, dimana atom oksigen dari suatu eter terikat

pada dua atom karbon. Gugus hidrokarbon dapat berupa alkil, alkenil, vinil, atau aril.

2. Eter memiliki rumus umum R-O-R atau R-O-R’ dimana R’ adalah gugus alkil yang berbeda dari gugus R.

3. Eter = air dimana kedua atom hidrogen diganti dengan gugus alkil.

b. Tata nama Ester1. Eter sederhana sering dinamai dengan nama radikofungsional

umum. 2. Tuliskan kedua gugus yang terikat pada atom oksigen (sesuai

urutan abjad) dan tambahkan kata eter3. Nama substitutif IUPAC harus dipakai untuk menamai eter yang

rumit dan senyawa dengan lebih dari satu ikatan eter.

COC

Gugus fungsionalsuatu eter

RO

RO1

100Dimetil eterRumus

umum suatu eter

CH3

CH3

atau

R’O

R

CH2H2C

OEtilen oksida

OTetrahidrofuran

(THF)

4. Dalam sistem IUPAC, eter dinamai sebagai alkoksialkana, alkoksialkena, dan alkoksiarena.

5. Gugus RO- merupakan suatu gugus alkoksi.6. Dua eter siklik yang sering dipakai sebagai solven memiliki nama

umum tetrahidrofuran (THF) dan 1,4-dioksana.

4. Sifat Fisik Alkohol Dan estera. Eter memiliki titik didih yang sebanding dengan hidrokarbon dengan

berat molekul yang sama.b. Titik didih dietil eter (MW = 74) adalah 34,6ºC, dan pentana (MW =

72) adalah 36ºC.c. Alhohol memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan

eter atau hidrokarbon yang sebanding. d. Titik didih butil alkohol (MW = 74) adalah 117,7ºC.e. Molekul-molekul alkohol dapat berikatan satu sama lain melalui ikatan

hidrogen, sementara eter dan hidrokarbon tidak dapat.f. Meskipun demikian, eter juga dapat membentuk ikatan hidrogen

dengan senyawa-senyawa seperti air.g. Eter memiliki kelarutan dalam air yang sebanding dengan alkohol

dengan berat molekul yang sama.h. Sangat berbeda bila dibandingkan dengan hidrokarbon.i. Dietil eter & 1-butanol memiliki kelarutan yang sama dalam air,

sekitar 8 g per 100 mL pada suhu kamar.j. Sebaliknya, pentana secara nyata tidak larut dalam air. k. Metanol, etanol, propil alkohol, isopropil alkohol, dan tert-butil

alkohol campur sempurna dengan air.l. Butil alkohol, isobutil alkohol, dan sec-butil alkohol memiliki

kelarutan antara 8,3 dan 26,0 g per 100 mL. m. Kelarutan alkohol dalam air menurun secara bertahap sebanding rantai

hidrokarbon yang semakin panjang.n. Alkohol rantai panjang bersifat lebih “mirip alkana” dan oleh karena

itu kurang mirip dengan air.

5. Alkohol dan Ester Pentinga. Metanol

1. Memiliki rumus struktur CH3OH dan adalah alkohol yang paling sederhana.

2. Dahulu sebagian besar metanol dibuat dari distilasi destruktif kayu (pemanasan kayu pada suhu tinggi tanpa udara) = alkohol kayu (wood alcohol).

3. Sekarang dibuat melalui hidrogenasi katalitik dari karbon monoksida.

4. Metanol sangat beracun. Konsumsi dalam jumlah yg sangat kecil sekalipun dapat menyebabkan kebutaan; dalam jumlah besar menyebabkan kematian.

5. Keracunan metanol dapat pula terjadi melalui penghirupan uap atau paparan jangka panjang terhadap kulit.

b. Etanol1. Merupakan alkohol dari semua minuman beralkohol.2. Dapat dibuat dari fermentasi gula, dengan menambahkan ragi ke

dalam campuran gula dan air.3. Ragi mengandung enzim yang memicu suatu reaksi berseri yang

panjang, dan akhirnya mengubah suatu gula sederhana (C6H12O6) menjadi etanol dan karbon dioksida.

4. Etanol sangat murah, tapi jika digunakan untuk minuman dikenakan pajak yang sangat tinggi.

5. Etanol yang digunakan untuk keperluan sains (penelitian) dan industri diracuni atau di”denaturasi” sehingga tidak layak untuk diminum. Beberapa denaturant dapat digunakan termasuk metanol.

6. Etanol adalah senyawa yang penting dalam industri.7. Sebagian besar etanol untuk keperluan industri dibuat melalui

reaksi hidrasi etena dengan katalis asam.8. Etanol adalah suatu hipnotik (penidur). Ia menekan aktivitas otak

atas meskipun memberi efek ilusi sebagai suatu stimulant.9. Etanol juga toksik, tapi kurang toksik dibanding metanol.10. Pada tikus (rat), dosis letal adalah 13,7 g per kg berat badan.11. Penyalahgunaan etanol menjadi problem di banyak Negara

c. Etilen Glikol1. Etilen glikol (HOCH2CH2OH) memiliki berat molekul yang rendah

dan titik didih yang tinggi, serta campur dengan air.2. Sifat ini membuat etilen glikol menjadi suatu antibeku (antifreeze)

ideal untuk kendaraan bermotor.

d. Dietil Asetat1. Berupa suatu cairan dengan titik didih rendah dan mudah terbakar.2. Sebagian besar eter bereaksi lambat dengan oksigen melalui suatu

reaksi radikal yang disebut auto-oksidasi membentuk hidroperoksida dan peroksida (ekplosif).

3. Sering digunakan sebagai pelarut ekstraksi dan Dipakai sebagai suatu anestetik (pembius) pada pembedahan.

e. Sintesis Ester 1. Dehidrasi Alkohol

a. Alkohol mengalami dehidrasi membentuk alkena (lihat Bab Alkena).

b. Alkohol primer dapat juga terdehidrasi membentuk eter.c. Dehidrasi menghasilkan eter berlangsung pada suhu yang lebih

rendah dibanding reaksi dehidrasi membentuk alkena.d. Dehidrasi menghasilkan eter dibantu dengan distilasi eter

segera setelah terbentuk.2. Sintesis Williamson

a. Sintesis Williamsonb. Suatu jalur penting pada preparasi eter non-simetrik adalah

suatu reaksi substitusi nukleofilik yang disebut reaksi Williamson.

c. Merupakan reaksi SN2 dari suatu natrium alkoksida dengan alkil halida, alkil sulfonat, atau alkil sulfat.

d. Hasil terbaik dicapai jika alkil halida, alkil sulfonat, atau alkil sulfat yang dipakai adalah primer (atau metil).

e. Jika substrat adalah tersier maka eliminasi sepenuhnya merupakan produk reaksi.

f. Pada suhu rendah substitusi lebih unggul dibanding dengan eliminasi.

3. Tert-butil eter dari alkilasi alkohol a. Alkohol primer dapat diubah menjadi tert-butil eter dengan

melarutkan alkohol tersebut dalam suatu asam kuat seperti asam sulfat dan kemudian ditambahkan isobutilena ke dalam campuran tersebut. (Prosedur ini meminimalkan dimerisasi dan polimerisasi dari isobutilena).

b. Metode ini sering dipakai untuk “proteksi” gugus hidroksil dari alkohol primer sewaktu reaksi-reaksi lainnya dilakukan terhadap bagian lain dari molekul tersebut. Gugus proteksi tert-butil dapat dihilangkan secara mudah dengan penambahan larutan asam encer.

4. Trimetilsilil eter (Sililasi)a. Suatu gugus hidroksil juga diproteksi dalam larutan netral atau

basa dengan mengubahnya menjadi suatu gugus trimetilsilil eter, –OSi(CH3)3

b. Reaksi ini, yang disebut sililasi, dilakukan dengan membiarkan alkohol tersebut bereaksi dengan klorotrimetilsilana dengan kehadiran suatu amina tersier.

c. Pengubahan suatu alkohol menjadi suatu trimetilsilil eter membuat senyawa tersebut lebih volatil (mudah menguap). (Mengapa?)

d. Kenaikan volatilitas (sifat mudah menguap) ini menjadikan alkohol (sebagai bentuk trimetilsilil-nya) lebih memungkinkan untuk menjalani analisis dengan kromatografi gas-cair.

e.

6. Sintesis Alkohol dan Alkenaa. Hidrasi Alkena

1. Adisi air pada ikatan rangkap alkena dengan katalis asam.2. Metode pembuatan alkohol dengan berat molekul rendah

(kegunaan utama pada proses industri skala besar).3. Katalis asam yg paling sering digunakan: asam sulfat & asam

fosfat.

C

CH2

CH3

H3C + H Olambat

CH3C

CH2

CH3

H

H

H

+O

H

HLangkah 1

+cepat

CH3C

CH3

CH3

O

H

HLangkah 2 CH3C

CH3

CH3

O

H

H

Langkah 3 CH3C

CH3

CH3

O

H

H + O

H

Hcepat

CH3C

CH3

CH3

O H H O

H

H+

4. Tahap penentu kecepatan adalah tahap 1: pembentukan karbokation.

5. Dihasilkan tert-butil alkohol karena tahap 1 mengarah pada pembentukan kation tert-butil yang lebih stabil dibandingkan kation isobutil yang kurang stabil.

6. Kerumitan yang terjadi adalah adanya penataan ulang (rearrangement).

7. Karbokation awal yang terbentuk akan mengalami penataan ulang menjadi suatu karbokation yang lebih stabil.

8. Jika 3,3-dimetil-1-butena dihidrasi akan dihasilkan 2,3-dimetil-2-butanol sebagai produk utama.

9. Adanya penataan ulang karbokation membatasi penggunaan hidrasi alkena sebagai suatu metode laboratoris untuk pembuatan alkohol.

b. Reaksi Oksimerkurasi-Demerkurasi 1. Reaksi dua tahap yang sangat berguna untuk mensintesis alkohol

dari alkena.2. Alkena bereaksi dgn Hg(OAc)2 dalam campuran THF dan air

menghasilkan senyawa merkuri(hidroksialkil).3. Senyawa merkuri(hidroksialkil) dapat direduksi oleh natrium

borohidrida menjadi alkohol.4. Persentase hasil reaksi keseluruhan >90% dengan regioselektifitas

yang tinggi. 5. Pada tahap 1, oksimerkurasi: air dan merkuri asetat mengadisi

ikatan rangkap.6. Pada tahap 2, demerkurasi: natrium borohidrida mereduksi gugus

asetoksimerkuri dan menggantinya dengan hidrogen.7. Kedua langkah tersebut dapat dilakukan dalam bejana yang sama. 8. Kedua reaksi berlangsung sangat cepat pada suhu ruangan atau

dibawahnya.9. Tahap 1: biasanya mencapai kesempurnaan dalam kurun waktu 20

detik – 10 menit.10. Tahap 2: secara normal membutuhkan waktu kurang dari 1 jam.11. Orientasi adisi H2O di atas mengikuti aturan Markovnikov: atom H

dari H2O terikat pada atom karbon ikatan rangkap yang mengikat atom H lebih banyak.

12. Penataan-ulang rangka karbon jarang terjadi pada oksimerkurasi-demerkurasi.

13. Dicontohkan pada reaksi oksimerkurasi-demerkurasi dari 3,3-dimetil-1-butena yang menghasilkan 3,3-dimetil-2-butanol sebagai produk utama.

c. Reaksi Hidroborasi - Oksidasi 1. Adisi elemen air pada suatu ikatan rangkap dapat pula dilakukan di

laboratorium dengan menggunakan diboran atau THF : BH3.2. Adisi air adalah bersifat tidak langsung dan melibatkan dua tahap

reaksi.3. Pertama adalah adisi boran pada ikatan rangkap yang disebut

hidroborasi.4. Kedua adalah oksidasi dan hidrolisis senyawa antara organoboron

menghasilkan suatu alkohol dan asam borat.5. Atom boron terikat pada atom karbon ikatan rangkap yang kurang

tersubstitusi, dan satu atom hidrogen berpindah dari atom boron ke atom karbon lain dari ikatan rangkap.

6. Hidroborasi bersifat regioselektif dan mengikuti aturan anti Markovnikov.

7. Alkilboran yang dihasilkan pada tahap hidroborasi biasanya tidak diisolasi.

8. Dalam bejana yang sama, alkilboran dioksidasi dan dihidrolisis menghasilkan alkohol dengan penambahan hidrogen peroksida dalam suatu larutan basa.

9. Oksimerkurasi-demerkurasi dari 1-heksena menghasilkan 2-heksanol (Markovnikov).

10. Hidroborasi-oksidasi dari 1-heksena menghasilkan 1-heksanol (anti-Markovnikov

d. Reaksi-reaksi Eter1. Dialkil eter bereaksi dengan sedikit pereaksi diluar asam-asam.2. Eter tahan terhadap serangan nukleofil dan basa.3. Ketidakkreaktifan dan kemampuan eter men-solvasi kation (dengan

mendonorkan sepasang elektron dari atom oksigen) membuat eter berguna sebagai solven dari banyak reaksi.

4. Eter mengalami reaksi halogenasi seperti alkana.5. Oksigen dari ikatan eter memberi sifat basa.6. Eter dapat bereaksi dengan donor proton membentuk garam

oksonium.

CH3CH2OCH2CH3 + HBr CH3CH2 O CH2CH3Br

HGaram oksonium

Pemanasan dialkil eter dengan asam-asam sangat kuat (HI, HBr, H2SO4) menyebabkan eter mengalami reaksi dimana ikatan ikatan karbon – oksigen pecah.

CH3CH2OCH2CH3 + HBr 2 CH3CH2Br + H2O

7. Mekanisme reaksi ini dimulai dari pembentukan suatu ion oksonium. Kemudian suatu reaksi SN2 dengan ion bromida yang bertindak sebagai nukleofil akan menghasilkan etanol dan etil bromida.

CH3CH2OCH2CH3 + HBr CH3CH2O

H

CH2CH3 + Br

CH3CH2O

H

+ CH3CH2Br

Etanol Etil bromida

8. Pada tahap selanjutnya, etanol yang baru terbentuk bereaksi dengan HBr membentuk satu mol ekivalen etil bromida yang ke dua.

CH3CH2OH + HBr CH3CH2 O H

H

Br +

CH3CH2 Br + O H

H

7. Epoksida 1. Epoksida adalah eter siklik dengan cincin tiga anggota. Dalam

tatanama IUPAC, epoksida disebut oksirana. Epoksida paling sederhana memiliki nama umum etilena oksida.

O

CC

Suatu epoksida

O

CH2H2C

IUPAC: Oksirana Umum: Etilena oksida

1

2 3

2. Metode yang paling umum digunakan untuk mensintesa epoksida adalah reaksi dari suatu alkena dengan suatu asam peroksi organik, yaitu suatu proses yang disebut epoksidasi.

RCH CHR + R'C O

O

OHEpoksidasi

O

CHRRHC R'C OH

O

+

Suatu epoksida (atau oksirana)

Suatu alkena Suatu asam peroksi

Dalam reaksi ini, asam peroksi memberikan suatu atom oksigen kepada alkena. Mekanismenya adalah seperti berikut ini.

C

C+

C

O

O R'

O

H

OC

C+

CO R'

O

H3. Adisi oksigen pada ikatan rangkap dalam suatu reaksi epoksidasi

adalah adisi syn. Untuk membentuk suatu cincin dengan tiga anggota, atom oksigen harus mengadisi kedua atom karbon dari ikatan rangkap pada sisi yang sama.

4. Asam peroksi yang paling umum digunakan adalah asam peroksiasetat dan asam peroksibenzoat. Sebagai contoh, sikloheksana bereaksi dengan asam peroksibenzoat menghasilkan 1,2-epoksi-sikloheksana dalam jumlah yang kuantitatif.

+ C6H5COOH

O

CH2Cl2O

H

H

+ C6H5COH

O

Asam peroksibenzoat

1,2-Epoksi- sikloheksana

(100%)5. Reaksi antara alkena dengan asam-asam peroksi berlangsung dengan

suatu cara yang stereospesifik. Sebagai contoh, cis-2-butena hanya menghasilkan cis-2,3-dimetiloksirana, sedangkan trans-2-butena hanya menghasilkan trans-2,3-dimetiloksirana.

C

C

H3C H

H3C H

RCOOH

O

+O

CH3

HH3C

H

12

3

cis-2-Butena cis-2,3-Dimetiloksirana (senyawa meso)

C

C

H3C H

H CH3

RCOOH

O

+

O

CH3

HH

CH3

trans-2-Butena Enantiomer trans-2,3-Dimetiloksirana

+O

CH3

H H

CH3

8. Reaksi-reaksi epoksida

a. Cincin tiga anggota dengan tegangan (strain) yang sangat tinggi dalam molekul epoksida menyebabkan epoksida lebih reaktif terhadap substitusi nukleofilik dibandingkan dengan eter yang lain.

b. Katalisis asam membantu pembukaan cincin epoksida dengan menyediakan suatu gugus pergi yang lebih baik (suatu alkohol) pada atom karbon yang mengalami serangan nukleofilik.

c. Katalisis ini sangat penting terutama jika nukleofilnya adalah suatu nukleofil lemah seperti air atau suatu alkohol:1. Pembukaan cincin dengan katalis asam

+ H+

_ H+

O

CC

O

CC

H

O HHCCHO O H

H

CCHO OH_ H+

2. Pembukaan cincin dengan katalis basa

O

CC+RO CCRO OROH

CCHO OH

Nukleofil kuat

Ion alkoksida + RO

d. Jika epoksidanya tidak simetris, serangan pembukaan cincin dengan katalis basa oleh ion alkoksida berlangsung terutama pada atom karbon yang kurang tersubstitusi. Sebagai contoh, metiloksirana bereaksi dengan suatu ion alkoksida terutama pada atom karbon primernya:

O

CHCH3H2C+CH3CH2O

Metiloksirana

Atom karbon 10 kurang terhalangi

CH3CH2OCH2CHCH3

O

CH3CH2OH

CH3CH2OCH2CHCH3

OH

+ CH3CH2O

1-Etoksil-2-propanol

e. Ini adalah apa yang seharusnya diharapkan: Reaksi secara keseluruhan adalan reaksi SN2, dan seperti telah dipelajari sebelumnya, substrat primer bereaksi lebih cepat melalui reaksi SN2 karena halangan ruangnya kecil.

f. Pada pembukaan cincin dengan katalis asam dari epoksida tidak simetris, serangan nukleofil terutama terjadi pada atom karbon yang lebih tersubstitusi. Sebagai contoh:

CH3OH +

O

CH2CH3C

CH3

H+

OCH3

CH2OHCH3C

CH3

Alasan: Ikatan pada epoksida terprotonasi adalah tidak simetris dengan atom karbon yang lebih tersubstitusi mengemban suatu muatan yang positif sekali. Oleh karena itu, nukleofil menyerang atom karbon tersebut meskipun lebih tersubstitusi.

g. Atom karbon yang lebih tersubstitusi mengemban suatu muatan positif lebih besar karena menyerupai suatu karbokation tersier yang lebih stabil.

CH3OH +

O

CH2CH3C

CH3

H+

OCH3

CH2OHCH3C

CH3

H H

Atom karbon ini menyerupai

karbokation 30

d+

d+

Epoksida terprotonasi

9. Eter Mahkota (Crown Eter)a. Senyawa-senyawa yang disebut eter mahkota (crown ether)

adalah juga katalis transfer fasa (phase-transfer catalyst) dan dapat mengangkut senyawa-senyawa ionik ke dalam fasa organik.

b. Eter mahkota adalah polimer siklik dari etilena glikol seperti 18-crown-6 berikut ini:

O

O

O

OO

O

K+ O

O

O

OO

O

K+

18-Crown-6c. Eter mahkota diberi nama sebagai x-crown-y dimana x adalah

jumlah total atom-atom dalam cincin dan y adalah jumlah atom-atom oksigen. Hubungan antara eter mahkota dan ion yang diangkutnya disebut hubungan tuan rumah – tamu (host – guest).

d. Eter mahkota bertindak sebagai tuan rumah, dan kation terkoordinasi sebagai tamu.

e. Jika eter mahkota berkoordinasi dengan suatu kation logam, dengan cara demikian mereka mengubah ion logam menjadi suatu bentuk dengan bagian luar yang bersifat hidrokarbon.

f. Sebagai contoh, eter mahkota 18-crown-6 berkoordinasi dengan ion kalium secara sangat efisien karena ukuran rongganya tepat/cocok dan karena keenam atom oksigen terletak dalam posisi yang tepat untuk memberikan pasangan elektron bebasnya kepada ion pusatnya.

g. Eter mahkota menjadikan banyak senyawa garam larut dalam pelarut non-polar.

h. Sebagai contoh, senyawa garam seperti KF, KCN, dan CH3CO2K dapat dipindahkan ke dalam pelarut-pelarut aprotik dengan menggunakan sejumlah kecil katalis 18-crown-6.

i. Dalam fasa organik, anion dari garam-garam tersebut yang relatif tidak tersolvasi dapat melakukan suatu reaksi substitusi nukleofilik terhadap suatu substrat organik.

K+CN- + RCH2X RCH2CN + K+X-18-crown-6

benzena

18-crown-6C6H5CH2Cl + K+F- C6H5CH2F + K+Cl-

(100%)asetonitril

j. Eter mahkota juga dapat digunakan sebagai katalis transfer fasa pada bermacam-macam jenis reaksi lainnya. Reaksi berikut adalah satu contoh dari penggunaan suatu eter mahkota pada suatu reaksi oksidasi.

+ KMnO4disikloheksano-18-crown-6

benzenaHO2C CH2CCH3

O

(90%)

k. Disikloheksano-18-crown-6 memiliki struktur sebagai berikut:

O

O

O

OO

O

Disikloheksano-18-crown-6

10. Fenola. Fenol adalah senyawa yang memiliki sebuah gugus hidroksil

yang terikat langsung pada cincin benzena.b. Jadi fenol adalah nama spesifik untuk hidroksibenzena dan

merupakan nama umum untuk kelompok senyawa yang diturunkan hidroksi benzena.

OHH3COH

Fenol 4-Metilfenolc. Senyawa-senyawa yang memiliki sebuah gugus hidroksil yang

terikat pada cincin benzenoid polisiklik adalah mirip dengan fenol secara kimiawi, tetapi dinamakan naftol dan fenantrol.

11. Tata Nama Fenola. Pada banyak senyawa, fenol merupakan nama dasar.

b. Senyawa metilfenol umumnya disebut kresol:

OH

Cl

NO2

OH OH

Br

4-Klorofenol(p-klorofenol)

2-Nitrofenol(o-nitrofenol)

3-Bromofenol(m-bromofenol)

c. Senyawa benzenadiol memiliki nama umum:

12. Fenol yang terdapat di alama. Fenol dan senyawa sejenisnya tersebar meluas di alam.b. Tirosina adalah asam amino yang terdapat dalam protein.c. Metil salisilat didapatkan dalam wintergreen oil (tumbuhan).d. Eugenol didapatkan dalam minyak cengkeh.e. Timol didapatkan dalam thyme (tumbuhan).f. Urushiol adalah blistering agent (vesicant) yang didapatkan

dalam ivy (tumbuhan) beracun.g. Estradiol adalah hormon seks pada wanita.h. Tetrasiklin adalah antibiotika penting.

13. Sifat Fisik Fenola. Adanya gugus hidroksil dalam fenol berarti fenol adalah seperti

alkohol yang dapat membentuk ikatan hidrogen intermolekular yang kuat.

b. Ikatan hidrogen ini menyebabkan fenol berasosiasi sehingga memiliki titik didih yang lebih tinggi dibanding hidrokarbon dengan berat molekul yang sama.

c. Fenol (bp, 182ºC) memiliki titik didih 70ºC lebih tinggi dibanding toluena (bp, 106ºC), meskipun berat molekulnya hampir sama.

OH

OH OH

OH

OHOH

1,2-Benzenadiol(katekol)

1,3-Benzenadiol(resorsinol)

1,4-Benzenadiol(hidrokuinon)

2-Metilfenol(o-kresol)

3-Metilfenol(m-kresol)

4-Metilfenol(p-kresol)

CH3

OH

CH3 CH3

OH

OH

d. Kemampuan membentuk ikatan hidrogen yang kuat dengan air memberi fenol kelarutan yang sedang dalam air.

Nama mp (0C) bp (0C)Kelarutan dalam air

g/100 mL

Fenol

2-Metilfenol

3-Metilfenol

4-Metilfenol

2-Klorofenol

3-Klorofenol

4-Klorofenol

2-Nitrofenol

3-Nitrofenol

4-Nitrofenol

2,4-Dinitrofenol

2,4,6-Trinitrofenol

43

30

11

35,5

8

33

43

45

96

114

113

122

182

191

201

201

176

214

220

217

9,3

2,5

2,6

2,3

2,8

2,6

2,7

0,2

1,4

1,7

0,6

1,4

14. Sintesis Fenola. Sintesis Laboratoris

1. Sintesis fenol secara laboratoris yang paling penting adalah hidrolisis garam arenadiazonium.

2. Metode ini sangat serbaguna.3. Kondisi untuk tahap diazotasi dan hidrolisis bersifat mild.4. Gugus lain yang ada dalam molekul tidak berubah.

NH2ArHONO

N2+Ar

H3O+

OHArpanas

b. Sintesis IndustrialFenol merupakan bahan kimia industri yang sangat penting, sebagai material awal untuk sejumlah besar produk komersial mulai dari aspirin sampai plastik.1. Hidrolisis Klorobenzena (Proses Dow)

Cl

(high pressure)

3500C+ 2 NaOH

ONa

+ NaCl + H2O

ONaHCl

OH

+ NaCl

2. Fusi Alkali dari Natrium Benzenasulfonat

SO3Na3500C

+ 2 NaOH

ONa

+ Na2SO4 + H2O

Dari Kumena Hidroperoksida

H2C CHCH32500C

H3PO4

pressure

CHH3C CH3

+

15. Reaksi Fenol Sebagai Asama. Meskipun fenol secara struktural mirip dengan alkohol tapi

fenol merupakan asam yang lebih kuat.b. Harga pKa kebanyakan alkohol adalah 18, sedangkan pKa fenol

lebih kecil dari 11.c. Bandingkan sikloheksanol dan fenol.

d. Meskipun fenol bersifat asam lemah bila dibanding dengan asam karboksilat misal asam asetat (pKa = 4,74), namun fenol lebih asam daripada sikloheksanol.

OHOH

SikloheksanolpKa = 18

FenolpKa = 9,89

e. Cincin benzena bertindak sebagai gugus penarik elektron sehingga atom O dari gugus – OH bermuatan positif dan proton mudah dilepaskan.

f. Tetapan keasaman beberapa fenol

NamapKa

(dalam air pada 250C)

Fenol

2-Metilfenol

3-Metilfenol

4-Metilfenol

2-Klorofenol

3-Klorofenol

4-Klorofenol

2-Nitrofenol

3-Nitrofenol

4-Nitrofenol

2,4-Dinitrofenol

2,4,6-Trinitrofenol

9,89

10,20

10,01

10,17

8,11

8,80

9,20

7,17

8,28

7,15

3,96

0,38

1-Naftol

2-Naftol

9,31

9,55

g. Membedakan dan memisahkan fenol dari alkohol dan asam karboksilat 1. Fenol larut dalam larutan NaOH, sedangkan alkohol dengan

enam atom karbon atau lebih tidak larut.2. Sebagian besar fenol tidak larut dalam larutan Na2HCO3,

tapi asam karboksilat larut.

Struktur resonansi fenol

O

H

O

H

O

H

O

H

O

H

16. Reaksi Gugus O–H dari Fenola. Fenol bereaksi dengan anhidrida karboksilat dan klorida asam

membentuk ester.b. Reaksi ini serupa dengan reaksi dari alkohol.

OH O +basa

RC

O

2OCR

O

RCO

O

OHRCCl

O

basaO CR

O

+ Cl

c. Fenol dalam Sintesis Williamson1. Fenol dapat diubah menjadi eter melalui sintesis

Williamson.2. Karena fenol lebih asam dibanding alkohol, maka fenol

diubah menjadi natrium fenoksida dengan memakai NaOH (logam Na dipakai untuk mengubah alkohol menjadi ion alkoksida).

OH + NaOH O Na + H2OH2O

Asam lebih kuatpKa = 10

(sedikit larut)

Basa lebih kuatBasa lebih lemah(larut)

Asam lebih lemahpKa = 16

17. Pemutusan Aril Etera. Jika dialkil eter dipanaskan dengan HBr atau HI berlebih, maka

terjadi pemutusan eter dan dihasilkan alkil halida dari kedua gugus alkil.

R O RHX pekat

panasR X R' X+ + H2O

Jika alkil aril eter bereaksi dengan asam kuat seperti HI dan HBr akan menghasilkan suatu alkil halida dan fenol.

b. Fenol tidak akan bereaksi lebih lanjut untuk menghasilkan aril halida karena ikatan karbon – oksigen sangat kuat dan karena kation fenil tidak mudah terbentuk.

18. Reaksi Cincin Bromasi dari Fenola. Brominasi

Ar O RHX pekat

panasAr OH + R X

Reaksi Umum

ArOHNaOH

ArO NaR X

X = Cl, Br, I, OSO2OR atau OSO2R'

ArOR + NaX

Reaksi Umum

OH

H2O

OH

3 HBr+ 3 Br2 +

Br

BrBr

OH

CS2

OH

HBr+ Br2 +

Br

50C

2,4,6-Tribromofenol (~ 100%)

p-Bromofenol (80-84%)

b. Nitrasi 1. Hasil relatif rendah karena oksidasi cincin.2. Dihasilkan campuran o- dan p-nitrofenol.3. Isomer orto dan para dipisahkan dengan distilasi uap air. o-

Nitrofenol lebih mudah menguap karena ikatan hidrogennya adalah intramolekular.

4. p-Nitrofenol lebih sukar menguap karena memiliki ikatan hidrogen intermolekular yang menyebabkan asosiasi antar molekulnya.

5. o-Nitrofenol terdistilasi bersama uap air, sedangkan p-nitrofenol tertinggal dalam labu distilasi.

OH

20% HNO3

OH

+NO2

250C

(30-40%)

OH

NO2

15%

c. Sulfonasi

OH

H2SO4

pekat

OH

SO3H

OH

SO3H

250C

1000C

H2SO4, pekat,

Produk utama, kontrol kecepatan

Produk utama, kontrol kesetimbangan

d. Reaksi KolbeNatrium fenoksida mengabsorpsi CO2 dan dipanaskan pada 125ºC di bawah tekanan beberapa atmosfer CO2.

O Na O

C

O

OH

C O

O

Na tautomerisasi

- H+, + H+

O

C O

O

Na

H

H+

O

C OH

O

H

Natrium salisilat Asam salisilat

19. Penataan Ulang ClaisenPemanasan alil fenil eter sampai 200ºC menyebabkan suatu reaksi intermolekuler yang dinamakan penataan-ulang Claisen. Produk yang dihasilkan adalah o-alilfenol.

OCH2CH

Alil fenil eter

CH2 OH

o-Alilfenol

CH2CH CH2

2000C

OCH2

CH

CH2

O

H

CH2

CH

H2C

Intermediat tidak stabil

tautomerisasi

- H+, + H+

OH

CH2

CH

H2C

20. Kuinon (Quinon)a. Oksidasi hidrokuinon (1,4-benzenadiol) menghasilkan suatu

senyawa yang dikenal sebagai p-benzokuinon.b. Vitamin K1, yang berperan pada pembekuan darah,

mengandung struktur 1,4-naftokuinon.OH

OH

O

O

+ 2 H+- 2e-

+ 2e-

Hidrokuinon p-Benzokuinon

O

O1,4-Naftokuinon

O

O

CH2CH C(CH2CH2CH2CH)3CH3

CH3 CH3

Vitamin K1

CH3

REAKSI SUBSTITUSI ALFA KARBONIL

1. Keto-enol tautomerism

Senyawa karbonil yang mempunyai atom hidrogen pada

karbon alfa

dapat mengadakan interkonversi yang cepat dengan bentuk

enol-nya (e + ol,

suatu alcohol tak jenuh). Interkonversi yang cepat antara dua

spesies yang

berbeda secara kimia tersebut merupakan suatu isomerisme

yang spesial yang

dikenal dengan nama tautomerisme, dan individual isomernya

disebut

tautomer.

Pada kesetimbangan, kebanyakan senyawa karbonil secara

eksklusif

berada dalam bentuk keto, dan sulit untuk mengisolasi bentuk

enol yang murni.

Misalnya, sikloheksanon mengandung hanya 0,001% tautomer

enol pada

temperatur kamar, dan aseton mengandung sekhar 0,0001%

enol. Persentasi

tautomer enol bahkan lebih rendah untuk asam karboksilat dan

turunan asilnya

seperti ester dan amida. Meskipun enol sulit diisolasi dan berada

dalam jumlah

yang kecil pada kesetimbangan, senyawa ini sangat penting dan

terlibat dalam

kebanyakan kimiawi dari senyawa karbonil

Tautomerisme keto-enol dari senyawa karbonil dikatalisis

oleh asam

maupun basa. Katalisis asam melibatkan protonasi dari atom

oksigen karbonil

(basa Lewis), diikuti oleh lepasnya proton pada karbon alfa untuk

menghasilkan

enol yang netral.

Pembentukan enol yang dikatalisis basa (Gambar 5.2.)

terjadi melalui

reaksi asam-basa antara katalis dan senyawa karbonil. Senyawa

karbonil berlaku

sebagai asam protik yang lemah dan memberikan salah satu

atom hidrogen alfa

kepada basa. Ion enolat yang terbentuk kemudian akan

terprotonasi untuk

menghasilkan senyawa netral. Jika protonasi ion enolat terjadi

pada karbon alfa,

keto tautomer akan terbentuk, dan itu berarti tidak ada

perubahan yang terjadi.

Jika protonasi terjadi pada atom oksigen karbonil, tautomer enol

akan terbentuk.

2. Reaktivitas enol

Ikatan rangkap pada enol adalah kaya elektron, sehingga

enol berlaku

sebagai nukleofil dan akan bereaksi dengan elektrofll dengan

cara yang hampir

sama dengan alkena, tetapi enol lebih reaktif dibanding alkena

karena adanya

donasi elektron dari electron pi oksigen. Jika alkena bereaksi

dengan elektrofll

seperti Br2, adisi Br+ akan menghasilkan kation yang akan

bereaksi dengan Br".

Jika enol bereaksi dengan elektrofll, kation intermediet akan

kehilangan proton

hidroksil untuk menghasilkan senyawa karbonil kembali. Hasil

netto dari reaksi

antara enol dengan elektrofil adalah substitusi alfa.

3. Halogenasi alfa dari keton dan aldehida

Keton dan aldehida dapat dihalogenasi pada posisi alfanya

bila

direaksikan dengan Cl2, Br2, atau I2 dalam kondisi asam.

Halogenasi alfa pada keton merupakan reaksi substitusi alfa

yang khas dan berlangsung melalui pembentukan intermediet

enol yang dikatalisis oleh asam.

4. Keasaman atom hidrogen alfa: pembentukan enolat

Oleh pengaruh gugus karbonil, atom hidrogen alfa bersifat

asam dan

dapat diambil oleh basa kuat untuk menghasilkan anion enolat.

Keasaman hidrogen alfa tersebut dapat diterangkan sebagai

berikut: Gugus karbonil merupakan gugus penarik elektron yang

kuat, dan bila senyawa karbonil tersebut kehilangan proton alfa,

anion yang dihasilkan distabiikan oleh adanya resonansi.

Jadi, muatan negatif dari anion adalah terdelokalisasi.

5. Reaktivitas enolat

Ion enolat jauh lebih berguna dibanding enol dengan dua

alasan. Yang

pertama adalah enol murni secara normal tidak dapat diisolasi;

mereka hanya

terbentuk sebagai intermediet yang singkat dalam konsentrasi

yang kecil.

Sebaliknya, larutan yang mengandung ion enolat yang murni

lebih mudah dibuat

dari kebanyakan senyawa karbonil apabila diberi perlakuan

dengan basa kuat.

Lebih penting lagi, fakta menunjukkan bahwa ton enolat jauh

lebih reaktif dari

pada enol adalah bahwa ion enolat dapat menjalani banyak

reaksi-reaksi penting

dimana enol tidak dapat menjalaninya. Alasannya cukup

sederhana, bahwa ion

enolat membawa penuh muatan negatif, yang membuatnya lebih

nukleofilik

dibanding enol yang netral. Jadi, posisi alfa dari ion enolat sangat

reaktif

terhadap elektrofil.

Ion enolat dapat dipandang sebagai alkoksida vinilik (C=C-

O-) atau

sebagai karbanion α-keto (-C-C=O) dan dapat bereaksi dengan

elektrofil baik

pada atom oksigen atau karbon. Reaksi pada oksigen akan

menghasilkan enol

yang reaktif, sedangkan reaksi pada karbon akan menghasilkan

senyawa

karbonil yang tersubstitusi-α. Beberapa contoh reaksi substitusi

alfa karbonil

melalui intermediet enolat adalah:

Halogenasi enolat

Selenenilasi enolat

Alkilasi enolat

Sintesis ester malonat

Sintesis ester asetoasetat

6. Halogenisasi enolat: reaksi haloform

Halogenasi keton dipromosi oleh basa maupun asam.

Reaksi yang

dipromosi basa terjadi melalui intermediet ion enolat. Bahkan

basa yang relatif

lemah seperti ion hidroksida efektif untuk halogenasi. Produk

keton yang

terhalogenasi-oc pada umumnya lebih asam dibanding ketonnya

semula yang

tak tersubstitusi karena adanya efek induktif penarikan elektron

dari atom

halogen. Jadi, produk monohalo itu sendiri akan berubah secara

cepat menjadi enolat dan terhalogenasi lebih lanjut. Jika

digunakan basa dan halogen berlebih, metil keton akan

terhalogenasi dan kemudian dipecah oleh basa dalam reaksi

haloform.

7. Selenenilasi enolat: sintesis enon

Senyawa karbonil dapat diselenilasi. Larutan enolat litium

murni dibuat

dari reaksi antara senyawa karbonil dan basa kuat seperti LDA

dalam pelarut

THF. Satu ekivalen benzenselenenil bromida (C6H6SeBr)

ditambahkan dan

reaksi segera menghasilkan produk tersubstitusi α-fenilseleno.

Pada perlakuan

dengan hydrogen peroksida, eliminasi terjadi, dan senyawa α,β-

unsaturated

karbonil terbentuk. Hasil nettonya adalah introduksi ikatan

rangkap dua karbon

karbon pada posisi α,β dari senyawa karbonil yang jenuh.

Reaksi alfa fenilselenenilasi serupa dengan reaksi SN2.

Basa LDA yang

kuat mengambil atom hidrogen alfa yang asam dari suatu

senyawa karbonil

menghasilkan ion enolat. Ion enolat yang nukleofilik kemudian

menyerang

selenium yang elektrofllik dan mendesak keluar bromida,

menghasilkan produk

α-fenilseleno.

Tahap eliminasi melibatkan oksidasi intermediet

fenilseleno menjadi fenil

selenoksida, yang mana mengalami reaksi eliminasi

intramolekular yang spontan

menghasilkan suatu enon.

Keton, ester dan nitril semua mengalami alfa-

fenilselenenilasi/reaksi

eliminasi dengan hasil yang bagus. Meskipun demikian, aldehida

memberikan

produk campuran sebab enolatnya sangat reaktif.

8. AlkiIasi enolat

Salah satu reaksi yang paling penting dari enolat adalah

alkilasi oleh

adanya perlakuan dengan alkil halida. Reaksi ini sangat berguna

untuk tujuan

sintesis karena memungkinkan pembentukan ikatan karbon-

karbon baru, yaitu

menggabungkan dua senyawa yang lebih kecil menjadi molekul

yang lebih

besar. Alkilasi terjadi bila anion enolat yang nukleofilik bereaksi

dengan alkil

halida yang elektrofilik dan memaksa keluar ‘leaving group’

melalui mekanisme

SN2. Reaksi dapat terjadi pada atom oksigen enolat atau karbon

alfa, tetapi

secara normal terjadi pada atom karbon.

9. Sintesis ester malonat

Sintesis ester malonat merupakan salah satu reaksi alkilasi

karbonil yang

terkenal dan tertua dan merupakan metoda yang bagus untuk

membuat asam

asetat yang tersubstitusi α dari alkil halida.

Dietil malonat, dikenal dengan nama ester malonat, adalah

lebih asam

dibanding kebanyakan senyawa karbonil lain, karena atom

hidrogen alfa diapit

oleh dua gugus karbonil. Anion enolat dari ester malonat dapat

terbentuk dari

reaksi antara natrium etoksida dalam etanol, dan anion ini akan

mudah teralkilasi

oleh perlakuan dengan alkil halida menghasilkan ester malonat

tersubstitusi α.

Produk alkilasi ini masih mempunyai satu atom hidrogen alfa

yang asam, dan

proses alkilasi dapat terulang untuk menghasilkan ester malonat

yang mengalami

dialkilasi.

Reaksi dekarboksilasi terjadi dalam dua tahap dan diawali

dengan

hidrolisis yang dikatalisis asam dari diester tersebut menjadi

dikarboksilat.

Senyawa dikarboksilat ini kemudian akan kehilangan karbon

dioksida melalui

mekanisme siklik seperti yang terjadi pada dekarboksilasi asam

β-keto.

Sintesis ester malonat merupakan metode yang bagus

untuk mengubah

alkil halida menjadi asam karboksilat sambil memperpanjang

rantai karbonnya

dengan dua atom.

10. Sintesis ester asetoasetat

Sintesis ester asetoasetat sangat erat hubungannya

dengan sintesis ester

malonat dan merupakan metode untuk membuat turunan aseton

yang

tersubstitusi a dari alkil halida.

Etil asetoasetat (ester asetoasetat) sebagaimana ester

malonat

mempunyai atom hydrogen α yang diapit oleh dua gugus

karbonil. Ester

asetoasetat diubah dengan cepat menjadi anion enolat oleh

perlakuan dengan

natrium etoksida, dan enolat ini dapat dialkilasi oleh reaksi

dengan alkil halida.

Alkilasi kedua dapat terjadi, bila diinginkan, karena ester

asetoasetat mempunyai

dua proton alfa yang asam yang dapat ditukargantikan.

SENYAWA KARBONIL:

ALDEHIDA DAN KETON

Senyawa Karbonil: Mengapa perlu dipelajari oleh mahasiswa farmasi ?

• Gugus karbonil merupakan gugus terpenting dalam kimia organik. Hampir setiap proses sintesis (obat maupun bukan obat) memanfaatkan gugus karbonil.

• Kebanyakan molekul bioaktif yang penting (termasuk obat-obat) mengandung gugus karbonil.

• Mekanisme-mekanisme faali (misalnya mekanisme penglihatan) melibatkan reaksi gugus karbonil.

• Banyak senyawa-senyawa alami/sintetik yang penting dalam kehidupan sehari-hari mengandung gugus karbonil.

Contoh senyawa-senyawa karbonil penting

- Asam asetat

- Asam asetil salisilat

- Asetaminofen

Adapun jenis jenis senyawa karbonil :

- Aldehida

- Keton

- Asam karboksilat

Dua kategori umum senyawa karbonil

1. Aldehida (RCHO) & Keton (RCOR’)

Gugus asil terikat pada substituen (–H atau –R) yang tidak dapat menstabilkan muatan negatif sehingga tidak dapat bertindak sbg gugus pergi. Sifat dan reaksi aldehida dan keton serupa.

2. Asam karboksilat (RCOOH), Ester (RCOOR’), Klorida asam (RCOCl), Anhidrida asam (RCOOCOR’), Amida (RCONH2).

Gugus asil terikat pada substituen yang dapat menstabilkan muatan negatif sehingga dapat bertindak sbg gugus pergi. Sifat dan reaksi senyawa-senyawa ini serupa.

Rumus umum aldehida dan keon

Aldehida = RCHO

Keton = RCOR

Tata Nama IUPAC untuk Aldehida

• Nama aldehida diturunkan dari nama alkana induknya dengan mengubah huruf akhir –a menjadi –al.

• Atom karbon pada –CHO diberi nomor 1, tetapi nomor tidak perlu dicantumkan.

Nama Trivial

• Aldehida: diberi nama menurut nama trivial asam karboksilat induknya dengan mengubah imbuhan asam –oat atau asam -at menjadi akhiran –aldehida.

• Keton: gugus alkil atau aril yang terikat pada karbonil dinamai, kemudian ditambah kata keton. Kecuali: aseton.

• Posisi lain dalam molekul dirujuk dengan huruf Yunani.

Sifat-sifat Aldehida dan Keton

Gugus karbonil:

• satu atom C sp2 dan satu atom O yang dihubungkan dgn satu ikatan s dan satu ikatan p.

• Ikatan-ikatan s pada bidang datar, ikatan p di atas dan di bawah bidang tsb.

• Bersifat polar, elektron ikatan s dan (terutama) p tertarik ke O.

• O memiliki dua pasang elektron bebas.

• Sifat-sifat struktural di atas (kedataran, ikatan p, kepolaran, pasangan elektron bebas) mempengaruhi sifat dan kereaktifan.

Konsekuensi kepolaran gugus karbonil:

• Terjadi asosiasi yang lemah diantara molekul-molekul aldehida dan keton à titik didih lebih tinggi daripada alkana yang setara.Tetapi aldehida dan keton tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dengan sesamanya à titik didih lebih rendah dibanding alkohol yang setara.

• Aldehida dan keton dapat berikatan hidrogen dengan molekul lain à Aldehida dan keton BM rendah larut dalam air.

• Secara terbatas aldehida dan keton dapat mensolvasi ion. Contoh: NaI larut dalam aseton.

Konsekuensi kepolaran gugus karbonil: kereaktifan

Konsekuensi kepolaran gugus karbonil: kereaktifan

• Pengawet sampel biologis, pereaksi, penghilang bau untuk sumbu lampu/lilin.

• Disimpan sebagai larutan dlm air (formalin), polimer (paraformaldehida) atau trimer (trioksan).

Asetaldehida

• Zat antara untuk sintesis asam asetat dan anhidrida asetat.

• Disimpan sebagai trimer (paraldehida) atau tetramer (metaldehida).

Pembuatan aldehida

1. Oksidasi alkohol primer

2. Pemutusan oksidatif ikatan rangkap yang mengandung hidrogen vinilik.

3. Reduksi turunan asam karboksilat tertentu

Pembuatan keton

1. Oksidasi alkohol sekunder. Pereaksi: Pereaksi Jones (CrO3/aq.H2SO4), PCC, Natrium dikromat/aq. AcOH.

2. Pemutusan oksidatif alkena yang salah satu/ kedua karbon tak jenuhnya terdisubstitusi.

3. Aril keton dibuat melalui reaksi asilasi Friedel-Crafts cincin aromatik dengan klorida asam menggunakan katalis AlCl3.

4. Metil keton dibuat dari hidrasi alkuna terminal dengan katalis ion merkuri.

5. Keton dapat dibuat dari turunan asam karboksilat tertentu.

Oksidasi aldehida dan keton

Pereaksi:

• HNO3 panas

• KMnO4

• Pereaksi Jones (CrO3 dlm H2SO4/H2O) à paling umum

• Pereaksi Tollens (Ag2O dlm NH4OH/H2O) à anal. kualitatif

Mekanisme oksidasi aldehida

• Oksidasi berlangsung melalui intermediat 1,1-diol.

Oksidasi keton

• Keton inert terhadap oksidator pada umumnya.

• Keton bereaksi lambat dengan KMnO4 dalam suasana basa panas à terjadi pemutusan ikatan.

Reaksi Adisi Nukleofilik pada Aldehida dan Keton Merupakan reaksi yang terpenting untuk aldehida dan keton.

Dua variasi adisi nukleofilik pada aldehida dan keton

1. Intermediat tetrahedral diprotonasi oleh air atau asam menghasilkan alkohol

2. Atom oksigen karbonil dikeluarkan sebagai HO- atau H2O menghasilkan ikatan rangkap karbon-nukleofil

Kereaktifan relatif: aldehida > keton

Alasan sterik: perbedaan halangan ruang

Alasan elektronik: perbedaan kestabilan muatan positif parsial

Adisi Nukleofolik H2O: Hidrasi

Mekanisme hidrasi

1. Katalis asam

2. Katalis basa

Adisi Nukleofolik HCN: Sianohidrin

• Dengan HCN murni reaksi sangat lambat

• Dengan penambahan sedikit basa atau ion sianida reaksi cepat

Pentingnya pembentukan sianohidrin

• Merupakan metode transformasi aldehida dan keton ke berbagai gugus fungsi sambil memperpanjang rantai karbon dgn 1 atom C.

Adisi Nukleofilik Pereaksi Grignard: Pembentukan Alkohol

• Pereaksi Grignard adalah nukleofil karena ikatan karbon-magnesium sangat terpolarkan dengan kerapatan elektron yang tinggi pada karbon

Adisi Nukleofilik Hidrida: Reduksi

• Pereaksi pereduksi (misalnya LiAlH4 atau NaBH4) berfungsi sebagai ekivalen ion hidrida (H-).

Adisi Nukleofilik Amina: Pembentukan Imina dan Enamina

• Adisi amina primer menghasilkan imina; adisi amina sekunder menghasilkan enamina.

Kecepatan reaksi pembentukan imina à tergantung pH

• pH tinggi (tidak ada asam): karbinolamina tidak terprotonasià imina tak terbentuk

• pH rendah (terlalu asam): amina terprotonasiàadisi nukleofilik tak terjadi

Mekanisme Pembentukan Enamina

Adisi Nukleofilik Hidrazina: Reaksi Wolff-Kishner

• Merupakan metode sintesis yang penting untuk mengkonversi keton/aldehida à alkana.

Mekanisme Reaksi Wolff-Kishner

• Mengkonversi keton/aldehida ke alkana.

• Mekanisme rumit dan belum sepenuhnya dipahami.

• Digunakan bila substrat tidak tahan kondisi basa.

Adisi Nukleofilik Alkohol: Pembentukan Asetal

• Alkohol merupakan nukleofil lemah yang mengadisi keton/aldehida secara lambat pada suasana netral.

• Adisi berlangsung cepat pada suasana asam.

Manfaat Penting Asetal

Asetal merupakan gugus pelindung yang penting untuk aldehida/keton

Adisi Nukleofilik Thiol: Pembentukan Thioasetal

• Serupa dengan pembentukan asetal.

• Tioasetal penting karena dapat diubah menjadi alkana dengan desulfurisasi menggunakan Raney nikel.

Adisi Nukleofilik Fosfonium Ilida : Reaksi Wittig

• Reaksi Wittig digunakan untuk membuat alkena mono-, di- dan trisubstitusi.

• Ilida: molekul dengan muatan + dan – berdampingan.

• Betaina: molekul dengan muatan + dan – tidak berdampingan.

Reaksi Cannizzaro

• Hanya berlaku untuk aldehida yang tidak memiliki atom H pada atom C di sebelah gugus –CHO (formaldehida dan turunan-turunan benzaldehida).

• Keton tidak bereaksi.

Adisi Konjugat Amina

Bila digunakan satu ekivalen amina à hanya terbentuk produk adisi 1,4.

Adisi Nukleofilik dalam Makhluk Hidup

• Bacillus subtilis: sintesis alanina

• Pertahanan diri Apheloria corrugata (kelabang)