V-1

CH3CH2CH2OH CH3CHCH3OH

1-propanol 2-propanol

CH3CHCH2CH2OHOH

1,3-butanadiol

OHCH3CH C OH

O OCH2 C HHOCH2

asam-2-hidroksipropanoat 3-hidroksipropanal

CH2 CHCH2CH2OH

3-buten-1-ol

BAB V ALKOHOL DAN ETER

1. Pendahuluan 1.1. Deskripsi Bab V ini membahas tentang tata nama alkohol dan eter, sifat fisika dan kimia serta reaksi yang berhubungan. 1.2. Manfaat/ Relevansi Alkohol dan eter erat hubungannya dengan kehidupan manusia sehari-hari, juga di laboratorium maupun industri. Pemahaman tentang sifat fisika dan kimia serta penggunaan maupun reaksi terkait sangat diperlukan. 1.3. Tujuan Instruksional Khusus (TIK) Setelah mempelajari bab V ini, mahasiswa mampu menjelaskan sifat fisika, sifat kimia, penggunaan, sumber serta reaksi yang berhubungan dengan alkohol dan eter. 1.4. Petunjuk Mempelajari a. Baca dan pahami semua yang ada dalam bab ini dengan teliti. b. Tingkatkan pemahaman dengan menambah bahan bacaan lain yang relevan. c. Diskusi dengan teman untuk meningkatkan pemahaman. d. Berlatih dengan tekun untuk meningkatkan pemahaman. e. Jika ada kesulitan, bertanya kepada dosen atau narasumber lain yang relevan.

2. Penyajian 2.1 Tata Nama 2.1.1 Nama IUPAC Dalam sistem IUPAC, nama alkohol diambil dari nama alkana induknya, tetapi diberi akhiran ol. Gugus OH diberi nomor terendah, bila diperlukan. 1. alkohol sederhana 2. alkohol dengan 2 gugus OH atau lebih, digunakan di, tri dan seterusnya sebelum akhiran -ol 3. bila ada gugus fungsional lain (a) bila gugus lain punya prioritas lebih tinggi dari pada alkohol, maka gugus OH sebagai awalan

diberi nama hidroksi-. (b) bila gugus lain punya prioritas lebih rendah dari pada alkohol, maka alkohol sebagai induk dan

gugus OH diberi nomor terendah dan diberi akhiran ol.

V-2

(CH3)2CHOH

CH2 CH2

OH OH

t-butil alkohol

(CH3)3OHisopropil alkohol

etilena glikol

CH3CH2OCH2CH3 CH3OCH2CH3etil metil eterdietil eter

CH3CH2OCH2CH2CH2CHCH3OH

5-etoksi-2-pentanol 1,2-dimetoksietana

CH3CH CH2CH2CH3

O1

23

2-etil-3-metiloksirana

CH3OH CH3CH2OH (CH3)2CHOH (CH3)3OH

OH CHCH3

tersiersekunder

CH2 CHCH2CH2OH

primermetil

suatu alkohol alilik(dan primer)

suatu alkohol benzilik(dan sekunder)

CH2 CH2IUPAC:trivial:

etenaetilena

1,2-etanadiol

CH3OCH2CH2OCH3

2.1.2 Nama Trivial Nama trivial alkohol: alkil alkohol Suatu 1,2-diol disebut glikol. Nama trivial untuk 1,2-diol adalah alkena padanannya diikuti kata glikol.

2.1.3 Pengelompokan Alkohol Alkohol seperti alkil halida dikelompokkan sebagai metil, primer, sekunder, tersier, allilik dan benzilik 2.1.4 Eter

1. eter rantai terbuka sederhana diberi nama secara trivial sebagai alkil eter 2. eter yang rumit diberi nama menurut sistem IUPAC. Bila ada gugus fungsional yang lebih

berprioritas maka gugus RO- sebagai awalan disebut alkoksi. 3. eter rantai tertutup (epoksida) dalam sistem IUPAC disebut oksirana.

Soal latihan 5.1 1. Berilah nama senyawa berikut ini:

(CH3)2CHCHCH(CH3)2

OH(CH3)2C C(CH3)2

OHOH(a) (b)

2. Tulislah struktur untuk: (a) 3-etil-3-metil-2-pentanol (b) 2,2-dimetil-1,4-heksanadiol 3. Berilah nama senyawa berikut dengan sistem IUPAC:

HO OOH

(a) (b)

4. Tulislah struktur untuk: (a) etil fenil eter (b) sec-butil alkohol (c) 2,2-dimetiloksirana

V-3

2-propanolaseton

sikloheksanolsikloheksanon

O OHH2 katalis Ni

kalor, tekanan

OCH3 C CH3 CH3 C CH3

OH(1) NaBH4(2) H2O, H+

1-bromopropana 1-propanolalk il halida 1o alkohol 1o

CH3CH2CH2Br + OH- CH3CH2CH2OHkalor + Br-

2.2 Sifat Fisika 2.2.1 Titik Didih Alkohol dapat membentuk ikatan hidrogen antara molekul-molekulnya, maka titik didihnya lebih tinggi dari pada eter yang berat molekulnya sebanding. Tabel 5.1 Perbandingan titik didih beberapa alkohol

Alkohol Titik didih (oC) kloroalkana Titik didih (oC) CH3OH 64,5 CH3Cl -24 CH3CH2OH 78,3 CH3CH2Cl 13 CH3CH2CH2OH 97,2 CH3CH2CH2Cl 46 HOCH2CH2OH 197 ClCH2CH2Cl 83,5

2.2.2 Kelarutan dalam Air Alkohol dengan berat molekul rendah larut dalam air, karena dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air. Sedangkan alkohol dengan berat molekul tinggi tidak larut dalam air. Penyebabnya adalah, bagian hidrokarbon suatu alkohol bersifat hidrofob yaitu tidak suka molekul air. Makin panjang bagian hidrokarbon maka kelarutan alkohol dalam air makin rendah. Bila rantai hidrokarbon cukup panjang, sifat hidrofob mengalahkan sifat hidrofil (menyukai air) gugus hidroksil. 2.3 Pembuatan Alkohol Beberapa cara pembuatan alkohol, yaitu: a. Reaksi Substitusi Nukleofilik Reaksi antara alkil halida dan ion hidroksida adalah reaksi substitusi nukleofilik. Alkil halida primer dipanasi dengan NaOH dalam air terjadi reaksi melalui jalan SN-2, dan diperoleh alkohol primer. Karena alkil halida sekunder dan tersier, juga menghasilkan produk eliminasi maka tidak digunakan untuk mensintesis alkohol. b. Reaksi Grignard Reaksi Grignard merupakan cara yang sangat baik untuk membuat alkohol yang berkerangka karbon rumit. [tidak dibahas pada kuliah ini] c. Reduksi Senyawa Karbonil Alkohol dapat dibuat dari senyawa karbonil dengan reaksi reduksi. Pada reaksi ini atom-atom hidrogen ditambahkan kepada gugus karbonil. Misalnya reduksi senyawa keton dengan hidrogenasi katalitik atau dengan hidrida logam menghasilkan alkohol sekunder. Catatan: akan dibahas lebih terinci pada bab aldehida dan keton

V-4

CH3CH2OHCH2 CH2 H2O+ H+

H2O+ H+

OH

etanoletilena

sikloheksena sikloheksanol

glukosa

C6H12O6 CH3CH2OHenzim

etanol

CH3CH2CH2CH2 OH + H Br CH3CH2CH2CH2 Br + H2OH2SO4kalor

eliminasimakinmudah

d. Hidrasi Alkena Alkena direaksikan dengan air dengan katalisator asam kuat, maka H+ dan OH- dari air

mengadisi ikatan rangkap, reaksi ini disebut reaksi hidrasi . e. Reaksi Enzimatik

Reaksi dilakukan misalnya untuk pembuatan etanol yang digunakan untuk minuman menggunakan bahan baku karbohidrat dengan bantuan enzim yang dapat mengubah karbohidrat menjadi glukosa, kemudian menjadi etanol. Proses ini biasa disebut juga dengan fermentasi. Catatan: pelajari tentang peragian (Fessenden, 267-268) Soal latihan 5.2 1. Tuliskan persamaan reaksi yang menunjukkan bagaimana konversi ini dapat dilaksanakan :

CH3CH2CH2CH2Cl CH3CH2CH2CH2OH 2. Tuliskan persamaan reaksi untuk pembuatan 2-butanol dari alkena dan keton. 2.4 Reaksi-reaksi Alkohol a. Reaksi substitusi alkohol Alkohol dapat mengalami reaksi substitusi dalam larutan asam, tidak dalam larutan netral atau basa. b. Reaksi Eliminasi alkohol

Alkohol seperti alkil halida, mengalami reaksi eliminasi dengan melepaskan air dan menghasilkan alkena. Karena melepaskan air, reaksi ini disebut reaksi dehidrasi. Reaksi dehidrasi alkohol berlangsung dengan adanya katalis asam kuat dan kalor. Alkohol primer mengalami eliminasi melewati jalur E2, sedangkan alkohol sekunder dan tersier mengikuti jalur E1.

3oROH (CH3)3COH (CH3)2C=CH2 + H2O

H2SO4 pekat

60oC t-butil alkohol metil propena

2oROH (CH3)2CHOH (CH3)CH=CH2 + H2O

pekatH2SO4100oC

2-propanol propena

1oROH CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O

pekatH2SO4180oC

etanol etena

Mekanisme reaksi dehidrasi 2-pentanol adalah sebagai berikut: Tahap 1. protonasi dan lepasnya air

H++:OH

CH3CH2CH2CHCH3 2

CH3CH2CH2CHCH3

OH:..

CH3CH2CH2CHCH3 +-H2O

V-5

HC OH2C O

OC 2H NO2NO2NO2

gliseril trinitrat(nitroglicerin)

NO2

NO2

NO2H2C O

OC 2HOC CH2O2NOCH2

suatu bahan peledakpentaeritriol nitrat (PETN)

CH3CH2CH CHCH3+

CH3CH2CH CHCH2

H

2-pentena

1-pentena

Tahap 2. lepasnya H+ Atau 2-butena Pada tahap ke dua, karbokation kehilangan H+ (diberikan kepada H2O atau HSO4-). Jika terbentuk lebih dari satu alkena, maka produk mana yang lebih melimpah berlaku aturan Saytseff. Reaksi lengkap dapat dituliskan sebagai berikut: Karena reaksi melewati zat antara karbokation maka dapat mengalami penataan ulang. Contoh Soal Ramalkan produk utama dehidrasi dari 3-pentanol dalam H2SO4. Penyelesaian:

..:OH

CH3CH2CHCH2CH3

H2SO4kalor CH3CH2CH CHCH3 + H2O

2-pentena c. Reaksi dengan Asam (1) Asam karboksilat Alkohol dan asam karboksilat atau turunan asam karboksilat membentuk ester karboksilat. Reaksinya disebut reaksi esterifikasi. (2) Asam Nitrat Reaksi antara alkohol dan asam nitrat menghasilkan ester anorganik dari alkohol yaitu alkil nitrat. (3) Asam Sulfat Bila suatu alkohol dicampur dengan asam sulfat, dihasilkan beberapa macam produk, tergantung struktur alkohol, konsentrasi relatif pereaksi-pereaksi dan suhu campuran reaksi. Pada umumnya, alkohol primer menghasilkan ester sulfat pada suhu rendah, eter pada suhu sedang dan alkena pada suhu tinggi. Alkohol tersier dan sebagian alkohol sekunder menghasilkan alkena.

CH3OH + HONO2 CH3ONO2 + H2O

metanol metilnitrat

H2SO4kalor

+2-pentena 1-pentena(80%) (5%)2-pentanol

CH3CH2CH2CH CH2 CH3CH2CH CHCH3CH3CH2CH2CHCH3

OH:..

CH3COHO

+ H OCH2CH3 H2OO

CH3CO CH2CH3 + H+ kalor

asam asetat etanol etil asetatsuatu estersuatu asam karboksilat

-H+

CH3CH2CH2CH CH2

HCH3CH2CH2CH CH

+ -H+

V-6

S OHO

O

asam benzenasulfonat

O

OS OCH3

metil benzenasulfonat

CH3OSOHO

OCH3OSOCH3

O

OCH3OSOCH2CH3

O

O

dimetil sulfatmetil hidrogen sulfat metil etil sulfat

Monoester alkohol dengan H2SO4 diberi nama alkil hidrogen sulfat, asam alkil sufat atau alkil bisulfat. Nama diester dibentuk dari gugus alkil yang ditambah kata sulfat. (4) Asam Sulfonat Rumus umumnya adalah RSO2OR (suatu sulfonat mempunyai gugus alkil yang terikat langsung pada atom belerang) d. Oksidasi Alkohol Oksidasi alkohol menghasilkan aldehid, keton dan asam karboksilat. Reaksi ini digunakan dalam laboratorium dan industri dan juga dalam sistem biologis. Oksidasi di laboratorium dilakukan dengan menggunakan zat pengoksidasi. Sedangkan oksidasi di industri dilakukan dengan menggunakan udara dan dengan adanya katalisator.

RCH

O[O] [O]

alkohol primer aldehida asam karboksilat

ORC-OH

OHRCH2

RCHR'

OH [O] ORCR'

alkohol sekunder keton Alkohol tersier tidak memiliki atom H pada karbon pembawa hidroksil, tidak mengalami jenis oksidasi ini.

alkohol tersier

[O]OH

RCR'R''

X (tidak ada reaksi)

Beberapa zat pengoksidasi: 1. KMnO4 2. HNO3 pekat dan panas 3. Asam kromat (dibuat dari Cr2O3 dengan H2SO4 dalam air/reagen Jones) Soal latihan 5.3 Tulislah persamaan untuk oksidasi: a. 1-heksanol b. 2-pentanol 2.5 Eter Dietil eter adalah pelarut organik yang paling populer, mempunyai sifat sangat mudah menguap, uapnya mudah meledak dan mempunyai kecenderungan membuat pusing dan mabuk. Meskipun demikian merupakan zat pematirasa (anaestetika yang cukup aman). Pembuatan Eter Pembuatan eter dengan cara mereaksikan etanol dengan H2SO4 dibawah kondisi yang tepat menghasilkan dietil eter lewat etil hidrogen sulfat.

V-7

CH3CH2-OH CH3CH2-OSO3H CH3CH2-O-CH2CH3 H2SO4

140oC

CH3CH2-OH

etanol etil hidrogen sulfat dietil eter Metode alkohol-asam sulfat paling sering digunakan untuk membuat eter sintetik dari alkohol primer. Eter sangat tidak reaktif, tidak berekais eliminasi atau reaksi dengan basa. Bila dipanaskan dengan asam kuat dapat melangsungkan reaksi substitusi menghasilkan alkohol dan alkil halida CH3CH2-O-CH2CH3 + HI CH3CH2-OH + CH3CH2-I

dietil eter etanol iodoetana

kalor

CH3CH2-I + HI

Soal Latihan 5.4 Tuliskan persamaan reaksi untuk sintesis propil eter dari 1-propanol Senyawa t-butil metil eter (MTBE) dengan bilangan oktana 110 secara komersial digunakan sebagai peningkat angka oktan bensin tanpa timbal. MTBE dibuat melalui adisi berkataliskan asam dari metanol pada 2-metil propena.

CH3OH + H2C=C(CH3)2 H3CO C CH3 CH3

CH3

t-butil metil eter

H+

Soal Latihan 5.5 Beberapa perusahaan sedang mengembangkan pembuatan dan penggunaan dimetil eter sebagai alternatif minyak diesel yang efektif dan efisien. Tunjukkan bagaimana dimetil eter dapat disintesis dari metanol. 3. Penutup 3.1 Rangkuman

Alkohol mengalami reaksi substitusi oleh HX dalam larutan asam menghasilkan alkil halida. Reaksi eliminasi alkohol berlangsung dengan adanya katalis asam kuat, terjadi dehidrasi menghasilkan alkena.

Alkohol dapat bereaksi dengan asam menghasilkan ester organik atau ester anorganik seperti RONO2, ROSO3H, RSO3H.

Oksidasi alkohol primer menghasilkan aldehida atau asam karboksilat, oksidasi alkohol sekunder menghasilkan keton.

Eter dapat dibuat dari etanol dengan asam sulfat pada kondisi tertentu yang tepat. Eter tidak dapat mengalami reaksi eliminasi, tetapi dapat menjalani reaksi sunstitusi bila

dipanasi dengan HBr atau HI.

ROR + HI RI + ROH RIkalor + HI

Alkohol merupakan bahan baku serba guna untuk membuat alkil halida, alkena, senyawa

karbonil dan eter (Gambar 6.1) Eter tidak terlalu berguna untuk sintesis senyawa organik lain, kecuali untuk epoksida.

V-8

Gambar 6.1 Hubungan sintesis alkohol ke beberapa senyawa organik lain

3.2 Tes Mandiri

1. Tulislah struktur untuk: (a) etil fenil eter (b) sec-butil alkohol

2. Beri nama senyawa berikut ini:

a. CH3OCH2CH2CH2OCH3

b. (CH3)2CHOCH2CH2CH3

H3C CH3 C C H H

Oc.

d. CH3CH=CHCH2CH2OH

3. Tuliskan reaksi pembuatan 2-propanol dari hidrasi propena menggunakan katalis asam. 4. Sarankan suatu alkohol dan suatu zat pengoksidasi untuk membuat: (a) 2-butanon (b) butanal (c) asam butanoat 5. Ramalkan produk utama dari reaksi dehidrasi: (a) 1-butanol (b) 2-butanol 6. Pada dehidrasi 2,2-dimetil-1-sikloheksanol dihasilkan alkena yang merupakan hasil penataan

ulang. Tuliskan reaksinya. 7. Bagaimana alkohol berikut ini dapat dibuat dengan cara mereduksi senyawa karbonil:

(CH3)2CHCH2CHCH3

OH

4. Pustaka a. Fessenden, R.J. dan J. S. Fessenden, 1986, Organic Chemistry 3rd edition. Wadsworth, Inc.,

Belmont, California. Alih bahasa : Pudjatmaka, A.H. 1999, Kimia Organik. Penerbit Erlangga, Jakarta, Jilid 1

b. Solomons, T.W.G., 1988, Organic Chemistry 3 rd edition, John Wiley & Sons, Inc., New York c. Hart, H., L.E. Craine dan D.J. Hart, 2003, Organic Chemistry 11th edition. Wadsworth, Inc.,

Belmont, California. Alih bahasa : Suminar S.A., 2003, Kimia Organik, edisi 11, Penerbit Erlangga, Jakarta