Hak Cipta dan Hak Penerbitan dilindungi Undang-undang

Cetakan pertama, Desember 2016

Penulis : Wardiyah, M.Si., Apt Pengembang Desain Instruksional : Dra.Tutisiana Silawati, M.Ed Desain oleh Tim P2M2 : Kover & Ilustrasi : Nursuci Leo Saputri Tata Letak : Andy Sosiawan

Kimia Organik

iii

DAFTAR ISI DAFTAR ISI iii BAB I: KONSEP DASAR KIMIA ORGANIK 1 Topik 1. Dasar Kimia Organik ……………………………………..……................................................... 3 Latihan ………….……………………………………....................................................................... 14 Ringkasan ……...………………………………….......................................................................... 15 Tes 1 ……………………………………..……................................................................................ 16 Topik 2. Isomer, Stereoisomer, Gugus Fungsional dan Tatanama ......................................... 19 Latihan ……………………………………..............................................……............................... 32 Ringkasan ..…………………………………................................................................................. 35 Tes 2 ……………………….…………………..……......................................................................... 36 PETUNJUK JAWABAN TES ........................................................................................ 38 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 40 BAB II: SENYAWA HIDROKARBON 41 Topik 1. Alkana dan Sikloalkana ……………………………………………..…………….............................. 45 Latihan ……….………………………………………....................................................................... 53 Ringkasan …..…………………………………........................................................................... 55 Tes 1 .……………………….…………………..……......................................................................... 56 Topik 2. Alkena dan Alkuna …………………………………………………………………………………………….. 59 Latihan ……………………………………..............................................……............................... 68 Ringkasan ………………………………….................................................................................. 71 Tes 2 ……………………….…………………..……......................................................................... 71 PETUNJUK JAWABAN TES ........................................................................................ 74 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 75

Kimia Organik

iv

BAB III: SENYAWA ALKOHOL, ETER, ALKIL HALIDA, DAN AMINA 76 Topik 1. Alkohol dan Eter ...................................................................................................... 78 Latihan ………………………………………….............................................................................. 79 Latihan ………………………………………….............................................................................. 85 Ringkasan ………………………………….................................................................................. 87 Tes 1 ……………………….…………………..……......................................................................... 87 Topik 2. AlkilHalida ............................................................................................................... 90 Latihan ……………………………………..............................................……............................... 94 Ringkasan ………………………………….................................................................................. 96 Tes 2 ……………………….…………………..……......................................................................... 97 Topik 3. Amina ..................................................................................................................... 99 Latihan ……………………………………..............................................……............................... 103 Ringkasan ………………………………….................................................................................. 104 Tes 3 ……………………….…………………..……......................................................................... 105 PETUNJUK JAWABAN TES ........................................................................................ 107 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 108 BAB IV: SENYAWA ORGANIK DENGAN GUGUS KARBONIL 109 Topik 1. Aldehida dan Keton ................................................................................................ 111 Latihan ………………………………………………....................................................................... 119 Ringkasan ……..………………………………….......................................................................... 120 Tes 1 ……………………….…………………..……......................................................................... 121 Topik 2. Asam Karboksilat .................................................................................................... 124 Latihan ……………………………………..............................................……............................... 138 Ringkasan …………………………………................................................................................. 139 Tes 2 ……………………….…………………..……......................................................................... 140 PETUNJUK JAWABAN TES ........................................................................................ 143 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 144

Kimia Organik

v

BAB V: SENYAWA AROMATIK 145 Topik 1. Senyawa Aromatik Sederhana ................................................................................. 146 Latihan ………………………………………………....................................................................... 154 Ringkasan ……………..………………………........................................................................... 156 Tes 1 ……………………….…………………..……......................................................................... 157 Topik 2. Senyawa Aromatik Polisiklik dan Heterosiklik ………………………................................. 159 Latihan ……………………………………..............................................……............................... 168 Ringkasan …………………………………................................................................................... 170 Tes 2 ……………………….…………………..…….......................................................................... 170 PETUNJUK JAWABAN TES ........................................................................................ 173 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 174 BAB VI: KARBOHIDRAT, PROTEIN DAN LIPIDA 175 Topik 1. Karbohidrat ............................................................................................................. 176 Latihan ……….………………………………………....................................................................... 184 Ringkasan ………………………………………........................................................................... 186 Tes 1 ……………………….…………………..……......................................................................... 186 Topik 2. Asam Amino dan Protein ........................................................................................ 190 Latihan ……………………………………..............................................……............................... 199 Ringkasan ………………………………….................................................................................. 200 Tes 2 ……………………….…………………..……......................................................................... 201 Topik 3. Lipida ...................................................................................................................... 203 Latihan ……………………………………..............................................……............................... 210 Ringkasan ………………………………….................................................................................. 212 Tes 3 ……………………….…………………..……......................................................................... 212 PETUNJUK JAWABAN TES ........................................................................................ 215 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 217

1

BAB I KONSEP DASAR KIMIA ORGANIK

Wardiyah, M.Si, Apt

PENDAHULUAN

Kimia organik merupakan bagian tidak terpisahkan dari kehidupan kita sehari-hari. Karena penyusun utama makhluk hidup merupakan senyawa organik yaitu protein, asam nukleat, lemak, karbohidrat, hormon, dan enzim. Prinsip kimia organik dipakai dalam berbagai bidang diantaranya adalah dalam bidang farmasi, kedokteran, biokimia, mikrobiologi, pertanian dan banyak ilmu pengetahuan yang lain. Untuk yang mempelajari bidang kefarmasian beberapa senyawa berikut tentu sudah tidak asing lagi :

Gambar 1.1 beberapa struktur kimia senyawa obat

Dalam bidang lain senyawa organik juga merupakan bagian yang sangat penting, dalam

bidang pertanian misalnya, insektisida, pupuk, dan sebagainya. Setiap hari kita juga menemui banyak golongan senyawa organik, bensin, minyak goreng, sabun, plastik atau polimer. Demikian luasnya bahasan tentang ilmu organik ini sehingga kimia organik merupakan bagian dari perkembangan ilmu pengetahuan dan peradaban manusia.

celecoxib

amoxicillin

Kimia Organik

2

Bab I Kimia Organik ini secara umum akan mempelajari tentang struktur atom, rumus kimia, ikatan kimia, isomeri, jenis-jenis isomer dan stereoisomer, gugus fungsi senyawa organik, tata nama senyawa organik, dan prinsip reaksi dalam senyawa organik yang meliputi reaksi adisi, substitusi, dan eliminasi. Sehingga setelah mempelajari bab ini anda diharapkan dapat : 1. Menjelaskan tentang perkembangan ilmu kimia organik 2. Menjelaskan tentang struktur atom dan orbital atom 3. Membedakan rumus kimia organik yaitu rumus empirik, rumus molekul dan rumus

struktur 4. Menuliskan dengan tepat rumus empirik, rumus molekul, dan rumus struktur dari

suatu contoh senyawa organik 5. Menjelaskan tentang ikatan kimia pada senyawa organik 6. Menyebutkan dengan tepat contoh ikatan kimia pada suatu senyawa organik 7. Menjelaskan tentang jenis-jenis isomer dan stereoisomer 8. Membedakan dengan tepat perbedaan isomer rantai, isomer gugus fungsi, dan isomer

posisi 9. Membedakan stereoisomer dari isomer geometris dan isomer optis 10. Menyebutkan jenis gugus fungsional pada senyawa organik 11. Menyebutkan golongan senyawa organik berdasarkan gugus fungsinya 12. Menyebutkan contoh tiap senyawa berdasarkan gugus fungsionalnya 13. Menyebutkan deret homolog untuk sepuluh alkana pertama 14. Menuliskan contoh nama alkana, alkena, dan alkuna berdasarkan IUPAC 15. Menuliskan contoh nama alkohol berdasarkan IUPAC 16. Menuliskan contoh nama aldehid dan keton berdasarkan IUPAC 17. Menuliskan contoh nama asam karboksilat dan ester berdasarkan IUPAC 18. Menuliskan contoh nama amina dan alkil halida berdasarkan IUPAC 19. Menjelaskan dengan singkat tentang prinsip reaksi adisi, substitusi, dan eliminasi

dalam senyawa organik 20. Memberikan contoh reaksi adisi, substitusi, dan eliminasi

Setiap materi yang disusun dalam bab ini sudah dilengkapi dengan latihan soal dan tes. Sehingga setelah mempelajari bab ini para mahasiswa diharapkan dapat mengukur kemampuannya dalam memahami materi tiap selesai satu topik. Apabila belum dapat menyelesaikan latihan soal maupun tes dengan baik maka mahasiswa dapat mengulang kembali materi yang telah dipelajari.

Kimia Organik

3

Topik 1 Dasar Kimia Organik

A. PERKEMBANGAN KIMIA ORGANIK

Sejarah kimia organik dimulai pada pertengahan tahun 1700an dimana pada awalnya

kimia organik dikenal sebagai ilmu kimia yang mempelajari benda hidup. senyawa-senyawa yang diperoleh dari benda hidup tersebut (hewan, tumbuhan, dan manusia) sangat mudah terurai atau terdekomposisi dari pada senyawa yang diperoleh dari bahan bahan mineral. Hal ini yang menyebabkan seorang ahli kimia dari Swedia, Torbern Bergman, pada tahun 1770 menjelaskan sebagai perbedaan antara senyawa organik dan anorganik. Senyawa organik pada saat itu diyakini mempunyai vital force atau daya vital yang merupakan ciri khas dari senyawa yang berasal dari makhluk hidup. Karena memiliki daya vital ini maka senyawa organik dipercaya tidak dapat disintesi di laboratorium seperti senyawa anorganik.

Tabel 1. Perbedaan Senyawa Organik Dan Anorganik

Organik Anorganik

Reaksi berjalan lambat Reaksi lebih cepat

Titik didih dan titik leleh rendah Titik didih dan titik leleh tinggi

Mudah terurai dengan pemanasan Lebih stabil dengan pemanasan

Molekulnya dapat membentuk isomer Molekulnya tidak dapat membentuk isomer

Mudah larut dalam pelarut nonpolar, kurang

larut dalam air atau pelarut polar

Mudah larut dalam air atau pelarut polar,

kurang larut dalam pelarut nonpolar

Teori tentang daya vital yang menyebabkan senyawa organik tidak dapat disintesis

atau dimanipulasi di laboratorium ini mulai berubah sejak Michel Chevreul pada tahun 1816 menemukan bahawa sabun (suatu senyawa anorganik) dapat dibuat dari hasil reaksi antara lemak hewani (senyawa organik) dengan basa. Sabun yang merupakan senyawa anorganik dapat diubah menjadi senyawa organik yaitu asam lemak.

Kimia Organik

4

Pada tahun 1828 Wohler menemukan bahwa urea, suatu senyawa organik, yang

sebelumnya ditemukan dalam urin manusia, dapat disintesis dari senyawa anorganik, ammonium sianat. Hal ini makin melemahkan teori vitalitas.

Karbon ini menempati bagian utama dalam studi ilmu kimia karena karbon adalah atom yang unik karena karbon dapat terikat secara kovalen dengan atom karbon lain dan terhadap unsur-unsur lain dengan berbagai macam cara. Senyawa-senyawa karbon juga bervariasi yaitu dari senyawa yang paling sederhana yaitu metana (CH4), sampai dengan asam nukleat yang menjadi pengemban kode genetik.Dalam kimia organik selain unsur karbon (C), unsur-unsur yang sering kali ada adalah hidrogen (H), oksigen (O), dan unsur halogen (Cl, Br, I), Nitrogen (N), S dan P. walaupun senyawa organik terbentuk dari sejumlah kecil unsur akan tetapi keberadaan senyawa organik sangat berlimpah. Sekarang ini kita hidup di jaman karbon karena setiap hari kita dikelilingi oleh senyawa-senyawa karbon, kolesterol dan lemak tak jenuh, hormon pertumbuhan dan steroid, insektisida dan feromon, karsinogen dan agen kemoterapi, DNA dan kode genetik. dan masih banyak lagi yang lainnya. Berdasarkan penemuan di atas senyawa organik kemudian dapat didefinisikan sebagai senyawa karbon.

Walaupun senyawa organik dikenal sebagai senyawa karbon tetapi tidak semua senyawa yang mengandung karbon adalah senyawa organik. Contohnya, CO2 atau CaCO3 walaupun mengandung atom karbon tetapi bukan merupakan senyawa organik. Jadi, bagaiamana membedakan senyawa organik atau anorganik?. Senyawa organik merupakan senyawa hidrokarbon dan turunannya. Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang tersusun dari hidrogen dan karbon. Setiap senyawa organik merupakan anggota deret homolog atau golongan senyawa tertentu. Deret homolog adalah urutan senyawa organik yang membentuk kelompok dengan gugus dan struktur tertentu yang teratur. Contoh dari deret homolog adalah CH4, CH3CH3, CH3CH2CH3 dan seterusnya, atau CH3OH, CH3CH2OH,

CH3CH2CH2OH dan seterusnya. B. STRUKTUR ATOM DAN ORBITAL ATOM

Sebelum mulai membahas tentang kimia organik, mari kita mengulas kembali

pembahasan tentang struktur atom. Atom merupakan partikel dasar yang terdiri dari elektron, proton dan neutron. Atom terdiri atas nukleus atau inti atom dan elektron yang mengelilingi inti atom. Nukleus merupakan bagian atom yang terdiri dari proton yang bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan atau netral, sedangkan elektron yang

Lemak hewani Sabun + Gliserin

Sabun Asam lemak

NaOH

H2O

H3O+

Kimia Organik

5

mengelilingi nukleus bermuatan negatif. Kedudukan partikel penyusun atom dalam atom disebut struktur atom.

Atom merupakan partikel sangat kecil yang bahkan tidak dapat terdeteksi dengan mikroskop. Tetapi sifat-sifat atom dapat dipelajari apabila atom diberikan medan listrik, medan magnet atau cahaya, sehingga atom bisa dibuktikan mengandung elektron, proton, dan neutron sebagai bagian pembentuk atom. Nukleus memiliki diameter yang sangat kecil yaitu sekitar sekitar 10-14 hingga 10-15 meter (m) tetapi nukleus memegang peranan terhadap pembentukan massa atom. Elektron memiliki masssa yang sangat kecil sehingga cenderung diabaikan dan elektron mengilingi nukleus pada jarak sekitar 10-10m. sehingga dapat diperkirakan diameter dari suatu atom adalah 2x 10-10 m atau 200 pikometer (pm), dimana 1 pm = 10 -12 m.Beberapa ahli kimia menggunakan satuan angstrom (Å) untuk menunjukkan jarak atom dimana 1 Å = 100 pm = 10-10 m

Suatu atom mempunya nomor atom (Z) yang menggambarkan jumlah proton dalam inti atom dan nomor massa atom (A) yang menggambarkan jumlah proton dan neutron. Nomor atom untuk setiap atom selalu tetap misalnya hidrogen memiliki nomor atom 1, karbon memiliki nomor atom 6, oksigen dengan nomor atom 8, dan sebagainya. Tetapi setiap atom dapat memiliki nomor massa yang berbeda berdasarkan jumlah neutron yang dimilikinya. Sehingga atom yang memiliki nomor atom sama tetapi nomor massa berbeda disebut sebagai isotop.

Karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen merupakan unsur yang paling penting dalam ilmu kimia organik. Unsur-unsur ini berada di kedua periode pertama dalam sistem berkala unsur dan elektronnya berada dalam dua kulit elektron yang terdekat ke nukleus. Karbon merupakan atom terpenting yang dipelajari dalam ilmu kimia organik. Karbon merupakan atom yang memiliki enam elektron dengan konfigurasi 1s2 2s2 2p2. Karbon mempunyai empat elektron valensi, sehingga karbon dapat membentuk ikatan kovalen. Di dalam tabel periodik, atom karbon merupakan unsur golongan 4A yang berada pada posisi tengah dalam kolom periodenya. Atom di sebelah kiri karbon memiliki kecenderungan memberikan elektron sedangkan di sebelah kanannya memiliki kecenderungan menarik elektron.

Elektron yang dekat dengan nukleus akan lebih tertarik oleh proton dalam nukleus dibanding elektron yang jauh kedudukannya terhadap nukleus. Sehingga semakin dekat elektron terhadap nukleus semakin rendah energinya dan sukar berpindah dalam reaksi kimia. Kulit elektron yang paling dekat dengan nukleus berada pada tingkat energi pertama, elektron pada kulit kedua berada pada tingkat energi kedua yang lebih besarnya energinya disbanding tingkat pertama, begitu seterusnya.Posisi relatif suatu elektron terhadap nukleus dapat digambarkan dengan teori mekanikal kuantum. Tiap kulit elektron dibagi menjadi orbital atom. Orbital atommenggambarkan ruang di mana elektron dapat ditemukan dengan probabilitas 90-95%. Orbital atom mempunyai empat sub kulit yaitu s, p, d, dan f. orbital s berbetuk bulat (sferis), orbital p berbentuk halter (seperti alat olahraga angkat beban) masing-masing sub kulit dapat menampung dua elektron. dalam ilmu kimia organik orbital s dan p ini yang paling penting.

Kulit elektron pertama mengandung orbital 1s, sehingga jumlah elektron pada kulit ini adalah dua. kulit kedua mengandung satu orbital 2s dan 3 orbital 2p sehingga jumlah elektron pada kulit ini adalah delapan. Kulit ketiga berisi satuorbital s (3s), tiga orbital p (3p), dan lima orbital d (3d), jadi total elektron pada kulit ketiga ada delapan belas.

Karbon memiliki konfigurasi 1s

electron yang tidak berpasangan yaitu pada orbital 2p, artinya karbon akan membentuk dua ikatan C-H. Faktanya karbon dapat membentuk empat ikatan Cruang tetrahedral, bagaiamana hal ini bisa s dan p ketika membentuk ikatan, tetapi menggunakan orbital baru dengan tingkat energy yang setara. Hal ini yang disebut dengan konsep hibridisasi yaitu beberapa orbital yang berbeda tingkat energinya bergabuenerginya.

Penataan tetra

orbital s

Kimia Organik

6

Kulit elektron pertama mengandung orbital 1s, sehingga jumlah elektron pada kulit ini adalah dua. kulit kedua mengandung satu orbital 2s dan 3 orbital 2p sehingga jumlah

ini adalah delapan. Kulit ketiga berisi satuorbital s (3s), tiga orbital p (3p), dan lima orbital d (3d), jadi total elektron pada kulit ketiga ada delapan belas.

Gambar 1.2 Bentuk orbital s, p, dan f

Karbon memiliki konfigurasi 1s2 2s2 2p2 dari konfigurasi ini karbon memiliki dua electron yang tidak berpasangan yaitu pada orbital 2p, artinya karbon akan membentuk dua

H. Faktanya karbon dapat membentuk empat ikatan C-H dan membentuk bangun ruang tetrahedral, bagaiamana hal ini bisa terjadi?. Atom karbon tidak menggunakan orbital s dan p ketika membentuk ikatan, tetapi menggunakan orbital baru dengan tingkat energy yang setara. Hal ini yang disebut dengan konsep hibridisasi yaitu beberapa orbital yang berbeda tingkat energinya bergabung membentuk orbital baru yang setara tingkat

Gambar 1.3 Penataan tetrahedral dari CH4

orbital p orbital d

Kulit elektron pertama mengandung orbital 1s, sehingga jumlah elektron pada kulit ini adalah dua. kulit kedua mengandung satu orbital 2s dan 3 orbital 2p sehingga jumlah

ini adalah delapan. Kulit ketiga berisi satuorbital s (3s), tiga orbital p (3p),

dari konfigurasi ini karbon memiliki dua electron yang tidak berpasangan yaitu pada orbital 2p, artinya karbon akan membentuk dua

H dan membentuk bangun terjadi?. Atom karbon tidak menggunakan orbital

s dan p ketika membentuk ikatan, tetapi menggunakan orbital baru dengan tingkat energy yang setara. Hal ini yang disebut dengan konsep hibridisasi yaitu beberapa orbital yang

ng membentuk orbital baru yang setara tingkat

Penataan tetrahedral untuk CHkeadaan dasarnya

Konfigurasi keadaan dasar atom karbon

Konfigurasi keadaan dasar dari atom karbon adalah 1dari karbon memiliki sepasang electron pada orbital 2s dan dua electron tidak berpasangan pada orbital 2p. pada konfigurasi ini hanya akan terbentuk dua ikatan Cmembentuk konfigurasi CH4 dengan 4 ikatan Cdipromosikan pada orbital 2pz sehingga pada kondisi ini akan ada empat elektron yang tidak berpasangan. Sehingga pada CH4

Konfigurasi atom karbon yang terhibridisasi

Keempat orbital hybrid sp3

geomteris berbentuk tetrahedral. Masingikatan sigma (σ). Setiap ikatan C ikatan 104 kkal/mol. Sudut ikatan antara C

Kimia Organik

7

Penataan tetrahedral untuk CH4 tidak dapat terbentuk apabila karbon berada dalam

Gambar 1.4 Konfigurasi keadaan dasar atom karbon

Konfigurasi keadaan dasar dari atom karbon adalah 1s22s2 2px1 2py1. Pada kulit terluar

dari karbon memiliki sepasang electron pada orbital 2s dan dua electron tidak berpasangan pada orbital 2p. pada konfigurasi ini hanya akan terbentuk dua ikatan C-H. agar

dengan 4 ikatan C-H maka 1 elektron dari orbital 2s harus sehingga pada kondisi ini akan ada empat elektron yang tidak

4 akan membentuk orbital hybrid sp3.

Gambar 1.5 Konfigurasi atom karbon yang terhibridisasi

3 mempunyai tingkat energi setara dan mempunyai penataan geomteris berbentuk tetrahedral. Masing-masing orbital hibrid pada CH4 akan membentuk

C – H mempunyai panjang ikatan 1,09 Å dan energy disosiasi ikatan 104 kkal/mol. Sudut ikatan antara C – H 109,50.

tidak dapat terbentuk apabila karbon berada dalam

. Pada kulit terluar dari karbon memiliki sepasang electron pada orbital 2s dan dua electron tidak berpasangan

H. agar dapat H maka 1 elektron dari orbital 2s harus

sehingga pada kondisi ini akan ada empat elektron yang tidak

mempunyai tingkat energi setara dan mempunyai penataan akan membentuk

dan energy disosiasi

H

Bila pada metana hanya terbentuk ikatan C (C – C) ?. Ikatan karbon-karbon dalam etana memiliki panjang ikatan 1.54 Å dan kekuatan ikatan 88 kkal/mol. Untuk ikatan Cetana dua karbon membentuk ikatan satu sama lain melalui overlap orbital spkarbon membentuk satu itan sigma (σ). Tiga orbital spdengan orbital 1s atom H membentuk enam ikatan sigma (σ) C

Pembentukan ikatan pada etana

Karbon sp3

s+px+py+pz

Kimia Organik

8

Gambar 1.6 Hibdridisasi sp3 pada metana

Bila pada metana hanya terbentuk ikatan C – H bagaimana dengan ikatan antar karbon karbon dalam etana memiliki panjang ikatan 1.54 Å dan kekuatan

ikatan 88 kkal/mol. Untuk ikatan C-H memiliki karakteristik yang sama dengan metana. etana dua karbon membentuk ikatan satu sama lain melalui overlap orbital spkarbon membentuk satu itan sigma (σ). Tiga orbital sp3 lain pada setiap karbon overlap dengan orbital 1s atom H membentuk enam ikatan sigma (σ) C – H.

Gambar 1.7

Pembentukan ikatan pada etana

Karbon sp3 Ikatan karbon sp3 - sp3

etana

Hibridisasi sp3 CH4

H bagaimana dengan ikatan antar karbon karbon dalam etana memiliki panjang ikatan 1.54 Å dan kekuatan

H memiliki karakteristik yang sama dengan metana. Pada etana dua karbon membentuk ikatan satu sama lain melalui overlap orbital sp3 dan setiap

lain pada setiap karbon overlap

Kimia Organik

9

Pada etena, H2C = CH2, terdapat ikatan rangkap pada ikatan antar karbonnya. Atom karbon tidak menggunakan orbital s dan p untuk berikatan, tetapi menggunakan orbital baru yang mempunyai tingkat energy setara dan berbentuk segitiga planar, yaitu orbital sp2.

Gambar 1.8 Hibridisasi sp2

Gambar 1.9

Pembentukan ikatan pada etena

Pada etena dua orbital sp2 dari kedua atom karbon yang berisi masing-masing satu electron akan overlap ujung ke ujung sehingga akan membentuk ikatan σ C – C. sedangkan dua orbital p yang masing-masing berisi satu electron akan overlap sisi ke sisi membentuk ikatan π antara atom C dan C. jadi pada ikatan C dan C terbentuk dua ikatan yaitu ikatan σ dan ikatan π (ikatan rangkap).

Ikatan pada karbon dan karbon bisa berupa ikatan tunggal, ikatan rangkap dua, atau ikatan rangkap tiga. Etuna atau HC≡CH adalah salah satu senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga karbon-karbon. Ikatan rangkap tiga menggunakan orbital sp sebagai hasil dari hibridisasi satu orbital 2s dan satu orbital 2p, dua orbital 2p lainnya tidak berubah.

Hibridisasi sp2

Karbon sp2 Karbon sp2 Ikatan rangkap karbon-karbon

Dua orbital sp dari dua atom karbon membentuk satu ikatan σ sedang dua orbital p akan membentuk ikatan π. Jadi, pada ikatan rangkap tiga akan terbentuk satu ikatan σ dan dua ikatan π.

Pembentukan ikatan pada etena

C. IKATAN KIMIA

Atom dapat terikat menjadi molekuldengan berbagai cara karena struktur elektron berbeda-beda. Ikatan kimia terjadi karena atom berkecenderungan untuk mempunyai konfigurasi seperti gas mulia yaitu unsur golongan 8A dalam sistem periodik. Unsurgolongan IA, logam alkali, mempunyai satu elektron terluar, unsur pada golongan ini berkecenderungan membentuk konfigurasi gas mulia dengan melepaskan satu elektron sehingga membentuk kation. Ukuran kemampuan melepaskan elektron disebut energi ionisasi. Atom-atom golongan logam alkali mempunyai energi ionisasi rendah sehingga

Karbon tereksitasi

Kimia Organik

10

Gambar 1.10 Hibdridisasi sp

Dua orbital sp dari dua atom karbon membentuk satu ikatan σ sedang dua orbital p akan membentuk ikatan π. Jadi, pada ikatan rangkap tiga akan terbentuk satu ikatan σ dan

Gambar 1.11 Pembentukan ikatan pada etena

Atom dapat terikat menjadi molekuldengan berbagai cara karena struktur elektron Ikatan kimia terjadi karena atom berkecenderungan untuk mempunyai

konfigurasi seperti gas mulia yaitu unsur golongan 8A dalam sistem periodik. Unsurgolongan IA, logam alkali, mempunyai satu elektron terluar, unsur pada golongan ini

membentuk konfigurasi gas mulia dengan melepaskan satu elektron sehingga membentuk kation. Ukuran kemampuan melepaskan elektron disebut energi

atom golongan logam alkali mempunyai energi ionisasi rendah sehingga

Karbon tereksitasi Hibridisasi sp

Ikatan rangkap tiga

Dua orbital sp dari dua atom karbon membentuk satu ikatan σ sedang dua orbital p akan membentuk ikatan π. Jadi, pada ikatan rangkap tiga akan terbentuk satu ikatan σ dan

Atom dapat terikat menjadi molekuldengan berbagai cara karena struktur elektron Ikatan kimia terjadi karena atom berkecenderungan untuk mempunyai

konfigurasi seperti gas mulia yaitu unsur golongan 8A dalam sistem periodik. Unsur-unsur golongan IA, logam alkali, mempunyai satu elektron terluar, unsur pada golongan ini

membentuk konfigurasi gas mulia dengan melepaskan satu elektron sehingga membentuk kation. Ukuran kemampuan melepaskan elektron disebut energi

atom golongan logam alkali mempunyai energi ionisasi rendah sehingga

Kimia Organik

11

bersifat elektronegatif, sedangkan atom yang berada di kanan dan tengah tabel periodik unsur memiliki kemampuan melepaskan elektron yang lemah sehingga mempunyai energi ionisasi yang tinggi. Sedangkan unsur golongan halogen 7A berkecenderungan membentuk konfigurasi gas mulia dengan cara menarik elektron sehingga membentuk anion. Kemampuan menarik elektron ini disebut afinitas elektron. Unsur pada bagian kanan tabel periodik mempunyai afinitas elektron tinggi sehingga unsur-unsur ini bersifat elektronegatif. Ikatan yang terbentuk antara senyawa yang mempunyai energi ionisasi rendah dan afinitas elektron tinggi disebut dengan ikatan ion. Contohnya adalah ikatan dalam NaCl. Molekul NaCl terbentuk dari ikatan ion Na+ dan Cl- melalui gaya elektrostatik.

Apabila sepasang elektron digunakan bersama antara dua atom disebut ikatan kovalen. Ikatan kovalen ini diperkenalkan pertama kali oleh G.N Lewis pada tahun 1916. Ikatan kovalen dapat digambarkan dengan struktur lewis, dimana elektron terluar digambarkan sebagai titik. Contohnya hidrogen mempunyai 1 titik, karbon 4 titik. Contohnya; H2, Cl2, C2H4, C2H2. ikatan antara C dan H atau C dan Cl akan membentuk 4 ikatan kovalen. Banyaknya ikatan kovalen yang terbentuk oleh atom tergantung pada banyaknya elektron tambahan yang diperlukan agar atom itu mencapai suatu konfigurasi gas mulia. Contoh :

Orang yang pertama kali mengemukakan bahwa C dalam semua senyawa organik tetap bervalensi 4 adalah Kekule (1859). Dapat diperlihatkannya dengan menggambarkan tangan-tangan valensi Kekule ini identik dengan ikatan kovalen. Model penggambaran lain untuk ikatan kovalen adalah dengan struktur kekule. Dimana ikatan digambarkan sebagai sebuah garis. Satu ikatan (garis) merupakan pasangan elektron. Pada struktur kekule pasangan elektron bebas pada kulit terluar dapat diabaikan. Contoh :

Atom dengan kelektronegatifan yang sama atau hampir sama akan membentuk ikatan kovalen nonpolar, contoh : H2, N2, CH4, C2H6. bila keelektronegatifan antar atom yang membentuk ikatan berbeda maka akan terbentuk ikatan kovalen polar yaitu suatu ikatan

Metana (CH4) Air (H2O)

Kimia Organik

12

dengan distribusi rapat elektron yang tidak merata. Dsitribusi elektron dalam molekul polar dapat dilambangkan oleh muatan parsial + dan - contoh : H+ - Cl- atau H – Cl

Dari uraian di atas dapat diketahui, bahwa : 1. Ikatan ion dihasilkan dari perpindahan elektron dari satu atom ke atom lain 2. Ikatan kovalen dihasilkan dari penggunaan bersama-sama sepasang elektron oleh dua

atom 3. Atom memindahkan atau membuat pasangan elektron untuk mencapai konfigurasi gas

mulia. Konfigurasi ini biasanya adalah delapan elektron dalam kulit terluar. Teori ini disebut aturan oktet.

D. RUMUS KIMIA DALAM KIMIA ORGANIK

Etana memiliki 2 atom C dan 6 atom H, C2H6. Perbandingan terkecil dari C dan H dalam etana adalah 1 :3 atau CH3. CH3 dalam etana ini dikenal dengan nama rumus empiris sedangkan C2H6 adalah rumus molekul. Rumus empiris menggambarkan jenis atom dan perbandingan terkecilnya dalam suatu molekul. Rumus molekul menggambarkan jumlah atom yang sesungguhnyaa dalam molekul dan bukan hanya perbandingannya. Rumus struktur menunjukkan struktur dari molekul yaitu muatan dari kaitan atom-atomnya. Rumus struktur ini perlu diketahui untuk dapat menerangkan atau meramalkan kereaktifan kimia sehingga rumus struktur adalah yang paling berguna dari berbagai jenis rumus.

CH3 C2H6

Penggambaran struktur molekul dapat menggunakan rumus titik, rumus garis, dan rumus termampatkan (rumus ringkas). Rumus lewis atau rumus titik jarang digunakan, yang umumnya rumus garis atau rumus kekule untuk setiap pasangan electron.

rumus empirik etana rumus molekul etana rumus strukturetana

Rumus titik Rumus garis

H C C H

H H

H H

Kimia Organik

13

Pada rumus garis sebagian atau semua garis ikatan dapat diabaikan, sehingga disebut sebagai rumus yang dimampatkan atau rumus ringkas. Semua garis ikatan pada hidrogen dapat diabaikan sehingga hidrogen ditulis langsung setelah atom yang mengikatnya. Pada gugus bercabang garis vertikal yang menunjukkan posisi percabangan pada rantai utama dapat dituliskan. Tetapi pada rumus ringkas lebih jauh, semua ikatan diabaikan, bila molekul mempunyai dua atau lebih gugus atom yang identik dapat digunakan tanda kurung untuk gugus atom yang mengulang diikuti subskrip yang menunjukkan berapa kali banyaknya gugus ditemukan pada posisi tersebut dalam molekul.

Selain rumus garis suatu molekul organik dapat digambarkan dengan garis ikatannya

saja, atom karbon dan hidrogen diabaikan tetapi untuk heteroatom (N,O, X) dapat ditampilkan. 2-kloropentana dapat digambarkan sebagai berikut dalam rumus garis-ikatan CH3CH3CH2CHCH3= | Cl

Senyawa dengan ikatan rangkap juga dapat digambarkan dengan rumus garis ikatan

CH3C = CHCHCH3 = | CH3 Pada senyawa siklik rumus ringkas garis ikatan dapat digambarkan dengan bentuk poligon sesuai jumlah atom karbon penyusunnya.

Dapat dimampatkan menjadi CH3CH3 H C C H

H H

H H

H2C

H2C CH2

H2C

H2C

HC CH

CH2

=

=

Cl

Kimia Organik

14

LATIHAN 1. Hibridisasi apa yang terbentuk pada ikatan molekul karbon di bawah ini yang

ditunjukkan dengan tanda panah ?

2. Tentukan rumus yang lebih ringkas dari : CH3CH2CH2CH2CH2CHCH2CH2Cl

| Cl

3. Tentukan rumus garis-ikatan untuk molekul CH3CH2CH2CH2CH2OH 4. Tentukan rumus empirik, rumus molekul, rumus struktur, dan rumus struktur garis-

ikatan untuk sikloheksana. 5. Tentukan rumus ringkas dari molekul dibawah ini :

Petunjuk Jawaban Latihan 1. Untuk mengetahui jenis hibridasi pada suatu atom karbon, yang perlu diperhatikan

adalah jenis ikatan dan berapa banyak jumlah atom lain yang terikat pada atom karbon tersebut. Struktur yang ditanyakan tersebut adalah struktur untuk 3-n-propil-1-heptena. Rumus yangt ditunjukkan di atas adalah rumus garis ikatan dimana tidak semua atom digambarkan dalam ikatannya. Pada atom karbon terdapat 3 hibridisasi yaitu sp3, apabila karbon mengikat 4 atom lain, sp2 apabila karbon mengikat 3 atom lain, dan sp apabila karbon mengikat 2 atom lain. Pada tanda panah a merupakan atom karbon mengikat 4 atom lain yaitu 2 atom C dan 2 atom H, sehingga atom karbon a ini mengalami hibridisasi sp3. Pada karbon yang ditunjukkan tanda panah b, menunjukkan atom karbon yang mengikat 3 atom yang lain yaitu 2 atom C dan 1 atom atom hidrogen. Sehingga karbon b ini mengalami hibridisasi sp2.

a

b

Kimia Organik

15

2. CH3CH2CH2CH2CH2CHCH2CH2Cl | Cl

Molekul senyawa ini mengandung gugus metil (CH3), metilena (CH2), dan Cl. Karena

ada gugus yang mengalami pengulangan yaitu gugus metilena, maka gugus ini bisa diringkas dengan menggabungkan dalam tanda kurung dan diberi subskrip. Terdapat 2 gugus Cl sehingga gugus ini diletakkan sesuai dengan perlekatannya.

Sehingga rumus diatas dapat diringkas lagi menjadi : CH3(CH2)4CHCl(CH2)2Cl

3. Penggambaran struktur garis-ikatan untuk molekul berdasarkan pada orbital dari hibrid dari atom karbon CH3CH2CH2CH2CH2OH, sehingga rumus garis-ikatan untuk struktur ini adalah :

HO

1-pentanol

4. Sikloheksana merupakan senyawa siklik 6 anggota karbon dengan ikatan tunggal, sehingga jumlah hidrogen yang terikat pada masing-masing karbon adalah 2. Sehingga dapat dibuat rumus molekulnya adalah C6H12, rumus empiriknya dalah CH2, rumus strukturnya :

H2C

H2CCH2

CH2

CH2

H2C

5. Untuk membuat rumus ringkas harus dipahami bahwa setiap ujung dari struktur dan perpotongan garis adalah atom karbon. Setiap karbon akan mengikat 4 atom lain pada ikatan tunggal, dan 3 atom lain pada ikatan rangkap dua. Percabangan dapat dituliskan dalam tanda kurung. Jadi, rumus ringkas untuk senyawa tersebut adalah : CH3CH2CH=CHCH2C(CH3)3

RINGKASAN 1. Pada awal perkembangannya kimia organik didefinisikan sebagai ilmu yang

mempelajari benda-benda hidup. 2. Sekarang ini kimia organik dikenal sebagai ilmu yang mempelajari senyawa organik

atau senyawa karbon. 3. Karbon merupakan atom terpenting yang dipelajari dalam ilmu kimia organik.

Struktur garis-ikatan

Kimia Organik

16

4. Karbon dapat berikatan dengan atom-atom lain seperti H, O, N, S dan unsur halogen dengan berbagai jenis ikatan seperti ikatan tunggal, ikatan rangkap dua, atau rangkap tiga.

5. Ikatan karbon dengan atom lain dapat menggunakan orbital hidrid sp3 seperti pada metana dimana karbon mengikat 4 atom lain, sp2 bila karbon mengikat 3 atom lain dengan ikatan rangkap 2, dan orbital hibrid sp bila karbon mengikat 2 atom lain dengan ikatan rangkap tiga.

6. Hidrokarbon dapat memiliki rumus empirik yaitu rumus yang menggambarkan perbandingan terkecil dari atom-atom penyusunannya, rumus molekul menggambarkan jumlah atom yang sesungguhnyaa dalam molekul dan bukan hanya perbandingannya. Rumus struktur menunjukkan struktur dari molekul yaitu muatan dari kaitan atom-atomnya.

TES 1 1. Karbon menempati bagian utama dalam studi ilmu kimia karena karbon adalah atom

yang unik, sifat khas dari atom karbon adalah : A. Hanya dapat terikat dengan atom hidrogen B. Dapat membentuk ikatan hidrogen C. Dapat membentuk ikatan kovalen D. Karbon dalam CO2 berikatan ion

2. Yang termasuk dalam golongan senyawa organik adalah

A. CO2 dan CH4 B. CO2 dan CaCO3 C. CH4 dan CH3CH2OH D. CaCO3 dan CH3CH2OH

3. Pasangan molekul yang membentuk ikatan kovalen adalah :

A. CH4 dan Cl2 B. CO2 dan NaCl C. HCl dan NaCl D. CaCO3 dan CH4

4. Rumus empirik untuk senyawa C4H8O2

A. (CH2)4O B. C2H4O C. (C2H4)O D. (C2H4)2O

Kimia Organik

17

5.

Dari struktur diatas manakah yang menunjukkan hibridisasi sp2 A. 1 dan 3 B. 2 dan 4 C. 3 dan 4 D. 2 dan 3

6. Bagaimanakah rumus ringkas dari senyawa berikut ini :

A. CH3CH2CH=CHCH2CH2CH3 B. CH3(CH2)2CH=CHCH2CH3 C. CH3(CH2)2CH=CH

| CH2CH3

D. CH3CHCH=CH | CH2CH3

7.

Pada struktur diatas nomor 1, 2, dan 3 menunjukkan hibridisasi : A. sp, sp2, dan sp3 B. sp, sp3, dan sp3 C. sp, sp2, dan sp2 D. semuanya sp

8. Banyaknya hibridisasi sp3 pada senyawa ini adalah :

1

2

3

4

CH3

1

2 3

Kimia Organik

18

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

9. Rumus garis-ikatan untuk senyawa (CH3)3CCH2CH=CHCH2CH3 yang seusai adalah : A.

B.

C.

D.

10. Geraniol adalah suatu monoterpenoid yang mempunyai struktur seperti di bawah ini.

Bagaimana rumus molekul untuk geraniol : OH

A. C10H21O B. C10H20O C. C10H18O D. C10H17O

Kimia Organik

19

TOPIK 2 Isomer, Stereoisomer, Gugus Fungsional dan Tatanama

Pada topik 1 telah dipelajari tentang rumus kimia, suatu molekul dapat mempunyai rumus empirik, rumus molekul, dan rumus struktur. Sebagai contoh senyawa dengan rumus molekul C4H10bila diringkas akan menjadi (C2H5)2. Rumus C2H5ini merupakan rumus empirik. Sedangkan C4H10bila digambarkan sesuai susunan atom-atomnya akan mempunyai beberapa struktur yang berbeda. Penyusunan dalam struktur-struktur yang berbeda inilah yang akan kita bahas dalam bagian “isomer”.

Di bidang farmasi tentu kita tidak asing dengan alkohol yang mempunyai berbagai

fungsi, sebagai bahan bakar, antiseptik atau bahan pelarut. Nama alkohol sendiri merupakan nama untuk penggolongan senyawa organik yang mempunyai gugus fungsi hidroksil atau –OH. Senyawa yang sering kita sebut alkohol yang dapat digunakan sebagai antiseptik merupakan jenis senyawa alkohol yang mempunyai nama etanol atau etil alkohol (CH3CH2OH).

Gambar 1.12 Etanol atau etil alkohol

H3CCH2

H2C

CH3

n- butana

H3CCH

CH3

CH3

2- metilpropana

Isomer dari C4H10

Kimia Organik

20

Selain alkohol tentu kita juga sudah mengenal asam cuka, bahan yang sering kita jumpai untuk memberi rasa asam pada makanan seperti bakso atau acar. Asam cuka merupakan nama lain dari asam asetat atau asam etanoat yang merupakan golongan senyawa asam karboksilat, yaitu senyawa organik mempunyai gugus karboksil (-COOH). Dari uraian ini ternyata senyawa organik mempunyai ciri yang berbeda-beda yang tentunya akan mengakibatkan penamaan yang berbeda. Untuk memudahkan mempelajari senyawa organik yang beraneka ragam maka dikembangkan sistem yang mengklasifikasikan senyawa organik berdasarkan gugus fungsionalnya. Gugus fungsional merupakan bagian molekul senyawa organik yang menjadi sifat khas dari molekul dan pusat kereaktivan dari molekul tersebut.

Mengapa asam cuka mempunyai nama asetat dan asam etanoat? apa yang membedakan kedua penamaan tersebut?. Pada awal penemuan suatu senyawa organik, penamaan senyawa tersebut belum memiliki keteraturan, senyawa organik bisa diberi nama berdasarkan penemunya atau sumbernya. Sebagai contoh, asam semut merupakan nama lain dari asam formica atau asam format, yaitu suatu golongan senyawa karboksilat yang paling sederhana yang diperoleh dari penyulingan semut merah. Semut merah dalam bahasa latin adalah formica. Nama asetat dan formiat ini yang disebut nama trivial atau nama lazim. Tetapi dengan makin banyaknya senyawa organik yang telah ditemukan maka diperlukan suatu sistem penamaan yang sistematis dan teratur untuk itu digunakan sistem tatanama senyawa organik yang disebut dengan IUPAC yaitu The International Union of Pure and Applied Chemistry.

A. ISOMER

Suatu molekul kimia organik bisa jadi memiliki jenis dan jumlah atom yang sama tetapi

penyusunannya dalam strukturnya berbeda. Peristiwa dimana senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya tidak sama disebut sebagai isomer. Berdasarkan penyusunannya dalam bidang isomer dibedakan menjadi dua yaitu isomer struktur dan isomer ruang atau stereoisomer. Isomer struktur dibedakan menjadi isomer rantai, isomer gugus fungsi dan isomer tempat/posisi. Sedangkan isomer ruang atau stereoisomer dibedakan menjadi isomer geometris (cis-trans) dan isomer optis.

Variasi dalam struktur molekul karena urutan atom yang terikat dalam rantai karbon disebut sebagai isomer rantai. Sebagai contoh C5H12 bisa jadi menunjukkan tigastruktur yang berbeda yaitu :

H3CH2C

H2C

H2C CH3

n-pentana

H3CH2C

HC CH3

CH3

2-metilbutana

H3C C CH3

CH3

CH3

2,2-dimetilpropana

Kimia Organik

21

atau C4H8O2 dapat berupa senyawa asam karboksilat yang berbeda susunan atom-atom dalam strukturnya, contohnya :

Asam karboksilat dan ester merupakan pasangan isomer dimana jumlah dan jenis atom penyusunnya sama. Tetapi asam karboksilat dan ester mempunyai gugus fungsi yang berbeda. Jenis isomer ini disebut sebagai isomer gugus fungsi. Contoh pasangan isomer gugus fungsi lainnya adalah alkohol dengan eter dan aldehid dengan keton. Contoh isomer gugus fungsi asam butanoat dengan metil propanoat (C4H8O2), propanol dengan etil metil eter (C3H8O), propanal dengan propanon (C3H7O).

O

OH

O

OH

Asam butanoat asam 2-metil propanoat

O

OH

O

OCH3

Asam butanoat metilpropanoat

CH3-CH2-CH2OH CH3-CH2-O-CH3

Propanol metoksi etana

(metil etil eter)

O O

propanal propanon

Kimia Organik

22

Asam 2-hidroksi propanoat dan asam 3-hidroksi propanoat merupakan golongan senyawa karboksilat dengan adanya gugus hidroksil pada rantai karbonnya. Kedua senyawa ini mempunya jumlah dan jenis atom yang sama tetapi posisi dari gugus fungsi hidroksilnya berbeda. Isomer jenis ini disebut sebagai isomer posisi atau tempat. Isomer ini bersangkut paut dengan posisi dari gugus fungsi pada rantai C.

B. STEREOISOMER

Pembahasan mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, yaitu bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain. Isomer yang masuk dalam kategori stereoisomer adalah isomer geometri atau biasa disebut isomer cis-trans dan isomer optis.

Isomer geometri (cis-trans) ini disebabkan adanya ikatan rangkap dua sehingga molekul menjadi kaku (rigid), sehingga susunan atomnya tertentu.

Isomer optis terjadi pada senyawa yang mempunyai atom C asimetris. Atom C asimetris adalah atom C yang keempat gugus/atom yang terikat padanya mempunyai kelektronegatifan yang tidak sama. Senyawa yang mempunyai atom C asimetris demikian

O

OH

HO

O

OHHO

Asam 2-hidroksi propanoat Asam 3-hidroksi propanoat

O

HO O

OHasam oksalat

OH

OHO

HOO

OH

asam tartrat

Kimia Organik

23

akan dapat memutar bidang polarisasi cahaya terkutub sifat yang demikian ini disebut senyawa yang optik aktif. Apabila senyawa tersebut dapat memutar bidang polarisasi ke kanan disebut dexter (d) atau diberi tanda (+), sedangkan yang dapat memutar ke kiri disebut levosa (l) atau diberi tanda (-). Berdasarkan teori Van’t Hoff- Le Bel asam tartrat (bentuk d dan l) merupakan bayangan cermin satu sama lain. Sehingga kristal atau zat tersebut asimetrik. Jika pada suatu zat pada setiap molekulnya mempunyai n buah atom C asimetris maka jumlah maksimum isomer ruangnya = 2n buah

Tabel I.1 Rumus proyeksi asam tartrat

I II III IV

COOH

H−C−OH

HO−C−H

COOH

COOH

HO−C−H

H−C−OH

COOH

COOH

H−C−OH

H−C−OH

COOH

COOH

HO−C−H

HO−C−H

COOH

Catatan : 1. Bentuk I dan II disebut enantiomer (isomer antipoda) merupakan bayangan cermin

total. 2. Bentuk I dan III adalah stereoisomer (isomer sebagian). 3. Bentuk III dan IV identik. Suatu bentuk meso. 4. Bentuk enantiomer mempunyai sifat-sifat fisis yang sama, misalnya ; titik leleh.

Kelarutan, Ka sama. Kecuali rotasinya yang satu kanan (d) yang lainnya kiri (l) 5. campuran rasemat/rasemik adalah campuran dua macam zat optik aktif (bentuk d-

dan l-) sehingga daya putarnya saling meniadakan.

C. GUGUS FUNGSIONAL DAN TATA NAMA

Gugus fungsi merupakan bagian molekul yang mempunyai kereaktivan kimia. Senyawayang mempunyai gugus fungsi sama akan mengalami reaksi kimia yang sama. Untuk senyawa dengan gugus fungsi sama maka akan lebih mudah menggunakan rumus umum untuk senyawa-senyawa tersebut. Sebagai contoh : etana merupakan senyawa alkana mmepunyai rumus molekul CH3-CH3 pada senyawa ini hanya mempunyai ikatan C-H. rumus umum untuk alkana dituliskan sebagai R-H, dimana R menyatakan gugus alkil. Gugus alkil pada CH3CH3 adalah CH3CH2-. CH3OH dan CH3CH2OH merupakan contoh senyawa alkohol yang mempunyai gugus fungsi –OH, sehingga rumus umum untuk alkohol dituliskan sebagai R-OH, dimana pada CH3CH2OH gugus R atau gugus alkilnya adalah CH3CH2-.

Kimia Organik

24

Beberapa gugus fungsional untuk senyawa organik seperti ditunjukkan dalam tabel 1.1 berikut ini :

Tabel 1.1 Beberapa gugus fungsional dan golongan senyawa organik

Setelah mempelajari tentang penggolongan senyawa organik berdasarkan gugus fungsinya maka akan lebih mudah untuk mempelajari senyawa kimia berdasarkan golongannya dan cara penamaannya. Pada akhir abad 19 nama kimia organik disistematikkan dengan menghubungkan nama senyawa dan strukturnya. Sistem ini disebut dengan nama Jenewa atau sistem IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). IUPAC adalah organisasi yang bertanggung jawab meneruskan perkembangan tata nama kimia.

Gugus fungsional Nama golongan Rumus umum Nama umum

-C-C- alkana R-H alkana

-C=C- alkena R2C=CR2 alkena

-C≡C- alkuna RC≡CR’ alkuna

-C-X haloalkana

(X=halogen)

R-X haloalkana

-C-OH alkohol R-OH alkanol

-C-O-C- eter R-OR’ alkoksialkana

O

-CH

aldehid

O

R-CH

alkanal

O

-C-

keton

O

R-C-R’

alkanon

O

-C-OH

asam karboksilat

O

R-C-OH

Asam alkanoat

O

-C-O

ester

O

R-C-OR’

Alkilalkanoat

-NH2 amina RNH2, R2NH, R3N alkilamina

O

-C-NH2

amida

O

R-C-NH2

alkanamida

-C≡N nitril R-C≡N alkananitril

Kimia Organik

25

1. Alkana dan sikloalkana Dasar sistem IUPAC ialah nama alkana rantai lurus. Senyawa-senyawa alkana diatur

sedemikian rupa sehingga dalam satu deret akan berbeda hanya satu gugus metilena (CH2) dengan tetangga terdekatnya. Pengelompokkan senyawa ini yang disebut dengan deret homolog dan senyawanya disebut homolog.

Tabel.1.2 Deret homolog sepuluh senyawa alkana pertama

Jumlah Karbon Struktur Nama

1 CH4 metana 2 CH3CH3 etana 3 CH3CH2CH3 propana 4 CH3(CH2 )2CH3 butana 5 CH3(CH2 )3CH3 pentana 6 CH3(CH2 )4CH3 heksana 7 CH3(CH2 )5CH3 heptana 8 CH3(CH2 )6CH3 oktana 9 CH3(CH2 )7CH3 nonana

10 CH3(CH2 )8CH3 dekana

Dalam deret homolog di atas, semua senyawa alkana berakhiran dengan –ana, suatu akhiran IUPAC untuk tata nama dalam bahasa Indonesia atau akhiran –ane dalam bahasa Inggris. Alkana merupakan senyawa hidrokarbon jenuh yang hanya terdiri dari atom karbon dan atom hidrogen. Alkana disebut sebagai hidrokarbon jenuh karena hanya mempunyai ikatan tunggal antar atom karbonnya. Senyawa alkana disebut juga sebagai senyawa alifatik

Bila alkana alifatik merupakan senyawa alkana dengan rantai terbuka, maka terdapat senyawa alkana yang strukturnya membentuk cincin. Golongan senyawa ini yang disebut sebagai senyawa alisiklik (alifatik siklik). Penamaan senyawa alisiklik berdasarkan banyaknya atom karbon dalam cincin dengan penambahan awalan siklo.

Bila senyawa alkana rantai terbuka tanpa percabangan diberi nama berdasarkan

jumlah atom karbon penyusunnya sesuai deret homolog, untuk senyawa kimia organik yang bercabang penamaan dilakukan dengan mempertimbangkan rantai induk dengan cabang atau rantai sampingnya. rantai induk adalah rantai lurus yang terpanjang. Rantai samping

Siklopentana sikloheksana

Kimia Organik

26

atau rantai cabang adalah gugus alkil yang terikat pada rantai induk. Suatu gugus alkil dari rantai samping atau cabang dinamai menurut jumlah karbon penyusunnya sesuai deret homolog dengan mengubah akhiran ana menjadi –il.

Pada contoh di atas rantai induknya adalah alkana dengan anggota tujuh karbon

sehingga disebut sebagai heptana. Rantai cabangnya berupa alkana dengan satu karbon sehingga diberi nama metil yang terletak pada posisi karbon ketiga. Sehingga senyawa tersebut diberi nama sebagai 3-metilheptana.

Senyawa organik bisa jadi tidak hanya memiliki rantai samping tunggal yang sederhana, kadang senyawa organik bisa mempunyai rantai samping yang bercabang. Beberapa gugus Untuk rantai samping mempunyai nama khusus misalnya untuk propil dan butil. Contohnya pada propil CH3CH2CH2-, gugus propil yang tidak bercabang diberi namadengan awalan n-(normal),sedangkan bila ada cabang metil pada ujung rantai samping alkil diberi awalan iso-(dari kata isomerik) yaitu isopropil.

Contoh lain pada gugus butil, bisa berupa n-butil, isobutil, sekunder (sec-butil) atau tersier butil (tert-butil). Isobutil merupakan gugus butyl yang mempunyai cabang metil pada karbon ujung rantai. Sekunder butil mempunyai dua cabang metil yang terikat pada karbon kepala. Karbon kepala adalah karbon rantai samping yang terikat langsung pada induk. Gugus butil tersier (tert-butil atau t-butil) memiliki tiga karbon yang terikat pada karbon kepala.

Contoh:

Rantai induk suatu senyawa organik dapat memiliki lebih dari satu percabangan. Penamaan untuk cabang yang lebih dari satu ini memakai aturan penamaan diurutkan secara alfabetis menurut ejaan bahasa inggris, misalnya metil dan fenil maka penamaan

H3C CH2 CH2

propil (n-propil)

H3C CH

CH3

isopropil

H3CH2C C

H

H2C

H2C

H2C CH3

CH3

H3C CH CH2

CH3

isobutil

H3C CH2 CH

CH3

Sec-butil

H3C C

CH3

CH3 ter-butil

H3C CH2 CH2 CH2

n-butil

H3C CH2 CH2 CH2

n-butilsiklopentana

H3C C

CH3

CH3

Ter-butilsikloheksana

Kimia Organik

27

untuk fenil diletakkan setelah metil, masing-masing cabang diberikan nomor yang menunjukkan posisi lekatan, jika ada lebih dari satu cabang yang sama pada induk maka gugus cabang tersebut digabung.

2. Alkena dan alkuna

Alkena dan alkuna merupakan hidrokarbon tidak jenuh dengan ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Penamaan pada alkena dan alkuna menggunakan akhiran –ena dan –una untuk ikatan ganda tiga. Bila rantai induk mengandung empat karbon atau lebih digunakan nomor awalan untuk menunjukkan posisi ikatan rangkap atau ganda tiga tersebut yang nomornya serendah mungkin.

penomoran untuk menunjukkan posisi ikatan rangkap pada karbon pertama yaitu

angka 1 pada struktur diatas dapat dihilangkan bila hanya ada satu posisi yang memungkinkan dan tidak ada masalah dalam kedudukan gugus fungsinya. Suatu senyawa organik kadang bisa memiliki lebih dari satu ikatan rangkap. Pada senyawa dengan lebih dari ikatan rangkap maka penamaannya harus mencantumkan nomor yang menunjukkan posisi dari ikatan rangkap tersebut.

H3CHC C

H

H2C

H2C CH3

CH2

CH3

H3C

2-etil-3-metilheksana

H3C CH3

CH3

1,3,5-trimetilsikloheksana

H3C CH

CH CH2 CH3

2-pentena

CH3

3-metilsikloheksena

H3C CH2 CH C C CH3

CH3

4-metil-2-heksuna

H2C CH CH

CH2

1,3-butadiena

H3C CH CH

CH CH

CH2

CH3

5-metil-1,3-heksadiena

HC C CH2 C C CH2 CH3

1,4-heptadiuna

Kimia Organik

28

3. Alkohol Alkohol adalah senyawa organik dengan gugus fungsi –OH (hidroksil). Penamaan

untukalkohol (R-OH) menggunakan nama hidrokarbon induk dari deret alkanadengan huruf -a akhir diubah menjadi –ol. Prinsip penamaan pada alkohol gugus hidroksil tersebut memperoleh nomor serendah mungkin.

4. Amina Penamaan untuk amina sederhana atau alkil amina (RNH2, R2NH atau R3N) adalah

dengan gugus alkil tersebut yang diikuti dengan akhiran amina. Untuk Substituen yang terikat pada nitrogen penamaannya kadang-kadang didahului oleh awalan N-.

CH3CH2CH2NH2 (CH3)2NH (CH3)2NCH2CH3

propilamina dimetilamina etildimetilamina (N,N-dimetiletilamina)

5. Aldehid dan keton Aldehid adalah senyawa organik dengan gugus fungsi karbonil (-C=O) pada ujung

rantai. Penamaan untuk aldehid disesuaikan dengan alkana dimana akhiran –a diganti dengan –al. Karena gugus fungsi aldehid terletak pada karbon ujung makagugus aldehid dianggap karbon 1.

Keton adalah suatu senyawa organik dengan gugus fungsi keto, yaitu gugus karbonil yang terletak bukan pada karbon ujung.

H3C CH2 CH2 CH2 OH

1-butanol H3C CH2 CH2 C

OH

CH3

CH3

2-metil-2-pentanol

H3CHC

H2C C H

O

CH3

3-metilbutanal

H3CH2C C H

O

propanal

C

O

Gugus keto

Kimia Organik

29

Gugus keto tidak dapat berada pada awal sebuah rantai karbon, sehingga pada senyawa keton diperlukan penomoran, kecuali untuk propanon atau karbon sederhana lainnya. Penomoran untuk gugus keto adalah serendah mungkin dengan akhiran nama keton adalah –on. 6. Asam karboksilat dan ester

Asam karboksilat merupakan senyawa dengan gugus karboksil pada karbon ujung. Penamaan untuk asam karboksilat seperti halnya pada aldehid karena gugus karboksil harus berada pada awal sebuah rantai karbon sehingga tidak diperlukan nomor. Dan imbuhan nama untuk asam karboksilat adalah asam –oat.

Ester merupakan senyawa derivat atau turunan asam karboksilat. suatu ester serupa dengan asam karboksilat tetapi hidrogen asam digantikan oleh gugus alkil. Penamaan untuk senyawa ester dilakukan dengan menyebutkan gugus alkil esternya terlebih dahulu kemudian diikuti dengan nama asam karboksilatnya dengan menghilangkan nama asam.

7. Senyawa benzen

Bila senyawa benzena sebagai induk maka penamaannya dimulai dari substituennya dan diikuti dengan nama benzena. Tetapi bila cincin benzen terikat pada rantai alkana yang memiliki suatu gugus fungsi atau pada suatu rantai alkana yang terdiri dari 7 atom atau lebih, maka benzen dianggap sebagai substituen dengan nama fenil.

Gugus alkil ester = metil Gugus karboksilat = butanoat Nama senyawa = metilbutanoat

H2C C

O

O CH3

H2CH3C

H3C C CH3

O

propanon 3-metil-2-heksananon

H3C CHC

H2C

H2C CH3

CH3

O

H3C C

O

OH

Asam etanoat (nama trivial = asam asetat)

Kimia Organik

30

Benzena sebagai substituen : 8. Prioritas tata nama

Suatu senyawa organik kadang memiliki lebih dari satu substituen. Misalnya : CH2C=CCH2CH≡CH2bagaimana memberi nama senyawa ini? 2-heksen-5-una atau 4-heksen-1-una ? ClCH2CH2CH2CH2OH, apa nama yang sesuai ? 1-kloro-4-butanol atau 4-kloro-1-butanol ? Untuk itu dikembangkan suatu prioritas untuk nomor awalan. Sehingga substituen dengan prioritas lebih tinggi akan memperoleh nomor awalan lebih rendah.

Tabel.I.2 Prioritas tata nama gugus fungsional pilihan

Struktur parsial Nama

-CO2H asam -oat

C

O

H

-al

C

O

-on

-OH -ol

-NR2 -amina

C C -ena

C C -una

R-, C6H5-, Cl-, Br-, -NO, etc Substituen awal

NO2

nitrobenzena

CH

CH3

CH3

isopropilbenzena

CH

OH

CH3

2-fenil-2-etanol

Kimia Organik

31

Berdasarkan tabel prioritas di atasa maka nama yang tepat untuk senyawa CH2C=CCH2CH≡CH2adalah 2-heksen-5-una. ClCH2CH2CH2CH2OH nama yang tepat untuk

senyawa ini adalah 4-kloro-1-butanol. D. REAKSI DASAR SENYAWA ORGANIK

Senyawa organik dapat mengalami berbagai reaksi. Reaksi dasar yang dapat terjadi

adalah reaksi adisi, substitusi, eliminasi, dan penataan ulang.

1. Reaksi adisi Reaksi adisi terjadi apabila dua molekul bergabung menjadi satu molekul baru tanpa

ada pengurangan atom. Contoh reaksi ini adalah reaksi yang terjadi pada senyawa alkena. CH3CH2C=CH2 + HCl

2. Reaksi substitusi Reaksi substitusi terjadi bila 2 molekul bereaksi menghasilkan dua produk baru yang

merupakan pergantian atau pertukaran suatu gugus atom oleh gugus atom yang lain.

CH3-CH3 + Br-Br CH3CH2Br + H-Br

etana bromoetana

3. Reaksi eliminasi Reaksi eliminasi merupakan kebalikan dari reaksi adisi, bila reaksi adisi terjadi dari

molekul dengan ikatan rangkap yang akan menjadi ikatan tunggal. Pada reaksi eliminasi terjadi reaksi dari ikatan tunggal yang akan berubah menjadi ikatan rangkap karena adanya penghilangan beberapa atom/gugus atom

-OH CH3CH2CH=CH2 + HCl |

4. Penataan ulang (rearrangement) Reaksi penataan ulang terjadi apabila molekul mengalami penataan ikatan tanpa

adanya penambahan, penghilangan, atau penggantian gugus atom, hanya akan terjadi perpindahan/perubahan posisi gugus atom. Pada reaksi penataan ulang akan menghasilkan suatu isomer.

CH3CH2CH=CH2

katalis asam CH3CH=CH2CH3

1-butena 2-butena

H3C CH2 CH CH2

Cl H

H3C CH2 CH CH2

Cl H

Kimia Organik

32

H3C CH2 CO

OH

CH3CH2CH2CHCH3

OH

HOCH2CHCH2CH3

CH3

O ║ CH3CCHCH2CH2CH3

│ CH3

LATIHAN 1. Tuliskan isomer fungsi dari senyawa berikut ini :

a.

B. CH3CH2CH2CH2OH

a. H3C CH2 C

O

CH2 CH3 2. Apa nama senyawa berikut ini :

a. CH2=CHCH=CHCH=CH2 b.

c.

d. (CH3)2NCH2CH3 3. Tentukan struktur dari senyawa berikut ini :

a. 3-etilheptana b. 3-sec-butilsikloheksena c. 3-metil-1-butanol

4. Tuliskan isomer struktur dari C6H14 5. Tuliskan reaksi adisi untuk 2-metil-1-pentena dengan HBr

Petunjuk Jawaban Latihan 1. Isomer fungsi adalah senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi gugus

fungsinya berbeda. pasangan isomer untuk isomer fungsi adalah asam karboksilat dengan ester, alkohol dengan eter, dan keton dengan aldehid.

Pada soal a merupakan golongan senyawa asam karboksilat yaitu asam pentanoat sehingga isomernya adalah ester yaitu metil etanoat

Kimia Organik

33

H3C CO

OCH3

Soal b adalah golongan senyawa alkohol yaitu 1-butanol sehingga isomer fungsinya adalah eter. Jadi salah satu isomer fungsinya adalah dietileter

CH3CH2-O-CH2CH3 Soal c adalah golongan senyawa keton yaitu 3–pentanon, isomer fungsinya adalah

aldehid, jadi isomer fungsinya adalah pentanal

CH3CH2CH2CH2CHO

2. Untuk menjawab soal nomor 2 maka kita perlu melihat kembali tentang aturan tata nama untuk senyawa organik. a. senyawa ini mempunyai ikatan rangkap dua sehingga termasuk golongan alkena.

Terdapat 3 ikatan rangkap pada posisi karbon no 1,3 dan 5 sehingga nama senyawa ini adalah 1,3,5-heksatriena

b. senyawa ini mempunyai gugus hidroksil pada posisi karbon nomor 2, gugus alkilnya merupakan alkana rantai lurus yang terdiri dari 5 anggota karbon, sehingga nama senyawa ini adalah 2-pentanol

c. seperti pada soal b, senyawa ini juga memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terletak di ujungm sehingga karbon yang mengikat –OH ini diberi nomor 1. Rantai induknya merupakan karbon 4 anggota, dan mempunyai substituen metil pada posisi karbon kedua sehingga nama untuk senyawa ini adalah 2-metil-1-butanol

d. terdapat gugus karbonil pada posisi karbon kedua. Gugus karbonil di tengah merupakan ciri untuk senyawa keton. Rantai induknya merupakan hidrokarbon 6 anggota. Terdapat substituen metil pada posisi karbon ketiga. Sehingga nama untuk senyawa ini adalah 3-metil-2-heksanol

e, pada senyawa ini terdapat atom N yang mengikat 2 metil (CH3) dan etil (CH2CH3) sehingga penamaannya menjadi etildimetilamina atau N,N-dimetiletilamina.

3. a. 3-etilheptana, senyawa ini mempunyai rantai induk heptana yaitu alkana 7

anggota karbon dengan substituen etil pada karbon nomor 3. Jadi strukturnya :

H3C CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH3

H2C CH3

b. 3-sec-butilsikloheksana, merupakan rantai siklik 6 karbon dengan ikatan rangkap (sikloheksena) substituen sekunder butil terikat pada karbon nomor 3. Penomoran dimulai dari karbon yang mempunyai ikatan rangkap.

Kimia Organik

34

CH

CH2

CH3

CH3

c. 3-metil-1-butanol, senyawa ini merupakan senyawa alkohol dengan anggota 4 karbon, yang mempunyai substituen pada karbon nomor 3, gugus hidroksil (OH) ada di ujung (karbon nomor 1)

H3C CH CH2 CH2

OH

CH3

4. Isomer struktur dari C6H14. Isomer adalah senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya berbeda.

5. Reaksi adisi untuk 2-metil-1-pentena dengan HBr, reaksi adisi adalah reaksi antara dua reaktan yang akan menghasilkan senyawa baru melalui penggabungan kedua reaktan tersebut. Reaksi adisi dapat terjadi pada senyawa alkena dengan halida yang akan berubah menjadi senyawa alkilhalida. Reaksi antara 2-metil-1-pentena dengan HBr akan menghasilkan 1-bromo-2-metil-pentana.

H3C CH CH2 CH2 CH3

CH3 H3C CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

H3C CH CH CH3

CH3CH3 H3C CH2 CH CH2 CH3

CH3

H3C CH2 C CH3

CH3

CH3

n-heksana 2-metilpentana

3-metilpentana

2,2-dimetilbutana

2,3-dimetilbutana

H3C CH2 CH2 C CH2

CH3

H Br H3C CH2 CH2 C CH2

CH3 Br

H

+

Kimia Organik

35

RINGKASAN 1. Isomer adalah senyawa yang memiliki jenis dan jumlah atom yang sama tetapi

penyusunannya dalam strukturnya berbeda. 2. Berdasarkan penyusunannya dalam bidang isomer dibedakan menjadi dua yaitu

isomer struktur dan isomer ruang atau stereoisomer. Isomer struktur dibedakan menjadi isomer rantai, isomer gugus fungsi dan isomer tempat/posisi. Sedangkan isomer ruang atau stereoisomer dibedakan menjadi isomer geometris (cis-trans) dan isomer optis.

3. Gugus fungsi merupakan bagian molekul yang mempunyai kereaktivan kimia. Senyawa yang mempunyai gugus fungsi sama akan mengalami reaksi kimia yang sama.

4. Penamaan untuk senyawa organik menggunakan sistem IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Penamaan sistem IUPAC mengikuti deret homolog.

5. Alkana merupakan hidrokarbon jenuh karena hanya mempunyai ikatan tunggal antar atom karbonnya. Senyawa alkana yang strukturnya membentuk cincin disebut sebagai sikoalkana.

6. Alkena dan alkuna merupakan hidrokarbon tidak jenuh dengan ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Penamaan pada alkena dan alkuna menggunakan akhiran –ena dan –una untuk ikatan ganda tiga.Alkohol adalah senyawa organik dengan gugus fungsi –OH (hidroksil).

7. Penamaan untukalkohol (R-OH) menggunakan nama hidrokarbon induk dari deret alkana dengan huruf -a akhir diubah menjadi –ol.

8. Penamaan untuk amina sederhana atau alkil amina (RNH2, R2NH atau R3N) adalah dengan gugus alkil tersebut yang diikuti dengan akhiran amina.

9. Aldehid adalah senyawa organik dengan gugus fungsi karbonil (-C=O) pada ujung rantai. Penamaan untuk aldehid disesuaikan dengan alkana dimana akhiran –a diganti dengan –al.

10. Asam karboksilat merupakan senyawa dengan gugus karboksil pada karbon ujung.Asam karboksilat merupakan senyawa dengan gugus karboksil pada karbon ujung.

11. Ester merupakan senyawa derivat atau turunan asam karboksilat. suatu ester serupa dengan asam karboksilat tetapi hidrogen asam digantikan oleh gugus alkil.

12. Senyawa benzena merupakan senyawa siklik aromatik. 13. Suatu senyawa bisa memiliki lebih dari satu substituen gugus fungsi, penamaan untuk

senyawa dengan lebih dari gugus fungsi ini mengikuti aturan prioritas tata nama. 14. Reaksi yang dapat terjadi pada senyawa organik adalah reaksi adisi, substitusi,

eliminasi, dan penataan ulang.

Kimia Organik

36

TES 2 1. Senyawa-senyawa berikut ini yang mempunyai isomer adalah :

A. CH4 B. C2H5 C. C3H8 D. C4H10

2. Isomer fungsi dari pentanol adalah :

A. pentanal B. etilpropileter C. asam pentanoat D. pentanon

3. Penamaan yang kurang tepat adalah :

A. asam 5,5-dimetilheksanoat B. 1-bromo-3-nitropentana C. 2-etil-3,5-dimetilheksana D. 2-kloro-3-butena

4. Urutan naiknya prioritas tatanama gugus fungsional yang benar adalah :

A. R- , C6H5-, Cl- B. R-, -C≡C-, -NR2 C. -CO2H, -OH, -NR2 D. NR2-, -C≡C-, -R-

5. Apa nama IUPAC untuk senyawa berikut ini : (CH3)2C=CHCH3 A. 1,1-dimetil-1-propena B. isopropilpropena C. 2-metil-2-butena D. 2-metil-3-butena

6. Reaksi eliminasi senyawa 1-kloroheksana akan menghasilkan :

A. 1-kloroheksena B. Heksena C. Heksana D. Heksuna

Kimia Organik

37

H3C CH2 CH2 CH2

OH

H3C CH CH CH3

OHCH3

H3C CH2 CH CH3

OH

c H3C CH CH2

OHCH3

7. butanol merupakan senyawa golongan alkohol yang mempunyai rumus molekul C4H10O, struktur berikut ini yang bukan merupakan isomer dari butanol adalah : A. B. C. D.

8. Apa nama IUPAC untuk senyawa ini :

A. 2-metil-3-fenilpentanol B. 3-metil-2-fenilpentanol C. 3-fenilpentanol D. 3-fenil-4-metilpentanol

9. Berikut ini pernyataan yang tidak sesuai untuk reaksi substitusi adalah :

A. Reaksi terjadi pada alkana dengan X2 B. Hasil reaksinya merupakan senyawa alkilhalida C. Merupakan kebalikan dari reaksi adisi D. Reaksi etana dengan Br2 akan menghasilkan bromoetana

10. Banyaknya isomer dari asam pentanoat adalah : A. 3 B. 4 C. 5 D. 6

Kimia Organik

38

Petunjuk Jawaban Tes

Tes 1 1. C karbon akan membentuk ikatan kovalen dengan atom lain (H, O, N, S, dan

halogen) dengan ikatan tunggal, rangkap, atau rangkap tiga 2. C CO2 dan CaCO3 bukan termasuk senyawa organik walaupun mengandung atom

karbon, karena keduanya tidak termasuk dalam deret homolog 3. A NaCl dan CaCO3 tidak terbentuk dengan ikatan kovalen 4. B rumus empirik untuk C4H8O2 adalah C2H4O karena menggambarkan

perbandingan komposisi atom-atom yang paling kecil 5. D karbon no 1 dan 4 mengikat 4 atom lain sehingga hibridisasinya adalah sp3

sedangkan karbon 2 dan 3 mengikat 3 atom lain sehingga hibridisasinya adalah sp2

6. C rantai induk dari senyawa ini adalah alkena 5 karbon dengan ikatan rangkap pada C nomor 1 dan terdapat rantai samping etil pada karbon nomor 2 sehingga jawaban yang tepat adalah C.

7. B pada karbon dengan panah nomor 1 mengikat 2 atom lain, karbon 2 dan 3 mengikat 4 atom lain.

8. C atom karbon yang mengikat 4 atom pada senyawa tersebut adalah 4, yaitu :

9. A pada senyawa (CH3)3CCH2CH=CHCH2CH3 memiliki 9 atom karbon dengan rantai

induknya terdiri dari 7 atom, 2 substituen metil pada karbon no 6, dan ikatan rangkap pada karbon no 3 sehingga rumus garis-ikatan yang seseuai adalah yang A

10. C rumus molekul untuk geraniol adalah C10H18O. Susunan atom dalam strukturnya dapat digambarkan sebagai berikut :

CH2HC

CH2C

H2C

CCH3

OH

H3C

CH3

Kimia Organik

39

Tes 2 1. D senyawa yang memiliki isomer adalah paling sedikit memiliki jumlah karbon 4 2. B isomer fungsi dari alkohol adalah etersehingga isomer fungsi dari pentanol

adalah etilpropileter 3. D karena ikatan rangkap (alkena) menempati prioritas penamaan yang lebih tinggi

dibandingkan halogen, sehingga penamaan yang tepat adalah 3-kloro-2-butena 4. B pada tabel prioritas tata nama gugus alkil (R) menempati urutan paling bawah

diikuti C≡C- dan -NR2 5. C rantai induknya adalah alkena dengan jumlah karbon 4 (butena), ikatan rangkap

dan substituen metil ada pada karbon nomor 2 sehingga nama yang tepat adalah 2-metil-2-butena

6. B eliminasi alkilhalida akan menghasilkan alkena 7. D jumlah karbon pada D adalah 5 karbon 8. B merupakan senyawa alkohol berupa pentanol, gugus aromatiknya menjadi fenil

pada posisi karbon ke-3 dan substituen metil pada karbon ke-2 9. C kebalikan dari reaksi adisi adalah eliminasi 10. A asam pentanoat mempunya 3 isomer struktur

Kimia Organik

40

Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A.H, 1982, Kimia Organik Jilid 1,

edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, Organic Chemistry,7th edition, California : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, Organic Chemistry, 7th edition, New Jersey: Prentice Hall Inc. Riawan, S, 1990, Kimia Organik, Jakarta : Binarupa Aksara

Kimia Organik

41

BAB II SENYAWA HIDROKARBON

Wardiyah, M.Si, Apt

PENDAHULUAN

Seperti sudah diuraikan di bab 1 bahwa sebagian besar senyawa kimia yang kita jumpai

sehari-hari merupakan senyawa organik yang mempunyai atom karbon sebagai penyusunnya. Hidrokarbon adalah senyawa organik yang tersusun dari atom karbon dan hidrogen. Berdasarkan penyusunannya dalam struktur shidrokarbon dibedakan menjadi hidrokarbon alifatik, alisiklik, dan aromatik. Hidrokarbon alifatik adalah senyawa organik yang tersusun oleh karbon dan hidrogen dalam rantai terbuka. Hidrokarbon alifatik dapat berupa alifatik jenuh dan tidak jenuh. Alifatik jenuh apabila di dalam struktur molekulnya hanya mempunyai ikatan tunggal. Sedangkan alifatik tidak jenuh apabila di dalam srtukturnya terdapat ikatan rangkap. Hidrokarbon alisiklik adalah senyawa organik yang tersusun dalam suatu cincin atau rantai tertutup. senyawa aromatik merupakan hidrokarbon yang tersusun dalam cincin yang memiliki ketidakjenuhan yang tinggi dan memiliki aroma atau bau yang khas. Pembagian senyawa hidorkarbon dapat dilihat dalam bagan dibawah ini :

Kimia Organik

42

Senyawa karbon

alifatik

siklik

CxHy

Alkana Alkena Alkuna

CxHyOz

Alkohol Eter Aldehid Keton Asam karboksilat Ester

CxHy Alkil halogenida

CxHyNz Alkil amina

Homosiklik

alisiklik

Aromatik

Sikloalkana sikloalkena

contoh : Benzena Fenol Toluena Asam benzoat Anilin TNT dll

Heterosiklik

contoh : Piridin Furan Tiofena Kafein Nikotin dll

polisiklik contoh : Naftalena Antrasena Fenantrena dll

Pada bab 2 ini kita akan membahas senyawa hidrokarbon alifatik dan alisiklik yaitu alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna. Banyak senyawa yang mengandung ikatan rangkap yang ditemukan di alam, diantaranya adalah muscalure suatu zat penarik seks dari lalaNeoprena adalah suatu karet sintetik yang dibuat dari polimerisasi kloroprena.

Gambar 2.1 Beberapa contoh senyawa alkena

Untuk mengenal penggolongan senyawa organik lebih lanjut, maka pada bab 2 akan dibagi dalam dua kegiatan belajar yang akan membahas tentang senyawa hidrokarbon alkana dan sikloalkana, alkena dan alkuna.

Setelah mempelajari bab 2 ini mahasiswa diharapkan mumum pembelajar yaitu mahasiswa dapat :1. menyebutkan penggolongan senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnya2. menerapkan prinsip tata nama pada senyawa hidrokarbon3. menuliskan persamaan reaksi yang dapat terjadi pada 4. menuliskan reaksi pembuatan senyaw hidrokarbon sederhana5. menyebutkan beberapa contoh senyawa hidrokarbon yang ada di alam dan terkait

bidang kefarmasian Tujuan instruksional umum di atas dijabarkan dalam tujuan isntruks

lebih spesifik. Sehingga mahasiswa diharapkan dapat :1. membedakan senyawa alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna2. menyebutkan rumus umum dari alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna3. mengidentifikasi senyawa alkana dan sikloalkana4. memberikan penamaan pada senyawa alkana dan sikloalkana5. menuliskan rumus struktur untuk senyawa alkana dan sikloalkana6. menjelaskan sifat-sifat senyawa alkana dan sikloalkana 7. menjelaskan hubungan struktur dan sifat8. menuliskan contoh reaksi pada senyawa alkana9. menuliskan reaksi pembuatan alkana10. menyebutkan contoh senyawa alkana dan sikloalkana yang ada di alam11. menyebutkan kegunaan senyawa alkana dan sikloalkana dalam bidang farmasi12. menidentifikasi senyawa alken13. memberikan penamaan pada senyawa alkena sederhana14. menuliskan struktur dari senyawa alkena sederhana

muscalure

Kimia Organik

43

Pada bab 2 ini kita akan membahas senyawa hidrokarbon alifatik dan alisiklik yaitu alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna. Banyak senyawa yang mengandung ikatan rangkap yang ditemukan di alam, diantaranya adalah muscalure suatu zat penarik seks dari lalaNeoprena adalah suatu karet sintetik yang dibuat dari polimerisasi kloroprena.

Gambar 2.1 Beberapa contoh senyawa alkena

Untuk mengenal penggolongan senyawa organik lebih lanjut, maka pada bab 2 akan dibagi dalam dua kegiatan belajar yang akan membahas tentang senyawa hidrokarbon alkana dan sikloalkana, alkena dan alkuna.

Setelah mempelajari bab 2 ini mahasiswa diharapkan mencapai tujuan instruksional umum pembelajar yaitu mahasiswa dapat :

menyebutkan penggolongan senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnyamenerapkan prinsip tata nama pada senyawa hidrokarbon menuliskan persamaan reaksi yang dapat terjadi pada senyawa hidrokarbon sederhanamenuliskan reaksi pembuatan senyaw hidrokarbon sederhana menyebutkan beberapa contoh senyawa hidrokarbon yang ada di alam dan terkait

ujuan instruksional umum di atas dijabarkan dalam tujuan isntruksional khusus yang lebih spesifik. Sehingga mahasiswa diharapkan dapat :

membedakan senyawa alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna menyebutkan rumus umum dari alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna mengidentifikasi senyawa alkana dan sikloalkana memberikan penamaan pada senyawa alkana dan sikloalkana menuliskan rumus struktur untuk senyawa alkana dan sikloalkana

sifat senyawa alkana dan sikloalkana menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari alkana

an contoh reaksi pada senyawa alkana menuliskan reaksi pembuatan alkana menyebutkan contoh senyawa alkana dan sikloalkana yang ada di alam menyebutkan kegunaan senyawa alkana dan sikloalkana dalam bidang farmasimenidentifikasi senyawa alkena memberikan penamaan pada senyawa alkena sederhana menuliskan struktur dari senyawa alkena sederhana

neoprena

Pada bab 2 ini kita akan membahas senyawa hidrokarbon alifatik dan alisiklik yaitu alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna. Banyak senyawa yang mengandung ikatan rangkap yang ditemukan di alam, diantaranya adalah muscalure suatu zat penarik seks dari lalat.

Untuk mengenal penggolongan senyawa organik lebih lanjut, maka pada bab 2 akan dibagi dalam dua kegiatan belajar yang akan membahas tentang senyawa hidrokarbon

encapai tujuan instruksional

menyebutkan penggolongan senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnya

senyawa hidrokarbon sederhana

menyebutkan beberapa contoh senyawa hidrokarbon yang ada di alam dan terkait

ional khusus yang

menyebutkan kegunaan senyawa alkana dan sikloalkana dalam bidang farmasi

Kimia Organik

44

15. menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari alkena 16. menuliskan contoh reaksi yang terjadi pada alkena 17. menuliskan reaksi pembuatan senyawa alkena 18. menjelaskan prinsip reaksi alkena berdasarkan aturan markovnikov 19. menyebutkan contoh senyawa alkena dalam bidang kefarmasian dan kegunaanya 20. mengidentifikasi senyawa alkuna 21. memberikan penamaan pada senyawa alkuna sederhana 22. meuliskan struktur dari senyawa alkuna sederhana 23. menjelaskan hubungan struktur dan sifta-sifat dari alkuna 24. menuliskan contoh reaksi yang terjadi pada alkuna 25. menuliskan reaksi pembuatan senyawa alkuna 26. menyebutkan contoh senyawa alkuna dalam bidang kefarmasian dan kegunaannya

Kimia Organik

45

Topik 1 Alkana dan Sikloalkana

Kita telah pelajari sebelumnya di bab 1 bahwa senyawa alkana adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen. Alkana dikatakan jenuh karena dalam strukturnya hanya terdiri dari ikatan tunggal antara C dan H. dua molekul alkana yang paling sederhana yang sudah kita bahas di bab 1 adalah metana dan etana.

Ikatan tunggal antara C – H pada alkana terbentuk karena overlap ikatan σ pada orbital hibridisasi sp3. Metana sebagai molekul alkana yang paling sederhana memiliki bentuk molekul tetrahedra dengan sudut ikatan antara H – C – H adalah 109,50. Etana yang merupakan alkana dengan anggota dua karbon juga mempunyai bentuk tetrahedral dengan sudut ikatan antara H – C – H adalah 1090.

Gambar 2.2 Bentuk struktur tetrahedral dan bola pada metana

Alkana adalah golongan senyawa hidrokarbon alifatik jenuh. Alifatik berasal dari

bahasa yunani aleiphatos yang artinya lemak. Sejak dahulu lemak sudah dikenal sebagai contoh senyawa organik yang mempunyai gugus ester dan hidrokarbon.

Alkana memiliki rumus umum CnH2n+2 atau CnH2n+1- H atau R-H Jika satu atom H hilang, maka rumus molekulnya menjadi CnH2n+1 atau R-, maka gugus baru itu disebut alkil. Pemberian nama untuk senyawa alkana menggunakan akhiran –ana. Penulisan rumus molekul dari alkana dapat menggunakan rumus termampatkan atau rumus ringkas dengan mengabaikan semua ikatannya. Karbon dengan tiga ikatan C – H dapat digambarkan dengan CH3. Apabila ada pengulangan gugus metilena (CH2) dapat disatukan dalam tanda kurung

H

C

H

HH

metana

H

C

H

CH H

H

H

etana

metana

Kimia Organik

46

dengan menggunakan subskrip. Misalnya, pentana dapat dituliskan dengan CH3CH2CH2CH2CH3 atau rumus ringkas menjadi CH3(CH2)3CH3.

Bila pada BAB 1 sudah disebutkan sepuluh alkana pertama dalam deret homolog, berikut ini merupakan dua puluh alkana pertama dalam deret homolog :

Tabel 2.1 Dua Puluh Pertama Alkana Rantai Tidak Bercabang

Nama Rumus molekul Nama Rumus molekul

Metana CH4 Undekana CH3(CH2)9CH3

Etana CH3CH3 Dodekana CH3(CH2)10CH3

Propana CH3CH2CH3 Tridekana CH3(CH2)11CH3

Butana CH3(CH2)2CH3 Tetradekana CH3(CH2)12CH3

Pentana CH3(CH2)3CH3 Pentadekana CH3(CH2)13CH3

Heksana CH3(CH2)4CH3 Heksadekana CH3(CH2)14CH3

Heptana CH3(CH2)5CH3 Heptadekana CH3(CH2)15CH3

Oktana CH3(CH2)6CH3 Oktadekana CH3(CH2)16CH3

Nonana CH3(CH2)7CH3 Nonadekana CH3(CH2)17CH3

Dekana CH3(CH2)8CH3 Eikosana CH3(CH2)18CH3

Suatu alkana yang kehilangan satu hidrogen disebut sebagai alkil. Gugus alkil bukan

merupakan gugus yangstabil sehingga alkil tidak bisa berdiri sendiri. Alkil merupakan suatu substituen dari molekul lain yang lebih besar. Penamaan gugus alkil berdasarkan nama alkananya dimana akhiran –ana pada alkana akan berubah menjai –il. Contohnya gugus alkil dari metana adalah metil, gugus alkil dari heksana adalah heksil.

Beberapa gugus alkil Alkana dengan satu rumus molekul misalnya C4H10 bisa mempunya lebih dari satu

rumus struktur, yaitu bisa membentuk normal butana atau metilpropana. Senyawa ini yang disebut sebagai isomer rantai. C4H10 merupakan alkana terkecil yang dapat membentuk isomer. Semakin banyak atom karbonnya maka semakin banyak isomer yang bisa terbentuk.

H

C

H

CH

H

H

etil

H

C

H

H

metil

C C C

H

H

H

H

H

H

H

propil

Kimia Organik

47

pembahasan tentang isomer sudah kita bahas di Bab 1 Topik 2. Silahkan saudara pelajari kembali apabil ada yang kurang jelas.

Bila alkana merupakan senyawa hidrokarbon jenuh rantai lurus maka sikloalkana

adalah senyawa hidrokarbon yang membentuk cincin (siklik). Sikloalkana memiliki rumus umum (CH2)n. Sikloalkana paling sederhana adalah siklopropana yang merupakan cincin tiga anggota.

Beberapa senyawa sikloalkana sederhana

A. PENAMAAN ATAU NOMENKLATUR

Alkana diberi nama sesuai dengan penamaan dalam deret homolognya. Pemberian nama berdasarkan tata nama IUPAC. Aturan untuk penamaan pada senyawa alkana adalah sebagai berikut : 1. Jika berupa alkana rantai lurus tanpa percabangan, beri nama sesuai dengan jumlah

atom C-nya (lihat Bab 1, Topik 2, bagian tata nama alkana) 2. Jika alkana mempunyai cabang atau rantai samping, maka gunakan langkah-langkah

berikut : 1) tentukan rantai induknya, yaitu rantai terpanjang dalam senyawa tersebut.

Rantai diluar rantai induk dianggap sebagai rantai cabang atau substituen. Jika ada dua rantai terpanjang, pilih rantai terpanjang yang mempunyai substituen terbanyak.

H3CCH2

H2C

CH3

n- butana

H3CCH

CH3

CH3

2- metilpropana

siklopropana siklobutana siklopentana sikloheksana

CH3CH2CH2CH2CH

CH2CH3

CH3

Rantai induk : heptana Substituen : metil Nama : 3-metilheptana

H3C CH CHCH2CH2CH3

CH3 CH2CH3 2-metil-3-etilheksana bukan 3-isopropilheksana

Kimia Organik

48

2) Beri nomor pada rantai induk sedemikian rupa sehingga gugus cabang akan mendapat nomor terkecil. Jika ada rantai samping dengan urutan yang sama dari kedua ujung, perhatikan salah satu ujung yang substiuen keduanya lebih dekat dengan substituent pertama.

3) Kenali rantai samping yang terikat pada induknya dan beri nama sesuai nomor urutnya. Jika terdapat lebih dari satu gugus cabang yang sama maka gugus cabang harus diberi awalan di-untuk dua gugus cabang yang sama, tri-untuk tiga gugus cabang yang sama, tetra-untuk empat gugus cabang yang sama, dan seterusnya.Bila pada rantai induk terdapat lebih dari satu gugus cabang yang tidak sama, maka urutan pemberian nama (dalam bahasa inggris) berdasarkan abjad.

4) tuliskan nama senyawa organik secara lengkap sebagai kata tunggal.

CH3CH2CH CHCH3

CH3

CH3 12

345

CH3CH2CH CHCH3

CH3

CH3 54

31 2

bukan

Nama yang benar adalah : 2,3-dimetilpentana

CH3CH2 CH

CH2CH3

CH2 CH2 CH

CH3

CH

CH2CH3

CH2CH3

123

45679 8

3,7-dietil-4-metilnonana

CH3 C

CH3

CH3

CH2CH2 CHCH2CH3

CH3 2,2,5-trimetilheptana

CH3 C

CH3

CH3

CH2CH2 CCH2CH3

CH2CH3

CH3

2,2,5-trimetil-5-etilheptana

Kimia Organik

49

Pada rantai alkana terdapat empat macam atom karbon berdasarkan posisi terikatanya atom karbon tersebut, yaitu karbon primer apabila atom C tersebut mengikat satu atom C yang lain. Karbon sekunder apabila atom C tersebut mengikat dua atom C yang lain. Karbon tersier apabila karbon tersebut mengikat tiga atom C lain. Karbon kuartener apabila atom C tersebut mengikat empat atom C yang lain.

Untuk tata nama pada senyawa sikloalkana, penamaannya prinsipnya sama seperti

pada senyawa alkana hanya saja untuk rantai induknya diberi awalan siklo-. Rantai induk senyawa alkana ditentukan dari jumlah karbon penyusun cincinnya. Apabila sikloalkana mempunyai subtituen atau rantai samping maka penamaannya diawali dengan nama substituennya diikuti dengan nama rantai induknya.

CH2CH3

etilsiklopentana Dari contoh senyawa sikloalkana diatas terlihat bahwa jumlah karbon pada substituen

atau rantai samping (metil) lebih kecil dibandingkan dengan senyawa sikliknya, sehingga senyawa tersebut merupakan senyawa sikloalkana tersubstitusi alkil. Bagaimana bila sebaliknya ?jika jumlah karbon pada subtituen lebih besar daripada karbon penyusun cincin maka senyawa tesebut merupakan senyawa alkana tersubstitusi sikloalkil.

CH2CH2CH2CH2CH3

1-siklobutilpentana

Bila sikloalkana memiliki lebih dari satu substituen, maka penomoran diberikan sekecil mungkin.

11

222 3

11

1

4

Keterangan : 1 : karbon primer 2 : karbon sekunder 3 : karbon tersier 4 : karbon kuartener

Kimia Organik

50

CH3H3C

1,3-dimetilsiklopentana

NO2H3CH2C

CH3

1-metil-2-nitro-4-etilsikloheksana

CH2CH3

Br

1-bromo-3-etilsikloheksana B. SIFAT-SIFAT ALKANA

Alkana merupakan senyawa nonpolar karena alkana terbentuk melalui ikatan kovalen dari dua atom dengan keelektronegatifan yang hampir sama. Ikatan kovalen nonpolar yang paling umum terbentuk adalah ikatan antara karbon-karbon dan karbon-hidrogen. Alkana dan sikloalkana yang tidak memiliki gugus fungsi seperti senyawa organik lain cenderung kurang reaktif. Karena sifatnya ini maka alkana sering disebut sebagai paraffin yang berasal dari bahasa latin parum affins yang artinya afinitasnya kecil sekali.

Alkana dapat berupa rantai paling sederhana yaitu metana yang terdiri dari satu karbon sampai dengan rantai yang panjang yang terdiri dari puluhan atau bahkan ratusan karbon. Bentuk senyawa alkana dapat berupa padatan, cairan, atau gas. Untuk alkana rantai lurus C1-C4 berbentuk gas pada temperatur kamar, C5-C17 adalah cairan, dan alkana rantai lurus dengan 18 atom C atau lebih adalah zat padat.

Titik didih senyawa dalam deret homolog akan bertambah sekitar 300C untuk tiap gugus metilena (CH2) tambahan, jadi setiap kenaikan bobot molekul dari senyawa alkana maka titik didihnya akan semakin tinggi karena titik didih suatu senyawa tergantung dari energi yang diperlukan oleh molekul-molekul untuk berubah dari fase cair menjadi fase gas.kenaikan titik didih ini tergantung dari gaya tarik van der waals. Makin panjang molekul maka makin besar gaya tarik van der waals.Sebagai contoh butane mempunyai titik didih 00 C, sedangkan pentana memiliki titik didih 360C. Perubahan titik didih juga dipengaruhi oleh percabangan dalam alkana. Adanya percabangan dalam alkana akan terganggunya gaya tarik van der waals sehingga akan menurunkan titik didih.

Alkana bersifat nonpolar, sehingga alkana tidak larut dalam pelarut air. Alkanaakan larut dalam pelarut yang cenderung nonpolar atau sedikit polar misalnya dalam alkana lain, dietil eter atau benzena. Kelarutan ini diperngaruhi oleh gaya tarik van der waals antara pelarut dan zat terlarut. Alkana tidak dapat bercampur dengan air sehingga alkana akan berada di permukaan air. Sebagai contohnya sering kali kita melihat tumpahan minyak di laut yang mengapung di atas permukaan air laut. Ini terjadi karena minyak merupakan senyawa hidrokarbon yang nonpolar.

Alkana yang memiliki afinitas kecil sehingga alkanakurang reaktif dan relatif inert terhadap senyawa lain. Walaupun demikian alkana masih dapat bereaksi dengan beberapa senyawa. Uraian lebih lanjut tentang reaksi yang terjadi pada alkana akan dibahas di bagian berikutnya dari kegiatan belajar 1 ini.

Kimia Organik

51

C. REAKSI-REAKSI PADA ALKANA

Sudah dibahas dibagian B dua contoh reaksi alkana yaitu pembakaran atau oksidasi dan halogenasi, berikut ini kita akan membahas beberapa contoh reaksi lain yang dapat terjadi pada alkana : 1. Oksidasi

Alkana dapat mengalami reaksi pembakaran dengan oksigen. Pada reaksi pembakaran ini akan dihasilkan karbon dioksida dan air, serta melepaskan energi dalam bentuk kalor (panas). Sebagai contoh reaksi pembakaran metana membutuhkan dua molekul O2 yang akan membebaskan energi sebesar 890 kJ/mol.

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + 890 kJ/mol

2. Substitusi H oleh halogen Selain mengalami reaksi pembakaran, alkana juga dapat bereaksi dengan senyawa

halogen. Reaksinya merupakan reaksi subtitusi. Pada temperatur biasa klor dan brom akan dapat mensubstitusi (mengganti) atom-atom hidrogen dari alkana. Berikut ini merupakan contoh reaksi alkana dengan Cl2 yang diradiasi dengan sinar ultraviolet. Dari reaksi ini akan dihasilkan campuran produk yang terdiri dari CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, dan CCl4 CH4 + Cl2cahaya CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 3. Nitrasi

Merupakan reaksi antara alkana dengan asam nitrat yang akan menghasilkan nitri alkana. Reaksi ini berlangsung melalui reaksi substitusi H oleh gugus nitro (penitroan).

CH3-CH3 + HO-NO2 pekatCH3-CH2-NO2 + H2O

3. Pirolisis

Terjadi karena peristiwa dekomposisi termal, dimana suatu molekul besar akan pecah menjadi molekul-molekul kecil karena pemanasan tanpa melibatkan oksigen. Peristiwa pirolisis ini disebut juga sebagai cracking.

4. Sulfonasi

Alkana dapat bereaksi dengan asam sulfat yang akan menghasilkan asam alkanasulfonat. Sulfonasi merupakan reaksi antara suatu senyawa dengan asam sulfat. dalam reaksi terjadi pergantian satu atom H oleh gugus –SO3H. R-H + HO-SO3H R-SO3H + H2O

Kimia Organik

52

D. PEMBUATAN ALKANA Alkana dapat dibuat di laboratorium melalui berbagai cara reaksi, diantaranya adalah:

1. Reduksi alkil halida Alkana dapat diperoleh dari reduksi alkil halida dengan menggunakan reduktor logam,

misalnya logam Zn dan dengan adanya garam atau asam yang dapat menghasilkan hidrogen misalnya HCl. Reaksi juga dapat terjadi dengan reduktor logam Na dan alkohol.

Reaksi umummya : RX + Zn + 2 HCl RH + 2ZnCl2 Contoh : 2CH3CH2CH2Cl + Zn + 2 HCl 2CH3CH2CH3 + 2 ZnCl2

2. Hidrogenasi alkena Merupakan reaksi hidrogenasi suatu alkena dengan H2, reaksi ini menggunakan katalis

Nikel (Ni) atau Platinum (Pt)

CH3CH=CH3 Ni CH3CH2CH3

3. Reaksi wurtz

Merupakan reaksi pembuatan alkana dengan memanaskan alkilhalida dengan logam Na.

CH3Br + CH3Br + 2 Na CH3- CH3 + 2 NaBr

4. Reaksi Grignard Reaksi ini dimulai dengan pembentukan suatu reagensia grignard dari alkilhalida yang

direaksikan dengan Mg dalam eter. Hasil reaksinya berupa RMgX (reagensia Grignard). Kemudian reagensia grignard yang terbentuk direaksikan dengan senyawa yang mengandung gugus H aktif seperti air atau alkohol atau asam, sehingga akan terbentuk sneyawa alkohol

CH3CH2CH2Br + Mg eter CH3CH2CH2MgBr

CH3CH2CH2MgBr + H2O CH3CH2CH3 + Mg(OH)Br

E. SENYAWA ALKANA YANG ADA DI ALAM 1. Gas alam

Komposisi gas alam sebagian besar terdiri dari metana sebesar 60 – 90%. Metana merupakan gas alam yang terbentuk dari penguraian selulosa oleh bakteri, karena seringnya terbentuk di dasar rawa kemudian gas-gas ini timbul ke permukaan sehingga sering disebut

Kimia Organik

53

sebagai gas rawa. Contoh gas alam lainnya adalah etana dan propane. Gas alam dan minyak bumi umumnya terdapat bersamaan.

2. Minyak bumi

Minyak bumi terbentuk karena proses sedimentasi dari sisa tumbuhan dan hewan yang lambat laun akan berubah menjadi hidrokarbon. Perbedaan umur, temperature, dan proses pembentukan mimyak bumi akan menghasilkan bermacam-macam hidrokarbon yang bagian-bagiannya berbeda. Sebagai contoh minyak bumi di Indonesia banyak mengandung senyawa aromatik, di Amerika berisi senyawa hidrokarbon jenuh dan di Rusia berisi senyawa siklis.

Minyak bumi yang diperoleh dari alam ini masih merupakan minyak mentah yang belum dapat dimanfaatkan. Minyak mentah ini merupakan campuran dari senyawa alifatik dan aromatic, termasuk sulfur dan nitrogen. Agar dapat diperoleh senyawa yang bisa dimanfaatkan maka minyak mentah harus melalui proses refining atau pemurnian. Minyak bumi ini merupakan sumber energi yang kita manfaatkan sehari-hari. Contohnya adalah bensin, minyak tanah, avtur, dan sebagainya.

3. Batubara

Batubara terbentuk dari hasil peluruhan tumbuhan oleh bakteri dalam berbagai tekanan. Komposisi batubara dibedakan berdasarkan kadar karbon penyusunnya. Batubara keras atau antrasit mengandung kadar karbon terbesar, kemudian batubara bitumen atau batubara lunak, lignit dan terakhir adalah gambut. Pemanasan batubara tanpa oksigen akan menghasilkan gas batubara dengan komponen utama CH4 dan H2, ter batubara, dan kokas (residu) batubara. Bagian yang digunakan sebagai bahan bakar adalah gas batubara dan kokas. Sedangkan ter barubara merupakan komponen batubara yang kaya akan kandungan senyawa aromatic. Pengolahan minyak bumi sebagai sumber energi lebih murah dan tidak banyak memberikan pencemaran udara dibandingkan batubara sehingga sebagian besar bahan organik disintesis dari minyak organik. Akibatnya cadangan minyak bumi di dunia cepat menyusut.

Minyak bumi dan batubara merupakan sumber energi dari alam yang tidak terbarukan, cadangan minyak bumi dan batubara di alam makin lama akan makin habis. Untuki itu perlu dicari sumber-sumber energi alam lainnya. LATIHAN 1. Urutkan titik didih senyawa berikut ini dari yang paling tinggi ke rendah.

A. CH3CH2CH2CH2CH2CH3 B. CH3CH2CH2CH3 C. CH3CH2CH2CH2CH3

D.

CH3CH CH3

CH3

Kimia Organik

54

2. Beri nama pada struktur berikut ini : A.

CHCH2CH3

CH3 B.

CH2CH2CH2CH2CH CCH3

CH3

CH2CH2CH3

CH3CH3

3. Gambarkan rumus struktur dari senyawa berikut ini A. 4-bromo-1,3-dimetilsikloheksana B. 3-etil-2,4-dimetilheptana

4. Tuliskan reaksi yang terjadi pada alkana berikut ini : a. Nitrasi pada etana b. Sulfonasi dari metana

5. Tuliskan reaksi pembuatan alkana berikut ini “ a. Butena butana b. Bromopentana pentana

Petunjuk Jawaban Latihan 1. Pada senyawa alkana, semakin panjang rantai karbon titik didih akan semakin tinggi

titik didihnya, sedangkan percabangan akan menurunkan titik didih. Jadi urutan titik didih senyawa tersebut adalah A, C, B, dan D

2. A pada senyawa sikloalkana apabila jumlah karbon penyusun gugus siklik lebih

sedikit dibandingkan alkana rantai lurus maka sikloalkana sebagai substituen. Struktur ini memiliki gugus siklopropana dan butana, sehingga yang menjadi induknya adalah butana, siklopropana sebagai substituen diberi nama isopropil dan terikat pada karbon butana nomor 2 sehingga nama senyawa ini adalah : 2-siklopropilbutana

B kenali rantai induknya, yaitu rantai terpanjang, beri nomor dari yang terdekat dengan percabangan, kenali substituen dan letaknya. Berikan nama senyawa tersebut dalam satu kata.

CH2CH2CH2CH2CH CCH3

CH3

CH2CH2CH3

CH3CH3

123

456789

10

4,4,5-trimetildekana

Kimia Organik

55

3. A. tentukan gugus induknya yaitu sikloalkana 6 karbon. Tentukan letak substituen sesuai aturan penomoran

CH3

CH3

Br

B. Tahapan untuk mneyelesaikan soal ini, tuliskan rantai induknya, beri nomor tiap

karbon pada induk, letakkan substituen sesuai nomornya.

CH3CHCH

CH2

CH3

CHCH2CH2CH3

CH3CH3

4. A. nitrasi etana

CH3CH3 + HO-NO2 CH3CH2 – NO2 B. Sulfonasi metana

CH4 + HO-SO3H CH3-SO3H + H2O

5. A. Butena butana Reaksi pembuatan alkana melalui hidrogenasi alkena. CH3CH2CH=CH3

NiCH3CH2CH2CH3 B. Bromopentana pentana

Reaksi pembuatan alkana dengan menggunakan jalur reagensia Grignard CH3(CH2)4Br + Mg eter CH3(CH2)4MgBr + H2O CH3(CH2)3CH3 + Mg(OH)Br

RINGKASAN 1. alkana adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen.

Jenuh artinya dalam strukturnya hanya terdiri dari ikatan tunggal antara C dan H yang terbentuk karena overlap ikatan σ pada orbital hibridisasi sp3. Alkana yang kehilangan satu hidrogen disebut sebagai alkil. Sikloalkana adalah senyawa hidrokarbon yang membentuk cincin (siklik). Alkana dan sikloalkana yang tidak memiliki gugus fungsi seperti senyawa organik lain cenderung kurang reaktif.

2. Sifat senyawa alkana : bentuk senyawa alkana C1-C4 adalah gas pada temperatur kamar, C5-C17 adalah cairan, dan alkana rantai lurus dengan 18 atom C atau lebih adalah zat padat.Titik didih senyawa dalam deret homolog akan bertambah sekitar 300C untuk tiap gugus metilena (CH2) tambahan. Adanya percabangan dalam alkana akanmenurunkan titik didih.Alkana bersifat nonpolar, sehingga alkana tidak larut dalam pelarut air.

Kimia Organik

56

3. Reaksi kimia alkana yaitu oksidasi, halogenasi, nitrasi, pirolisis dan sulfonasi. Alkana dapat dibuat melalui jalur reaksi reduksi alkilhalida, hidrogenasi alkena, reaksi wurtz, dan reaksi Grignard.

4. Contoh sumber alkana dari alam adalah gas alam, minyak bumi, dan batu bara. TES 1 1. Apa penamaan yang tepat untuk senyawa berikut ini :

CH3CH2C CH2CH CH3H3C

CHCH2CH2CH3

CH3 CH3

A. 3,5-dimetil-3-isopropiloktana B. 3,5-dimetil-3-propiloktana C. 3-etil-2,3,5-trimetiloktana D. 6-etil-4,6,7-trimetiloktana

2. Pernyataan berikut ini tentang alkana yang tidak tepat adalah :

A. Merupakan senyawa hidrokarbon jenuh B. Mengalami hibridisasi sp3 dan sp2 C. Rumus umumnya CnH2n+2

D. Reaktivitasnya lebih rendah dibandingkan alkena 3. Diantara nama-nama berikut ini manakah yang tepat ?

A. 5-metilheptana B. Isopropiletana C. 4-etil-2,4-dimetilnonana D. t-butilsiklopropana

4. manakah diantara senyawa alkana berikut ini yang berwujud cairan pada temperatur

kamar : 1) butana 2) heptana 3) eikosana 4) dekana 5) undekana A. 1, 2, dan 3 B. 2, 3, dan 4 C. 2, 4, dan 5 D. 1, 3, dan 5

Kimia Organik

57

5. Manakah pernyataan berikut ini yang sesuai untuk sifat fisika kimia alkana ? A. Semakin panjang rantai alkana maka alkana akan berwujud gas B. Setiap penambahan gugus metilena pada rantai alkana akan meningkatkan titik

didih C. Adanya percabangan akan menaikkan titik didih D. Alkana tidak dapat mengalami oksidasi

6. Manakah penamaan yang tepat untuk senyawa berikut ini :

CCH3

H3CCH3

sec-butilsiklopentana

CH3

CH3

H3C1,3, 4-trimetilsikloheksana

n-propilsikloheksana

CH2CH2CH3

3

2

1

4 C(CH3)3t-butilsiklopentana

A. 1 dan 2 B. 2 dan 3 C. 3 dan 4 D. 1 dan 3

7. Berikut ini pernyataan tentang reaksi oksidasi 1 mol propana, yang tidak tepat adalah :

A. dihasilkan 3 mol CO2 B. melepaskan 4 mol H2O C. dibutuhkan 3 mol O2 D. melepaskan kalor

8. Dari struktur berikut ini berapakah jumlah C sekunder :

A. 2 B. 3 C. 4 D. 5

Kimia Organik

58

9. Komposisi terbesar dari gas alam adalah : A. Metana B. Etana C. Propana D. Butana

10. Alkana dapat dibuat melalui reaksi-reaksi di laboratorium, reaksi yang sesuai adalah

A. Propana dibuat dengan hidrogenasi propena dengan katalis Ni B. Reduksi alkilhalida akan menghasilkan suatu alkana apabila direaksikan dengan

katalis Pt C. Reaksi wurtz dapat terjadi dengan melibatkan logam Zn D. alkiliodida yang dioksidasi dengan HI

Kimia Organik

59

Topik 2 Alkena dan Alkuna

Alkena adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap karbon-karbon. Ikatan rangkap ini terbentuk karena overlap ikatan σ dan ikatan π pada orbital hibridisasi sp2. Ikatan sp2 pada alkena akan membentuk sudut ikatan kira-kira 1200.

Senyawa alkena merupakan senyawa tidak jenuh. Nama lain alkena adalaholefin, dari kata olefiant gas (gas yang membentuk minyak), yaitu nama lain untuk etilena (CH2=CH2). Beberapa alkena rantai pendek biasanya diberi nama dengan nama lazimnya.

H2C CH2

etilena

H2C CH CH3

propilena

H2C C CH3

CH3

isobutilena

Adanya ikatan rangkap pada alkena menyebabkan alkena bersifat tidak jenuh karena jumlah hidrogen pada alkena lebih sedikit dibandingkan alkana dengan jumlah karbon yang sama. Alkena mempunyai rumus umum CnH2n, berbeda dari alkana yang memiliki rumus umum CnH2n+2 satu ikatan rangkap pada alkena terbentuk karena berkurangnya dua atom hidrogen. Jumlah ikatan rangkap pada alkena menunjukkan derajat ketidakjenuhan senyawa alkena tersebut. Jika ada lebih dari satu ikatan rangkap maka jumlah hidrogennya akan makin berkurang. Contohnya bila ada suatu senyawa dengan rumus molekul C8H14 dan diketahui senyawa ini merupakan suatu alkena maka kita bisa menghidung derajat ketidakjenuhan dari alkena tersebut dengan menghitung berkurangnya hidrogen dibandingkan dengan alkananya. Alkana dengan anggota delapan karbon mempunyai rumus molekul C8H18 sehingga alkena yang mempunyai rumus molekul C8H14 menunjukkan berkurangnya empat atom hidrogen dibandingkan alkananya. Setiap ikatan merangkap menunjukkan berkurangnya dua atom hidrogen sehingga senyawa alkena dengan rumus molekul C8H14 menunjukkan derajat ketidakjenuhannya adalah dua jadi senyawa tersebut memiliki dua ikatan rangkap.

Alkuna adalah hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga karbon-karbon. Alkuna paling sederhana adalah asetilena ( C C HH ) suatu nama trivial dari etuna.Dalam alkuna atom karbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga akan mengalami hibridisasi sp. Dalam asetilena ikatan rangkap tiga antar karbonnya membentuk ikatan linier dengan sudut 1800. Rumus umum untuk alkuna adalah CnH2n-2.

A. ISOMER CIS-TRANS PADA ALKENA

Isomer cis-trans adalah suatu senyawa yang mempunyai rumus molekul dan letak ikatan atom-atom penyusunnya sama tetapi berbeda dalam penataanatomnya dalam ruang. Isomer cis-trans akan terjadi apabila satu atom karbon ikatan rangkap mengikat substituen yang berbeda dan ada substituen yang sama pada dua karbon iktan rangkap tersebut.

Kimia Organik

60

misalnya pada 2-butena, masing-masing karbon ikatan rangkapnya akan mengikat hidrogen dan gugus metil. Isomer cis-2-butena terjadi apabila kedua substituen metil berada pada sisi yang sama. Sedangkan trans-2-butena terjadi apabila kedua substituen metil berada pada sisi yang berlawanan.

C C

H3C

H H

CH3

C C

H3C

H CH3

H

cis-2-butena trans-2-butena

Senyawa cis 2-butena dan trans 2-butena merupakan dua senyawa dengan sifat fisik

dan kimia yang berbeda. senyawa trans lebih stabil dibandingkan cis karena pada isomer trans kedua gugus sama letaknya berjauhan sehingga tolakan antar kedua gugus menjadi lebih kecil. Isomer cis-trans dapat terjadi tidak hanya pada butena tetapi juga senyawa alkena lain, syaratnya adalah pada ikatan rangkap mempunyai dua gugus yang identik.

C C

Cl

H H

CH3

C C

Cl

H CH3

H

cis-1-kloro-1-propena trans-1-kloro-1-propena

B. PENAMAAN (NOMENKLATUR)

Penamaan untuk alkena digunakan nama alkana tetapi akhiran –ana pada alkana diganti –ena. Sama seperti pada alkana penamaan untuk alkena langkah pertama yang perlu dilakukan adalah menentukan rantai induknya yang berupa rantai terpanjang. Kemudian tentukan substituent yang terikat pada rantai induknya.

CH2=CH2 CH3CH=CH2

etena propena

a. Bila jumlah ikatan rangkap lebih dari satu, maka diberi akhiran diena untuk dua ikatan rangkap, triena untuk tiga ikatan rangkap. CH2=CHCH=CH2 CH2=CHCH=CHCH=CH2 1,3-butadiena 1,3,5-heksatriena

b. Letak ikatan rangkap dinyatakan dengan memberi nomor awalan untuk menunjukkan posisi ikatan rangkap. Jika pada rantai alkena terdapatb gugus fungsional yang memiliki prioritas tatanama yang lebih tinggi, maka penomoran dimulai dari karbon yangpaling dekat dengan gugus fungsi tersebut. Nomor awalan menunjukkan atom karbon darimana ikatan rangkap itu mulai.

Kimia Organik

61

H2C CH CH2CH2CH CH3OH

5-Heksen-2-ol

C CHH3CCl

CH2 CH3

2-Kloro-2-pentena

HC CHH2C CO

OHH3C

Asam 2-pentenoat

Penamaan untuk sikloalkena hampir sama seperti pada alkena, tetapi sikloalkena tidak memiliki ujung sehingga ikatan rangkap pada sikloalkena akan menempati posisi pada C1 dan C2.

1-metilsikloheksena

Br

3-bromosikloheksena

CH3

3-metil-1,4-dimetilsikloheksadiena

Bila alkana yang menjadi substituen dikenal dengan nama alkil karena kehilangan satu atom hidrogen, alkena yang menjadi substituen dikenal sebagai alkenil. Beberapa gugus alkenil mempunyai nama trivial yang sering digunakan yaitu,

CH2

metilena

H2C CH

vinil

H2C CH CH2

alil

Contohnya :

CH2

metilenasiklopentana

H2C CHCl

vinilklorida

H2C CHCH2 Br

alilbromida

Tatanama pada alkuna pada dasarnya sama seperti alkena. Akhiran –ana pada alkana diganti menjadi –una. Ikatan rangkap tiga mendapatkan nomor posisi pada rantai induknya. Bila ada gugus fungsional yang lebih tinggi prioritasnya maka penomoran dimulai dari ujung yang paling dekat dengan gugus fungsi tersebut.

(CH3)3CC CH

3,3-dimetil-1-butuna

HC C CH2CH2CH2C CH1,6-heptadiuna

CH3CH2CHCOH

CH

1-penten-3-ol

Dalam tatanama trivial alkuna yang paling sederhana adalah asetilena sehingga gugus yang terikat pada ikatan rangkap asetilena dianggap sebagai substituen.

C C CH2CH3H3C

IUPAC : 2-pentunatrivial : etilmetilasetilena

Kimia Organik

62

C. SIFAT FISIK ALKENA DAN ALKUNA Sifat fisik alkena dan alkuna praktis identik dengan alkana padanannya. Alkena suku

rendah akan berbentuk gas, suku tengah berbentuk cair, sedangkan suku tinggi yang mengandung lebih dari 18 atom karbon berbentuk padatan. Seperti halnya alkana, setiap penambahan gugus gugus metilena titik didihnya akan naik sekitar 300. Adanya percabangan dalam alkena atau alkuna akan menurunkan titik didih sama seperti halnya pada alkana. Alkana, alkena, dan alkuna merupakan senyawa nonpolar, tetapi alkena dan alkuna sedikit lebih larut dalam air dibandingkan alkana padanannya.

D. REAKSI-REAKSI ALKENA DAN ALKUNA

Walaupun sifat fisik alkena dan alkuna identik dengan alkana, tetapi sifat kimianya berbeda. karena adanya ikatan rangkap menyebabkan alkena dan alkuna lebih reaktif dibandingkan alkana. 1. Reaksi Adisi Alkena dan alkuna dapat mengalami reaksi adisi. Pada reaksi adisi akan terjadi

penambahan atom pada ikatan rangkap. a. Adisi hidrogen Reaksi alkena dengan H2 dikenal juga dengan nama reaksi hidrogenasi. Pada

reaksi ini melibatkan katalis Pt, Ni, atau Pd.

C C + H HC C

HHNi/Pt

alkena alkana

CH3

CH3

+ H HNi/Pt

CH3

CH3

H

H

1,2-dimetil-1-sikloheksena 1,2-dimetilsikloheksana

Reaksi hidrogenasi juga dapat terjadi pada alkuna

HC C CH3 + 2 H2Pt

CH3CH2CH3

Kimia Organik

63

b. Adisi halogen Reaksi adisi dengan halogen dapat terjadi pada alkena maupun alkuna. Reaksi

adisi dengan halogen dikenal juga dengan nama reaksi halogenasi. Reaksi ini umumnya terjadi pada brom dan klor. Karena fluor akan bereaksi meledak dengan senyawa organik sedangkan iod akan membentuk reaksi yang tidak stabil.

Reaksi adisi halogen dapat digunakan untuk mengidentifikasi golongan senyawa alkena. Suatu larutan bromin (Br2) dalam CCl4 atau CH2Cl2 yang berwarna coklat kemerahan apabila ditambahkan pada suatu larutan yang mengandung senyawa alkena maka warna coklat kemerahan tersebut akan hilang.

HC CHH3C CH3+ Br2

CH2Cl2 HC CH

Br Br

H3C CH3

2-butena merah 2,3-dibromobutana (tidak berwarna)

C CH3C CH3+ 2 Br2

CH2Cl2 C C

Br Br

H3C CH3

2-butuna merah2,2,3,3-tetrabromobutana (tidak berwarna)

Br Br

c. Adisi oleh hidrogen halida (HX) HX akan mengadisi ikatan rangkap pada alkena dan menghasilkan alkil halida.

Begitu juga dengan alkuna akan mengalami reaksi adisi dengan HX seperti pada alkena. Reaksi dengan HX dapat terjadi pada HBr, HCl, maupun HI.

H2C CH2 + HBr CH3CH2Br

etena bromoetana

Pada contoh reaksi diatas karena letak ikatan rangkapnya simetris maka hanya akan terbentuk satu jenis senyawa alkilhalida. Bagaimana dengan reaksi yang terjadi pada propena ? Pada reaksi dengan propena ada dua kemungkinan senyawa alkil halida yang akan terbentuk yaitu 2-bromopropana dan 1-bromopropana. Tetapi pada kenyataannya 1-bromopropana tidak terbentuk. . Pada tahun 1869 seorang ahli kimia dari rusia yaitu Vladimir Markovnikov membuat suatu aturan empiris bahwa adisi HX pada alkena atom H akan menuju pada karbon ikatan rangkap yang mempunyai jumlah hidrogen lebih banyak dan X akan menuju pada karbon yang mempunyai subsitituen lebih banyak.

Kimia Organik

64

HC CH2H3C + H Br HC CH2

Br H

H3C + HC CH2H3C

H Brpropena 2-bromopropena 1-bromopropena

tidak terbentuk

Jika reaksi adisi terjadi pada senyawa dengan ikatan rangkap yang mempunyai substituen yang derajatnya sama, maka yang terbentuk adalah produk campuran. Seperti pada 2-pentena berikutnya. Ikatan rangkap pada 2-pentena masing-masing mengikat satu substituen alkil sehingga akan menghasilkan produk campuran 3-kloropentana dan 2-kloropentana.

CH3CH2CH CHCH3 + HCl CH3CH2C CCH3Cl

H

H

HCH3CH2C CCH3

H

H

Cl

H+

2-pentena 3-kloropentana 2-kloropentana

Adisi hidrogen halida dengan aturan markovnikov ini juga berlaku pada senyawa alkuna.

CH3CH2C CH + CH3CH2C CHBr H

HBr

d. Adisi borana Diborana (B2H6) adalah suatu gas toksik yang dalam dietil eter akan berdisosiasi

menjadi borana BH3. Borana akan bereaksi dengan cepat dan kuantitatif dengan alkena membentuk organoborana (R3B). reaksi adisi borana berlangsung dalam tiga tahap. Pada tiap tahapnya satu gugus alkil ditambahkan pada borana.

H2C CH2+ B

H

HH H3C CH2

BH2

H2C CH2

H3C CH2

BH CH2CH3H2C CH2

H3C CH2

B CH2CH3H2CH3C

2. Oksidasi Alkena dapat mengalami reaksi oksidasi yang akan membentuk senyawa glikol (diol),

epoksida, pemaksapisahan (cleavage), dan oksidasi sempurna membentuk CO2 dan H2O

Kimia Organik

65

a. Oksidasi oleh KMnO4(hidroksilasi) Pembentukan 1,2-diol pada alkena dapat terjadi karena reaksi antara alkena dengan KmnO4

+ KMnO4H2ONaOH

OH

OH

H

HSikloheksena sikloheksan-1,2-diol

b. Pembentukan epoksida Suatu alkena yang direaksikan dengan asam peroksi akan menghasilkan senyawa

epoksida atau oksirana. asam peroksi yang lazim digunakan adalah asam peroksibenzoat (C6H5CO3H) dan asam m-kloroperoksibenzoat.

H2C CH2 +

Cl

COOH

O O

H2C CH2

+

Cl

COH

O

Asam m-kloroperoksibenzoat oksirana asam m-klorobenzoat

c. Pemaksapisahan (cleavage) Oksidasi alkena dengan pemaksapisahan akan menghasilkan produk yang

berbeda, tergantung pada kondisi oksidasi dan struktur alkena. Produk oksidasi pemaksapisahan ditentukan oleh ada tidaknya atom hidrogen yang terikat pada ikatan rangkap (karbon sp2).

Bila tiap karbon alkena tidak mengikat hidrogen makan akan dihasilkan dua molekul keton.

C CCH3

H3C

H3C

CH3

[O]C O

H3C

H3C+ O C

CH3

CH3

Bila karbon alkena mempunyai satu hidrogen, maka produk yang dihasilkan

adalah aldehida atau asam karboksilat

Kimia Organik

66

C CCH3

H

H3C

H

[O]

[O]

C O

H

H3C+ O C

H

CH3

C O

HO

H3C+ O C

OH

CH3

aldehid

asam karboksilat jika pada satu sisi ikatan rangkap alkena tersubsitusi dua alkil, sedangkan sisi

yang lain hanya tersubstitusi satu alkil maka produk yang dihasilkan suatu keton pada sisi yang tersubstitusi dua alkil, dan pada sisi yang hanya tersubstitusi satu alkil akan menghasilkan aldehid atau asam karboksilat.

C CCH3

H

H3C

CH3

[O]

[O]

C O

H

H3C+ O C

CH3

CH3

C O

HO

H3C+ O C

CH3

CH3

aldehid

asam karboksilat

keton

keton

E. PEMBUATAN ALKENA DAN ALKUNA 1. Dehidrasi alkohol (pengambilan / pengeluaran H2O)

Reaksi pembuatan alkena dapat dibuat dengan reaksi eliminasi alkohol dalam asam kuat (H2SO4) atau menggunakan Al2O3.

H3C CH2 CH2 OHH2SO4 pekat

1800CH3C C

HCH2 + H2O

Bila digunakan alkohol sekunder atau primer maka pereaksi yang digunakan adalah H2SO4 encer karena penggunaan H2SO4 pekat akan menghasilkan polimerisasi alkena. Kereaktivan alkohol terhadap reaksi eliminasi adalah sebagai berikut :

Kimia Organik

67

Alkohol primer > alkohol sekunder > alkohol tersier 180 C

2. Eliminasi alkil halida(dehidrohalogenasi) Reaksi eliminasi alkil halida akan menghasilkan alkena dengan menggunakan pereaksi

KOH dalam alkohol dengan pemanasan.

H3C CH2 CH2 Cletanol

H3C CH

CH2 + H2O+ KOH + KCl

3. Cracking (pemecahan) Adalah pemecahan molekul besar menjadi molekul kecil dengan pengaruh tekanan

dan temperature tinggi.

H3C CH3

500 - 7000c

Pt H2C CH2 + H2

4. Pembuatan alkuna

Alkuna dapat juga dibuat dengan menggunakan reaksi eliminasi tetapi dibutuhkan kondisi yang lebih kuat sehingga kadang dijumpai perpindahan ikatan rangkap tiga dari satu posisi rantai ke posisi lain.

Reaksi lain untuk pembuatan alkuna adalah dengan reaksi dehidrohalogenasi alkil dihalida :

H3CHC CH2Cl Cl

+ 2 KOH H3C C CH + 2KCl + 2 H2O

F. SUKU TERPENTING ALKENA DAN ALKUNA 1. CH2=CH2 : etena

Gas yang tidak berwarna dan hampir tidak berbau, terbakar dengan nyala yang terang sehingga digunakan dalam gas lampu, etena juga digunakan untuk memeram buah-buahan, serta sebagai obat anestetik tetapi untuk penggunaan ini sangat berbahaya karena mudah meledak dengan udara. 2. CH≡CH : ase len : etuna : gas karbid

Kegunaan asetilen adalah untuk las, akan menghasilkan panas dengan suhu tinggi (25000-30000C), penerangan, untuk membuat asam cuka, alkohol, benzene dan bahan plastik.

Kimia Organik

68

LATIHAN 1. Tuliskan rumus struktur untuk senyawa berikut ini :

A. Difeniletuna B. 1-etilsiklopentena C. 3-metil-1,5-heksadiuna D. 3-buten-1-ol

2. Apa nama senyawa berikut ini :

A. CH3(CH2)7C CH

B.C C

CH2CH3

HH3C

H

CH2

CH3

C.

C C CH3C CHD.

3. Jelaskan apakah pasangan senyawa dibawah ini yang merupakan isomer geometrik cis-trans atau isomer struktur ?

C CCH2CH2CH3

HH3C

HC C

CH2CH3

HH3CH2C

H

A.

C CCH3

HBrH2C

HC C

CH2CH3

HBr

H

C CCH3

HHOH2C

HC C

H

CH3HOH2C

HC.

B.

Kimia Organik

69

4. Tuliskan persamaan reaksi untuk alkena dan alkuna berikut ini : A. CH3CH=C(CH3)2 dengan H2 B. 2-butuna dengan 2 mol Br2 C. 2-metil-2-pentena dengan proses pemaksapisahan D.

CHCH3 + HI E. Siklopentena dengan KMnO4

5. Tuliskan reaksi pembuatan senyawa berikut ini :

a. Pembuatan 1-pentena dari 1-bromopentena dengan larutan KOH dalam etanol b. Pembuatan 1-butuna dari 1,2-dibromobutana

Petunjuk Jawaban Latihan 1. A. difeniletuna, fenil merupakan suatu cincin aromatik dari benzen yang bila terikat

pada suatu gugus fungsional maka benzen tersebut menjadi substituen dengan nama fenil. Difenil berarti terdapat dua cincin fenil yang terikat pada etuna suatu alkuna dengan dua karbon.

C C

B. 1-etilsiklopentena, induk dari senyawa ini adalah siklopentena yang mempunyai substituen etil pada karbon nomor 1.

CH2CH3

C. 3-metil-1,5-heksadiuna, merupakan senyawa alkadiuna dengan 6 karbon yang

ikatan rangkap tiga ada pada posisi karbon 1 dan 5, dan mempunyai substituen metil pada karbon 3.

HC C CH CH2 C CH

CH3 D. 3-buten-1-ol, merupakan senyawa alkohol dengan rantai karbon anggota 4

dimana gugus fungsi alkohol (-OH) ada pada karbon 1 dan mempunyai ikatan rangkap pada karbon nomor 3 H2C CH CH2 CH2

OH 2. A. suatu senyawa alkuna, mempunyai anggota 10 karbon dengan ikatan rangkap 3

terletak pada karbon 1, 1-dekuna B. senyawa alkena dengan gugus yang sama berada pada posisi berseberangan,

trans-2-pentena C. rantai induknya berupa sikloheksana dengan substituen metil dan metilena, 1-

metil-2-metilenasikloheksana D. senyawa alkuna 5 karbon, ikatan rangkap 3 ada pada posisi 1 dan 3, 1,3-

pentadiuna

Kimia Organik

70

3. A. 2-heksena dan 3-heksena yang letak ikatan rangkap pada karbon yang berbeda, sehingga pasangan alkena ini adalah suaru isomer struktur

B. 1-bromo-2-butena dan 1-bromo-1-butena, pasangan isomer struktur karena letak ikatan rangkapnya berbeda

C. Trans-2-buten-1-ol dan cis-2-buten-1-ol merupakan isomer geometri karena letak gugus yang sama berada pada posisi yang berbeda

4.

HC C CH3

CH3

H3C+ H2 CH3 CH2 CH

CH3

CH3a.

H3C C C CH3+ 2 Br2 H3C C C CH3

Br Br

Br Brb.

c.C C

H3C

CH2CH3

H

H3C

C O

H3C

H3C

+ O C

CH2CH3

H

[O]

[O]

C O

H3C

H3C

+ O C

CH2CH3

OH

d. CHCH3 + HI CH2CH3

I

e. + KMnO4

H2O

NaOH

OH

OH 5.

CH3CH2CH2CH2CH2Br+ KOHetanol

CH3CH2CH2CHCH2 + H2O + KCla.

b. HC C CH2 CH3 + 2 H2O+ 2 KClH2C CHBr Br

CH2 CH3 + 2 KOH

Kimia Organik

71

RINGKASAN 1. Alkena adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap dua karbon-

karbon. Sedangkan alkuna adalah hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga karbon-karbon.

2. Ikatan rangkap pada alkena menyebabkan alkena bersifat tidak jenuh. 3. Rumus umum alkena adalah CnH2n dan alkuna CnH2n-2. 4. Isomer cis-trans akan terjadi apabila satu atom karbon ikatan rangkap mengikat

substituen yang berbeda dan ada substituen yang sama pada dua karbon iktan rangkap tersebut. Penamaan untuk alkena dan alkuna digunakan nama alkana tetapi akhiran –ana pada alkana diganti –ena untuk alkana dan –una untuk alkuna. Karbon pada ikatan rangkap mendapatkan nomor serendah mungkin, kecuali ada gugus fungsi lain yang lebih berprioritas.

5. Sifat fisik alkena dan alkuna praktis identik dengan alkana padanannya, bersifat nonpolar tetapi alkena dan alkuna relatif lebih larut dalam air dibandingkan alkana.

6. Alkena dan alkuna dapat mengalami reaksi adisi dan oksidasi. Reaksi adisi yang dapat terjadi adalah adisi dengan hidrogen, asam halida, halogen, dan borana. Reaksi oksidasi yang terjadi melibatkan KMnO4, pembentukan epoksida (oksirana) dan pemaksapisahan. Pembuatan alkena dan alkuna dapat dilakukan dengan cara eliminasi yaitu dengan alkohol dan alkilhalida.

TES 2

1. Berikut ini nama untuk senyawa CH≡CH yang tepat adalah…

A. etilena B. asetilen C. vinil D. alil

2. Substituen =CH2 diberi nama : A. metilena B. etilena C. vinil D. alil

3. Apa nama IUPAC untuk senyawa berikut ini : (CH3)2C=CHCH3 A. 1,1-dimetil-1-propena B. isopropilpropena C. 2-metil-2-butena D. 2-metil-3-butena

Kimia Organik

72

4. Pernyataan berikut ini yang tidak sesuai untuk senyawa alkena adalah : A. Merupakan senyawa tidak jenuh B. Mempunyai rumus umum CnH2n C. Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam etanol dan benzena D. Mempunyai ikatan rangkap

5. Reaksi hidrogenasi alkena akan menghasilkan senyawa : A. Alkana B. Alkena C. Alkuna D. Alkilhalida

6. Produk oksidasi dengan pemaksapisahan dari 2,3-dimetil-2-butena adalah : A. 2 molekul keton B. Keton dan aldehida C. Aldehida dan asam karboksilat D. Keton dan asam karboksilat

7. 1-butanol yang direaksikan dengan asam sulfat pekat pada suhu 1800 Cakan menghasilkan : A. Asam butanoat B. 2-butanol C. 1-butena D. 1-klorobutana

8. 1-propena bila direaksikan dengan HBr akan menghasilkan senyawa : A. 2-bromopropana B. 1-bromopropana C. 1-propanol D. 1,2-dibromopropana

9. Pembuatan alkena dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut ini, kecuali : A. Dehidrasi alkohol B. Eliminasi alkil halida C. Cracking (pemecahan molekul besar) D. Pembentukan epoksida

Kimia Organik

73

10. Asetilena suatu senyawa alkuna banyak digunakan untuk : A. Obat anastetik B. Pengelasan logam C. Memeram buah D. Pelarut

Kimia Organik

74

Petunjuk Jawaban Tes

Tes1 1. C penamaan berdasarkan rantai terpanjang yang memiliki substituen lebih banyak 2. B hibridisasi pada alkana adalah sp3 karena semua karbonnya mengikat 4 gugus

atom lain 3. C penamaan mengikuti aturan IUPAC 4. D alkana berwujud cairan pada temperatur kamar untuk alkana C5 – C17 5. B setiap penambahan CH2 pada rantai alkana akan menaikkan titik didih sekitar

300C 6. C sesuai penamaan aturan IUPAC untuk senyawa sikloalkana 7. C C3H8 + 5O23 CO2 + 4H2O dibutuhkan 5 mol O2 8. D C sekunder adalah karbon mengikat dua atom C yang lain 9. A 60 – 90 % gas alam terdiri dari metana 10. A alkana dapat dibuat dari alkena yang dihidrogenasi dengan H2 dan katalis Ni Tes 2 1. B. nama trivial dari etuna adalah asetilena 2. A. metilena atau metiliden untuk substituen =CH2 3. C. letak metil dan ikatan rangkap pada C2 dari butena 4. C. alkena senyawa nonpolar tidak larut dalam etanol 5. A. hidrogenasi adalah reaksi adisi dengan H2 yang pada alkena akan menghasilkan

alkana 6. A. 2 molekul keton 7. C. 1-butena, reaksi dehidrasi alkohol 8. A. 2-bromopropana, adisi asam halida yang mengikuti aturan markovnikov 9. D. epoksida merupakan hasil reaksi oksidasi suatu alkena 10. B. asetilena atau gas karbid digunakan untuk pengelasan logam

Kimia Organik

75

Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A.H, 1982, Kimia Organik Jilid 1,

edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, Organic Chemistry,7th edition, California : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, Organic Chemistry, 7th edition, New Jersey : Prentice Hall Inc. Riawan, S, 1990, Kimia Organik, Jakarta : Binarupa Aksara

Kimia Organik

76

BAB III SENYAWA ALKOHOL, ETER, ALKIL HALIDA,

DAN AMINA

Wardiyah, M.Si, Apt

PENDAHULUAN Kita sudah mempelajari tentang senyawa karbon dari golongan hidrokarbon yaitu

alkana, alkena, dan alkuna. Pada bab 3 ini kita akan mempelajari tentang senyawa organik yang mempunyai gugus fungsi yaitu alkohol, eter, alkil halida, dan amina. Untuk memudahkan mempelajari bab 3 ini maka anda harus sudah mempelajari dahulu bab 1 dan bab 2.

Alkohol merupakan ssnyawa organik dengan gugus fungi hidroksil dalam kehidupan sehari-hari alkohol banyak kita jumpai sebagai bahan bakar, pelarut maupun antiseptik, contohnya adalah metanol dan etanol. Eter banyak digunakan sebagai anaestetik misalnya dietil eter. Senyawa amina tersebar luas dalam tumbuhan dan hewan. Banyak dari senyawa amina yang mempunyai aktivitas farmakalogi misalnya norepinefrin. Senyawa organohalogen atau alkil halida banyak ditemukan dalam bahan-bahan organik sintetik sebagai desinfektan, pelarut, atau insektisida.

Untuk memudahkan mempelajari tentang senyawa-senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina maka pada bab 3 ini akan dibagi dalam 3 topik yaitu : Topik 1 : alkohol dan eter Topik2 : alkil halida Topik3 : amina

Setelah mempelajari bab 3 ini mahasiswa diharapkan dapat mencapai tujuan

pembelajaran yaitu : 1. menyebutkan rumus umum dari alkohol, eter, alkil halida, dan amina 2. mengidentifikasi senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 3. memberikan penamaan pada senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 4. menuliskan rumus struktur untuk senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 5. menjelaskan sifat-sifat senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 6. menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari alkohol, eter, alkil halida, dan amina 7. menuliskan contoh reaksi pada senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 8. menuliskan reaksi pembuatan alkohol, eter, alkil halida, dan amina 9. menjelaskan contoh-contoh alkohol, eter, alkil halida, dan amina dalam kehidupan

sehari-hari

Kimia Organik

77

Agar dapat lebih memahami materi kimia organik maka anda harus membaca dan memahami dengan baik materi yang ada kemudian kerjakan latihan-latihan yang ada dan dilanjutkan dengan mengerjakan tes yang ada di bagian akhir tiap topik.

Kimia Organik

78

Topik 1 Alkohol dan Eter

Pada bab 1 kita sudah pelajari tentang alkohol dan eter sebagai isomer gugus fungsi.

Alkohol dan eter memiliki rumus molekul yang sama tetapi struktur dan gugus fungsinya berbeda. gugus fungi adalah pusat kereaktifan dan sifat suatu molekul. Alkohol dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai. Masyarakat awam menyebut alkohol untuk etanol yaitu suatu jenis alkohol dengan dua karbon pada gugus alkilnya. Etanol digunakan sebagai pelarut, desinfektan atau bahkan minuman keras. Alkohol paling sederhana yaitu metanol lebih dikenal sebagai spiritus yang digunakan sebagai bahan bakar. Metanol merupakan bahan yang sangat toksik yang bisa menyebabkan kebutaan bila dikonsumsi dalam jumlah kecil, sedangkan bila dikonsumsi berlebihan metanol akan dapat menyebabkan kematian. Di bidang industri, metanol digunakan sebagai pelarut dan bahan baku pembuatan formaldehid (CH2O) dan asam asetat (CH3COOH). Golongan alkohol lain misalnya 2-propanol digunakan sebagai pembunuh kuman. Alkohol yang digunakan sebagai minuman dibuat dari fermentasi gula yang terkandung dalam biji-bijian seperti jagung, sorgum, dan juga berasal dari buah-buahan seperti anggur. Alkohol untuk tujuan industrial dibuat dari sintetis etilena yang dihidrasi dengan katalis asam kuat.

Gambar 3.1 minuman alkoholik Alkohol memiliki rumus umum CnH2n+1OH atau R-OH, R merupakan lambang dari

senyawa alkil, yaitu hidrokarbon rantai terbuka. Penggolongan alkohol berdasarkan pada adanya gugus hidroksil –OH yang terikat pada atom karbon dengan hibridisasi sp3. Sedangkan –OH yang terikat pada karbon terhibridisasi sp2 disebut sebagai senyawa enol.

C

OH

C C

OH

alkohol enol

Kimia Organik

79

Eter dikenal dalam kehidupan sehari-hari, misalnya dietil eter digunakan sebagai anestetik. Eter adalah golongan senyawa organik yang memiliki rumus umum CnH2n+1 – O – CmH2m+1 atau dilambangkan dengan R – O – R’.

Alkohol dan eter terdiri dari molekul polar. Eter dapat berbentuk rantai terbuka maupun siklik. Untuk eter siklik dengan cincin lima anggota atau lebih, maka sifatnya akan mirip dengan eter rantai terbuka padanannya. Epoksida mengandung cincin eter beranggota tiga, epoksida ini lebih reaktif dibanding eter lainnya karena ukuran cincinnya kecil. Sistem cincin besar dengan satuan berulang –OCH2CH2- disebut eter mahkota yang merupakan pereaksi yang dapat digunakan untuk membantu melarutkan garam anorganik dalam pelarut organik.

O

H2C CH2

epoksida atau oksirana

eter mahkota LATIHAN A. Tata nama 1. Alkohol Berdasarkan kedudukan gugus OH dalam rantai atom C, maka alkohol dibagi atas:

a. alkohol primer yaitu apabila gugus OH terikat pada atom C primer, yaitu atom C yang satuikatannyamengikatsatu atom C lain.

b. alkohol sekunder yaitu apabila gugus OH terikat pada atom C sekunder, yaitu atom C yang telah terikat pada dua buah atom C lain.

c. Alkohol tersier yaitu apabila gugus OH terikat pada atom C tersier, yaitu atom C yang telah diikat oleh tiga atom C lain.

H3C C

OH

H

H H3C C

OH

CH3

H H3C C

OH

CH3

CH3

alkohol primer alkohol sekunder alkohol tersier

Penamaan secara umum untuk alkohol adalah akhir anana pada alkana diganti dengan anol atau diol atau triol dan atom C pada rantai utama diberi nomor sedemikian rupa sehingga gugus OH menempati nomor terkecil. Urutan pemberian nama untuk alkohol mengikuti aturan sebagai berikut :

Kimia Organik

80

1. sebutkan nomor dari atom C tempatterikatnyaguguscabang 2. sebutkan nama dari gugus cabang tersebut 3. sebutkan nomor atom C yang mengikat gugus OH tersebut 4. sebutkan nama rantai utamanya

H3C C

OH

CH2CH3

CH3

12

3 4

2-metil-2-butanol

OH

OH

1,4-sikloheksanadiol atau sikloheksan-1,4-diol

Bila terdapat lebih darisatugugushidroksil, digunakanpenamaandengan awalan di, tri,

dansebagainyasebelumakhirn –ol.

CH3

OH

CHCH2CHCH3

OH

1,4-Pentanadiol atau pentan-1,4-diol

2. Eter Eter rantai terbuka yang sederhana biasanya diberi nama dengan nama trivial

sebagaieteralkil. Bila terdapat lebih dari satu gugus alkoksil (RO-) atau terdapat gugus fungsional yang lebih tinggi prioritasnya penamaannya menggunakan awal analkoksi. contoh :

H3CH2C O CH2CH2CH3

etil propil eter

H3CH2C O CH2CHCH3

OH

3-etoksi-2-propanol

CH3OCH2CH2OCH3

1,2-dimetoksietana

Kimia Organik

81

untuk suatu epoksida, dalam sistem IUPAC disebut oksirana, dengan nomor cincin, oksigen selalu diberi nomor 1.

O

H2C CH2

oksirana

O

H3CHC CHCH2CH3

2-etil-3-metiloksirana

B. SIFAT FISIS ALKOHOL DAN ETER Alkohol dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekul-molekulnya sehingga titik

didih alkohol lebih tinggi daripada titik didih alkil halida atau eter yang bobot molekulnya sebanding. Karena kemampuan membentuk ikatan hidrogen ini maka kelarutan alkohol dibandingkan alkil halida yang sebanding juga lebih besar. Alkohol berbobot molekul rendah larut dalam air, sedangkan alkil halida padanannya tidak larut.

Alkohol R-OH memiliki bagian hidrofob (R-) dan hidrofil (-OH). Bagian hidrokarbon dari suatu alkohol bersifat hidrofob yakni menolak molekul-molekul air. Makin panjang rantai hidrokarbon maka makin rendah kelarutan alkohol dalam air. Bila rantai hidrokarbon cukup panjang, sifat hidrofobnya akan dapat mengalahkan sifat hidrofil (menyukai air) gugus hidrofil.Peningkatan kelarutan sebanding dengan bertambahnya jumlah gugus hidroksil dalam senyawa. Semakin banyak gugus hidroksil maka kelarutannya semakin tinggi.

Eter (R – O – R) tidak mempunya atom hidrogen yang terikat pada oksigen sehingga eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya. Tetapi eter dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air, alkohol, atau fenol. Karena kemampuannya ini maka kelarutan dietil eter dan 1-butanol sebanding, keduanya mempunyai 4 karbon.

C. REAKSI-REAKSI PADA ALKOHOL

1. Reaksi substitusi

dalam larutan asam alkohol dapat mengalami reaksi substitusi : CH3CH2CH2CH2 – OH + H – Br H2

SO4 CH3CH2CH2CH2 – Br + H2O

1-butanol 1-bromobutana (95%) (CH3)3C – OH + H – Cl (CH3)3C – Cl + H2O t-butil alkohol t-butil klorida (88%)

tetapi alkohol tidak mengalami substitusi pada larutan netral atau basa. Karena gugus pergi (leaving group) haruslah basa yang cukup lemah. –OH yang akan menjadi gugus pergi dari suatu alkohol dalam larutan netral atau basa adalah suatu basa kuat karenanya alkohol akan menjadi gugus pergi yang buruk.

Kimia Organik

82

2. Reaksi Eliminasi alkohol akan bereaksi eliminasi dan menghasilkan alkena. Karena air dilepaskan dalam

eliminasi ini maka reaksi ini disebut reaksi dehidrasi.

tersier : (CH3)3COH H2SO4 pekat (CH3)2C=CH2 + H2O 600C sekunder : (CH3)2CHOH H2SO4 pekat CH3C=CH2 + H2O 1000C primer : CH3CH2OH H2SO4 pekat CH2=CH2 + H2O 1800C

3. Reaksi Oksidasi Alkohol alkohol dapat dioksidasi menjadi keton, aldehida atau asam karboksilat O RCH RCH2OH RCO2H Suatu alkohol primer yang dapat dioksidasi menjadi aldehida dan asam karboksilat OH O RCHR [O] RCR

Alkohol sekunder akan dioksidasi menjadi keton sedangkan alkohol tersier tidak dapat dioksidasi.

D. REAKSI PADA ETER Eter bersifat sangat tidak reaktif walaupun eter memiliki gugus fungsional. Sifat eter

ini mirip dengan sifat alkena. Sangat sulit untuk mereaksikan eter dengan reagensia laboratorium melalui mekanisme oksidasi, reduksi, eliminasi atau reaksi dengan basa. Tetapi eter mudah mengalami reaksi auto-oksidasi dan pembakaran. Tetapi bila eter dipanaskan dengan asam, HI atau HBr eter dapat bereaksi substitusi menghasilkan alkohol dan alkil halida. Alkohol dari hasil reaksi substitusi ini dapat bereaksi lebih lanjut dengan HI atau HBI yang akan membentuk alkil halida tambahan.

Kimia Organik

83

CH3CH2OCH2CH3+ HBr CH3CH2Br + CH3CH2OHkalor

HBr

CH3CH2Br

E. PEMBUATAN ALKOHOL Alkohol dapat dibuat dengan beberapa reaksi yaitu reaksi substitusi alkil halida dengan

ion hidroksida, reaksi dengan peraksi grignard, reduksi gugus karbonil, hidrasi alkena dan peragian (fermentasi).

1. Reaksi substitusi alkil halida

Adalah reaksi antara suatu alkil halida dan ion hidroksida. Alkohol primer dapat dibuat dengan cara mereaksikan alkil halida primer yang dipanasi dengan natrium hidroksida dalam air.

CH3CH2CH2CH2Br + OH- CH3CH2CH2CH2OH + Br-kalor

1-bromobutana 1-butanol

2. Reaksi Grignard Alkohol primer, sekunder, dan tersier dapat dibuat dengan menggunakan pereaksi

grignard. Pereaksi grignard merupakan senyawa dengan rumus umum RMgX, dimana R adalah alkil atau aril (cincin aromatik), X adalah halogen. Reaksi pembuatan alkohol dengan pereaksi grignard akan memberikan produk alkohol dengan perpanjangan rantai. Reaksi grignard dapat terjadi pada formaldehid, aldehid, atau keton, dimana reaksi dengan formaldehida menghasilkan alkohol primer, dengan aldehid lain menghasilkan suatu alkohol sekunder, dengan keton menghasilkan suatu alkohol tersier. Reaksi grignard ini terjadi dalam kondisi asam dalam pelarut air.

H H

O RMgX

H2O, H+RCH2OH alkohol primer

R H

OR'MgX

H2O, H+RCHR'

OH

alkohol sekunder

R R'

OR"MgX

H2O, H+ RCR'

OH

R"

alkohol tersier

Kimia Organik

84

Contoh pembuatan alkohol dengan reaksi grignard :

H H

O CH3MgBrH C

CH3

HOMgBr H2O, H+

H CCH3

HOH

+ Mg OHBr

H3C H

O CH3CH2MgBrH3C C

CH2CH3

HOMgBr

H3C CCH2CH3

HOHH2O, H+

Mg OHBr

+

H3C CH3

O CH3CH2MgBrH3C C

CH2CH3

CH3

OMgBrH3C C

CH2CH3

CH3

OHH2O, H+

Mg OHBr

+

formaldehid etanol

etanal 2-butanol

propanon2-metil-2-butanol

3. Reduksi senyawa karbonil

Pembuatan alkohol dapat juga dilakukan dengan reaksi reduksi gugus karbonil. Hidrogen ditambahkan pada gugus karbonil tersebut. Reaksi ini dapat dilakukan dengan reaksi hidrogenasi katalitik atau menggunakan suatu reduktor hidrida logam misalnya natrium borohidrida (NaBH4) atau litium aluminium hidrida (LiAlH4).

OH2 katalis Ni

kalor, tekananOH

siklopentanon siklopentanol

C

O

CH3H3C

NaBH4

H2O, H+CH

OH

CH3H3C

4. Hidrasi alkena Adalah proses pembuatan alkohol dengan pengolahan alkena dengan air dan suatu

asam kuat, yang berperan sebagai katalis. Pada reaksi ini unsur-unsur air (H+ dan OH-) akan

Kimia Organik

85

mengadisi (ditambahkan ke dalam) ikatan rangkap. Karena adanya penambahan unsur air maka reaksi ini disebut juga dengan reaksi hidrasi.

CH3CH CHCH3+ H2O

H+

CH3CH2CH3CH3

OH

2-butena 2-butanol

5. Peragian (Fermentasi) Proses ini biasanya digunakan dalam pembuatan etanol yang digunakan dalam

minuman yang diperoleh dari peragian karbohidrat yang berkataliskan enzyme (fermentasi gula dan pati).

C6H12O6

enzime CH3CH2OH

F. PEMBUATAN ETER 1. Sintesa Williamson

Na-alkanoat + alkil halogen → eter + Na-halogen CH3CH2O - Na + X-CH2CH3 CH3CH2 – O – CH2CH3 + Na-X

2. Dehidrasi alkohol dengan H2SO4 pekat pada temperature 1300C 2CH3 – CH2 – OH H2SO4 CH3CH2 – O – CH2CH3 + H2O 1300C

3. R – X dengan Ag2O kering 2(CH3-CH2Cl) + Ag2O CH3CH2 – O – CH2CH3 + 2AgCl ↓

LATIHAN

1. Tuliskan struktur dari :

A. 3-buten-1-ol B. 2,2-dimetil-1,4-heksanadiol C. diisopropil eter D. 3-metilsikloheksanol E. 1,5-dietoksipentana

2. Tuliskan reaksi yang terjadi pada alkohol berikut ini : A. CH3CH2CH2OH direaksikan dengan HBr B. 2-pentanol direaksikan dalam H2SO4 pekat dan pemanasan

Kimia Organik

86

3. Buatlah alkohol dari sikoheksena dengan menggunakan cara hidrasi alkena ! 4. Tuliskan reaksi antara propanon dengan CH3MgBr ! 5. Tuliskan reaksi substitusi etil propil eter dengan HI dan pemanasan

Petunjuk mengerjakan latihan 1. Struktur dari :

A. 3-buten-1-ol : senyawa ini merupakan golongan alkohol yang mempunyai ikatan rangkap. Rantai induknya terdiri dari empat karbon (dari butana) dengan gugus hidroksil pada karbon nomor satu dan ikatan pada karbon nomor tiga.

CH2=CHCH2CH2OH B. 2,2-dimetil-1,4-heksanadiol : alkohol 6 karbon dengan gugus hidroksil pada posisi

karbon 1 dan 4 serta mempunyai dua substituen metil pada karbon 2

H2C C

CH3

CH3

CH2 OHHC

OH

H2CH3C

C. diisopropil eter : senyawa eter dengan dua isopropil (CH3)2CH – O – CH(CH3)2 D. 3-metilsikloheksanol : senyawa alkohol siklik 6 karbon dengan substituen metil

pada karbon ke-3, gugus hidroksil terletak pada posisi karbon ke-1

OHH3C

E. 1,5-dietoksipentana : terdapat dua gugus etoksi pada posisi 1 dan 5 dari pentana CH3CH2 – O – CH2CH2CH2CH2CH2 – O – CH2CH3

2. Reaksi yang terjadi pada alkohol : A. CH3CH2CH2OH direaksikan dengan HBr, merupakan reaksi substitusi gugus

hidroksil dengan halogen yang terjadi dalam asam kuat dan pemanasan

CH3CH2CH2 OH + H-Br H2SO4

kalor CH3CH2CH2 Br + H2O

B. 2-pentanol direaksikan dalam H2SO4 pekat dan pemanasan, pada reaksi ini akan

terjadi eliminasi gugus hidroksil sehingga akan terbentuk senyawa alkena

CH3CH2CH2CHCH3

OH H2SO4kalor CH3CH2CH CHCH3

3. Alkohol dari sikoheksena dengan menggunakan cara hidrasi alkena diolah dengan air

dan asam kuat.

Kimia Organik

87

+ H2OH+ OH

4. Reaksi antara propanon dengan CH3MgBr, reaksi ini melalui jalur reagensia grignard sehingga akan dihasilkan suatu alkohol tersier.

C

O

H3C CH3 + CH3MgBrH2O

H+

C

OH

CH3

CH3

H3C

5. Substitusi etil propil eter dengan HI dan pemanasan

CH3CH2 O CH2CH2CH3+ HI CH3CH2 I + HO CH2CH2CH3

RINGKASAN

Alkohol merupakan senyawa organik dengan gugus hidroksil terikat pada atom karbon.

Rumus umum alkohol adalah CnH2n+1OH atau R-OH. Eter adalah senyawa organik dengan atom oksigen yang terikat diantara dua alkil,

rumus umum dari eter adalah CnH2n+1 – O – CmH2m+1 atau dilambangkan dengan R – O – R’. Sifat Alkohol titik didihnya lebih tinggi dibandingkan alkil halida atau eter padanannya

karena dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya. Alkohol mudah larut dalam air karena membentuk ikatan hidrogen dengan air. kelarutan alkohol dipengaruhi oleh ukuran gugus alkilnya karena alkohol mempunyai gugus hidrofob ( R) dan hidrofil (-OH).

Eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya tetapi dapat berikatan hidrogen dengan air atau alkohol.

Alkohol dapat mengalami reaksi substitusi dengan halida asam, reaksi eliminasi membentuk alkena dan reaksi oksidasi.

Eter lebih sulit bereaksi, eter dapat mengalami reaksi substitusi dengan HI atau HBr membentuk alkohol dan alkil halida.

Alkohol dapat dibuat dengan reaksi substitusi alkil halida dengan ion hidroksida, reaksi dengan peraksi grignard, reduksi gugus karbonil, hidrasi alkena dan peragian (fermentasi).

Eter dibuat dengan sintesa williamson, reduksi alkohol dengan asam sulfat pekat dan pemanasan, dan reaksi alkil halida dengan Ag2O kering.

TES 1

1. Oksirana adalah ….

A. epoksida B. cincin eter anggota tiga C. etilena oksida D. semua benar

Kimia Organik

88

2. Reduksi senyawa propanon dengan NaBH4 akan menghasilkan : A. propanaldehida B. propanal C. 2-propano D. 1-propanol

3. 1-bromopentana dipanasi dengan menggunakan NaOH dalam air akan menghasilkan : A. 1-pentana B. 1-heksana C. 1-pentanol D. pentanon

4. Formaldehid direaksikan dengan CH3CH2CH2MgBr dalam air dan suasana asam, maka akan dihasilkan : A. 1-propanol B. 1-butanol C. 2-propanol D. 2-butanol

5. CH3CH2Br CH3CH2CH2OH Pernyataan yang tepat untuk menggambarkan reaksi diatas adalah…

A. merupakan reaksi substitusi alkohol dengan alkil halida B. reaksi Grignard dengan menggunakan etanal C. reaksi substitusi eliminasi alkohol D. reaksi Grignard dengan formaldehid

6. Oksidasi alkohol sekunder akan menghasilkan : A. aldehid B. keton C. asam karboksilat D. ester

7. sifat fisik alkohol sesuai adalah… A. Titik didihnya lebih rendah dibandingkan alkil halida padanannya B Titik didihnya lebih rendah dibandingkan eter padanannya C. Semakin panjang gugus R pada alkohol maka kelarutannya semakin rendah D. Bertambahnya gugus hidroksil akan mengurangi kelarutan alkohol

8. pernyataan yang tidak sesuai tentang eter adalah … A. Eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya B. Eter dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air dan alkohol

Kimia Organik

89

C. Eter dapat dengan mudah mengalami reaksi eliminasi D. Dietil eter dan 1-butanol mempunyai kelarutan yang sebanding

9. Pernyataan yang sesuai untuk reaksi eliminasi alkohol adalah …. A. Menghasilkan senyawa alkil halida B. Disebut dengan reaksi dehidrohalogenasi C. Membutuhkan katalis Ni D. Reaksi terjadi dengan asam sulfat pekat dan pemanasan

10. Contoh senyawa alkohol yang banyak digunakan untuk bahan bakar tetapi mempunyai sifat toksik yang cukup kuat, diantaranya dapat menyebabkan kebutaan bila dikonsumsi dalam jumlah kecil dan bila dalam jumlah besar menyebabkan kematian adalah … A. Metanol B. Etanol C. Propanol D. Butanol

Alkil halida disebut juga dengan senyawa organohalogen. Kebanyakan senyawa

organohalogen adalah senyawa sintetik, senyawa ini sangat jarang dijumpai di alam. Organohalogen dikenal sebagai pelarut, insektisida dan bahanorganik. Banyak senyawa organohalogenpenggunaannya harus sangat berhati(CHCl3) yang merupakan bahan pelarutberlebihan. Insektisida (diklorodifeniltrikloroetana atau DDT) yang mengandung organohalogen yang digunakan dalam bidang pertanian dapat menyebabkan kerusakan lingkungan.

Walaupun sebagian besar senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, tetapi

terdapat senyawa organohalogen yang dijumpai di alam contohnya adalah tiroksin suatu penyusun hormon tiroid tiroglobulin digunakan sebagai terapi antijamur.

Contoh lain dari senyawa organohalogen yang digunakan dalam bidang kefarmasian

adalah halotana atau fluothan adalah suatu anestetik inhalasi yang berupa cairan bening tidak berwarna, mudah menguap dan berbau harum.

1,1,1-Atau diklorodifeniltrikloroetana (DDT)

Kimia Organik

90

TOPIK 2 AlkilHalida

Alkil halida disebut juga dengan senyawa organohalogen. Kebanyakan senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, senyawa ini sangat jarang dijumpai di alam.

pelarut, insektisida dan bahan-bahan dalam sintesis senyawa organik. Banyak senyawa organohalogen yang memiliki toksisitas tinggi sehingga penggunaannya harus sangat berhati-hati. Misalnya karbon tetraklorida (CCl4) dan kloroform

han pelarut dapat mengakibatkan kerusakan hati bila dihirup Insektisida (diklorodifeniltrikloroetana atau DDT) yang mengandung

organohalogen yang digunakan dalam bidang pertanian dapat menyebabkan kerusakan

Walaupun sebagian besar senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, tetapi terdapat senyawa organohalogen yang dijumpai di alam contohnya adalah tiroksin suatu penyusun hormon tiroid tiroglobulin dan griseofulvin suatu metabolit dari jamur yang

n sebagai terapi antijamur.

Contoh lain dari senyawa organohalogen yang digunakan dalam bidang kefarmasian adalah suatu anestetik inhalasi yang berupa cairan bening

tidak berwarna, mudah menguap dan berbau harum.

-Trikloro-2,2-bis(4-klorofenil)etana

Atau diklorodifeniltrikloroetana (DDT)

tiroksina

Alkil halida disebut juga dengan senyawa organohalogen. Kebanyakan senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, senyawa ini sangat jarang dijumpai di alam.

bahan dalam sintesis senyawa yang memiliki toksisitas tinggi sehingga

) dan kloroform dapat mengakibatkan kerusakan hati bila dihirup

Insektisida (diklorodifeniltrikloroetana atau DDT) yang mengandung organohalogen yang digunakan dalam bidang pertanian dapat menyebabkan kerusakan

Walaupun sebagian besar senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, tetapi terdapat senyawa organohalogen yang dijumpai di alam contohnya adalah tiroksin suatu

griseofulvin suatu metabolit dari jamur yang

Contoh lain dari senyawa organohalogen yang digunakan dalam bidang kefarmasian adalah suatu anestetik inhalasi yang berupa cairan bening

1,

Suatu contoh senyawa organohalogen lain yang telah disintesis dari alam adalah

Senyawa epibatidin, yaitu senyawaefek 200 kali lebih kuat daripada morfin

A. TATA NAMA Berdasarkan posisi terikatnya halogen pada atom karbonnya, alkil halida dibedakan

menjadi alkil halida primer, sekunder, dan tersier. Alkil halida primer apabila atom halogen terikat pada karbon primer, begitu juga dengan alkil halida sekunder dimana halogen terikat pada karbon sekunder dan untuk tersier atom halogen terikat apda karbon tersier.

H

2

CH3CH2CH2F

fluoropropana

alkil halida primer al

Dalam sistem IUPAC penamaan untuk alkil halida adalah

terlebih dahulu baru diikuti dengan napenyebutan nama diawali dengan nama alkilnya kemudian diikuti dengan nama halidanya.

Kimia Organik

91

BrCl

F

F

F

,1,1-trifluoro-2-bromo-2-kloroetanaatau halotan

Suatu contoh senyawa organohalogen lain yang telah disintesis dari alam adalah senyawa yang diisolasi dari kulit katak Ekuador dan

kali lebih kuat daripada morfin untuk memblokir rasa sakit pada hewan

Berdasarkan posisi terikatnya halogen pada atom karbonnya, alkil halida dibedakan alkil halida primer, sekunder, dan tersier. Alkil halida primer apabila atom halogen

pada karbon primer, begitu juga dengan alkil halida sekunder dimana halogen terikat pada karbon sekunder dan untuk tersier atom halogen terikat apda karbon tersier.

C

Br

CH3

CH3

H3C

t-butil bromidaatau

2-bromo-2-metilpro

CH

I

CH2CH3H3C

2-iodobutana

lkil halida sekunder alkil halida tersier

stem IUPAC penamaan untuk alkil halida adalah gugus halogen disebutkan terlebih dahulu baru diikuti dengan nama alkananya. Sedangkan dalam sipenyebutan nama diawali dengan nama alkilnya kemudian diikuti dengan nama halidanya.

epibatidin

Suatu contoh senyawa organohalogen lain yang telah disintesis dari alam adalah Ekuador dan mempunyai pada hewan.

Berdasarkan posisi terikatnya halogen pada atom karbonnya, alkil halida dibedakan alkil halida primer, sekunder, dan tersier. Alkil halida primer apabila atom halogen

pada karbon primer, begitu juga dengan alkil halida sekunder dimana halogen terikat pada karbon sekunder dan untuk tersier atom halogen terikat apda karbon tersier.

a

opana

r

gugus halogen disebutkan ma alkananya. Sedangkan dalam sistem trivial,

penyebutan nama diawali dengan nama alkilnya kemudian diikuti dengan nama halidanya.

Kimia Organik

92

CH3CH2I

nama IUPAC : iodoetananama trivial : etil iodida

C Cl

Cl

Cl

Cl

nama IUPAC :tetraklorometananama trivial : karbon tetraklorida

Berdasarkan gugus yang mengikat atom halogen, senyawa alkil halida dibedakan atas

tiga macam yaitu alkil halida, aril halida dan halida vinilik. Alkil halida dilambangkan dengan RX adalah senyawa dimana atom halogen terikat pada rantai alkil terbuka, contohnya iodoetana, fluoropropana, dan lain-lain. Aril halida dilambangkan dengan ArX adalah apabila atom halogen terikat pada sebuah karbon dari suatu cincin aromatik, contohnya :

Cl

klorobenzena

CH3

Cl

Cl2,4-diklorometil-benzena

Halida vinilik merupakan senyawa organik dimana atom halogen terikat pada karbon

berikatan rangkap, contohnya : CH2= CHCl kloroetena atau nama trivialnya vinil klorida. Senyawa alkil dihalida yaitu senyawa alkana dengan substituen dua halogen. Pada

senyawa dihalida dibedakan menjadi dua yaitu geminal dan visinal. Geminal dihalida adalah dua atom halogen berikatan dengan atom karbon yang sama. Visinal dihalida adalahdua atom halogen berikatan dengan atom karbon yang bersebelahan.

C C

Br H

HBr

HH C C

Br Br

HH

HH

geminal dihalida visinal dihalida

B. SIFAT FISIK ALKIL HALIDA Sifat fisik dari alkil halida dipengaruh oleh jumlah atom karbon dan atom halogennya.

Peningkatan bobot molekul senyawa alkil halida akan menaikkan titik didih dan titik leburnya. Titik didihnya lebih tinggi dibandingkan alkana padanannya karena bobot molekulnya lebih tinggi. Titik didihnya bertambah tinggi dengan bertambahnya berat atom halogen, contohnya F titik didihnya paling rendah dan I titik didihnya paling tinggi.

Atom halogen yang sama apabila terikat oleh rantai alkil yang berbeda maka bobot jenisnya akan berbeda. Makin panjang rantai alkilnya maka bobot jenisnya akan semakin

Kimia Organik

93

kecil. Kerapatan (densitas) dari alkil halida cair lebih tinggi dibandingkan senyawa organik lain, misalnya air. Sebagai contohnya kloroform CHCl3 akan tenggelam dalam air karena densitasnya lebih besar dibandingkan air.

Alkil halida tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dan tidak larut dalam air. Alkil halida akan larut dalam alkohol, eter, dan pelarut organik lainnya.

C. REAKSI-REAKSI ALKIL HALIDA

1. Reaksi substitusi Alkil halida mempunyai muatan positif parsial pada atom karbon ujungnya. Atom

karbon ujung ini mudah diserang oleh suatu anion yang memiliki pasangan elektron menyendiri pada kulit terluarnya. Adanya karbon dengan muatan positif parsial ini menyebabkan alkil halida mengalami reaksi subsititusi. Dalam reaksi substitusi alkil halida, halida disebut gugus pergi (leaving group). Gugus pergi adalah gugus yang akan digantikan oleh spesi (anion) lain. Ion halida merupakan basa lemah sehingga ion halida berupakan gugus pergi yang baik. Suatu Basa kuat, misalnya OH- bukan gugus pergi yang baik. Urutan reaktifitas ion halida dalam reaksi substitusi adalah sebagai berikut :

RF RCl RBr RI Naiknya reaktifitas Dalam reaksi substitusi alkil halida, ion iodida adalah halida yang paling mudah

digantikan, baru ion bromida dan kemudian klorida. Sedangkan F bukan gugus pergi yang baik karena F merupakan basa yang lebih kuat daripada ion halida lain, dan karena ikatan C-F lebih kuat daripada ikatan C-X lain.

HO- + CH3CH2 – Br CH3CH2 – OH + Br- CH3O

- + CH3CH2CH2 – Cl CH3CH2CH2 – OCH3 + Cl- Reaksi substitusi yang terjadi pada alkil halida melibatkan suatu nukleofil. Spesies yang

menyerang suatu alkil halida dalam suatu reaksi substitusi disebut nukleofil (penyuka nukleus). Dalam persamaan reaksi di atas OH- dan CH3O- adalah nukleofil. Umumnya nukleofil adalah spesi yang akan tertarik ke pusat positif, jadi sebuah nukleofil adalah suatu basa lewis. Kebanyakan nukleofil adalah anion; namun beberapa molekul polar yang netral seperti H2O, CH3OH dan CH3NH2 dapat juga bertindak sebagai nukleofil. Substitusi oleh nukleofilik disebut substitusi nukleofil (SN) atau pergantian nukleofil. Lawan nukleofil ialah elektrofil (pencinta elektron). Elektrofil adalah spesi apa saja yang akan tertarik ke suatu pusat negatif.

Kimia Organik

94

2. Reaksi Eliminasi Reaksi eliminasi dapat terjadi apabila alkil halidad diolah dengan suatu basa kuat.

Reaksi eliminasi ini akan menghasilkan suatu alkena. Reaksi eliminasi alkil halida disebut juga dengan reaksi dehidrohalogenasi karena keluarnya unsure dan X dari dalam alkil halida.

CH3CH2CHBr

CH2

H+ OH- CH3CH2CH CH2 + H2O + Br-

D. PEMBUATAN ALKIL HALIDA 1. dari alkohol dengan HX R-OH + H-X R – X + HOH 2. alkohol + PX3 atau PX5 (X : Cl, Br, I) contoh : a. 3CH3-CH2-OH + PCl3 3 R – Cl + H3PO3 b. CH3 – CH2 – OH + PCl5 R – Cl + POCl3 + HCl 3. adisi alkena dengan HX (hukum Markovnikov’s dan hukum anti Markovnikov’s) R – CH = CH2 + HX R – CH – CH3

X 4. substitusi alkana dengan halogen, dengan katalisator sinar matahari

CH3CH2CH3 + Br2 CH3CH2CH2Br + HBr E. ALKIL HALIDA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Senyawa alkil halida yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai

bahan pelarut contohnya kloroform (CHCl3). Kloroform merupakan bahan yang berbau khas, selain sebagai pelarut kloroform digunakan juga sebagai bahan anestetik. Bahan anestetik lain dari golongan alkil halida adalah halotan.

Alkil halida juga dikenal sebagai bahan pendingin ruangan, nama dagangnya sebagai freon yaitu CF2Cl2 CFCl3. Ada juga alkil halida yang berpolimerisasi yaitu politetrafluoroetena (-CF2=CF2-) dikenal dengan PTFE merupakan bahan yang digunakan sebagai pelapis alat masak yaitu teflon.

LATIHAN 1. Gambarkan struktur dari alkil halida berikut ini :

A. Bromosikloheksana B. Iodometana C. 2-bromo-5-metilheksana D. 1-iodo-2-metilpropana E. 2-kloro-1-etanol

Kimia Organik

95

2. identifikasikan jenis alkil halida berikut ini :

H3C CH CH3Cl

H3C CH2 F (CH3)3C BrI

3. Tentukan hasil reaksi dari substitusi : A. 1-bromopentana dengan OH- B. 1-klorobutana dengan CH3O-

4. metilpropena merupana hasil reaksi eliminasi dari 2-kloro-2-metilpropana dengan suatu basa kuat, jelaskan bagaimana reaksi ini dapat terjadi !

5. tuliskan reaksi pembuatan alkil halida berikut ini :

A. 1-butanol dengan H-Br B. metilsikloheksena dengan HI

Petunjuk mengerjakan latihan 1. A. bromosikloheksana : senyawa sikloheksana dengan substituen bromo

Br

B. iodometana : merupakan senyawa metil halida, halogen yang terikat pada metil CH3I C. 2-bromo-5-metilheksana : rantai induknya heksana, dengan substituen bromo

pada karbon 2 dan metil pada karbon 5

CH3CHCH2CHCH3

Br CH3

D. 1-iodo-2-metilpropana : rantai induknya propana dengan iodo pada karbon 1 dan

metil pada karbon 2

CH3CHCH2

CH3I

E. 2-kloro-1-etanol : senyawa etanol yang mengikat halogen

2. H3C CH CH3

Cl : merupakan senyawa alkil halida sekunder karena Cl terikat pada C sekunder

H3C CH2 F : merupakan alkil halida primer karena F terikat pada C primer

CH2CH2OHCl

Kimia Organik

96

(CH3)3C Br : merupakan alkil halida tersier karena Br terikat pada C tersier

I

: merupakan aril halida karena iodo terikat pada gugus aromatik

3. A. CH3CH2CH2CH2CH2 – Br + OH-CH3CH2CH2CH2CH2 – OH + Br- B. CH3CH2CH2CH2 – Cl + CH3O

- CH3CH2CH2CH2 – OCH3 + Cl-

4. reaksi eliminasi pada alkil halida terjadi dalam basa kuat, unsur H dan halogen keluar dari senyawa alkil halida.

CCl

CH3CH3

H3C + OH- C CH2CH3

H3C + H2O + Cl-

5. A. 1-Butanol dengan HBr

OH + HBr CH3CH2CH2CH2 Br + H2OCH3CH2CH2CH2 B. metilsikloheksena dengan HI

CH3 CH3+ HI

I

H RINGKASAN 1. Alkilhalida disebut juga senyawa organohalogen. 2. Alkilhalida dibedakan menjadi alkilhalida primer, sekunder, dan tersier. 3. Sistem IUPAC untuk penamaan untuk alkilhalida adalah gugus halogen disebutkan

terlebih dahulu baru diikuti dengan nama alkananya. 4. Untuk penamaan sistem trivial, penyebutan nama diawali dengan nama alkilnya

kemudian diikuti dengan namah alidanya. 5. Sifatfisik dari alkilhalida dipengaruh oleh jumlah atom karbon dan atom halogennya.

Peningkatan bobot molekul senyawa alkilhalida akan menaikkan titik didih dan titik leburnya. Makin panjang rantai alkilnya maka bobot jenisnya akan semakin kecil. Alkilhalida tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dan tidak larut dalam air. Alkilhalida akan larut dalam alkohol, eter, dan pelarut organik lainnya.

6. Alkilhalida dapat mengalami reaksi substitusi menghasilkan alkohol dan reaksi eliminasi membentuk alkena.

7. Alkilhalida dapat dibuat melalui reaksi alkohol dengan HX atau PX3, adisialkena dengan HX, dan substitusi alkana dengan halogen.

Kimia Organik

97

TES 2 1. Berikut ini adalah senyawa alkil halida, yang merupakan senyawa halida

sekunderadalah : A. 1-iodo-3-metilbutana B. fluorometana C. ter-butil klorida D. bromosiklopentana

2. Kloroetena termasuk dalam jenis senyawa alkil halida :

A. metil halida B. aril halida C. alkilhalida D. halida vinilik

3. manakah diantara senyawa alkilhalida berikut ini yang paling tinggi titik didihnya ?

A. CH3I B. CH3Br C. CH3Cl D. CH3F

4. Manakah diantara pernyataan berikut ini yang tidak sesuai untuk menyatakan sifat

fisik dari alkil halida : A. Peningkatan bobot molekul senyawa alkilhalida akan menaikkan titik didih dan

titik leburnya B. Titik didihnya lebih rendah dibandingkan alkana padanannya karena bobot

molekulnya lebih tinggi C. Titik didihnya menurun dengan bertambahnya berat atom halogen D. Makin panjang rantai alkilnya maka bobot jenisnya akan semakin besar

5. Apa nama IUPAC dari alkil halida berikut ini :

ClCl

OH A. 1,1-dikloro-2-sikloheksanol B. 2,2-diklorosikloheksanol C. 1,1,2-diklorosikloheksanol D. 1,1-dikloro-2-sikloheksandiol

6. 1-metilsikloheksanol apabila direaksikan dengan HCl akan menghasilkan :

A. 1-metilsikloheksana B. 1-metilsikloheksena

Kimia Organik

98

C. 1-metil-1-klorosikloheksana D. Metilenasikloheksana

7. Reaksi 2-metil-2-pentena dengan HBr mengikuti aturan markovnikov akan

menghasilkan : A. 2-bromo-2-metilpentana B. 2-bromo-2-metilpentena C. 3-bromo-3-metilpentana D. 2-bromo-2-metilpentanol

8. reaksi antara propil klorida dengan basa kuat dalam air akan menghasilkan

A. 1-propanol B. 2-propanol C. Propena D. kloropropana

9. Tetrafluoroetena merupakan monomer dari polimer alkil halida yang banyak digunakan sebagai bahan pelapis alat masak anti lengket, bagaimana rumus struktur tetrafluoroetena tersebut ? A. F2C=CF2

B. CF4 C. CHCF3 D. CH2CF2

10. Senyawa alkil halida yang berbau khas, digunakan sebagai anestetik dan bersifat

mudah terbakar adalah : A. CH3Cl B. CH2Cl2

C. CHCl3 D. CCl4

Amina adalah senyawa organik mengandung atom-atom nitrogen trivalenDalam bidang farmasi amina banyak dikenal sebagai senyawa yang mempunyai aksi farmakologi.Berdasarkan posisi ikatannya amina secara umum dikelompokkan dalam tiga jenis yaitu RNH2, R2NH atau R3

banyak amina yang mempunyai keaktivan faali, misalnya norepinafrina dan epinafrina (adrenalina).

A. KLASIFIKASI DAN TATA Berdasarkan gugus tempat terikatnya amina, maka amina dapat dikelompokkan dalam

alkilamina dan arilamina. Amina diklterikat pada nitrogen yaitu amina primer (R(R3N). Amina primer bila satu C terikat pada nitrogen contohnya Amina sekunder bila dua C terikat pada tiga C terikat pada nitrogen, contohnya

Amina primer adalah senyawa amina dimana nitrogen hanya mengikat satu gugus alkil atau aril.

N

H

HR contoh

s

Amina sekunder adalah senyawa amina dimana dua gugus alkil atau aril terikat pada atom nitrogen.

N

R

HR contoh

Kimia Organik

99

TOPIK 3 Amina

Amina adalah senyawa organik yang merupakan turunan dari ammonia, amina

atom nitrogen trivalen, yang terikat pada satu atom karbon Dalam bidang farmasi amina banyak dikenal sebagai senyawa yang mempunyai aksi farmakologi.Berdasarkan posisi ikatannya amina secara umum dikelompokkan dalam tiga

3N. Amina tersebar luas dalam tumbuhan dan hewan, dabanyak amina yang mempunyai keaktivan faali, misalnya norepinafrina dan epinafrina

KLASIFIKASI DAN TATA NAMA

Berdasarkan gugus tempat terikatnya amina, maka amina dapat dikelompokkan dalam alkilamina dan arilamina. Amina diklasifikasikan berdasarkan jumlah sunstituen organik yang terikat pada nitrogen yaitu amina primer (R-NH2), amina sekunder (R2NH), dan amina tersier

la satu C terikat pada nitrogen contohnya CH3NH2 bila dua C terikat pada nitrogen, contohnya C6H5NHCH3. Amina tersier bi

tiga C terikat pada nitrogen, contohnya (CH3CH2)3N. Amina primer adalah senyawa amina dimana nitrogen hanya mengikat satu gugus alkil

NH2

sikloheksilamina

Amina sekunder adalah senyawa amina dimana dua gugus alkil atau aril terikat pada

NHH3C

CH2CH3

etil metil amina

Adrenalin (epinefrin)

merupakan turunan dari ammonia, amina , yang terikat pada satu atom karbon atau lebih.

Dalam bidang farmasi amina banyak dikenal sebagai senyawa yang mempunyai aksi farmakologi.Berdasarkan posisi ikatannya amina secara umum dikelompokkan dalam tiga

N. Amina tersebar luas dalam tumbuhan dan hewan, dan banyak amina yang mempunyai keaktivan faali, misalnya norepinafrina dan epinafrina

Berdasarkan gugus tempat terikatnya amina, maka amina dapat dikelompokkan dalam asifikasikan berdasarkan jumlah sunstituen organik yang

NH), dan amina tersier (metilamina),

Amina tersier bila

Amina primer adalah senyawa amina dimana nitrogen hanya mengikat satu gugus alkil

Amina sekunder adalah senyawa amina dimana dua gugus alkil atau aril terikat pada

Kimia Organik

100

Amina tersier terbentuk apabila pada atom nitrogen terikat 3 gugus alkil atau aril.

N

R

RR contoh NCH3

H3C CH2CH3

etil dimetil amina

Perhatikan contoh berikut ini :

CCH3

CH3OHH3C C

CH3

CH3NH2H3C

t-butil alkoholalkohol tersier

t-butilaminaamina primer

Perhatikan dua contoh di atas, walaupun posisi gugus –OH dan –NH2 terikat pada jenis karbon yang sama tetapi klasifikasi kedua molekul tersebut berbeda. pada klasifikasi alkohol dan juga alkil halida berdasarkan pada jumlah gugus yang terikat pada karbon yang mengikat gugus hidroksil atau halida. Sedangkan pada amina klasifikasinya berdasarkan jumlah gugus alkil atau aril yang terikat pada atom nitrogen.

Suatu nitrogen amina dapat memiliki empat gugus yang terikat padanya, dalam hal ini nitrogen merupakan bagian dari suatu ion positif. Jika satu atau lebih yang terikat pada N adalah H maka senyawanya disebut garam amina. Jika yang terikat keempatnya adalah alkyl atau aril tanpa ada H pada N maka senyawanya disebut garam ammonium kuartener.

Contoh : (CH3)2NH2

+ Cl- (CH3)4N+ Cl- dimetilamonium klorida tetrametilamonium garam dari suatu amina sekunder garam ammonium kuartener

Penamaan untuk amina mengikuti aturan sebagai berikut : 1. Amina sederhana diberi nama berdasarkan system gugus fungsioanal. Gugus alkil atau

aril disebut lebih dahulu kemudian ditambahkan akhiran amina. CH3CH2CH2CH2NH2 (CH3)2CHNH butilamina diisopropilamina 2. Untuk senyawa yang mempunyai dua gugus amina diberi nama dengan akhiran

diamina dari alkana induknya dengan pemberian angka yang sesuai. H2NCH2CH2CH2NH2 1,3-propanadiamina 3. Untuk amina yang mempunyai substituen yang sejenis maka penamaannya dengan

memberi awalan di- atau tri- pada senyawa alkil yang diikuti dengan amina.

NCH3

H3C CH3

trimetilamina

NH

difenilamina

Kimia Organik

101

4. Untuk amina sekunder dan tersier yang mempunya substituen lebih dari satu, maka gugus alkil terbesar dianggap sebagai induk. Gugus alkil tambahan dinyatakan sebagai awalan N-alkil.

NCH3

H3C CH2CH2CH3

N,N-dimetilpropilamina

NH

H3C CHCH2CH3CH3

N-metil-2-butilamina 5. Amina yang memiliki gugus fungsi lebih dari satu dan memiliki prioritas tata nama

yang lebih tinggi maka –NH2diberi nama menjadi amino.

CO2H

NH2

Asam 3-aminobenzoat

CH3CH2CH2CHCH2OH

2-amino-1-pentanol

NH2

C. SIFAT FISIS AMINA

Amina dapat membentuk ikatan hidrogen antara atom nitrogen dari amina dengan

hidrogen dari air, amina primer, dan amina sekunder. Tetapi ikatan hidrogen antara N dengan H ini lebih lemah dibandingkan ikatan hidrogen O dengan H karena N kurang elektronegatif dibandingkan N sehingga ikatan NH menjadi kurang polar.

Amina primer, sekunder, dan tersier yang berbobot molekul rendah mudah larut dalam air. Karena adanya pasangan elektron bebas dari N yang dapat berikatan dengan hidrogen dalam air. Tetapi untuk amina dengan bobot molekul besar kelarutannya akan makin berkurang karena semakin bertambahnya gugus hidrofob yaitu gugus alkil. Urutan kelarutan amina primer, sekunder, dan tersier adalah amina primer > amina sekunder > amina tersier. Karena pada amina primer mempunyai kemampuan membentuk ikatan hidrogen lebih banyak dibandingkan sekunder dan tersier. Amina primer mempunyai 2 hidrogen dan pasangan elektron bebas dari nitrogen, amina sekunder mempunyai 2 hidrogen dan pasangan elektron bebas dari nitrogen, sedangkan amina tersier hanya mempunyai pasangan elektron bebas dari nitrogen.

N

H

H3C

CH3

H O

H

O H

H

Kimia Organik

102

D. REAKSI PADA AMINA 1. Reaksi asam basa amina

Amina dapat beraksi dengan asam membentuk suatu garam alkil amonium halida.

NCH3

HCH3

+ H+ Cl- N+CH3

HCH3

HCl-

dimetil amina garam dimetil amonium klorida

Amina dalam larutan air akan bersifat basa lemah karena akan menerima sebuah proton dari air, reaksi ini bersifat reversibel.

NH3CCH3

CH3+ H OH N+ + OH-H3C

CH3

CH3

H

E. PEMBUATAN AMINA 1. Sintesis dengan reaksi substitusi

Amina atau ammonia dapat bertindak sebagai suatu nukleofil dalam suatu reaksi substitusi dengan suatu alkIl halida karena amina atau ammonia mempunyai pasangan elektron menyendiri. H3N + CH3 – CH2 – Br H3N+ - CH2 – CH3 Br – amonia bromoetana etilamoniumbromida suatu garam amina Pengolahan dengan basa : CH3CH2NH3

+ Br - + OH CH3CH2NH2 + H2O + Br – Etilamina

Pada sintesis dengan cara ini seringkali diperoleh hasil yang berupa campuran mono, di-,dan trialkil-amina serta garam ammonium kartener dari suatu reaksi antara ammonia dan suatu alkil halida. NH3

RX RNH2RX R2NH RX R3N RX R4N+ X-

2. sintesis dengan reduksi

a. reduksi senyawa nitro aromatik menjadi arilamina

NO2H3C

Fe, HClOH-

NH2H3C

Kimia Organik

103

b. Nitril akan mengalami reduksi LiAlH4 untuk menghasilkan amina primer dengan tipe RCH2NH2 dengan rendemen sekitar 70 %. Nitril diperoleh dari alkIl halidA; oleh karena itu suatu sintesis nitril adalah suatu teknik memperpanjang suatu rantai karbon maupun pembuatan suatu amina.

(CH3)2CHCH2Br (CH3)2CHCH2CN (CH3)2CHCH2CH2NH2

1-bromo-2-metilpropana 3-metilbutananitril (3-metil-1-butil)amina LATIHAN 1. Amina dan alkohol digolongkan dalam senyawa primer, sekunder, dan tersier. Apa

yang membedakan penggolongan kedua senyawa tersebut ? 2. Amina dibedakan menjadi alkil amina dan aril amina, berikan contoh kedua senyawa

tersebut. 3. Diantara amina primer, sekunder, dan tersier bagaimana sifat kelarutan ? 4. Jelaskan sifat basa dari amina ! 5. Gambarkan struktur dari senyawa berikut ini :

A. 3-amino-2-butanon B. N,N-difenil-propilamina C. Trimetilamina D. 1,3-pentanadiamina

Petunjuk mengerjakan latihan 1. Pada amina dasar penggolongannya adalah berdasarkan jumlah gugus alkil atau aril

yang terikat pada amina. Sedangkan pada alkohol penggolongannya berdasarkan letak gugus hidroksil pada karbon ujung.

2. Alkil amina yaitu amina yang mengikat gugus alkil, sedangkan aril amina adalah amina yang mengikat gugus aromatik.

CH3CH2CH2Br : bromo propana (alkil amina) 3. Urutan kelarutan amina primer, skeunder, dan tersier adalah amina primer > amina

sekunder > amina tersier. Karena pada amina primer mempunyai kemampuan membentuk ikatan hidrogen lebih banyak dibandingkan sekunder dan tersier

CN- - Br-

(1) LiAlH4 (2) H2O, H+

Br

bromobenzena (aril amina)

Kimia Organik

104

4. Amina dalam larutan air akan bersifat basa lemah karena akan menerima sebuah proton dari air, reaksi ini bersifat reversibel.

5. 5. A. 3-amino-2-butanon, senyawa amina yang terikat pada senyawa keton

CH3CHCCH3

O

NH2 B. N,N-difenil-propilamina, amina tersier dengan 2 substituen fenil dan 1 propil

N

(CH2)2CH3 C. Trimetilamina, amina tersier dengan 3 substituen yang sama (metil)

N CH3CH3

H3C

D. 1,3-pentanadiamina, senyawa diamina yang terikat pada karbon 1 dan 3 dari

pentana

CH3CH2CHCH2CH2

NH2

NH2

RINGKASAN Amina adalah senyawa organik mengandung atom-atom nitrogen trivalen, yang

terikat pada satu atom karbon atau lebih. Amina diklasifikasikan dalam amina primer, sekunder, dan tersier berdasarkan jumlah substituen yang terikat pada nitrogen. Penamaan amina berdasarkan pada gugus fungsi amina, diawali nama alkil atau aril diikuti nama amina. Bila ada gugus yang lebih berprioritas maka amina diberi nama menjadi amino. Amina dapat membentuk ikatan hidrogen antara atom nitrogen dari amina dengan hidrogen dari air, amina primer, dan amina sekunder. Amina primer, sekunder, dan tersier yang berbobot molekul rendah mudah larut dalam air. Urutan kelarutan amina primer, sekunder, dan tersier adalah amina primer > amina sekunder > amina tersier. Amina dapat beraksi dengan asam membentuk suatu garam alkil amonium halida.

Amina dalam larutan air akan bersifat basa lemah karena akan menerima sebuah proton dari air. Amina dapat dibuat melalui reaksi substitusi maupun reduksi.

Kimia Organik

105

TES 3 1. Penggolongan amina berdasarkan pada :

A. Jumlahsubstituenalkilatau aril yang terikat pada Nitrogen B. Jumlah Nitrogen yang mengikatalkil C. Jumlah atom H yang terikat pada nitrogen D. Jenis atom karbon yang mengikat nitrogen

2. Unsur-unsur penyusun senyawa amina adalah

A. Nitrogen, hidrogen, karbon B. Karbon, nitrogen, oksigen C. Oksigen, nitrogen, hidrogen D. Nitrogen dan hidrogen

3. Yang merupakan contoh senyawa aril amina adalah :

A. Sikloheksilamina B. Etilmetilamina C. Dietilamina D. Difenilamina

4. Contoh senyawa amina tersier adalah

A. t-butilamina B. dimetilpropilamina C. N,N-dietilamina D. 1,2-etildiamina

5. Diantara amina berikut ini manakah yang kelarutannya paling rendah :

A. Metilamina B. Dimetilamina C. Trimetilamina D. Etildiamina

6. Manakah yang kelarutannya paling besar diantara senyawa amina berikut ini :

A. Metilamina B. Etilamina C. Propilamina D. Butilamina

7. Apakah nama IUPAC yang tepat dari rumus molekul berikut ini (CH3CH2)2NCH2CH2CH3

A. Dietilpropilamina B. Etilpropilamina

Kimia Organik

106

C. Propiletilamina D. N,N-dietilpropilamina

8. Apakah nama yang tepat untuk senyawa berikut ini :

CH2CH2CH2CCH3H2NO

A. 5-amino-2-pentanon B. 5-amina-2-pentanon C. 1-amino-4-pentanon D. 1-amina-4-pentanon

9. 1-bromo-2-metilpropana apabila direaksikan dengan suatu nitril akan diperoleh :

A. 2-metil-propilamina B. 3-metil-1-butilamina C. 3-metil-1-propilamina D. 2-metil-1-butilamina

10. Berikut ini contoh senyawa amina yang mempunyai keaktifan faali yang digunakan

dalam bidang farmasi : A. Karbontetrafluorida B. Kloroform C. Iodoform D. adrenalin

Kimia Organik

107

Kunci Jawaban Tes TES 1 1. D 2. C 3. C 4. B 5. D 6. B 7. C 8. C 9. D 10. A TES 2 1. D, bromo terikat pada C sekunder 2. D, kloro terikat pada gugus vinil (etena) 3. A, karena I memiliki bobot molekul paling tinggi dibandingkan halogen lain 4. A, kenaikan titik didih berbanding lurus dengan kenaikan bobot molekul 5. B, penomoran dimulai dari gugus hidroksil, sehingga –OH pada C nomor 1 dan Cl

pada C nomor 2 6. C, merupakan reaksi substitusi gugus –OH dari alkohol dengan klorida 7. A, bromo akan terikat pada karbon ikatan rangkap yang jumlah hidrogennya paling

sedikit (karbon 2) 8. C, reaksi propil bromida dengan basa kuat dan air akan menyebabkan eliminas

sehingga terbentuk alkena 9. A, senyawa etena dengan substituen 4 halogen (F) 10. C, metil triklorida TES 3 1. A 2. A 3. D 4. B 5. C 6. A 7. D 8. A 9. B 10. D

Kimia Organik

108

Daftar Pustaka

Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A.H, 1982, Kimia Organik Jilid 1, edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan

McMurry, J., 2007, Organic Chemistry,7th edition, California : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, Organic Chemistry, 7th edition, New Jersey : Prentice Hall Inc. Riawan, S, 1990, Kimia Organik, Jakarta : Binarupa Aksara

SENYAWA ORGANIK DENG

PENDAHULUAN

Pada bab sebelumnya telah kita pelajari tentang beberapa senyawa organik dengan

gugus fungsional. Selanjutnya kita akan mempelajari senyawa organik dengan gugus karbonil pada Bab 4. Senyawa organik mempunyi gugus karbonil adalah golongan aldehid, keton, daasam karboksilat dan turunannya. Untuk lebih memahami tentang senyawa dengan gugus fungsi karbonil ini maka akan kita bahas dalam dua topikyaitu tentang aldehid dan keton, Topik 2 membahas tentang asam karboksilat dan turunannya.

Senyawa organik dengan gugus karbonil banyak kita temukan dalam kehidupan seharihari. Contohnya adalah asam sitrat yang banyak ditemukan dalam buah lemon.

Senyawa organik lain yang banyak digunakan dalam bidang kefarmasian adalah

parasetamol atau asetaminofen yaitu suatu senyawa golongan amida yang merupakan turunan asam karboksilat dan masih banyak contoh senyawa karbonil lainnya.

Beberapa contoh senyawa karbonil

Gambar 4.1 Asam sitrat yang diperoleh dari lemon

C

O

OHH3C

Asam asetat H

(asam cuka)

Reti

Kimia Organik

109

BAB IV SENYAWA ORGANIK DENGAN GUGUS KARBONIL

Wardiyah, M.Si, Apt

Pada bab sebelumnya telah kita pelajari tentang beberapa senyawa organik dengan gugus fungsional. Selanjutnya kita akan mempelajari senyawa organik dengan gugus karbonil

ab 4. Senyawa organik mempunyi gugus karbonil adalah golongan aldehid, keton, daasam karboksilat dan turunannya. Untuk lebih memahami tentang senyawa dengan gugus fungsi karbonil ini maka akan kita bahas dalam dua topikyaitu Topik 1 yang membahas

opik 2 membahas tentang asam karboksilat dan turunannya. enyawa organik dengan gugus karbonil banyak kita temukan dalam kehidupan sehari

hari. Contohnya adalah asam sitrat yang banyak ditemukan dalam buah lemon.

Senyawa organik lain yang banyak digunakan dalam bidang kefarmasian adalah parasetamol atau asetaminofen yaitu suatu senyawa golongan amida yang merupakan turunan asam karboksilat dan masih banyak contoh senyawa karbonil lainnya.

Beberapa contoh senyawa karbonil

Gambar 4.1 Asam sitrat yang diperoleh dari lemon

HO

NC

H

O

CH3

Asetaminofen

CO OH

OC

O

CH3

Asam asetil salisilat

CO

O

CO

OH2C

CH2

(

)n

Dakron

(analgesik, antipiretik)(analgesik, antipiretik)

(suatu polimer sintetik)

O

H

inal

AN GUGUS KARBONIL

Pada bab sebelumnya telah kita pelajari tentang beberapa senyawa organik dengan gugus fungsional. Selanjutnya kita akan mempelajari senyawa organik dengan gugus karbonil

ab 4. Senyawa organik mempunyi gugus karbonil adalah golongan aldehid, keton, dan asam karboksilat dan turunannya. Untuk lebih memahami tentang senyawa dengan gugus

opik 1 yang membahas opik 2 membahas tentang asam karboksilat dan turunannya.

enyawa organik dengan gugus karbonil banyak kita temukan dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya adalah asam sitrat yang banyak ditemukan dalam buah lemon.

Senyawa organik lain yang banyak digunakan dalam bidang kefarmasian adalah parasetamol atau asetaminofen yaitu suatu senyawa golongan amida yang merupakan

Kimia Organik

110

Bab ini membagi tiap pokok bahasan dalam beberapa sub topik yang meliputi definisi, tata nama, sifat fisik, reaksi-reaksi yang dapat terjadi, reaksi pembuatan dan aplikasi atau penggunaan senyawa dalam kehidupan sehari-hari. Setelah mempelajari bab ini, maka anda diharapkan dapat : 1. Menjelaskan pengertian senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 2. Mengidentifikasi beberapa turunan senyawa asam karboksilat. 3. menyebutkan rumus umum dari aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 4. memberikan penamaan pada senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan

turunannya 5. menuliskan rumus struktur untuk senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan

turunannya 6. menjelaskan sifat-sifat senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 7. menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari aldehid, keton, asam karboksilat

dan turunannya 8. menuliskan contoh reaksi pada senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan

turunannya 9. menuliskan reaksi pembuatan aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 10. menyebutkan contoh senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya

bab ini dilengkapi dengan uraian materi, latihan, ringkasan, dan tes untuk tiap pokok

bahasan. Agar anda dapat memahami dengan baik maka lakukan langkah-langkah berikut : 1. Baca dengan seksama dan pahami tiap pokok bahasan dalam masing-masing topik.

Karena tiap bagian umumnya saling terkait, maka apabila ada bagian dari topiksebelumnya yang belum dipahami pelajari kembali.

2. Kerjakan latihan soal yang diberikan pada setiap topik, baca petunjuk mengerjakan latihan dengan baik.

3. Baca kembali ringkasan materi tiap topik 4. Ukur kemampuan pemahaman anda pada tiap topikdengan mengerjakan tes. Apabila

hasil tes masih belum memenuhi target pencapaian belajar minimal, ulangi untuk membaca materi kembali.

Aldehida dan Keton Aldehida (RCHO) dan keton (R

yang penting secara biologis dari aldehid adalah gula ribosa dan keton adalah hormon progesteron. Penggunaan aldehid dan keton sangat luas baik dibidang industri maupun farmakologi. Aldehid yang paling sederhana adalah formaldehida (Hmempunyai nama dagang formalin. Formaldehida banyak digunakan sebagai bahan pengawet karena formaldehida mempunyai kemampuan untuk membunuh bakteri. Karena sifatnya bakterisid ini maka formaldehid banyak disalahgunakan sebagai pengawet makanan dalam baso, tahu, dan lain-lain. Formaldehid juga digunakan dalam industri kayu lapis atau triplek karena formaldehid merupakan bahan baku pembuatan resin untuk lem permanen. Propanon atau aseton ((CH3)2

digunakan sebagai pelarut. Aldehid juga banyak diekstraksi dari alam, contohnya trans

komponen penyusun minyak atsiri yang diperoleh dari kayu manis. Aldehid umumnya berbau cukup kuat dan merangsang. Contoh senyawa keton minyak jintan ((minyak permen ((+)-karvon). Senyawa keton berbau harum.

A. TATA NAMA

Aldehida mempunyai sekurangnya satu atom hidrogen yang terikat pada karbon

karbonilnya. Gugus lain yaitu R, bisa berupaalkil (aril) yang terikat pada karbon karbonilnya.

formaldehida

Kimia Organik

111

Topik 1 Aldehida dan Keton

Aldehida (RCHO) dan keton (R2CO) lazim terdapat dalam sistem makhluk hidup. Contoh penting secara biologis dari aldehid adalah gula ribosa dan keton adalah hormon

progesteron. Penggunaan aldehid dan keton sangat luas baik dibidang industri maupun farmakologi. Aldehid yang paling sederhana adalah formaldehida (H2C=O) atau metanal yang

punyai nama dagang formalin. Formaldehida banyak digunakan sebagai bahan pengawet karena formaldehida mempunyai kemampuan untuk membunuh bakteri. Karena sifatnya bakterisid ini maka formaldehid banyak disalahgunakan sebagai pengawet makanan

lain. Formaldehid juga digunakan dalam industri kayu lapis atau triplek karena formaldehid merupakan bahan baku pembuatan resin untuk lem permanen.

2C=O) merupakan keton paling sederhana yang banyak

Aldehid juga banyak diekstraksi dari alam, contohnya trans-sinamaldehid yaitu suatu komponen penyusun minyak atsiri yang diperoleh dari kayu manis. Aldehid umumnya

merangsang. Contoh senyawa keton minyak jintan ((-)karvon). Senyawa keton berbau harum.

Aldehida mempunyai sekurangnya satu atom hidrogen yang terikat pada karbon karbonilnya. Gugus lain yaitu R, bisa berupa alkil, aril atau H.keton mempunyai dua gugus alkil (aril) yang terikat pada karbon karbonilnya.

Aseton atau propanon

CO) lazim terdapat dalam sistem makhluk hidup. Contoh penting secara biologis dari aldehid adalah gula ribosa dan keton adalah hormon

progesteron. Penggunaan aldehid dan keton sangat luas baik dibidang industri maupun atau metanal yang

punyai nama dagang formalin. Formaldehida banyak digunakan sebagai bahan pengawet karena formaldehida mempunyai kemampuan untuk membunuh bakteri. Karena sifatnya bakterisid ini maka formaldehid banyak disalahgunakan sebagai pengawet makanan

lain. Formaldehid juga digunakan dalam industri kayu lapis atau triplek karena formaldehid merupakan bahan baku pembuatan resin untuk lem permanen.

C=O) merupakan keton paling sederhana yang banyak

sinamaldehid yaitu suatu komponen penyusun minyak atsiri yang diperoleh dari kayu manis. Aldehid umumnya

)-karvon), dan

Aldehida mempunyai sekurangnya satu atom hidrogen yang terikat pada karbon alkil, aril atau H.keton mempunyai dua gugus

Penamaan untuk aldehida dalam sistem IUPAC akhiran

al. berbeda dengan alkohol atau posisi gugus fungsionalnya, aldehida tidak perlu ada penomoran karena gugus CHO selalu memiliki nomor 1 untuk karbonnya.

Penamaan untuk keton dilakukan dengan cara mengubah Gugus karbonil pada keton bila perlu diberikan nomor, kecuali pada propanon (aseton) yang merupakan keton paling sederhana.

Senyawa aldehida siklik yang berupa rantai siklik alifatik maupun aromatik

penamaannya menggunakan akhiran karbaldehida.

CH3CO

nama IUPAC nama trivial :

Aldehida dan keton kadang menggunakan nama trivialnya, berikut ini beberapa nama

trivial dari aldehida dan keton.

Kimia Organik

112

Penamaan untuk aldehida dalam sistem IUPAC akhiran –a dari alkana diubah menjadi al. berbeda dengan alkohol atau keton yang membutuhkan penomoran untuk menunjukkan posisi gugus fungsionalnya, aldehida tidak perlu ada penomoran karena gugus CHO selalu memiliki nomor 1 untuk karbonnya.

Penamaan untuk keton dilakukan dengan cara mengubah –a alkana menjadi rbonil pada keton bila perlu diberikan nomor, kecuali pada propanon (aseton) yang

merupakan keton paling sederhana.

R H

O

aldehid

R R'

O

keton

Senyawa aldehida siklik yang berupa rantai siklik alifatik maupun aromatik hiran karbaldehida.

CHO

: etanal: asetaldehida

CCH

H2C

CH

CH3

O

H3C

H2CCH3

H

2-etil-4-metilpentanal

ldehida dan keton kadang menggunakan nama trivialnya, berikut ini beberapa nama

sinamaldehid

a dari alkana diubah menjadi –keton yang membutuhkan penomoran untuk menunjukkan

posisi gugus fungsionalnya, aldehida tidak perlu ada penomoran karena gugus CHO selalu

a alkana menjadi –on. rbonil pada keton bila perlu diberikan nomor, kecuali pada propanon (aseton) yang

Senyawa aldehida siklik yang berupa rantai siklik alifatik maupun aromatik

ldehida dan keton kadang menggunakan nama trivialnya, berikut ini beberapa nama

Kimia Organik

113

Tabel 4.1 Nama IUPAC dan trivial beberapa dan aldehida

Rumus struktur IUPAC trivial

H H

O

metanal formaldehida

H3C H

O

etanal

asetaldehida

CH3CH2 H

O

Propanal

propionaldehida

CH3CH2CH2 H

O

butanal butiraldehida

O

H

benzenakarbaldehida benzaldehida

Tabel 4.2 nama IUPAC dan trivial beberapa keton

Rumus struktur IUPAC trivial

CH3 CH3

O

propanon aseton

CH3CH2 CH3

O

2-butanon

Etil metil keton

CH3CH2 CH2CH3

O

3-pentanon Dietil keton

CH3CH2CH2 CH3

O

2-pentanon Metil propil keton

Untuk senyawa keton siklik baik alifatik maupun aromatik umumnya menggunakan nama trivialnya. Contohnya :

O

CH3

metil fenil keton (asetof

Bila gugus karbonil sebagai substituen, maka guguskhusus dengan akhiran –il.

RC

O

C

asil

Apabila terdapat lebih dari satu gugus karboksil, penamaannya dan seterusnya diikuti akhiran –on.Contoh :

CCH2

CCH2

H2C

H3C

OO

2-4-heptan-dion atau hept

C. SIFAT FISIK ALDEHID

Yang berperan dalam menentukan sifat fisik dari aldehid dan keton adalah gugus

karbonilnya. Gugus karbonil merupakan gugus yang terdiri dari atom karbon yang terhibridisasi sp2 dihubungkan dengan atom oksigen yang mempunyai ikatan rangkap yang merupakan ikatan sigma (σ) dan ikatan pi (π). Ikatan sigma gugus karbonil terletak dalam bidang datar dengan sudut ikatan sekitar 1200.

Gugus karbonil bersifat polar karena oksigen bersifat lebih elektronegatif sehingga elektron dalam ikatan sigma dan pi akan tyang terpolarisasi. Oksigen gugus karbonil memiliki pasangan atom menyendiri.

Karena polaritas dalam gugus karbonil ini maka akan ada bagian yang lebih negatif dan lebih positif yang akan saling berinteraks

Kimia Organik

114

fenon)

O

difenil keton (benzofen

Bila gugus karbonil sebagai substituen, maka gugus-gugus tersebut memiliki penamaan

CH3

C

O

HC

OCO

asetil formil benzoil

Apabila terdapat lebih dari satu gugus karboksil, penamaannya memakai awalan di, tri, on.

CH3

tan-2,4-dion

CH3

CCH2

HC

CH

H3C

O

4-heksen-2-on atau heks-4-e

SIFAT FISIK ALDEHID DAN KETON

Yang berperan dalam menentukan sifat fisik dari aldehid dan keton adalah gugus karbonilnya. Gugus karbonil merupakan gugus yang terdiri dari atom karbon yang terhibridisasi sp2 dihubungkan dengan atom oksigen yang mempunyai ikatan rangkap yang

atan sigma (σ) dan ikatan pi (π). Ikatan sigma gugus karbonil terletak dalam bidang datar dengan sudut ikatan sekitar 1200.

Gugus karbonil bersifat polar karena oksigen bersifat lebih elektronegatif sehingga elektron dalam ikatan sigma dan pi akan tertarik ke oksigen yang akan menghasilkan ikatan yang terpolarisasi. Oksigen gugus karbonil memiliki pasangan atom menyendiri.

Karena polaritas dalam gugus karbonil ini maka akan ada bagian yang lebih negatif dan lebih positif yang akan saling berinteraksi. Interaksi ini disebut interasi dipol-dipol yang akan

non)

gugus tersebut memiliki penamaan

memakai awalan di, tri,

en-2-on

Yang berperan dalam menentukan sifat fisik dari aldehid dan keton adalah gugus karbonilnya. Gugus karbonil merupakan gugus yang terdiri dari atom karbon yang terhibridisasi sp2 dihubungkan dengan atom oksigen yang mempunyai ikatan rangkap yang

atan sigma (σ) dan ikatan pi (π). Ikatan sigma gugus karbonil terletak dalam

Gugus karbonil bersifat polar karena oksigen bersifat lebih elektronegatif sehingga ertarik ke oksigen yang akan menghasilkan ikatan

yang terpolarisasi. Oksigen gugus karbonil memiliki pasangan atom menyendiri. Karena polaritas dalam gugus karbonil ini maka akan ada bagian yang lebih negatif dan

dipol yang akan

Kimia Organik

115

menyebabkan aldehid dan keton memiliki titik didih lebih tinggi dibandingkan senyawa nonpolar yang sepadan.

Adanya elektron menyendiri pada oksigen maka senyawa karbonil dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya dan molekul air, akibatnya senyawa karbonil berbobot molekul rendah dapat larut dalam air. Tetapi aldehid dan keton tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dengan senyawa karbonil lain yang akibatnya titik didih aldehid dan keton masih lebih rendah dibandingkan alkohol padanannya.

D. REAKSI-REAKSI ALDEHIDA DAN KETON 1. Reaksi Adisi

Reaksi adisi diawali dengan protonasi dari oksigen. Protonasi ini akan menambah muatan positif pada karbon karbonil sehingga karbon akan lebih mudah diserang oleh nukleofil. Reaktivitas relatif reaksi adisi pada aldehida dan keton sebagian disebabkan oleh adanya muatan positif pada karbon karbonil. Makin besar muatan positif makin reaktif. Gugus alkil akan membantu menyebarkan muatan positif sehingga menjadi kurang reaktif.Contoh : formaldehida lebih reaktif dibanding aldehida atau keton lain karena formadehida tidak terdapat gugus alkil untuk membantu menyebarkan muatan positif. Apabila dalam struktur terdapat gugus penarik elektron (misalnya Cl) maka reaktivitas senya

R R

O

R H

O

H H

O

keton aldehid formaldehid

naiknya kereaktifan wa akan bertambah. A. dengan H2O

Adisi air terhadap gugus karbonil akan membentuk suatu 1,1-diol yang disebut gem-diol atau hidrat. Reaksi reversible dan biasanya kesetimbangan terletak pada sisi karbonil.

O

C RR + H2OH+

OH

C RR

OHaldehid atau keton suatu hidrat (-diol)

O

C HH3C + H2OH+

OH

C HH3C

OHetanal 1,1-etanaldiol

Kimia Organik

116

B. dengan alkohol Produk adisi satu molekul alkohol pada aldehida disebut hemiasetal. Sedangkan

produk adisi dua molekul akcohol disebut asetal (untuk keton disebut hemiketal dan ketal).Reaksi ini dikatalisis oleh asam kuat.

O

C HR

OR'

C HR

OHaldehid

R'OH

H+

R'OH

H+

OR'

C HR

OR'

+ H2O

hemiasetal suatu asetal

O

C RR

OR'

C RR

OHketon

R'OH

H+

R'OH

H+

OR'

C RR

OR'

+ H2O

hemiketal suatu ketal

Contoh : O

C HH3C

OCH2CH3

C HH3C

OHaldehid

CH3CH2OH

H+ H+

OCH2CH3

C HH3C

OCH2CH3

+ H2O

hemiasetal suatu asetal

CH3CH2OH

C. dengan Hidrogen sianida

CN- dari HCN merupakan nukleofil kuat. Tetapi HCN tidak dapat mengadisi langsung ke suatu gugus karbonil. Adisi terjadi dalam kondisi reaksi sedikit basa seperti dalam larutan buffer NaCN-HCN. CN- merupakan nukelofil kuat sehingga CN- tidak membutuhkan katalis. Produk reaksi adisi dengan hidrogen sianida merupakan suatu produk sianohidrin. HCN + OH H2O + CN –

O

C RR +CN-

HCN

OH

C RR

CNaldehid atau keton suatu sianohidrin

Sianohidrin merupakan senyaw antara yang penting, karena gugus CN pada sianohidrin dapat dihidrolisi menjadi karboksil (-COOH) atau ester (-COOR). Gugus OH dalam sianohidrin lebih reaktif dibandingkan –OH dalam alkohol. Gugus OH sianohidrin dapat disubsititusi oleh amonia sehingga dapat menjadi gugus amino.

Kimia Organik

117

O

C CH3H3C + HCN

OH

C CH3H3C

CNaldehid atau keton suatu sianohidrin

H2O

H+

OH

C CH3H3C

COOH

Pembentukan asam amino dari adisi karbonil dengan CN- :

O

C HH3C + HCN

OH

C HH3CCN

NH3

NH2

C HH3CCN

H2OH+

NH2

C HH3CCOOH

asam amino

D. dengan reagensia grignard Reaksi dengan reagensia grignard akan menghasilkan alkohol primer, alkohol sekunder

dan alkohol tersier. Reaksi adisi dengan reagensia grignard dapat terjadi pada formaldehidyang akan menghasilkan alkohol primer, dengan aldehid menghasilkan alkohol sekunder, dan dengan keton menghasilkan alkohol tersier. Reaksi ini bukan merupakan reaksi reversible. Apabila anda belum jelas, silahkan pelajari kembali materi tentang reaksi dengan reagensia grignard ini pada bab 3 Topik 1 tentang alkohol.

2. Adisi – Eliminasi Aldehida dan Keton

adalah reaksi yang terjadi pada aldehida dan keton yang diawali dengan adisi kemudian diikuti dengan eliminasi air atau molekul kecil lain untuk memperoleh suatu produk yang mengandung ikatan rangkap.

O

C HR + NH2

OH

C NH2RH

HH+

-H2O RCH=NH

suatu imina 3. Reduksi aldehida dan keton

Produk reduksi aldehida dan keton adalah suatu alkohol, hidrokarbon atau amina. Produk reduksi ini tergantung pada bahan pereduksi dan struktur senyawa karbonilnya. A. Hidrogenasi Hidrogenasi gugus karbonil diperlukan kalor dan tekanan.

O + H2

Ni

kalor, tekananH

OH

siklohesksanon sikloheksanol

apabila dalam sebuah struktur terdapat ikatan rangkap dan gugus karbonil maka ikatan

rangkap dapat dihidrogenasi atau keduanya baik ikatan rangkap maupun gugus

karbonilnya dapat direduksi. Sedangkan reduksi gugus karbonildengan ikatan rangkap dan gugus karbonil tidak dapat dilakukan. Apabila hanya gugus karbonilnya saja yang ingin direduksi maka reduksi bisa lakukan dengan hidrida logam.

B. Hidrida logam Reduksi dengan hidrida logam dapat menggunakan

atau Natrium boro hidrida(NaBH

O

C CH3H3CH2C

butanon

4. Oksidasi Aldehida dan Keton Keton tidak mudah dioksidasi sedangkan aldehida akan dioksidasi menjadi asam

karboksilat O

CCH3CH2

Propanal

O

CCH3CH2

5. Reaksi dengan reagensia tollens Reaksi dengan reagensia tollens dilakukan untuk mengidentifikasi senyawa aldehid.

Senyawa aldehid akan memberikan hasil positif dengan membentuk cermin perak. Sedangkan senyawa keton tidak akan memberikan reaksi.

O

C HR + Ag(NH3)2+

Cermin perak dari reaksi aldehid

Kimia Organik

118

karbonilnya dapat direduksi. Sedangkan reduksi gugus karbonil saja pada struktur dengan ikatan rangkap dan gugus karbonil tidak dapat dilakukan. Apabila hanya gugus karbonilnya saja yang ingin direduksi maka reduksi bisa lakukan dengan hidrida logam.

Reduksi dengan hidrida logam dapat menggunakan Litium aluminium hidrida(NaBH4). Produk reaksi adalah suatu alkohol.

LiAlH4

H2O, H+

OH

CH

CH3H3CH2C

2-butanol

Oksidasi Aldehida dan Keton eton tidak mudah dioksidasi sedangkan aldehida akan dioksidasi menjadi asam

HKMnO4

H2O, H+

O

C OHCH3CH2

asam propanoat

O

C CH3

KMnO4

H2O, H+

tidak bereaksi

Reaksi dengan reagensia tollens Reaksi dengan reagensia tollens dilakukan untuk mengidentifikasi senyawa aldehid. Senyawa aldehid akan memberikan hasil positif dengan membentuk cermin perak.

yawa keton tidak akan memberikan reaksi.

+

O

C O-R + AgCermin perak

Cermin perak dari reaksi aldehid dengan reagensia tollens

saja pada struktur dengan ikatan rangkap dan gugus karbonil tidak dapat dilakukan. Apabila hanya gugus karbonilnya saja yang ingin direduksi maka reduksi bisa lakukan dengan hidrida logam.

Litium aluminium hidrida(LiAlH4)

eton tidak mudah dioksidasi sedangkan aldehida akan dioksidasi menjadi asam

Reaksi dengan reagensia tollens dilakukan untuk mengidentifikasi senyawa aldehid. Senyawa aldehid akan memberikan hasil positif dengan membentuk cermin perak.

E. PEMBUATAN ALDEHIDA D Cara yang paling lazim untuk mensintesis suatu aldehida atau keton sederhana

dengan oksidasi suatu alkohol. oksidasi alkohol sekunder akan menghasilkan keton.

OH

CH

HH3CH2C

1-propa

OH

CH

CH3CH2C

2-butanol

F. PENGGUNAAN ALDEHID D

Aldehid dan keton suku rendah, misalnya formaldehid dan aseton banyak digunakan sebagai bahan pelarut. Asetaldehida merupakan aldehida yang cukup berharga karena asetaldehida adalah zat antara untuk sintesis asam asetat dan anhidrida asetatpada beberapa aldehid yang lebih kompleks banyak digunakan sebagai pemberi aroma karena aldehid dan keton mempunyai aroma yang menarik, sebagai contoh adalah vanilin.

LATIHAN 1. Gambarkan rumus struktur dari :

A. 3,3-dimetil-2-pentanonB. 4-heksenal C. 2-metilsikloheksanakalbaldehidaD. 4-kloro-2-pentanon E. 2,5-heksanadion

Vanilin

Kimia Organik

119

PEMBUATAN ALDEHIDA DAN KETON

Cara yang paling lazim untuk mensintesis suatu aldehida atau keton sederhana ohol. Oksidasi alkohol primer akan menghasilkan aldehid dan

oksidasi alkohol sekunder akan menghasilkan keton.

HCr2O3

piridin

O

C HH3CH2C

propanalanol

CH3

Cr2O3

piridin

O

C CHH3CH2C

butanon

PENGGUNAAN ALDEHID DAN KETON dan keton suku rendah, misalnya formaldehid dan aseton banyak digunakan

sebagai bahan pelarut. Asetaldehida merupakan aldehida yang cukup berharga karena ntara untuk sintesis asam asetat dan anhidrida asetat

a aldehid yang lebih kompleks banyak digunakan sebagai pemberi aroma karena aldehid dan keton mempunyai aroma yang menarik, sebagai contoh adalah vanilin.

Gambarkan rumus struktur dari : pentanon

metilsikloheksanakalbaldehida

Cara yang paling lazim untuk mensintesis suatu aldehida atau keton sederhana ialah Oksidasi alkohol primer akan menghasilkan aldehid dan

H3

dan keton suku rendah, misalnya formaldehid dan aseton banyak digunakan sebagai bahan pelarut. Asetaldehida merupakan aldehida yang cukup berharga karena

ntara untuk sintesis asam asetat dan anhidrida asetat. Kemudian a aldehid yang lebih kompleks banyak digunakan sebagai pemberi aroma

karena aldehid dan keton mempunyai aroma yang menarik, sebagai contoh adalah vanilin.

Kimia Organik

120

1. Tuliskan reaksi antara propanal dengan CH3MgBr ! 2. Reaksikan antara aseton dengan NaBH4 ! 3. Apabila senyawa berikut ini direaksikan dengan reagensia tollens, bagaimanakah reaksi yang

akan terjadi ? O

C CH3CH3CH2

A

O

C HCH3CH2

B

5. Terangkan reaksi yang terjadi pada pembuatan aldehid dengan menggunakan alkohol ! Petunjuk mengerjakan latihan 1. Untuk menggambarkan rumus struktur dengan baik, pahami tata nama untuk senyawa

aldehid dan keton. Tentukan rantai induknya terlebih dahulu dan kenali substituennya. Letakkan substituen yang sesuai dengan penomorannya. Bila ada gugus fungsi lain dalam aldehid dan keton maka tentukan gugus mana yang lebih yang lebih berprioritas.

2. reaksi propanal dengan CH3MgBr menggunakan prinsip reaksi dengan reagensia grignard dimana aldehid yang direaksikan dengan reagensia grignard akan menghasilkan suatu alkohol sekunder.

3. reaksi aseton dengan NaBH4 merupakan reaksi reduksi gugus karbonil, reaksi ini akan menghasilkan suatu alkhol

4. reaksi dengan reagensia tollens digunakan untuk mengidentifikasi aldehid, untuk mengetahui reaksi yang terjadi maka kenali jenis senyawanya aldehid atau keton.

5. Reaksi pembuatan aldehid dengan alkohol melalui mekanisme oksidasi dengan Cr2O3 dengan piridin, dimana untuk membuat aldehid diperlukan senyawa alkohol primer.

RINGKASAN 1. Aldehida (RCHO) dan keton (R2CO) mempunyai sekurangnya satu atom hidrogen yang

terikat pada karbon karbonilnya. Gugus R bisa berupa alkil, aril, atau H. prinsip penamaannya akhiran –a pada alkana diubah menjadi –on untuk keton dan –al untuk aldehida.

2. Senyawa aldehida siklik yang berupa rantai siklik alifatik maupun aromatik penamaannya menggunakan akhiran karbaldehida.

3. sifat fisik dari aldehid dan keton ditentukan oleh gugus karbonilnya. Ikatan pi, pasangan elektron menyendiri dan polaritas gugus karbonil akan menentukan reaktivitas dari gugus karbonil. Senyawa karbonil berbobot molekul rendah dapat larut dalam air. Aldehid dan keton memiliki titik didih lebih tinggi dibandingkan senyawa nonpolar yang sepadan.

Kimia Organik

121

4. Aldehid dan keton dapat mengalami reaksi adisi, adisi-eliminasi, reduksi, dan oksidasi. Adisi terjadi dengan H2O, alkohol, HCN, dan reagensia grignard. Aldehid dan keton juga mengalami reaksi adisi-eliminasi yang menghasilkan suatu imina. Reaksi reduksi terjadi melalui reaksi hidrogenasi dan reduksi dengan hidrida logam. Reaksi oksidasi terjadi pada aldehid yang akan menghasilkan asam karboksilat, oksidasi sulit terjadi pada keton.

5. Untuk membedakan aldehid dan keton dapat digunakan reaksi dengan reagensia tollens. Aldehid dan keton paling lazim dibuat dengan reaksi oksidasi. Oksidasi alkohol primer akan menghasilkan aldehid dan oksidasi alkohol tersier akan menghasilkan keton.

TES 1 1. Berikut ini contoh senyawa yang mempunyai gugus karbonil, kecuali :

A. Aldehid B. Ester C. keton D. Alkohol

2. Manakah yang merupakan senyawa keton ?

CH3H3C

OBrO

H

CH3

O

CH3 CH3

O

H CH3CH3

O

1 2 3 4 5 A. 1, 2, 3 B. 1,3, 4 C. 1,3, 5 D. 2, 4, 5

3. Senyawa golongan aldehida yang banyak disalahgunakan sebagai pengawet makanan

yang merupakan jenis aldehida paling sederhana adalah : A. Formaldehida B. Asetaldehida C. Propionaldehida D. Aseton

4. Apakah IUPAC nama struktur di bawah ini :

OH

A. 3-butilsikloheksanal

Kimia Organik

122

B. 1-butilsiklokarbaldehida C. 3-butilsiklokarbaldehida D. 3-t-butilsiklokarbaldehida

5. Nama gugus karbonil sebagai substituen berikut ini yang sesuai adalah :

HC

O

A. Asil B. Asetil C. Formil D. Benzoil

6. Manakah pernyataan tentang sifat aldehid-keton yang sesuai ?

A. sifat fisik dari aldehid dan keton ditentukan oleh gugus karbonilnya B. oksigen dalam gugus karbonil kurang elektronegatif C. titik didih lebih aldehid-keton tinggi dibandingkan senyawa nonpolar yang

sepadan karena interkasi dippol-dipol D. titik didih aldehid dan keton masih lebih rendah dibandingkan alkohol

padanannya

7. Diantara aseton, butanon, 2-pentanon, 3-metil-2-pentanon manakah yang paling reaktif ? A. aseton B. butanon C. 2-pentanon D. 3-metil-2-pentanon

8. Reaksi aldehid dengan 2 molekul alkohol akan menghasilkan :

A. Asetal B. Hemiasetal C. Ketal D. Hemiketal

9. Aldehid dan keton bila diolah dengan hidrogen sianida akan menghasilkan senyawa

sianohidrin. Senyawa sianohidrin akan mengalami hidrolisis menghasilkan : A. Alkohol B. Aldehid C. Asam karboksilat D. Keton

Kimia Organik

123

10. 3-pentanol bila dioksidasi dengan Cr2O3 akan menghasilkan : A. Pentanal B. 3-Pentena C. 3-pentanon D. Asam pentanoat

Kimia Organik

124

TOPIK 2 Asam Karboksilat

Pada Topik 1 sudah kita pelajari tentang senyawa karbonil dari aldehid dan keton. Pada

Topik 2 akan kita bahas golongan senyawa organik yang mengandung gugus karbonil yang lainnya yaitu asam karboksilat.Golongan senyawa asam karboksilat penting secara biologis dan komersial. Cuka atau asam asetat, salah satu golongan asam karboksilat yang banyak digunakan sebagai pelengkap makanan. Asam semut atau asam format,suatu senyawa organik yang merupakan golongan asam karboksilat yang paling sederhana dengan nama IUPAC asam metanoat.

HC

OH

O

asam format

CH3

COH

O

asam asetat

Asam karboksilat yang lebih kompleks dan cukup berguna dalam bidang farmasi contohnya adalah aspirin atau asam asetil salisilat

Asam karboksilat, RCO2H, adalah senyawa organik dengan gugus karboksil. Gugus ini

mengandung gugus karbonil dan gugus hidroksil. Senyawa karboksilat cukup penting sebagai bahan dasar sintesis golongan senyawa lain seperti ester, klorida asam, amida, anhidrida asam, dan nitril. Senyawa-senyawa ini disebut sebagai derivat atau turunan asam karboksilat yaitu suatu senyawa yang apabila dihidrolisis akan menghasilkan asam karboksilat. Pembahasan tentang derivat asam karboksilat akan kita bahas pada bagian akhir dari pembahasan tentang asam karboksilat.

Mungkin pernah diantara kita yang mengenal kosmetika yang mengandung AHA atau alpha hidroxy acid. AHA cukup banyak digunakan untuk tujuan perawatan kulit. Beberapa senyawa karboksil dengan gugus AHA diantaranya adalah :

O

O

OH

aspirin atau asam asetil salisilat

OCH3

cis-CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H

asam oleat

Kimia Organik

125

Beberapa asam karboksilat suku rendah lebih dikenal dengan nama trivialnya, berikut ini merupakan 10 nama trivial asam karboksilat pertama dan sumbernya.

Tabel 4.3 Nama trivial sepuluh asam karboksilat pertama

Jumlah atom C

Struktur Nama trivial Nama IUPAC Sumber

1 HCO2H asam format asam metanoat semut (L. formica) 2 CH3CO2H asam asetat asam etanoat cuka (L. acetum) 3 CH3CH2CO2H asam propionat asam

propanoat susu, mentega, dan keju

4 CH3(CH2)2CO2H asam butirat asam butanoat mentega (L. butyrum) 5 CH3(CH2)3CO2H asam valerat asam

pentanoat akar valeria (L. valere)

6 CH3(CH2)4CO2H asam kaproat asam heksanoat kambing (L.caper) 7 CH3(CH2)5CO2H asam enantat asam

heptanoat kuncup anggur

8 CH3(CH2)6CO2H asam kaprilat asam oktanoat kambing 9 CH3(CH2)7CO2H asam

pelargonat asam nonaoat Pelargonium roseum

10 CH3(CH2)8CO2H asam kaprat asam dekanoat kambing

Kimia Organik

126

A. TATA NAMA Penamaan untuk asam karboksilat untuk empat karboksilat pertama menggunakan

nama trivial yaitu asam format, asam asetat, asam propionat, dan asam butirat.

HC

OH

O

CH3

COH

O

CH3CH2

COH

O

CH3CH2CH2

COH

O

asam format asam asetat asam propionat asam butirat

Nama IUPAC dari suatu asam karboksilat alifatik diawali dengan kata asam dan akhiran

–a dari alkana diganti -oat. Seperti halnya aldehida, karbon pada gugus karboksil selalu menempati posisi karbon nomor 1. Bila ada dua gugus karboksil maka penamaan dengan awalan asam dan akhiran –dioat.

(CH3)3 CCH2COOH HO2CCH2CH2CO2H

asam 3,3-dimetilbutanoat asam butanadioat

CH3CH2CHC

OH

O

Cl

asam 2-klorobutanoat

Gugus karboksil (-CO2H) yang terikat pada suatu cincin maka penamaannya

menggunakan awalan asam dan akhiran karboksilat.

COH

O

H3CC

OH

O

asam siklopentanakarboksilat asam 3-metilsikloheksanakarboksilat

Gugus karboksil yang terikat pada cincin aromatik 6 karbon diberi nama sebagai asam benzoat, apabila ada substituen maka penomoran mengikuti posisi dari gugus karboksilnya. bila substituen terletak pada karbon 2 dapat diberi nama denga orto (dilambangkan dengan o), substituen pada karbon 3 diberi nama meta (m), dan para (p) bila posisi pada karbon 4. Pembahasan lebih lanjut tentang tata nama senyawa aromatik akan kita bahas di bab 5.

Kimia Organik

127

CH

O

asam benzoat

CH

O

asam 1-etilbenzoatatau

asam o-etilbenzoat

CH

O

H2N

asam 4-aminobenzoatatau

asam p-aminobenzoat

Pada penamaan trivial untuk menentukan posisi suatu substituen dapat menggunakan

huruf yunani seperti halnya aldehida atau keton. Penentuan posisi dalam tata nama trivial berdasarkan letaknya terhdap gugus karbonil. Karbon yang paling dekat dengan gugus karbonil diberi nama karbon α, karbon berikutnya adalah β, dan sterusnya.

CH3CH2 CHC

OH

O

CH3

B. SIFAT ASAM KARBOKSILAT

Seperti halnya pada aldehid dan keton sifat fisik dari asam karboksilat dipengaruh oleh gugus karbonilnya. Asam karboksilat bersifat polar karena mempunyai dua gugus yang bersifat polar yaitu hidroksil (−OH) dan karbonil (C=O). karena asam karboksilat mampu membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya maupun dengan molekul lain maka memiliki kelarutan yang tinggi terutama untuk molekul kecil (asam karboksilat 1-4 karbon).

Sifat fisik karboksilat tidak hanya ditentukan oleh gugus karbonil tetapi gugus hidroksil

pada karboksilat juga ikut berperan dalam menentukan sifat fisik dari asam karboksilat. Karena adanya gugus hidroksil maka asam karboksilat dapat membentuk dimer (sepasang molekul yang saling berikatan) melalui ikatan hidrogen antar gugus polar dari dua gugus karboksil.

Asam α-butirat

Kimia Organik

128

O

CCH3

O H

C

O

CH3

OH

dimer asam asetat

C. REAKSI ASAM KARBOKSILAT 1. Reaksi Asam Karboksilat dengan Basa

Sifat kimia yang paling menonjol dari asam karboksilat ialah keasamannya. Dibandingkan dengan asam mineral seperti HCl dan HNO3 asam karboksilat adalah asam lemah, namun bersifat lebih asam daripada alkohol atau fenol. Karena keasamannya ini maka asam kartboksilat dapat bereaksi dengan basa.

Reaksi suatu asam karboksilat dengan suatu basa akan menghasilkan garam.

CH3CO2H + Na+ OH- CH3CO2- Na+ + H2O

asam asetat natrium asetat

2. Esterifikasi Asam Karboksilat

Reaksi esterifikasi adalah reaksi antara asam karboksilat dengan alkohol yang akan menghasilkan suatu ester. Reaksi esterifikasi memerlukan katalis asam dan reaksi berlangsung reversibel.

R OH

O+ R'OH

H+

kalor R OR'

O+ H2O

O

OH + CH3CH2OHH+

kalor

O

OCH2CH3 + H2O

asam benzoat etanol etilbenzoat

3. Reduksi Asam Karboksilat Reduksi asam karboksilat dapat dilakukan dengan menggunakan hidrida logam seperti

LiAlH4. LiAlH4 akan mereduksi gugus karboksil langsung menjadi gugus -CH2OH, reduksi ini juga akan mengubah gugus-gugus fungsional karbonil lain dalam molekul.

Kimia Organik

129

CH3CO2H

asam asetat

(1) LiAlH4

(2) H2O, H-

CH3CH2OH

etanol

COOH

LiAlH4

H2O, H- CH2OH

COOHO

(1) LiAlH4

H2O, H- CH2OHHO

D. PEMBUATAN ASAM KARBOKSILAT

Pembuatan asam karboksilat melalui jalur sintetik dapat dikelompokkan dalam tiga

tipe reaksi yaitu (1) hidrolisis derivat asam karboksilat; (2) reaksi oksidasi ; (3) reaksi grignard.

Hidrolisis adalah reaksi yang melibatkan air dengan katalis asam atau basa.

Reaksi Hidrolisis dari beberapa derivat asam karboksilat dapat digambarkan sebagai berikut :

ester

O ║

RC – OR’ + H2O

H+ atau OH-

RCO2H + HOR’ amida O

║ RC – NR’2 + H2O

H+ atau OH-

RCO2H + HNR’2 anhidrida

O O ║ ║

RC – OCR’ + H2O

H+ atau OH-

RCO2H + HO2CR’

halida asam

O ║

RC – X + H2O

H+ atau OH-

RCO2H + X-

Nitril

RC≡N + H2O

H+ atau OH-

RCO2H + NH3

Kimia Organik

130

Contoh reaksi hidrolisis :

O

OCH3H2O

H+

O

OH + CH3OH

metil benzoat asam benzoat

+

metanol

C NH+

+ H2O

C OH

O

+ NH2

Pada bab sebelumnya telah dibahas mengenai oksidasi senyawa alkohol. Oksidasi

alkohol primer dan aldehida akan menghasilkan asam karboksilat. Perbedaan oksidasi antara alkohol dan aldehida, oksidasi alkohol membutuhkan oksidator kuat, sedangkan oksidasi aldehida membutuhkan oksidator lembut (Ag+). Selain oksidasi alkohol, asam karboksilat juga dapat diperoleh dari oksidasi alkena. Oksidasi alkena membutuhkan oksidator kuat. Berikut ini adalah ringkasan jalur pembuatan asam karboksilat melalui oksidasi.

Oksidasi :

Alkohol

primer

RCH2OH + [O]

RCO2H

aldehida

O ║ RCH + [O]

RCO2H

alkena RCH = CR2 + [O] RCO2H + R2C = O

Alkil arena Ar-R + [O] ArCO2H

CH3CH2CH2CH2-OH + CrO3 CH3CH2CH2CO2H

1-butanol asam butanoat

CH3

H3C

KMnO4

kalor

COOH

HOOC

Kimia Organik

131

Asam karboksilat dapat dibuat melalui jalur reaksi dengan reagensia grignard. Pada reaksi ini dibuat dari reaksi antara CO2 dengan reagensia grignard, dalam air dan katalis asam. Secara umum reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut.

(1) Mg, eter RX RCO2H (2) CO2 (3) H2O, H+

Mg CO2, H+ CH3CH2CH2-Br CH3CH2CH2MgBr CH3CH2CH2COOH

1-bromopropana asam butanoat

(n-propil bromida) (asam butirat)

E. DERIVAT ASAM KARBOKSILAT

Derivat asam karboksilat adalah senyawa yang menghasilkan asam karboksilat bila

direaksikan dengan air. Yang termasuk derivat asam karboksilat : 1. Ester 2. Halida asam karboksilat 3. Anhidrida karboksilat 4. Amida 5. Nitril

Berikut ini tabel tentang derivat asam karboksilat dana contoh-contohnya :

Tabel 4.4 derivat asam karboksilat

Derivat Rumus umum contoh ester

RC

OR'

O

C OCH3

O

metil benzoat

halida asam

RC

X

O

CH3COCl asetil klorida

Kimia Organik

132

Derivat Rumus umum contoh anhidrida asam

RC

O

O

C

O

R

(CH3CO)2O Anhidrida asam

asetat

amida

R

CNH2

O

C NH2

O

benzamida

nitril C NR C N

benzonitril

Asam karboksilat dan beberapa turunan dapat dijumpai di alam. Ester dan amida banyak dijumpai misalnya lemak dan lilin merupakan contoh senyawa ester, protein dengan gugus poliamida merupakan contoh senyawa amida. Derivat asam karboksilat mengandung gugus asil RCO- kecuali pada nitril. Kita ketahui bahwa gugus karbonil merupakan pusat kereaktifan sehingga senyawa derivat asam karboksilat ini mempunyai sifat kimia serupa.

1. Ester Berdasarkan susunannya, ester terbagi atas tiga golongan, yaitu sari buah-buahan,

lemak atau minyak, dan lilin. 1. Sari buah-buahan, yaitu ester dari alkohol suku rendah atau tengah. Ester ini

mempunyai aroma yang sedap, banyak digunakan dalam pemberi aroma pada makanan dan parfum.

Contohnya : CH3CO2CH2CH2CH3 propil asetat mempunyai aroma seperti buah pir CH3CH2CH2CO2CH2CH3 etil butirat mempunyai aroma seperti buah nenas 2. Lemak dan minyak, yaitu ester dari gliserol dan asam karboksilat suku tengah atau

tinggi. Lemak adalah ester yang terbentuk dari gliserol yang asam karboksilatnya jenuh

(memiliki ikatan tunggal), sedangkan minyak asam karboksilatnya tak jenuh (memiliki ikatan rangkap).

Contoh : tripalmitin 3. Lilin (waxes), yaitu ester dari alkohol suku tinggi dan asam karboksilat suku tinggi C15H31-COO-C30H61 H51-COO-C30H61 (mirisil palmitat/lilin tawon) (mirisil serotat/lilin carnauba)

Kimia Organik

133

1.1 Tata Nama Ester Ester diberi nama dengan menyebutkan terlebih dahulu gugus alkil yang terikat pada

oksigen ester dan diikuti dengan nama karboksilatnya

Rumus Struktur Nama IUPAC Nama Trivial

HCOOCH3 Metil metanoat Metil formiat

CH3CH2COOCH2CH3 Etil propanoat Etil propionat

CH3 (CH2)3 COOCH2CH3 Etil pentanoat Etil valerat

1.2 Sifat Fisik Ester Ester bersuku rendah berwujud cair encer, ester bersuku tengah berwujud cair kental,

ester bersuku tinggi berwujud padat. Ester tidak mampu membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya sehingga titik didih dan titik leleh ester rendah dibandingkan asam karboksilat padanannya. 1.3 Reaksi Kimia pada ester

Ester dapat mengalami reaksi kimia yang akan membentuk senyawa lain yaitu asam karboksilat, alkohol, amida, dan ester lain.

Reaksi hidrolisisdapat terjadi dalam asam dan basa, reaksi hidrolisis dengan asam pada ester akan menghasilkan senyawa alkohol dan asam karboksilat. Reaksi hidrolisis dengan asam ini bersifat riversibel. Asam dalam reaksi ini bertindak sebagai katalis.

CH3CH2C OCH3

O+ H2O

H+, kalorCH3CH2

COH

O+ CH3OH

metil propanoat berlebih asam propanoat metanol

Ester dapat bereaksi dengan basa yang akan membentuk suatu garam karboksilat, reaksi ini bersifat tidak riversible. Reaksi ester dengan basa disebut juga dengan reaksi saponifikasi.

CH3CH2C OCH3

O+ Na+OH-

kalorCH3CH2

C O-

O+ CH3OH

metil propanoat garam propanoat metanolH2O

Na+

Perhatikan bahwa dalam reaksi ini basa bertindak sebagai pereaksi dan bukan katalis.

Apabila garam karboksilat diasamkan maka akan diperoleh kembali asam bebas. .

Kimia Organik

134

Transesterifikasi, merupakan reaksi pertukaran bagian alkohol dari suatu ester, reaksi ini dapat terjadi dalam asam dan basa yang bersifat riversible.

HC OCH3

O

CH2+ CH3CH2OH

H++ CH3OHCH OCH2CH3

O

CH2

Reaksi dengan reagensia grignard, reaksi ester dengan reagensia grignard akan

menghasilkan suatu alkohol tersier dengan dua gugus alkil yang identik. Dapat juga menghasilkan alkohol sekunder apabila digunakan suatu ester format (HCOOR).

CH3CH2 OCH2CH3

O 2CH3MgBrH2O, H+ C

OHCH3

CH3

CH3CH2

alkohol tersier

H OCH3

O2CH3MgBrH2O, H+ C

OHCH3

CH3

H

alkohol sekunder

1.4 Pembuatan Ester

Pembuatan ester dapat dilakukan dengan reaksi esterifikasi yaitu reaksi yang melibatkan asam karboksilat dan alkohol.

CH3C

OH

O+ CH3CH2OH

H+, kalorCH3

COCH2CH3

O

+ H2O

Perhatikan gugus oksigen pada alkoksi pada ester diatas (-OCH2CH3), atom O pada ester berasal dari alkohol bukan dari asam karboksilat, gugus –OH dari asam karboksilat akan bergabung dengan hidrogen (H+) dari alkohol sehingga akan dilepaskan molekul air. 2. Halida Asam

Halida asam adalah derivat asam karboksilat yang paling reaktif di antara semua derivat asam karboksilat. Ion halida merupakan gugus pergi (leaving grup) yang baik.Diantara halogen yang ada flourida, klorida, bromida dan iodida, klorida merupakan yang paling populer. Sehingga pada bagian ini akan dibahas lebih lanjut tentang klorida asam.

2.1 Tata Nama Halida Asam

Penamaan pada halida asam berdasarkan pada asam karboksilat induknya dengan akhiran asam –at diubah menjadi –il diikuti nama halida.

Kimia Organik

135

H3C Cl

O

H3CH2C Cl

O

CH3CH2CH2 Cl

O

etanoil klorida(asetil klorida)

propanoil klorida(propionil klorida)

butanoil klorida(butiril klorida)

2.2 Reaksi Halida Asam Halida asam dapat mengalai reaksi hidrolisis, reaksi dengan alkohol, reaksi dengan

amina dan amonia, pengubahan ke aril keton, reaksi dengan organologam, dan reaksi reduksi dengan hidrida logam. Pada reaksi ini hanya akan diberikan contoh reaksi hidrolisi dan reaksi dengan alkohol saja.

Reaksi hidrolisis halida asam :

CH3CH2 Cl

O

+ H2O CH3CH2 OH

O

+ HCl

propanoil klorida asam propanoat

Reaksi dengan alkohol :

CH3CH2 Cl

O

+ CH3OH CH3CH2 OCH3

O

+ HCl

propanoil klorida metil propanoat

2.3 Pembuatan Halida Asam Halida asam dapat dibuat langsung dari asam karboksilatnya melalui reaksi dengan

tionil klorida (SOCl2) atau fosforus triklorida (PCl3).

CH3CH2CH2C

OH

O

+ SOCl2 CH3CH2CH2C

Cl

O

+ HCl

asam butanoat butanoil klorida

3. Anhidrida Asam Anhidrida asam karboksilat jarang ditemukan di alam. Salah contoh senyawa anhidrida

asam yang ditemukan di alam adalah suatu anhidrida siklik yang terdapat dalam lalat spanyol yaitu kantaridin. Struktur dari anhidrida asam karboksilat merupakan penggabungan dari dua molekul asam karboksilat dengan menghilankan satu molekul air. Anhidrida berarti tanpa air.

R OH

O

HO R

O -H2O

R

OO

R

O

Kimia Organik

136

3.1 Tata Nama Anhidrida Penamaan untuk anhidrida diawali dengan kata anhidrida diikuti dengan nama

karboksilatnya, bila gugus asilnya sama maka penamaan dengan menggunakan nama asam karboksilat induknya. Tetapi bila gugus asilnya berbeda penamaan menggunakan nama asam-asamnya.

OCCH3 O C

OCH3

anhidrida asam etanoat(anhidrida asam asetat)

OCCH3 O C

OCH2CH3

anhidrida etanoat propanoat(anhidrida asetat propionat)

3.2 Reaksi anhidrida Anhidrida dapat mengalami reaksi hidrolisis, reaksi dengan alkohol dan fenol, dan

reaksi dengan amonia dan amina. Hidrolisis anhidrida akan menghasilkan senyawa asam karboksilat. Reaksi dengan alkohol akan menghasilkan ester, dan reaksi dengan amina akan menghasilkan amida.

CO

OR CO

R

CO

OR CO

R

CO

OR CO

R

+

+

+

H2O

R-OH

NH2 - H

CO

R OH CO

R' OH

CO

R OR

CO

R NH2

CO

R' OH

CO

R' OH

+

+

+

CO

CH3 O CO

CH2CH3+ H2O C

OCH3 OH C

OCH3CH2 OH+

anhidrida etanoat propanoat asam etanoat asam propanoat

3.3 Pembuatan Anhidrida Anhidrida asam dibuat dari derivat asam karboksilat yang yang lebih reaktif dengan

suatu ion karboksilat. O

Cl

O

O- Na++

O

O

O

4. Amida Amida merupakan derivat asam karboksilat yang paling tidak reaktif. Amida banyak

ditemukan di alam terutama sebagai protein yaitu suatu poliamida.

Kimia Organik

137

4.1 Tata Nama Amida Penamaan amida berdasarkan nama asam karboksilatnya dimana imbuhan asam –oat

digantikan dengan amida.

CO

NH2CH3CH2 CO

NH2CH3(CH2)3

O

NH2

propanamida pentanamida benzamida

Bila pada Nitrogen mengikat gugus alkil lain maka penamaanya menggunakan nama N-

alkil.

CO

N(CH3)2CH3CH2

N,N-dimetilpropanamida

O

NHCH2CH3

N-etil-benzanamida

4.2 Reaksi Amida Amida dapat mengalami reaksi hidrolisi dan reakdi reduksi dengan hidrida logam.

Reaksi hidrolisis amida akan menghasilkan asam karboksilat dan amonia. Sedangkan amida yang direduksi dengan anhidrida logam (LiAlH4) akan membentuk senyawa amina.

C

O

NH2CH3CH2

propanamida

+ H2OH+ / OH-

C

O

OHCH3CH2+ NH3

asam propanoat

C

O

NH2CH3CH2

propanamida

LiAlH4CH3CH2CH2NH2

propilamina

4.3 Pembuatan Amida Amida dapat dibuat dari turunan asam karboksilat dengan amoniak.

O

ClR

R

O

O R

O

O

ORR

RNH2

RNH2

RNH2

O

NH2R

Kimia Organik

138

LATIHAN 1. tentukan golongan senyawa karboksil berikut ini :

O

NH2

O

ClO

O

(1) (2) (3)

2. Gambarkan rumus struktur untuk senyawa berikut ini :

A. asam 3-nitrobenzoat B. N,N-dimetilbutanamida C. anhidrida asetat benzoat D. benzoil klorida E. ter-butil sikloheksanakarboksilat

3. Bagaimana reaksi pembuatan dari senyawa berikut ini :

COOHA.

B. COOCH3

C.Cl

O

4. Terangkan sifat fisik dari asam karboksilat berdasarkan jumlah karbon penyusunnya dan reaktivitas gugus karboksilnya.

5. Selesaikan reaksi berikut ini :

A. H3C OH

O+ NaOH

B.CH3CH2 OCH3

O+ H2O H+, kalor

C.H3C Cl

O+ CH3CH2OH

Kimia Organik

139

Petunjuk mengerjakan latihan 1. penggolongan senyawa karboksilat ditentukan oleh gugus yang terikat pada gugus

karbonilnya (RCO-), ester apabila mengikat alkoksi, amida apabila terdapat amina yang terikat pada karbonil, halida asam apabila karbonil mengikat halogen.

2. A. senyawa asam karboksilat, tentukan induknya dan letakkan substituen nitro pada posisi yang sesuai

B. amida, dengan induknya butanamida dan pada gugus NH2, kedua H digantikan oleh metil

C. senyawa anhidrida dengan gugus asetat dan benzoat D. senyawa klorida asam yang terikat pada gugus aromatik, gambarkan struktur

aromatiknya kemudian letakkan gugus klorida asamnya (-COCl). E. ester, dengan gugus ester berupa t-butil dan gugus asam karboksilatnya berupa

sikloheksana karboksilat. 3. A. Pembuatan asam karboksilat dapat dilakukan dengan reaksi hidrolisis dengan

turunan asam karboksilat, misalnya ester. Reaksi hidrolisis ester akan menghasilkan asam karboksilat dan alkohol

B. Pembuatan ester dapat dilakukan dengan reaksi esterifikasi dari asam karboksilat dengan alkohol

C. Reaksi pembuatan senyawa amida dilakukan dengan mereaksikan asam karboksilat dengan SOCl2

4. Asam karboksilat sifat fisiknya dipengaruhi oleh gugus karboksil yang merupakan senyawa karbonil dan hidroksil. Sehingga kelarutan dan titik didih atau titik lebur dari asam karboksilat dipengaruhi oleh kemampuan asam karboksilat membentuk ikatan hidrogen dan dimer.

5. A. reaksi asam karboksilat dengan basa yang akan menghasilkan garam karboksilat B. reaksihi drolisis ester, lihat poin 2A. C. reaksi a klorida asam dengan alkohol yang akan menghasilkan ester dan HCl

RINGKASAN 1. Asam karboksilat, RCO2H, adalah senyawa organik dengan gugus karbonil dan gugus

hidroksil. Nama IUPAC dari suatu asam karboksilat alifatik diawali dengan kata asamdan akhiran –a dari alkana diganti –oat. Gugus karboksil (-CO2H) yang terikat pada suatu cincin maka penamaannya menggunakan awalan asam dan akhiran karboksilat.

2. Asam karboksilat bersifat polar karena mempunyai dua gugus yang bersifat polar yaitu hidroksil (−OH) dan karbonil (C=O). karena asam karboksilat mampu membentuk ikatan hidrogen dan dimer antar molekulnya.

3. Asam karboksilat dapat bereaksi dengan basa membentuk garam karboksilat, mengalami reaksi esterifikasi dengan alkohol, dan reduksi gugus karboksil menjadi alkohol. Asam karboksilat dapat dibuat dengan reaksi hidrolisis, oksidasi dan reaksi dengan reagensia grignard.

Kimia Organik

140

4. Derivat asam karboksilat adalah senyawa yang menghasilkan asam karboksilat bila direaksikan dengan air. Yang termasuk derivat asam karboksilat adalah ester, halida asam, amida, anhidrida asam, dan nitil.

5. Ester merupakan senyawa yang mempunyai bau khas yang digunakan sebagai pemberi aroma pada makanan atau parfum. Ester tidak mampu membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya sehingga titik didih dan titik leleh ester rendah dibandingkan asam karboksilat padanannya. Reaksi yang dapat terjadi pada ester adalah hidrolisis, transesterifikasi dan reaksi dengan reagensia grignard. Ester dibuat dengan reaksi esterifikasi dari asam karboksilat dengan alkohol.

6. Halida asam adalah derivat asam karboksilat yang paling reaktif di antara semua derivat asam karboksilat. Halida asam dapat mengalai reaksi hidrolisis, reaksi dengan alkohol, reaksi dengan amina dan amonia, pengubahan ke aril keton, reaksi dengan organologam, dan reaksi reduksi dengan hidrida logam. Halida asam dapat dibuat langsung dari asam karboksilatnya melalui reaksi dengan tionil klorida (SOCl2) atau fosforus triklorida (PCl3

7. Struktur dari anhidrida asam karboksilat merupakan penggabungan dari dua molekul asam karboksilat dengan menghilankan satu molekul air. anhidrida asam dapat bereaksi hidrolisis, Reaksi dengan alkohol/fenol, dan reaksi dengan amonia/amina. Anhidrida asam dibuat dari derivat karboksilat dengan ion karboksilat.

8. Senyawa amida merupakan senyawa yang kurang reaktif dibandingkan derivat asam karboksilat lainnya. Amida dapat mengalami reaksi hidrolisi dan reakdi reduksi dengan hidrida logam. Amida dapat dibuat dari turunan asam karboksilat yaitu halida asam, anhidrida asam, dan ester dengan amoniak.

TES 2 1. Diantara asam karboksilat berikut ini manakah yang awalnya disintesis dari semut

merah ? A. Asam metanoat B. Asam etanoat C. Asam propanoat D. Asam butanoat

2. Apakah nama IUPAC yang tepat untuk senyawa berikut ini :

O

HO

A. 2,3-dimetil heksanoat B. Asam 2,3-dimetilheksanoat C. 4,5-dimetilheksanoat D. Asam 4,5-dimetilheksanoat

Kimia Organik

141

3. Rumus struktur mana yang sesuai untuk N,N-dietilsiklokarbonamida

O

NB.

OHOA.

CO

H2N

O

ND

4. Pernyataan yang tepat untuk menyatakan sifat fisik dari asam karboksilat dalah :

A. Asam karboksilat kurang larut bila dibandingkan alkohol padananya B. Asam karboksilat memiliki titik didih yang lebih rendah dibanding alkohol

padanannya C. Asam karboksilat dapat membentuk dua ikatan hidrogen antar molekul (dimer) D. Asam karboksilat kurang reaktif dibandingkan aldehid

5. Hidrolisis suatu suatu N-metilbenzamida akan menghasilkan :

A. Asam benzaoat dan air B. Asam benzoat dan amoniak C. Asam benzoat dan metilamina D. Asam benzoat dan benzilamina

6. Derivat asam karboksilat berikut memiliki gugus asil, kecuali :

A. Amida B. Anhidrida C. Halida asam D. Nitril

7. Turunan asam karboksilat yang terbentuk dari penggabungan dua molekul asam

karboksilat dan kehilangan molekul air adalah : A. Amida B. Anhidrida C. Halida asam D. Nitril

Kimia Organik

142

8. Reaksi transesterifikasi antara etil pentanoat dengan metanol akan menghasilkan : A. Metil pentanoat dan etanol B. Etil metanoat dan asam karboksilat C. Etil pentanoat dan asam metanoat D. Metil pentanoat dan asam etanoat

9. Anhidrida benzoat etanoat apabila direaksikan dengan amonia akan menghasilkan :

A. Benzamida dan asam etanoat B. Asam benzoat dan asam etanoat C. Benzilamina dan asam etanoat D. Benzil klorida dan asam etanoat

10. Senyawa turunan asam karboksilat yang paling tidak reaktif adalah …

A. Nitril B. Halida asam C. Anhidrida D. Amida

Kimia Organik

143

Petunjuk Jawaban Tes

TES 1 1. D, alkohol merupakan senyawa dengan gugus hidroksil 2. C, dengan rumus umum R2CO maka keton adalah senyawa 1,3, dan 5 3. A, formaldehida atau formalin 4. D, senyawa benzenakarbaldhida dengan substituen t-butil pada karbon ke-3 5. C, merupakan gugus formil 6. B, oksigen dalam karbonil lebih elektronegatif 7. A, halangan sterik paling rendah 8. A, reaksi aldehid dengan 1 molekul alkohol menghasilkan hemiasetal, reaksi dengan 2

alkohol menghasilkan asetal 9. C, hidrolisis sianida akan menghasilkan karboksilat dan ester 10. C, oksidasi alkohol sekunder akan menghasilkan senyawa keton TES 2 1. A, asam semut atau asam format 2. B, posisi karboksil merupakan karbon ke-1 3. B, senyawa amida, dimana induknya berapa senyawa sikloheksana an substituen etil

pada N. 4. C, asam karboksilat mempunyai gugus karbonil dan hidroksil yang dapat membentuk

ikatan hidrogen dan dimer 5. C, hidrolisis amida akan menghasilkan asam karboksilat dan senyawa amina 6. D, gugus fungsi pada nitril adalah 7. B, anhidrida artinya tanpa air 8. A, transesterifikasi merupakan reaksi pertukana gugus ester dengan gugus alkil dari

alkohol. 9. A, reaksi anhidrida dengan amonia akan memberikan produk senyawa amida dan

alkohol 10. B, amida paling tidak reaktif

Kimia Organik

144

Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A.H, 1982, Kimia Organik Jilid 1,

edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, Organic Chemistry,7th edition, California : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, Organic Chemistry, 7th edition, New Jersey : Prentice Hall Inc. Riawan, S, 1990, Kimia Organik, Jakarta : Binarupa Aksara

Kimia Organik

145

BAB V SENYAWA AROMATIK

Wardiyah, M.Si, Apt

PENDAHULUAN

Senyawa aromatik yang paling sederhana adalah benzena, yaitu suatu senyawa

hidrokarbon siklik dengan ikatan rangkap terkonjugasi yaitu ikatan rangkap yang terdapat pada atom karbon yang saling berdampingan. Benzena dengan rumus molekul C6H6 bila dibandingkan dengan senyawa hidrokarbon lain yang beranggotakan 6 karbon misalnya heksana (C6H14) terlihat bahwa benzena memiliki tingkat ketidakjenuhan yang tinggi. Tetapi apakah anggapan tentang sifat ketidak jenuhan ini benar? Ternyata benzena walaupun memiliki ketidakjenuhan seperti halnya senyawa alkena tetapi benzena tidak memiliki sifat-sifat kimia seperti halnya senyawa alkena. Tentang sifat benzena ini akan dibahas lebih lanjut di topik berikutnya tetang senyawa aromatik sederhana. Penamaan sebagai senyawa aromatik untuk benzena dan senyawa turunannya didasarkan pada aroma yang dimiliki sebagian dari senyawa-senyawa tersebut. Tetapi perkembangan kimia berikutnya menunjukkan bahwa klasifikasi senyawa kimia dilakukan berdasarkan struktur dan kereaktifannya, dan bukan atas dasar sifat fisikanya.

Bab 5 ini akan membahas tentang senyawa aromatik yaitu benzena dan turunannya. Materi pokok senyawa aromatik akan dibagi dalam dua topik yaitu tentang senyawa

aromatik sederhana dan senyawa aromatik heterosiklik. Setelah mempelajari materi dalam bab ini mahasiswa diharapkan mampu : 1. menyebutkan ciri-ciri senyawa benzena dan turunannya 2. menerapkan tata nama senyawa aromatik berdasarkan strukturnya 3. menjelaskan sifat-sifat senyawa aromatik. 4. menuliskan persamaan reaksi pembuatan benzena dan turunannya 5. menuliskan reaksi yang terjadi pada benzena dan turunannya 6. menyebutkan contoh kegunaan senyawa benzena dan turunannya. 7. menyebutkan ciri-ciri senyawa aromatik polisiklik dan heterosiklik 8. menerapkan tata nama senyawa aromatik polisiklik dan heterosiklik 9. menuliskan reaksi sederhana pada senyawa aromatik polisiklik 10. menjelaskan jenis senyawa heterosiklik berdasarkan jumlah atom karbon penyusunnya 11. menyebutkan contoh senyawa heterosiklik di alam.

Untuk memudahkan mempelajari materi dalam bab ini, anda dapat membaca

dengan seksama materi yang ada kemudian lanjutkan dengan mengerjakan latihan-latihan soal. Setelah satu topik selesai dipelajari maka lanjutkan evaluasi hasil belajar anda dengan menjawab soal-soal pada tes.

Senyawa Aromatik S

Benzena adalah senyawa siklik dengan rumus molekul Ckarbon dengan setiap atom karbonnya terhibidrisasi spsatu hidrogen yang terikat. Benzena memiliki 3 ikatan rangkap dalam cincinnydibandingkan dengan senyawa hidorkarbon lain yang memiliki enam anggota karbon, misalnya heksana (C6H14) atau heksena (Cketidakjenuhan yang tinggi seperti halnya alkena. Tetapi ternyata benzena tidak menunjukkan sifta-sifat seperti yang dimiliki oleh alkena. Sebagai contoh, benzena tidak dapat bereaksi seperti alkena, bila benzena direaksikan dengan Br2warna coklat dari bromin tidak dapat hilang hal ini menandakan tidak terjadi reaksi adisi pada benzena oleh Bryang terjadi pada benzena dengan halogen bukan merupakan reaksi adisi tetapi reaksi substitusi. Sifat-sifat kimia yang diperlihatkan oleh benzena memberi petunjuk bahwa senyawa tersebut memang tidak segolongan dengan alkena ataupun sikloalkena.

Penamaan sebagai senyawa aromatik pada awalnya untuk menggambarkan beberapa senyawa benzena dan turunan benzena yang mempunyai aroma khas, benzena memiliki aroma yang manis, benzaldehida memiliki aroma seperti buah ceri, peach dan almond, aroma toluena juga sangat khas yang merupakan aroma dari suatu resin tolu balsam yangberasal dari pohon myroxylon.

Benzena Benzena merupakan senyawa nonpolar yang banyak digunakan sebagai pelarut

industri, tetapi penggunaannya harus sangat hatiPada bidang kefarmasian senyawa aromatik banyak dijumpai dalam beberapa golongan obat seperti steroid.

Kimia Organik

146

Topik 1 Senyawa Aromatik Sederhana

Benzena adalah senyawa siklik dengan rumus molekul C6H6 yang memiliki enam atom

karbon dengan setiap atom karbonnya terhibidrisasi sp2. Setiap atom karbon hanya memiliki satu hidrogen yang terikat. Benzena memiliki 3 ikatan rangkap dalam cincinnydibandingkan dengan senyawa hidorkarbon lain yang memiliki enam anggota karbon,

) atau heksena (C6H12), diduga benzena memiliki sifat ketidakjenuhan yang tinggi seperti halnya alkena. Tetapi ternyata benzena tidak

sifat seperti yang dimiliki oleh alkena. Sebagai contoh, benzena tidak dapat bereaksi seperti alkena, bila benzena direaksikan dengan Br2warna coklat dari bromin tidak dapat hilang hal ini menandakan tidak terjadi reaksi adisi pada benzena oleh Bryang terjadi pada benzena dengan halogen bukan merupakan reaksi adisi tetapi reaksi

sifat kimia yang diperlihatkan oleh benzena memberi petunjuk bahwa senyawa tersebut memang tidak segolongan dengan alkena ataupun sikloalkena.

maan sebagai senyawa aromatik pada awalnya untuk menggambarkan beberapa senyawa benzena dan turunan benzena yang mempunyai aroma khas, benzena memiliki aroma yang manis, benzaldehida memiliki aroma seperti buah ceri, peach dan almond,

ngat khas yang merupakan aroma dari suatu resin tolu balsam yangberasal dari pohon myroxylon.

CH

O

CH3

Benzaldehida Toluena

Benzena merupakan senyawa nonpolar yang banyak digunakan sebagai pelarut industri, tetapi penggunaannya harus sangat hati-hati karena benzena bersifat karsinogenik. Pada bidang kefarmasian senyawa aromatik banyak dijumpai dalam beberapa golongan obat

yang memiliki enam atom . Setiap atom karbon hanya memiliki

satu hidrogen yang terikat. Benzena memiliki 3 ikatan rangkap dalam cincinnya, bila dibandingkan dengan senyawa hidorkarbon lain yang memiliki enam anggota karbon,

), diduga benzena memiliki sifat ketidakjenuhan yang tinggi seperti halnya alkena. Tetapi ternyata benzena tidak

sifat seperti yang dimiliki oleh alkena. Sebagai contoh, benzena tidak dapat bereaksi seperti alkena, bila benzena direaksikan dengan Br2warna coklat dari bromin tidak dapat hilang hal ini menandakan tidak terjadi reaksi adisi pada benzena oleh Br2.Reaksi yang terjadi pada benzena dengan halogen bukan merupakan reaksi adisi tetapi reaksi

sifat kimia yang diperlihatkan oleh benzena memberi petunjuk bahwa senyawa tersebut memang tidak segolongan dengan alkena ataupun sikloalkena.

maan sebagai senyawa aromatik pada awalnya untuk menggambarkan beberapa senyawa benzena dan turunan benzena yang mempunyai aroma khas, benzena memiliki aroma yang manis, benzaldehida memiliki aroma seperti buah ceri, peach dan almond,

ngat khas yang merupakan aroma dari suatu resin tolu balsam

Benzena merupakan senyawa nonpolar yang banyak digunakan sebagai pelarut karena benzena bersifat karsinogenik.

Pada bidang kefarmasian senyawa aromatik banyak dijumpai dalam beberapa golongan obat

Kimia Organik

147

A. RUMUS STRUKTUR BENZENA

Friedrich August Kekule pada tahun 1873 menyatakan rumus struktur dari benzena sebagai suatu struktur heksagonal dengan enam atom karbon yang memiliki ikatan rangkap berselang-seling.

C

CC

C

CC H

H

H

H

H

H

CC

C

CC

C

H

H

H

H

H

H

struktur kekule dengan semua atom dituliskan

Bila benzena direaksikan dengan halogen (Cl atau Br) dengan katalis FeCl3 maka hanya akan dihasilkan satu senyawa dengan rumus molekul C6H5X. hal ini menunjukkan bahwa benzena memiliki atom C dan H yang ekivalen. Tetapi, walaupun benzena mempunyai ikatan rangkap, benzena tidak mempunyai sifat seperti halnya senyawa alkena. Pada senyawa alkena reaksi dengan halogen akan menghasilkan reaksi adisi, sedangkan pada benzena reaksi dengan halogen akan menghasilkan reaksi substitusi. Sifat ini tidak dapat dijelaskan dengan struktur kekule.

Ikatan rangkap pada benzena tidak terlokalisasi pada karbon tetentu tetapi dapat berpindah-pindah (delokalisasi), ini yang disebut dengan resonansi. Struktur Kekule memberikan sumbangan yang sama terhadap hibrida resonansi, yang berarti bahwa ikatan-ikatan C-C bukan ikatan tunggal dan juga bukan ikatan rangkap, melainkan di antara keduanya.

struktur resonansi benzena

Cincin benzena juga dapat ditampilkan dalam bentuk segienam beraturan dengan sebuah lingkaran di dalamnya, dimana pada setiap sudut segienam tersebut terikat sebuah atom H.

hibrida resonansi dari dan

Kimia Organik

148

B. TATA NAMA SENYAWA BENZENA TERSUBSTITUSI Beberapa senyawa benzena memiliki nama tersendiri yang tidak tersistem. Beberapa

nama yang lazim seperti tercantum dalam tabel berikut ini :

Tabel 5.1. struktur dan nama-nama beberapa benzena tersubstitusi yang umum

Struktur Nama Struktur Nama

CH3

toluena

CH3

CH3

orto-xilena

OH

fenol

CH

O

benzaldehida

NH2

anilin

COH

O

asam benzoat

CC

H

H

H

stirena

CCH3

O

Asetofenon

Benzena diberi nama seperti alkana ranta lurus bila sebagai induk. Substituen yang

terikat apda benzena diberi nama sebagai awalan dan diikuti benzena sebagai induknya. Benzena dapat memiliki satu substituen (monosubstitusi), dua substituen (disubstitusi), atau lebih dari dua substituen (polisubstitusi). Penamaan benzena mengikuti jumlah substituen yang terikat padanya.

1. Benzena monosubstitusi

Penamaan untuk benzena monosubstitusi dilakukan seperti pada aturan hidrokarbon lainnya. Nama substituen sebagai awalan diikuti oleh nama benzenanya.

Kimia Organik

149

Br

bromobenzena

CH2CH3

etilbenzena

NO2

nitrobenzena Gugus benzena tersubstitusi oleh alkil ini disebut juga sebagai gugus arena. Penamaan

untuk senyawa arena tersubstitusi ini tergantung dari jenis substituen yang terikat padanya. Bila alkil yang terikat lebih kecil (kurang dari 6 karbon) daripada jumlah karbon penyusun cincin benzena disebut sebagai benzena tersubstitusi alkil. Tetapi bila jumlah karbon alkil lebih besar (7 atau lebih karbon) daripada jumlah karbon penyusun cincin benzena maka disebut sebagai senyawa alkana tersubstitusi fenil (-C6H5). Fenil untuk menyatakan benzena sebagai substituen. Bila benzena mengikat suatu alkana dengan gugus fungsional disebut juga sebagai substituen sehingga penamaan untuk cincin aromatiknya sebagai fenil. Sedangkan penamaan benzil digunakan untuk gugus C6H5CH2-

CH2

gugus fenil gugus benzil

CHCH2CH2CH2CH2CH3

CH3

2-fenilheptana

CHCH3

OH

1-fenil-1-etanol

CH2Cl

benzil klorida

2. Benzena disubstitusi

Penamaan untuk benzena dengan dua substituen menggunakan awalan orto (o), meta (m), dan para (p). orto (o) untuk menyatakan substituen pada posisi 1,2 dari cincin benzena. Meta (m) adalah posisi hubungan substituen pada 1,3. Para (p) menyatakan posisi hubungan substituen pada 1,4. Jika salah satu substituen memberikan nama khusus maka penamaannya menggunakan nama turunan senyawa tersebut. Apabila dua substituen yang diikat oleh benzena tidak memberikan nama khusus maka penamaan diurutkan berdasarkan abjad.

Kimia Organik

150

Br

o-dibromobenzena

Br NH2H3C

m-metilanilina

CH

O

Cl

p-klorobenzaldehida

Br

H3CH2C

m-bromo etilbenzena

3. Benzena polisubsititusi Benzena yang memiliki substituen lebih dari dua maka maka posisi masing-masing

substituen ditunjukkan dengan nomor. Posisi karbon 1 ditentukan dengan memperhatikan posisi substituen dua sehingga substituen kedua memiliki posisi serendah mungkin terhadap substituen pertama. Jika salah satu substituen memberikan nama khusus pada senyawa aromatik tersebut, maka diberi nama sebagai turunan dari nama khusus tersebut. Jika semua substituen tidak memberikan nama khusus, posisisnya dinyatakan dengan nomor dan diurutkan sesuai urutan abjad, dan diakhiri dengan kata benzena.

Cl

Cl Cl

1,2,4-triklorobenzena

Br

OH

O2N

2-bromo-3-nitrofenol

CH3

NO2

O2N

O2N2,4,6-trinitrotoluena (TNT)

C. SIFAT FISIS SENYAWA AROMATIK Benzena dan senyawa hidrokarbon aromatik bersifat nonpolar, tidak larut dalam air,

tetapi larut dalam pelarut organik seperti dietil eter atau pelarut lain yang nonpolar. Penggunaan benzena secara luas sebagai pelarut. Benzena bersifat toksik dan karsinogenik.

Titik didih dan titik leleh senyawa aromatik besifat khas, tidak mempunyai pola tertentu. Misalnya benzena mempunyai titik leleh 5,50C dan titik didih 800C, sedangkan toluena mempunyai titik leleh -950C dan titik didih 1110C. untuk xilena mempunyai titik leleh yang berbeda, p-xilena mempunya titik leleh paling tinggi (130C) dibandingkan m-xilena (480C) dano-xilena (-250C). ciri khas dari senyawa aromatik adalah isomer para akan mempunyai titik leleh lebih tinggi dibandingkan dengan meta dan orto. Karena p-isomer lebih simetris dan membentuk kisi kristal yang lebih teratur dan lebih kuat.

D. REAKSI-REAKSI BENZENA

1. Halogenasi

Reaksi halogenasi merupakan reaksi subsititusi. Pada reaksi ini dibutuhkan katalis misalnya FeX3 misalnya FeCl3 atau FeBr3 yang berperan dalam mempolarisakan molekul

Kimia Organik

151

halogen sehingga menghasilkan elektrofil X+. FeCl3 biasanya dibuat dari Fe dan Cl2. Katalis lain yang dapat digunakan adalah AlCl3. Prosesnya dapat berlangsung sebagai berikut :

2Fe + 3 Br2 2FeBr3 Br – Br + FeCl3 Br+ + FeBr4- Contoh reaksinya :

+ Br2FeBr3

Br

+ HBr

+ Cl2AlCl3

Cl

+ HCl

2. Nitrasi Reaksi nitrasi terjadi apabila benzena diolah dengan HNO3 pekat dengan katalis H2SO4

pekat. Pada reaksi nitrasi yang berperan sebagai elektrofil adalah NO2+. Pembentukan NO2+ ini dipercepat oleh H2SO4 pekat.

Reaksinya berlangsung sebagai berikut :

+ HNO3

NO2

+ H2OH2SO4

3. Sulfonasi Reaksi sulfonasi terjadi apabila benzena direaksikan dengan H2SO4 yang akan

menghasilkan asam benzena sulfonat. Yang berperan sebagai elektrofil adalah SO3 atau SO3H+.

+ H2SO4

SO3H

+ H2Opanas

4. Alkilasi Friedel-Crafts

Alkilasi benzena merupakan reaksi subsititusi benzena dengan gugus alkil halida yang menggunakan katalis Al halida, misalnya AlCl3. Reaksi ini pertama kali dikembangkan oleh Charles Friedel dan James Crafts, ahli kimia dari Amerika, pada tahun 1877.

Contoh reaksinya :

+ CH3CH2CH2ClAlCl3 CH2CH2CH3

+ HCl

benzena propilbenzena

Kimia Organik

152

5. Asilasi Friedel-Crafts Reaksi substitusi gugus asil (RC=O atau ArC=O) pada cincin benzena dapat terjadi

dengan bantuan katalis Al halida (AlCl3). Reaksi ini dapat digunakan untuk menghasilkan suatu senyawa aril keton.

E. PEMBUATAN BENZENA

Sumber utama senyawa organik adalah dari coal (batubara) dan petroleum (minyak

bumi). Senyawa organik dapat diperoleh dari destilasi ter batubara atau disintesis dari senyawa alkana yang berasal dari minyak bumi. Destilasi dari batubara akan menghasilkan berbagai senyawa aromatik seperti benzena, toluena, xilena, fenol, kresol, dan naftalena.Tetapi metode ini mulai digantikan dengan metode produksi dari minyak bumi sejak tahun 1930-1940-an, karena hasil produksinya yang rendah yaitu kurang dari 5 %.

Minyak bumi yang kaya dengan senyawa sikloalkana dapat menjadi sumber pembuatan senyawa aromatik. Senyawa sikloalkana dapat dibuat menjadi senyawa aromatik melalui proses eliminasi hidrogen (dehidrogenasi), reaksi ini dikenal juga dengan nama catalytic reforming. Produksi dengan cara ini memberikan sumbangan 30 % dari produksi dunia untuk senyawa aromatik.

CH3 Mo2O3 . Al2O3, 560 0CCH3

+ 3H2

metil sikloheksana toluena

Pada skala laboratorium benzena juga dapat dibuat dengan beberapa cara diantaranya adalah : 1. Distilasi dari natrium benzoat kering dengan natrium hidroksida berlebih.

CO

ONa+ NaOH + Na2CO3

natrium benzoat benzena 2. Benzena atau alkil benzena juga dapat dibuat melalui proses pirolisis dari senyawa

hidrokarbon alifatik. Contohnya :

CH3CH2CH2CH2CH2CH3

470 0CCr2O3

heksana benzena 3. Mengalirkan gas asetilena ke dalam tabung yang panas dengan katalis Fe-Cr-Si akan

menghasilkan benzena.

HC CH650 0C

Fe-Cr-Si

asetilena benzena

Kimia Organik

153

4. reduksi fenol dengan logam seng OH

+ Zn + ZnO

fenol benzena 5. reaksi asam benzenasulfonat dengan uap air

S

O

O

OH+ H2O + H2SO4

asam benzenasulfonat benzena F. BENZENA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Benzena dan turunannya banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya

benzena sebagai pelarut. Stirena digunakan dalam bentuk polimer (polistirena) yang berguna dalam pembuatan isolator listrik, atau bahan pembungkus makanan (gelas, piring polistirena). Fenol dalam kehidupan sehari-hari dikenal sebagai karbol atau lisol yang berfungsi sebagai desinfektan. Toluena sebagai bahan baku pembuat trinitro toluena suatu bahan peledak (dinamit). Benzaldehida yang mempunyai bau khas digunakan sebagai bahan baku pembuatan parfum dan dapat juga digunakan sebagai bahan pengawet.

Beberapa senyawa turunan asam benzoat banyak digunakan dalam bidang farmasi, misalnya asam asetil salisilat atau asetosal atau aspirin, metil salisilat yang digunakan sebagai bahan baku obat gosok, natrium benzoat sebagai bahan pengawet makanan, dan parasetamol sebagai analgesik-antipiretik.

polistirena

trinitro toluena (TNT)

Kimia Organik

154

Desinfektan

Aspirin atau asetosal

LATIHAN 1. Gambarkan rumus struktur benzena menurut kekule ! 2. Manakah diantara struktur yang merupakan orto,meta, dan para ?

Br

CH3

NO2OH

COOH

CH3

NH2Cl

I I

A B C D E 3. Tuliskan struktur dari :

A. iodobenzena B. p-kloro benzil bromida C. 4-bromo-1,2-dimetilbenzena

4. Tuliskan reaksi pembuatan senyawa benzena dari senyawa alifatik dan aromatik. 5. Bagaimana reaksi benzena dengan :

A. Asam nitrat pekat dengan katalis asam sulfat B. Asam sulfat C. Kloroetana dengan katalis AlCl3

Petunjuk mengerjakan latihan 1. Benzena digambarkan sebagai struktur heksagonal dengan enam atom karbon yang

memiliki ikatan rangkap berselang-seling.

C

CC

C

CC H

H

H

H

H

H

CC

C

CC

C

H

H

H

H

H

H

Kimia Organik

155

2. Orto ditunjukkan pada struktur B dan D karena orto adalah posisi substituen pada cincin aromatik pada karbon 1,2.

Meta ditunjukkan pada struktur A dan E karena meta adalah posisi substituen pada cincin aromatik pada karbon 1,3.

Para ditunjukkan pada struktur C karena para adalah posisi substituen pada cincin aromatik pada karbon 1,4. A.

3. A. iodobenzena : menunjukkan benzena monosubstitusi yaitu hanya ada substituen

I (iodo)

I

B. p-kloro benzil bromida : benzena disubstitusi dengan substituen kloro yang

terikat pada benzilbromida pada posisi para

CH2BrCl

C. 4-bromo-1,2-dimetilbenzena : benzena polisubstitusi dengan 3 substituen pada cincin aromatik.

CH3CH3

Br 4. Reaksi pembuatan benzena dengan senyawa alifatik :

HC CH650 0C

Fe-Cr-Si

asetilena benzena Reaksi pembuatan benzena dengan senyawa aromatik :

OH

+ Zn + ZnO

fenol benzena 5. A. Reaksi benzena dengan asam nitrat (HNO3) pekat dengan H2SO4akan

menghasilkan senyawa nitrobenzena

+ HNO3

NO2

+ H2OH2SO4

Kimia Organik

156

B. Reaksi benzena dengan H2SO4akan menghasikan asam benzena sulfonat

+ H2SO4

SO3H

+ H2Opanas

C. Reaksi benzena dengan kloroetana (alkil halida) dengan katalis AlCl3akan

menghasilkan reaksi alkilasi pada senyawa benzena

+ CH3CH2ClAlCl3 CH3CH2Cl + HCl

benzena etilbenzena RINGKASAN 1. Benzena adalah senyawa siklik dengan rumus molekul C6H6 yang memiliki enam atom

karbon dengan satu hidrogen yang terikat pada setiap karbonnya dan tiga ikatan rangkap.

2. Beberapa benzena dengan substituen tertentu memiliki nama khusus seperti toluena, fenol, anilina, xilena, asam benzoat, benzaldehida, asetofenon, dan stirena.

3. Benzena dapat tersubstitusi mono, di, atau poli. Penamaan benzen nama substituen sebagai awalan diikuti oleh nama benzenanya.

4. Penamaan untuk benzena dengan dua substituen menggunakan awalan orto (o), meta (m), dan para (p). Benzena yang memiliki substituen lebih dari dua maka maka posisi masing-masing substituen ditunjukkan dengan nomor.

5. Benzena dan senyawa hidrokarbon aromatik bersifat nonpolar, tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti dietil eter atau pelarut lain yang nonpolar. Titik didih dan titik leleh senyawa aromatik besifat khas, tidak mempunyai pola tertentu.

6. iri khas dari senyawa aromatik adalah isomer para akan mempunyai titik leleh lebih tinggi dibandingkan dengan meta dan orto.

7. Benzena dapat mengalami reaksi halogenasi, nitrasi, sulfonasi, alkilasi dan asilasi friedel craft.

8. Pembuatan benzena dan turunan dapat dilakukan pada skala industri dengan bahan baku dari batu bara atau minyak bumi.

9. Pada skala yang lebih kecil dapat dilakukan dengah menggunakan senyawa alifatik atau aromatik. Misalnya, destilasi dari natrium benzoat kering dengan natrium hidroksida berlebih, pirolisis dari senyawa hidrokarbon alifatik, reaksi gas asetilena dengan katalis Fe-Cr-Si, reduksi fenol dengan logam seng, dan reaksi asam benzenasulfonat dengan uap air.

Kimia Organik

157

TES 1 1. Pernyataan yang sesuai untuk benzena adalah :

A. Senyawa siklik dengan keenam karbon dan hidrogen ekivalen B. Mempunyai sifat yang sama seperti alkena C. Dapat diadisi oleh senyawa halogen D. Mudah diperoleh di alam

2. Reaksi antara benzena dengan bromin dapat terjadi dengan katalis FeBr3 melalui

mekanisme reaksi : A. Adisi B. Eliminasi C. Substitusi D. Oksidasi

3. Apakah nama IUPAC dari senyawa berikut ini :

A. Butilbenzoat B. Isobutilbenzoat C. Sec-butilbenzoat D. Tert-butilbenzoat

4. Penamaan yang tepat untuk senyawa dibawah ini adalah :

A. 1-metil-2,5-diklorobenzena B. 1-4-dikloro-6-metilbenzena C. 2,5-diklorotoluena D. 1,4-diklorotoluena

5. Diantara pernyataan berikut : I. Benzena dan senyawa hidrokarbon aromatik bersifat nonpolar II. Benzena tidak larut dalam air dan dietil eter III. Isomer para pada benzena mempunyai titik leleh lebih tinggi dibandingkan meta

dan orto IV. Benzena banyak diperoleh dari minyak bumi Manakah yang sesuai untuk benzena ? A. I, II, dan III B. I, III, dan IV C. I, II, dan IV D. II, III, dan IV

Kimia Organik

158

6. Benzena dapat mengalami reaksi halogenasi, nitrasi, sulfonasi, asilasi dan alkilasi melalui reaksi .. A. Adisi B. Eliminisai C. Substitusi D. oksidasi

7. Reaksi benzena dengan senyawa klor dengan katalis AlCl3 akan menghasilkan…

A. Klorosikloheksana B. Klorosikloheksena C. Klorobenzena D. Klorobenzoat

8.

CO

CH3

asetofenon I. Dibuat dengan reaksi dari benzena dengan II. Membutuhkan katalis H2SO4 III. Reaksinya melalui alkilasi friedelcraft IV. Membutuhkan katalis AlCl3 pernyataan yang sesuai tentang reaksi pembuatan asetofenon adalah … A. I dan II B. I dan III C. I dan IV D. II dan III

9. Untuk dapat memperoleh benzena dapat dilakukan dengan reaksi berikut kecuali :

A. Destilasi Natrium benzoat dengan NaOH berlebih B. Nitrasi senyawa anilina C. Pirolisis dari hidrokarbon alifatik pada suhu 470 0C dan katalis Cr2O3 D. Reduksi fenol dengan logam seng

10. Senyawa turunan benzena yang banyak digunakan sebagai bahan pembuat wadah

makanan adalah… A. Toluena B. Asetofenon C. stirena D. xilena

Senyawa Aromatik Polisiklik dan Heterosiklik Pada Topik 1 sudah dipelajari tentang senyawa benzena dan turunannya. Senyawa

benzena merupakan senyawa aromatik monosiklik karena benzena hanya memiliki satu cincin aromatik. Senyawa aromatik polisikliyang sering kita jumpai sehariserangga. Turunan dari naftalena digunakan dalam bahan bakar motor.

Selain sebagai senyawa aromatik monosiklik, benzena juga dikenal sebagai senyawa

homosiklik karena dalam atom penyusun cincinnya hanya terdiri dari atom karbon. Pada kelompok senyawa aromatik dikenal juga senyawa heterosiklik, yaitu suatu senyawa siklik dimana atom-atom penyusunnya terdiri dari dua atau lebih unsur yang berlainan. Banyak senyawa aromatik di alam yang penting seperti alkaloid contohnya nikotin dan asam nukleat dengan gula penyusunnya seperti sitosina, timina, adenina, dan guanina.

Nikotina

Kimia Organik

159

Topik 2 Senyawa Aromatik Polisiklik dan Heterosiklik

sudah dipelajari tentang senyawa benzena dan turunannya. Senyawa benzena merupakan senyawa aromatik monosiklik karena benzena hanya memiliki satu cincin aromatik. Senyawa aromatik polisiklik disebut juga senyawa cincin terpadu. Contoh yang sering kita jumpai sehari-hari adalah naftalena yang digunakan sebagai pengusir serangga. Turunan dari naftalena digunakan dalam bahan bakar motor.

Gambar 5.1 Naftalena

Selain sebagai senyawa aromatik monosiklik, benzena juga dikenal sebagai senyawa homosiklik karena dalam atom penyusun cincinnya hanya terdiri dari atom karbon. Pada kelompok senyawa aromatik dikenal juga senyawa heterosiklik, yaitu suatu senyawa siklik

atom penyusunnya terdiri dari dua atau lebih unsur yang berlainan. Banyak senyawa aromatik di alam yang penting seperti alkaloid contohnya nikotin dan asam nukleat dengan gula penyusunnya seperti sitosina, timina, adenina, dan guanina.

Adenin

Senyawa Aromatik Polisiklik dan Heterosiklik

sudah dipelajari tentang senyawa benzena dan turunannya. Senyawa benzena merupakan senyawa aromatik monosiklik karena benzena hanya memiliki satu

k disebut juga senyawa cincin terpadu. Contoh hari adalah naftalena yang digunakan sebagai pengusir

Selain sebagai senyawa aromatik monosiklik, benzena juga dikenal sebagai senyawa homosiklik karena dalam atom penyusun cincinnya hanya terdiri dari atom karbon. Pada kelompok senyawa aromatik dikenal juga senyawa heterosiklik, yaitu suatu senyawa siklik

atom penyusunnya terdiri dari dua atau lebih unsur yang berlainan. Banyak senyawa aromatik di alam yang penting seperti alkaloid contohnya nikotin dan asam nukleat

Kimia Organik

160

A. TATA NAMA SENYAWA POLISIKLIK Penamaan untuk senyawa aromatik polisiklik memakai nama individual. Aturan

penomoran pada cincin aromatiknya sudah ditetapkan melalui perjanjian dan tidak berubah bagaimanapun posisi substituennya. Tiga senyawa aromatik polisiklik yang akan kita pelajari adalah naftalena, antrasena, dan fenantrena.

8 12

345

6

7

8 9

1056

7

12

3

4

4

5

8

9101

2

3

67

Untuk naftalena yang mempunyai substituen posisi substituen tersebut dapat

dinyatakan dengan huruf yunani. Terdapat 2 posisi yaitu α dan β. α adalah posisi yang menunjukkan letak karbon yang paling dekat dengan pertemuan cincin, posisi lainnya adalah β. sehingga untuk naftalena ada 4 posisi α dan 4 posisi β. Penamaan dengan sistem huruf yunani ini hanya berlaku untuk naftalena, untuk antrasena dan fenantrena berlaku sistem bilangan.

Br

2-bromonaftalena

O2N

NO2

3,7-dinitrofenantrena

B. REAKSI PADA SENYAWA AROMATIK POLISIKLIK

1. Reaksi Oksidasi

Senyawa aromatik polisiklik dapat mengalami reaksi oksidasi. Dibandingkan dengan benzena senyawa aromatik polisiklik lebih reaktif terhadap reaksi oksidasi, reduksi, dan substitusi karena senyawa aromatik polisiklik dapat bereaksi pada satu cincin dan masih mempunyai cincin lain yang utuh. Benzena tidak mudah dioksidasi sedangkan oksidasi naftalena dapat menghasilkan anhidrida asam ftalat atau senyawa kuinon. Antrasena dan fenantrena juga dapat mengalami reaksi oksidasi menjadi senyawa kunion.

V2O5udarakalor

O

O

OHOH

naftalena asam o-ftalat

O

O

-H2OO

anhidrida asam ftalat

(β-bromonaftalena)

Kimia Organik

161

Oksidasi naftalena, antrasena dan fenantrena dengan CrO3 dengan asam dapat menghasilkan senyawa kuinon.

O

O

CrO3CH3CO2H

kalor

naftalena 1,4-naftokuinon

CrO3H2SO4

kalor

O

O

antrasena 9,10-antrakuinon CrO3H2SO4

kalor

OO

fenantrena 9,10-fenantrakuinon

2. Reduksi Senyawa aromatik polisiklik Reduksi senyawa aromatik polisiklik merupakan reaksi hidrogenasi. Reaksi reduksi

dengan natrium dan etanol akan menghasilkan hidrogenasi parsial, pada kondisi ini benzena tidak dapat direduksi. Cincin polisiklik dapat dihidrogenasi dengan lengkap seperti halnya benzena dengan menggunakan kalor dan tekanan.

Na, CH3CH2OH

kalor

naftalena tetralin

+ 3 H2Pt

2250, 35 atm

dekalin

+ 5 H2Pt

2250, 35 atm

dekalinnaftalena

Na, CH3CH2OH

kalor

9,10-dihidroantrasenaantrasena

Kimia Organik

162

3. Reaksi Substitusi Naftalena Naftalena, antrasena, dan fennatrena dapat mengalami reaksi substitusi, tetapi

substitusi pada senyawa antrasena dan fenantrena seringkali diperoleh campuran isomer yang sukar dipisahkan. Reaksi substitusi pada naftalena dapat terjadi reaksi brominasi, nitrasi, sulfonasi, dan asilasi.

Brominasi

Br2

Br

1-bromonaftalena Nitrasi

HNO3, H2SO4

NO2

1-nitroaftalena

hangat

sulfonasi

H2SO4 pekat, 800C

SO3H

asam 1-naftalenasulfonat

hangat

Asilasi

CH3CCl

CCH3O

, AlCl3

O

1-asetilnaftalena

C. TATA NAMA SENYAWA HETEROSIKLIKAROMATIK Senyawa heterosiklikaromatik banyak terdapat di alam, baik yang berupa cincin

aromatik 5 anggota atau 6 anggota. Senyawa heterosiklik, yaitu senyawa yang memiliki lebih dari satu jenis atom dalam sistem cincinnya.Senyawa heterosiklik aromatik ini mempunyai nama khusus. Beberapa nama senyawa aromatik heterosiklik seperti berikut ini :

Kimia Organik

163

NH

O S NH

N

S

N

pirola furan tiofena imidazola tiazola

NH

N

pirazola

N

piridina

N

N

pirimidina

N

N NH

N

purina

N

kuinolina

N

isokuinolina

N

N NH

indola

Penomoran untuk senyawa heterosiklik aromatik dimulai dari atom yang bukan

karbon. Tetapi bila ada lebih dari satu atom bukan karbon maka penomoran berasarkan prioritas. Misalnya untuk S dan N, S diberi nomor lebih kecil (prioritas lebih tinggi) dibandingkan N.

O1

2

34

5

furan tiazola

S

N

1

2

34

5

N

piridina1

2

3

4

5

6

Penamaan dengan huruf yunani dapat dilakukan untuk senyawa heterosiklik. Tetapi

hanya berlaku untuk heterosiklik yang hanya mengandung satu heteroatom. Atom karbon yang dekat dengan heteroatom adalah karbon α. Karbon berikutnya dinamakan sebagai karbon . Apabila setelah karbon α dan karbon masih ada karbon, maka karbon tersebut dinamakan karbon γ.

piridina

α α

γ

N

Kimia Organik

164

Contoh :

N

COOH

asam 3-piridinakarboksilat

NH

SO3H

asam 2-pirolasulfonat

N

2-fenilpiridina

D. SENYAWA HETEROSIKLIK AROMATIK LIMA ANGGOTA CINCIN Senyawa heterosiklik lima anggota yang paling sederhana adalah pirola, furan, dan

tiofena.

NH

O S

pirola furan tiofena Karakteristik kimia dari senyawa heterosiklik aromatik lima anggota adalah mudah

mengalami reaksi substitusi elektrofilik terutama pada posisi kedua cincin. Reaksi substitusi elektrofilik yang dapat terjadi adalah nitrasi, halogenasi, sulfonasi, dan asilasi Friedel-Crafts Contoh :

NH

+ HNO3

NH

NO2

S+ C

OCl

SnCl4S

CO

Tiofena 2-Benzoiltiofena

O+ Br2

dioksan250C O

Br

furan 2-bromofuran

Pirola dan tiofena dapat diperoleh dalam jumlah kecil dari batubara melalui proses

destilasi. Tetapi hasilnya sangat kecil. Tiofena dapat disintesis dalam skala industri melalui reaksi antara n-butana dan sulfur (S) dengan suhu tinggi (560 0C).

Kimia Organik

165

CH3CH2CH2CH3+ S

560 0C

S+ H2S

n-butana tiofena Pirola dapat disintesis dalam berbagai cara, diantaranya adalah :

HC CH + 2HCHOCu2C2 HOCH2C CCH2OH

NH3

tekanan NH

1,4-butunadiol pirola

E. SENYAWA HETEROSIKLIK AROMATIK ENAM ANGGOTA CINCIN Contoh senyawa heterosiklik aromatik enam anggota adalah piridina. Piridina memiliki

struktur sama dengan benzena, yaitu cincin datar dengan lima atom karbon dan satu atom nitrogen. Setiap atom dalam cincin terhibridisasi secara sp2. piridina memiliki satu atom nitrogen yang bersifat elektronegatif maka senyawa piridina bersifat polar, sedangkan benzena bersifat nonpolar. Karena nitrogen pada piridina bersifat elektronegatif, maka atom karbon lain dalam cincin menjadi bermuatan positif parsial karena kekurangan elektron. Karena adanya muatan positif parsial ini menyebabkan piridina reaktifitasnya rendah terhadap reaksi substitusi elektrofilik dibandingkan benzena.

Cincin aromatik pada piridina tidak mudah mengalami oksidasi seperti halnya benzena. Oksidasi akan terjadi pada rantai samping yang dapat berubah menjadi senyawa karboksilat dan cincin aromatiknya akan tetap utuh.

CH3

KMnO4, H2O, H+

CO2H

N

KMnO4, H2O, H+CH3

N

CO2H

toluena asam benzoat

3-metilpiridina asam 3-piridinakarboksilat Piridina dapat mengalami reaksi substitusi nukleofilik yang akan berlangsung paling

mudah pada posisi kedua dan diikuti posisi keempat.

N Br

NH3

kalor N NH2

2-bromopiridina 2-aminopiridina

Kimia Organik

166

Substitusi nukleofilik juga dapat terjadi pada piridina tanpa substituen. Reaksi terjadi jika digunakan basa yang sangat kuat seperti reagensi litium atau ion amida (NH2-). Reaksi ini tidak akan terjadi pada benzena.

F. KUINOLINA DAN ISOKUINOLINA

Senyawa heterosiklik aromatik lainnya adalah kuinolina dan isokuinolina. Kuinolina

adalah Senyawa heterosiklik aromatik yang strukturnya serupa dengan naftalena tetapi dengan nitrogen pada posisi kesatu. Isokuinolina adalah isomer dari kuinolina dengan atom nitrogen terletak pada posisi kedua. Penomoran pada isokuinolina tidak dimulai dari atom nitrogen tetapi dari atom karbonnya.

N1

2

345

6

7

8

N1

2

345

6

7

8

kuinolina isokuinolina Cincin nitrogen dalam kuinolina dan isokuinolina dapat mengalami reaksi substitusi

elektrofilik dengan lebih mudah dibandingkan piridina. Substitusi elektrofilik terjadi pada posisi 5 dan 8.

N

HNO3

H2SO4 N

NO2

N+

NO2

kuinolina 5-nitrokuinolina 8-nitrokuinolina

N

HNO3

H2SO4 N

NO2

N+

NO2

isokuinolina 5-nitroisokuinolina 8-nitroisokuinolina Kuinolina dan isokuinolina dapat mengalami reaksi substitusi nukleofilik seperti halnya

piridina. Reaksi ini dapat terjadi pada posisi α terhadap nitrogen.

NH2O

kuinolina

N

NH2-

H2O

isokuinolina

CH3Li

G. CONTOH SENYAWA HETER

Alkaloid adalah salah satu senyawa basa bernitrogen yang umumnya berupa senyawa

hetrosiklik yang diekstraksi dari bahan alam. Contoh alkaloid adalah nikotin dan morfin. Nikotin adalah senyawa yang dalam dosis rendah dapat bertindak sebagai stimulan sistem syaraf otonom seperti efek yang timbul dari rokok. Nikotin dalam dosis tinggi dapat bersifat toksik.

Nikotin Alkaloid dari getah biji candu (Papaver somniverum) salah satunya dalah morfin.

Morfina adalah alkaloidanalgesik yang sangat kuat bekuntuk menghilangkan rasa sakit. Morfin banyak disalahgunakan oleh para pecandu obat terlarang.

morfina

Kimia Organik

167

N

2-metilkuinolina

N

1-aminoisokuinolina

CH3

NH2

CONTOH SENYAWA HETEROSIKLIK AROMATIK DI ALAM

Alkaloid adalah salah satu senyawa basa bernitrogen yang umumnya berupa senyawa hetrosiklik yang diekstraksi dari bahan alam. Contoh alkaloid adalah nikotin dan morfin. Nikotin adalah senyawa yang dalam dosis rendah dapat bertindak sebagai stimulan sistem syaraf otonom seperti efek yang timbul dari rokok. Nikotin dalam dosis tinggi dapat bersifat

Alkaloid dari getah biji candu (Papaver somniverum) salah satunya dalah morfin. Morfina adalah alkaloidanalgesik yang sangat kuat bekerja langsung pada sistem saraf pusat untuk menghilangkan rasa sakit. Morfin banyak disalahgunakan oleh para pecandu obat

Alkaloid adalah salah satu senyawa basa bernitrogen yang umumnya berupa senyawa hetrosiklik yang diekstraksi dari bahan alam. Contoh alkaloid adalah nikotin dan morfin. Nikotin adalah senyawa yang dalam dosis rendah dapat bertindak sebagai stimulan sistem syaraf otonom seperti efek yang timbul dari rokok. Nikotin dalam dosis tinggi dapat bersifat

Alkaloid dari getah biji candu (Papaver somniverum) salah satunya dalah morfin. erja langsung pada sistem saraf pusat

untuk menghilangkan rasa sakit. Morfin banyak disalahgunakan oleh para pecandu obat

Kimia Organik

168

LATIHAN 1. Berilah nama pada senyawa berikut ini :

A.

Br Br

B.

OH O

O

C.

CH3 2. Bagaimanakah reaksi antara naftalena dengan :

A. natrium dan etanol B. asam nitrat dan katalis asam sulfat

3. Bagaimana reaksi oksidasi yang terjadi pada antrasena dan fenantrena 4. Berikan struktur untuk nama senyawa berikut ini :

A. 2-metoksifuran B. 4,5-diklorokuinolina C. Asam-3-tiofenakarboksilat

5. Bagaimana hasil dari reaksi berikut ini : A. Tiofena dengan H2SO4 B. isokuinolina dengan C6H5Li C. 4-bromopirimidina dengan NH3

Petunjuk Mengerjakan Latihan : 1. Nama senyawa tersebut adalah :

A. senyawa naftalena dengan substituen Br pada posisi karbon 1 dan 8, 1,8-dibromonaftalena

B. senyawa naftokuinon dengn gugus hidroksi pada karbon 8, 8-hidroksi-1,4-naftokuinon

C. senyawa dihidroantrasena dengan substituen metil pada karbon 1, 1-metil-9,10-dihidrofenantrena

2. A. reaksi antara naftalena dengan natrium dan etanol merupakan reaksi reduksi sehingga akan terjadi hidrogenasi

Na, CH3CH2OH

kalor

naftalena tetralin

Kimia Organik

169

B. reaksi naftalena dengan asam nitrat (HNO3) dengan katalis asam sulfat (H2SO4) merupakan reaksi nitrasi.

HNO3, H2SO4

NO2

1-nitroaftalena

hangat

3. Reaksi oksidasi pada antrasena dan fenantrena akan menghasilkan senyawa kuinon,

reaksi berlangsung dengan adanya CrO3 dan asam sulfat. Reaksi oksdasi berlangsung pada posisi 9 dan 10 sehingga akan dihasilkan 9,10-antrakuinon pada antrasenan dan 9,10-fenantrakuinon pada fenantrena.

4. A. 2-metoksifuran, merupakan senyawa heterosiklik aromatik lima anggota dari

furan dengan substituen metoksi (OCH3) pada posisi kedua.

OOCH3

B. 4,5-diklorokuinolina, kuinolina dengan substituen Cl pada posisi 4 dan 5

N

Cl Cl

C. Asam-3-tiofenakarboksilat, senyawa tiofena dengan gugus karboksilat pada

posisi 3.

S

COOH 5. A. Tiofena dengan H2SO4, reaksi substitusi elektrofilik pada posisi kedua

menghasilkan senyawa asam 2-tiofenasulfonat

SH2SO4

+S SO3H

asam 2-tiofenasulfonat B. Isokuinolina dengan C6H5Li, reaksi substitusi nukleofilik dimana serangan terjadi

pada posisi α.

N

C6H5Li

H2O N

isokuinolina 1-fenilisokuinolina

Kimia Organik

170

C. 4-bromopirimidina dengan NH3, substitusi nukleofilik pada piridin dengan substituen pada posisi-4.

N

Br

NH3

kalor N

NH2

4-bromopiridina 4-aminopiridina

LATIHAN 1. Contoh senyawa aromatik polisiklik adalah naftalena, antrasena, dan fenantrena. 2. Aturan penomoran pada cincin aromatiknya sudah ditetapkan melalui perjanjian dan

tidak berubah bagaimanapun posisi substituennya. 3. Oksidasi senyawa naftalena dapat menghasilkan senyawa anhidrida asam ftalat.

Naftalena, antrasena dan fenantrena bila dioksidasi juga dapat menghasilkan senyawa kuinon, yaitu 1,4-naftokuinon pada naftalena, 9,10-antrakuinon pada antrasena, dan 9,10-fenantrakuinon pada fenantrena.

4. Reduksi senyawa aromatik polisiklik merupakan reaksi hidrogenasi. Naftalena, antrasena, dan fenantrena dapat mengalami reaksi substitusi, tetapi substitusi pada senyawa antrasena dan fenantrena seringkali diperoleh campuran isomer yang sukar dipisahkan.

5. Senyawa heterosiklikyaitu senyawa yang memiliki lebih dari satu jenis atom dalam sistem cincinnya.

6. Senyawa heterosiklikaromatik dapat berupa cincin aromatik 5 anggota atau 6 anggota. 7. Penomoran untuk senyawa heterosiklik aromatik dimulai dari atom yang bukan

karbon. Tetapi bila ada lebih dari satu atom bukan karbon maka penomoran berasarkan prioritas.

8. Senyawa heterosiklik lima anggota yang paling sederhana adalah pirola, furan, dan tiofena.

9. Senyawa heterosiklik aromatik lima anggota adalah mudah mengalami reaksi substitusi elektrofilik terutama pada posisi kedua cincin.

10. Contoh senyawa heterosiklik aromatik enam anggota adalah piridina. Piridina dapat mengalami reaksi substitusi nukleofilik yang akan berlangsung paling mudah pada posisi kedua dan diikuti posisi keempat.

TES 2 1. Senyawa aromatik polisiklik yang terdiri dari 2 cincin benzena adalah …

A. Antrasena B. Fenantrena C. Naftalena D. Toluena

Kimia Organik

171

2. Manakah sistem penomoran untuk senyawa aromatik polisiklik berikut ini yang benar ? A. I dan II B. I dan III C. I, II, dan III D. Hanya I yang benar

3. Bagaimana penamaan untuk struktur molekul berikut ini :

A. Asam 5,7-dimetilantrasena-1-sulfonat B. Asam 6,8-dimetilantrasena-1-sulfonat C. 5,7-dimetilantrasena-1-sulfonat D. 1,3-dimetilantrasena-6-sulfonat

4. Manakah pernyataan yang sesuai :

I. Benzena tidak mudah dioksidasi II. naftalena dioksidasi menjadi senyawa dihidronaftalena. III. Reaksi oksidasi Antrasena dengan CrO3 dengan H2SO4 menghasilkan 9,10-

antrakuinon IV. Reduksi naftalena dengan dengan Natrium dan etanol akan menghasilkan

tetralin A. I, II, dan III benar B. I,II, dan IV benar C. I dan II benar D. Hanya IV yang benar

5. Pernyataan yang sesuai untuk reaksi naftalena dengan asam sulfat pekat pada suhu

800C adalah … A. Reaksi oksidasi manghasilkan senyawa kuinon B. Reaksi substitusi yang akan menghasilkan senyawa nitornaftalena C. Reaksi dehidrasi yang kan menghasilkan senyawa dihidronaftalena D. Reaksi substitusi yang akan menghasilkan senyawa asam naftalena sulfonat.

6. Berikut ini adalah senyawa heterosiklik aromatik yang dalam cincinnya mengandung

atom nitrogen adalah : A. Pirola, tiofena, dan piridina B. Piridina, pirimidina, dan furan C. Piridina, furan, dan tiazola D. Pirazola, pirimidina, imidazola

7. Penamaan yang sesuai untuk struktur berikut ini adalah :

A. 1,3-dinitrotiazola B. 2,4-dinitrotiazola

Kimia Organik

172

C. 2,5-dinitrotiazola D. 1,4-dinitrotiofena

8. Reaksi nitrasi pada pirola akan menghasilkan… A. 1-nitropirola B. 2-nitropirola C. 3-nitropirola D. 4-nitropirola

9. Pernyataan yang sesuai tentang piridina dengan benzena adalah ..

A. Piridina dan benzena merupakan senyawa nonpolar B. Piridina dan benzena tidak mudah dioksidasi C. Reaktifitas piridina terhadap substitusi tinggi D. Reaksi eliminasi piridina akan menghasilkan benzena

10. Kuinolina merupakan senyawa heterosiklik aromatik yang mempunyai struktur mirip

dengan naftalena tetapi dengan satu atom nitrogen. Sifat-sifat senyawa kuinolina yang sesuai adalah … I. Mempunyai isomer isokuinolina II. Dapat mengalami reaksi substitusi elektrofilik pada posisi 5 dan 8 III. Mengalami reaksi substitusi nukleofilik pada posisi 5, dan 8 IV. Mengalami reaksi substitusi nukleofilik pada posisi α A. I dan II benar B. I dan III benar C. II dan III benar D. III dan IV benar

Kimia Organik

173

Petunjuk Jawaban Tes

Tes I 1. A, sifatnya berbeda dengan alkena dan tidak diadisi oleh halogen 2. C, reaksi dengan halogen melalui substitusi 3. D, merupakan ester benzoat dengan gugus alkilnya berupa tersier butil. 4. C, merupakan senyawa toluena, substituen Cl terletak pada karbon 2 dan 5 5. B, benzena bersifat nonpolar, isomer para titik leleh lebih tinggi, dan minyak bumi

salah satu sumber dari benzena 6. C, reaksi pada benzena melalui substitusi elektrofilik 7. C, reaksi dengan halogen merupakan reaksi substitusi sehingga tidak ada

perubahan pada ikatan rangkap 8. C, asetofenon dibuat dengan asilasi friedel craft, dengan halida asam dan katalis

AlCl3 9. B, benzena dapat dibuat dengan senyawa alifatik dan aromatik, tetapi bukan

melalui reaksi nitrasi 10. C, stirena dalam bentuk polimer berguna dalam pembuatan wadah makanan

(piring, gelas) Tes 2 1. C, naftalena adalah senyawa aromatik polisiklik yang paling sederhana 2. B, penomoran sistem aromatik polisiklik mengikuti pola baku, untuk naftalena

seperti no I dan fenantrena no III 3. A, penomoran untuk antrasena mengikut aturan baku, SO3H berada pada posisi 1,

CH3 terikat pada posisi 5 dan 7 4. B, oksidasi naftalena akan menghasilkan senyawa kuinon 5. D, reaksi substitusi yang merupakan reaksi sulfonasi yang akan menghasilkan

senyawa sulfonat. 6. D, furan dalam cincinnya mengandung atom Oksigen dan tiofena mengandung

atom S 7. C, penomoran senyawa dimulai dari atom S. 8. A, reaksi substitusi elektrofilik pada pirola terjadi pada posisi kedua cincin. 9. B, oksidasi pada benzena atau piridina akan terjadi apabila terdapat rantai samping 10. A, isomer kuinolina adalah isokuinolina, reaksi substitusi elektrofilik pada posisi 5

dan 8

Kimia Organik

174

Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A.H, 1982, Kimia Organik Jilid 1,

edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, Organic Chemistry,7th edition, California : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, Organic Chemistry, 7th edition, New Jersey : Prentice Hall Inc. Riawan, S, 1990, Kimia Organik, Jakarta : Binarupa Aksara

Kimia Organik

175

BAB VI KARBOHIDRAT, PROTEIN DAN LIPIDA

Wardiyah, M.Si, Apt

PENDAHULUAN

Karbohidrat banyak dijumpai di alam. Gula dan pati yang terdapat pada makanan,

selulosa yang terdapat dalam kayu atau kapas merupakan contoh karbohidrat yang banyak dijumpai pada bahan alam. Protein merupakan kelompok senyawa yang dijumpai di alam yang mempunyai berbagai fungsi penting. Sedangkan lipid termasuk dalam kelompok senyawa organik yang tidak larut dalam air yang juga mempunyai berbagai fungsi penting dan derivat senyawa yang termasuk dalam kelompok lipid juga mempunyai fungsi biologis yang beragam.

Bab keenam ini akan membahas tiga kelompok senyawa tersebut yaitu karbohidrat, protein, dan lipida. Setelah mempelajari bahasan bab 6 ini diharapkan mahasiswa dapat : 1. menjelaskan definisi karbohidrat, protein, dan lemak 2. menjelaskan klasifikasi dari karbohidrat 3. menjelaskan konfigurasi monosakarida 4. menuliskan reaksi monosakarida 5. menuliskan contoh monosakarida, disakarida, dan polisakarida 6. menjelaskan struktur asam amino sebagai pembentuk protein 7. menuliskan sintesis asam amino 8. menuliskan reaksi asam amino 9. menjelaskan tentang peptida dan protein 10. menuliskan contoh senyawa protein yang penting 11. menjelaskan perbedaan lemak dan minyak 12. menjelaskan perbedaan sabun dan deterjen 13. menjelaskan beberapa senyawa penting yang termasuk dalam kelompok turunan

lemak Agar tujuan pembelajaran tercapai peran aktif anda sangat dibutuhkan. Tanggung

jawab anda sebagai mahasiswa yang berupa kewajiban belajar mandiri sangat penting agar hasil belajar menjadi optimal. Agar proses pembelajaran berjalan dengan baik anda harus membaca setiap uraian dan contoh materi yang diberikan kemudian lanjutkan dengan mengerjakan soal latihan dan evaluasi hasil belajar pada setiap topik dengan mengerjakan tes.

Kimia Organik

176

Topik 1 Karbohidrat

Istilah karbohidrat berasal dari glukosa sebagai karbohidrat pertama yang berhasil

diperoleh secara murni. Glukosa dengan rumus molekul C6H12O6 atau (CH2O)6 disangka sebagai senyawa hidrat dari karbon. Tetapi kemudian istilah ini diketahui merupakan istilah yang salah karena karbohidrat merupakan suatu polihidroksi dari aldehid dan keton atau turunannya. Glukosa mempunya nama lain dekstrosa.

CHCCCCCH2OH

O

HHO H

H OHH OH

OH

glukosa Karbohidrat diperoleh dari tanaman melalui proses fotosintesis. Dengan bantuan sinar

matahari maka CO2 dan H2O akan diubah menjadi glukosa dan O2. Karbohidrat ini menjadi sumber energi apabila dikonsumsi melalui proses metabolisme dalam tubuh.

6 CO2 + 6 H2O

sinar matahari 6 O2 + C6H12O6

glukosa

A. KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

Klasifikasi karbohidrat disusun berdasarkan ukuran molekul penyusunnya dan gugus yang dikandungnya. Berdasarkan ukuran molekulnya karbohidrat dibagi menjadi dua yaitu gula sederhana dan karbohidrat kompleks. Yang disebut dengan gula sederhana adalah kelompok monosakarida. Karbohidrat kompleks tersusun dari dua atau lebih gula sederhana. Sehingga klasifikasi karbohidrat berdasarkan ukuran molekulnya dibedakan menjadi tiga yaitu : a. Monosakarida ; karbohidrat yang tersederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi

molekul karbohidrat yang lebih kecil. Contohnya glukosa, fruktosa, galaktosa. Glukosa disebut juga gula darah (karena dijumpai dalam darah), gula anggur (dijumpai

dalam buah anggur), atau dekstrosa (karena memutar bidang polarisasi). Glukosa yang merupakan monosakarida penyusun sukrosa, laktosa, maltosa dan pati dapat diubah oleh mamalia menjadi glukosa yang menjadi sumber energi bagi organisme atau disimpan sebagai sebagai glikogen yang meruapakan cadangan energi. Karbohidrat

Kimia Organik

177

yang berlebih dapat diubah menjadi lemak, steroid (seperti kolesterol) dan secara terbatas dapat diubah menjadi protein.

Fruktosa disebut juga levulosa karena dapat memutar bidang polarisasi ke kiri. Fruktosa terdapat dalam buah-buahan dan madu.

Galaktosa merupakan monosakarida penyusun laktosa, suatu gula susu, yang terikat bersama dengan glukosa.

C

C

C

C

C

CH2OH

OHH

HHO

OHH

OHH

H O

D-glukosa

CH2OH

C

C

C

C

CH2OH

O

HHO

OHH

OHH

D-fruktosa

C

C

C

C

C

CH2OH

OHH

HHO

HHO

OHH

H O

D-galaktosa Berdasarkan jumlah atom C pada monosakarida dibedakan :

1. triosa : monosakarida terkecil dengan tiga atom C, yaitu gliseraldehida dan dihidroksi aseton. 2. tetrosa : terdiri dari 4 atom C misalnya eritrosa 3. pentosa : terdiri dari 5 atom C misalnya ribosa 4. heksosa : terdiri dari 6 atom C misalnya glukosa 5. heptosa : terdiri dari 7 atom C, dan seterusnya.

b. Oligosakarida ; karbohidrat terdiri dua sampai delapan satuan monosakarida.

karbohidrat yang terdiri dari dua molekul monosakarida disebut dengan disakarida. Contohnya sukrosa, laktosa, maltosa. Disakarida adalah monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik dari karbon 1 satu monosakarida ke gugus OH dari monosakarida lainnya. Ikatan ini merupakan ikatan α dan β, yaitu 1,4’-α atau 1,4’β.

Sukrosa merupakan gula pasir yang merupakan disakarida yang tersusun dari glukosa dan fruktosa. Laktosa disebut juga gula susu yang komposisi kimianya terdiri dari dua monosakarida glukosa dan galaktosa. Maltosa banyak digunakan dalam makanan bayi dan susu bubuk. Maltosa merupakan disakarida yang terdiri dari glukosa yang diperoleh dari hidrolisis dari pati. Enzim α-glukosidase merupakan enzim yang bertindak sebagai katalis dalam reaksi hidrolisis maltosa menjadi glukosa.

Kimia Organik

178

c. Polisakarida ; karbohidrat yang tersusun lebih dari delapan satuan monosakarida.

Polisakarida adalah senyawa yang tersusun dari banyak molekul monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosida. Selulosa dan kitin merupakan contoh polisakarida yang berfungsi sebagai bahan bangunan. Selulosa menjadi komponen dalam dahan dan kayu dari tanaman, sedangkan kitin menjadi komponen dalam struktur kerangka luar serangga. Pati merupakan contoh polisakarida yang menjadi sumber nutrisi. Heparin merupakan contoh polisakarida yang mempunyai fungsi spesifik yaitu mencegah koagulasi darah. Berdasarkan gugus yang dikandungnya dibedakan : a. Aldosa : mengandung gugus aldehid, misalnya glukosa. b. ketosa : mengandung gugus keton, misalnya fruktosa. Ketosa-ketosa sering diberi

akhiran –ulosa. Fruktosa merupakan suatu contoh heksulosa (ketosa enam karbon).

C

C

C

C

C

CH2OH

OHH

HHO

OHH

OHH

H O

glukosaaldoheksosa

CH2OH

C

C

C

C

CH2OH

O

HHO

OHH

OHH

fruktosaketoheksosa

C

C

C

C

CH2OH

OHH

OHH

OHH

OH

ribosaaldopentosa

CH2OH

C

C

C

CH2OH

O

OHH

OHH

ribulosaketopentosa

C

C

C

CH2OH

OHH

OHH

OH

eritrosaaldotetrosa

B. KONFIGURASI MONOSAKARIDA 1. Proyeksi Fischer dan Konfigurasi R/S

Karbohidrat memiliki atam-atom karbon kiral. Emil Fischer (1891) membuat suatu proyeksi tetrahedral dari karbohidrat dalam bidang datar. Di alam, molekul berada dalam bentuk tiga dimensi, proyeksi fischer menggambarkan bentuk tiga dimensi molekul ini menjadi bentuk dua dimensi dalam bidang datar. Proyeksi fischer ini untuk menunjukkan penataan gugus-gugus di sekitar atom karbon kiral. Karbon kiral atau karbon asimetrik adalah karbon yang mengikat empat gugus yang berlainan. Molekul-molekul kiral yang tidak dapat dihimpitkan pada bayangan cerminnya merupakan senyawa enantiomer.

sukrosa

Kimia Organik

179

C

CH OH

CH2OH

OH

menjadi

C

CH OH

CH2OH

proyeksi Fischer

OH

Penamaan untuk enantiomer menggunakan konfigurasi R/S. R berarti rectus (kanan)

dan S adalah sinister (kiri). Pusat atom kiral diberi nama R atau S berdasarkan aturan Chan-Ingold-prelog (CIP), dimana keempat gugus diurutkan berdasarkan prioritasnya. Nomor 1 adalah gugus dengan nomor atom terbesar dan nomor 4 adalah gugus dengan nomor atom terkecil. Jika urutan no 1-4 searah jarum jam maka disebut konfigurasi R, sebaliknya jika berlawanan arah jarum jam disebut S. penamaan dengan R atau S dapat ditentukan dengan beberapa langkah : 1) tentukan prioritas tiap gugus 2) letakkan gugus yang prioritasnya paling kecil sedemikian rupa sehingga gugus ini akan

berada di belakang. 3) Tentukan arah rotasi dari gugus yang paling tinggi prioritasnya ke gugus dengan

prioritas tinggi berikutnya 1 2 3, bila searah jarum jam berarti konfigurasi R dan bila berlawanan adalah S.

2

13

CHO

H3C OH

H

konfigurasi S

2. Konfigurasi D dan L pada monosakarida Untuk memberikan tanda D atau L yang digunakan sebagai patokan adalah letak

terikatnya gugus OH pada atom karbon kiral terbesar ( karbon kiral terjauh dari karbon 1). Suatu monosakarida anggota deret D jika hidroksil pada karbon kiral yang terjauh dari karbon 1 terletak di sebelah kanan dalam proyeksi Fischer. Bila hidroksil pada karbon kiral terjauh dari karbon 1 terletak pada sebelah kiri maka monosakarida tersebut merupakan anggota deret L.

C

C

C

C

CH2OH

OHH

OHH

OHH

OH

D-ribosa

C

C

C

C

CH2OH

HHO

HHO

HHO

OH

L-ribosa

C

C

C

C

CH2OH

HHO

HHO

OHH

OHC

C

C

C

CH2OH

OHH

OHH

HHO

OH

D-liksosa L-liksosa

Kimia Organik

180

3. Konfigurasi aldoheksosa Glukosa mempunyai enam atom karbon, empat diantaranya bersifat kiral (karbon 2, 3,

4, dan 5). Proyeksi Fischer dari semua D-aldosa dari D-gliseraldehida sampai dengan D-aldoheksosa dipaparkan dalam gambar di bawah ini. Dimulai dari triosa, yaitu d-gliseraldehida yang menghasilkan sepasang tetrosa. Tiap tetrosa menghasilkan sepasang pentosa, dan tiap pentosa menghasilkan sepasang heksosa. C. MONOSAKARIDA BENTUK SIKLIK

Glukosa mempunyai suatu gugus aldehida pada karbon 1 dan gugus hidroksil pada

karbon 4 dan 5 (seperti juga pada karbon 2,3 dan 6). Reaksi umum antara alcohol dan aldehida ialah pembentukan hemiasetal. Dalam larutan air glukosa dapat bereaksi intramolekul untuk menghasilkan hemiasetal siklik, baik hemiasetal cincin lima anggota atau hemiasetal cincin enam anggota.

CHO

OHH

CH2OH

D-gliseraldehida

CHO

H OH

CH2OH

H OH

D-eritrosa

CHO

HO H

CH2OH

H OH

D-treosa

CHO

H OH

H OH

CH2OH

H OH

D-ribosa

CHO

HO H

H OH

CH2OH

H OH

D-arabinosa

CHO

H OH

HO H

CH2OH

H OH

D-xilosa

CHO

HO H

HO H

CH2OH

H OH

D-liksosa

CHO

H OH

H OH

H OH

H OH

CH2OH

D-alosa

CHO

HO H

H OH

H OH

H OH

CH2OH

D-altrosa

CHO

H OH

HO H

H OH

H OH

CH2OHD-glukosa

CHO

HO H

HO H

H OH

H OH

CH2OHD-manosa

CHO

H OH

H OH

HO H

H OH

CH2OHD-gulosa

CHO

HO H

H OH

HO H

H OH

CH2OH

D-idosa

CHO

H OH

HO H

HO H

H OH

CH2OHD-galaktosa

CHO

HO H

HO H

HO H

H OH

CH2OHD-talosa

Kimia Organik

181

Monosakarida dalam bentuk hemiasetal cincin lima anggota disebut furanosa dari nama furan, senyawa heterosiklik oksigen lima anggota. Monosakarida bentuk hemiasetal cincin enam anggota disebut piranosa dari nama piran. Contoh penamaannya, D-glukopiranosa dari D-glukosa atau D-fruktofuranosa dari fruktosa.

O O

furan piran Pemaparan struktur siklik gula lebih baik dikembangkan rumus perspektif Haworth.

Pada rumus Haworth gugus CH2OH ditempatkan di atas bidang cincin untuk deret-D, dan di bawah bidang cincin untuk deret –L. gugus yang berada di sebelah kanan pada proyeksi Fischer berada di sebelah bawah dalam proyeksi Haworth, gugus yang berada di sebelah kiri dalam proyeksi Fischer akan berada di sebelah atas dalam rumus Haworth.

CHO

H OH

HO H

H OH

H OH

CH2OH

1

2

3

4

5

6

O

OH OH

OH

OH

CH2OH

1

23

4

5

6

Selain dalam bentuk rumus haworth, cincin pironosa dapat juga digambarkan dalam

bentuk rumus konformasi :

O

OH OH

OH

OH

CH2OH

OHO

HO

OHOH

HOH2C

D-glukopiranosa Pada pembentukan piranosa, gugus hidroksil pada karbon 5 dari glukosa akan

menyerang karbon aldehid (karbon-1) sehingga akan terbentuk gugus hemiasetal. Pada siklisasi ini akan terbentuk karbon kiral baru, yaitu karbon 1, sehingga akan dihasilkan dua diasttereomer. Diassteromer adalah monosakarida yang berbeda pada konfigurasi karbon 1 yang disebut anomer satu sama lain. –OH pada karbon 1 yang diproyeksikan ke bawah disebut α-anomer, sedang OH yang diproyeksikan ke atas disebut β-anomer.

Kimia Organik

182

O

OH OHOH

OH

CH2OHO

OH

OH

OH

OH

CH2OH

a-D-glukopiranosa b-D-glukopiranosa

D. GLIKOSIDA

Bila suatu hemiasetal diolah dengan alkohol maka akan dihasilkan suatu senyawa asetal. Asetal yang terbentuk dari reaksi suatu glukopiranosa akan menghasilkan senyawa glikosida.

O

OH

OH

OH

OH

CH2OH

-D-glukopiranosa

+ CH3OHH+ O

OH

OCH3

OH

OH

CH2OH

+ H2O

metil--D-glukopiranosasuatu glikosida

Glikosida dapat dihidrolisis menjadi bentuk hemiasetal bila direaksikan dengan asam

dalam air.

O

OH

OCH3

OH

OH

CH2OH

-D-glukopiranosa

+ CH3OHH+ O

OHOH

OH

CH2OH

+ H2O

metil--D-glukopiranosasuatu glikosida

OH

E. REAKSI MONOSAKARIDA 1. Oksidasi Monosakarida

Gugus aldehida dapat dioksidasi menjadi gugus karboksil, Gula mempunyai gugus aldehid. Salah satu zat pengoksidasi yang dapat mengoksidasi gula adalah regensia Tollens, yaitu suatu larutan basa dari Ag(NH3)2+, gula yang mengalami oksidasi karena reagensia Tollens ini disebut sebagai gula pereduksi, karena gula dapat menyebabkan reduksi dari zat pengoksidasi tersebut. Reaksi ini ditandai dengan terbentuknya cincin perak yang merupakan endapan dari Ag. Zat pengoksidasi yang lain yang dapat bereaksi dengan gula adalah reagensia Benedicts (Cu+ dalam Natrium sitrat) dan reagensia Fehling (Cu+ dalam Natrium tartrat).

Kimia Organik

183

Fruktosa tidak memiliki gugus aldehid tetapi fruktosa juga merupakan gula pereduksi karena dalam suasana basa fruktosa berada dalam keseimbangan dengan dua aldehid diastereomerik.

CH OH

HO HH OHH OH

CH2OH

CH2OHC O

HO HH OHH OH

CH2OH

NaOH

H2O

CHO H

H OHH OH

CH2OH

OHCOH

HNaOH

H2O

OHC

HO HHO H

H OHH OH

CH2OH

OH

+

D-glukosa D-manosaenediolD-fruktosa

Reagensi Tollens dapat mengoksidasi suatu aldosa menjadi asam aldonat, tetapi

kondisi basa dapat menyebabkan dekomposisi dari karbohidrat. Sehingga untuk mendapatkan hasil asam aldonat yang lebih mudah dan murah dapat digunakan pereaksi larutan brom (Br2). Reaksi oksidasi dengan larutan brom spesifik untuk aldosa, ketosa tidak dapat bereaksi dengan Br2.

C

H OH

HO H

H OH

H OH

CH2OH

OH

Br2, H2O

pH 6

C

H OH

HO H

H OH

H OH

CH2OH

OHO

D-glukosa asam D-glukonat

Bila oksidasi monosakarida menggunakan suatu zat pengoksidasi kuat seperti HNO3

maka gugus hidroksil ujung dan gugus aldehid pada monosakarida akan dioksidasi menjadi karboksilat.

C

H OH

HO H

H OH

H OH

CH2OH

OH

kalor

C

H OH

HO H

H OH

H OH

C

OHO

D-glukosa asam D-glukarat

HNO3, H2O

OHO

Kimia Organik

184

2. Reduksi monosakarida Reduksi aldosa atau ketosa dapat dilakukan dengan zat pereduksi seperti hidrogen dan

katalis atau suatu hidrida logam. Hasil reduksi berupa polialkohol yang disebut alditol. Produk reduksi D-glukosa disebut D-glusitol atau sorbitol.

C

H OH

HO H

H OH

H OH

CH2OH

OHCH2OH

H OH

HO H

H H

H OH

CH2OH

D-glukosa D-glusitol (sorbitol)

NaBH4

H2O

LATIHAN 1. Tentukan klasifikasi monosakarida berikut ini berdasarkan gugus aldehid atau keton

dan berdasarkan jumlah atom karbon penyusunnya :

CHO

HO H

H OH

H OH

H OH

CH2OH

altrosa

CH2OH

C O

H OH

CH2OH

H OH

ribulosa 2. Tentukan konfigurasi D atau L dari :

CHO

H OH

HO H

H OH

H OH

CH2OH

CHO

H OH

HO H

HO H

H OH

CH2OH

A. B.

CHO

H OH

H OH

H OH

HO H

CH2OH

CHO

H OH

HO H

H OH

HO H

CH2OH

D.C.

3. Gambarkan proyeksi Fischer untuk :

A. L-treosa B. L-arabinosa C. L-altrosa

Kimia Organik

185

4. Gambarkan proyeksi hawort untuk α-D-manosa 5. Tuliskan reaksi oksidasi brom dari D-xilosa Petunjuk mengerjakan latihan 1. Altrosa : mempunyai gugus aldehid dan tersusun dari 6 karbon maka termasuk

klasifikasi aldoheksosa Ribulosa : mempunyai gugus keton dan tersusun atas 5 karbon maka termasuk

klasifikasi pentulosa 2. Konfigurasi D jika OH pada karbon kiral yang terjauh dari karbon 1 terletak di sebelah

kanan dalam proyeksi Fischer. Bila hidroksil pada karbon kiral terjauh dari karbon 1 terletak pada sebelah kiri merupakan anggota konfigurasi L. sehingga A dan B adalah konfigurasi D, C dan D konfigurasi L

3. Deret D dan L merupakan suatu enantiomer yang merupakan bayangan cermin satu sama lain.

CHOH OH

CH2OHHO H

L-treosa

CHOH OH

HO H

CH2OHHO H

L-arabinosa

CHOH OH

HO HHO HHO H

CH2OH

L-altrosa 4. Berdasarkan aturan proyeksi Haworth : deret D berarti gugus CH2OH berada di atas

bidang, gugus yang berada di sebelah kiri proyeksi Fischer berada di atas, gugus sebelah kanan berada di sebelah bawah dan posisi α berarti gugus OH pada karbon 1 berada disebelah bawah dalam proyeksi Haworth

O

OH OHOHOH

CH2OH

OH

-D-manosa 5. Reaksi oksidasi dengan larutan brom spesifik untuk senyawa aldosa, oksidasi gugus

aldehid dari gula akan menghasilkan gugus karboksilat.

Br2, H2O

pH 6

CH OH

HO H

CH2OHH OH

OHC

H OHHO H

CH2OHH OH

OHO

Kimia Organik

186

RINGKASAN 1. Karbohidrat merupakan suat polihidroksi dari aldehid dan keton atau turunannya. 2. Berdasarkan ukuran molekulnya karbohidrat diklasifikasikan menjadi monosakarid,

disakarida, dan polisakarida. 3. Berdasarkan struktur yang terkandung dalam molekulnya dibedakan menjadi aldosa

dan ketosa. 4. Penggambaran konfigurasi monosakarida dapat dilakukan dengan proyeksi Fischer,

rumus Haworth, dan rumus konformasi. proyeksi fischer menggambarkan bentuk tiga dimensi molekul ini menjadi bentuk dua dimensi dalam bidang datar.

5. Pada proyeksi Fischer suatu monosakarida dikelompokkan dalam deret D atau L berdasarkan letak gugus OH pada karbon kiral terjauh dari karbon 1, Deret D bila OH terletak pada sebelah kanan dan L bila terletak di sebelah kiri, gugus CH2OH ditempatkan di atas bidang cincin untuk deret-D, dan di bawah bidang cincin untuk deret –L. gugus yang berada di sebelah kanan pada proyeksi Fischer berada di sebelah bawah dalam proyeksi Haworth, gugus yang berada di sebelah kiri dalam proyeksi Fischer akan berada di sebelah atas dalam rumus Haworth.

6. Monosakarida dapat mengalami reaksi oksidasi dan reduksi. Oksidasi dapat terjadi dengan reagensia Tollens, reagensia Benedicts, dan reagensia Fehlings.

7. Keton juga dapat mengalami reaksi oksidasi dengan pereaksi logam tersebut. Oksidasi dengan larutan brom spesifik untuk aldosa akan menghasilkan asam aldonat. Oksidasi dengan HNO3 akan menyebabkan oksidasi gugus hidroksil dan aldehid dalam monosakarida menghasilkan asam aldarat.

8. Reduksi aldosa dan ketosa akan menghasilkan senyawa polialkohol. TES 1 1. Manakah diantara pernyataan berikut ini yang sesuai

I. Karbohidrat meruapakan senyawa hidrat arang II. karbohidrat merupakan suatu polihidroksi dari aldehid dan keton atau

turunannya. III. Karbohidrat murni yang diperoleh pertama kali adalah glukosa IV. Proses fotosintesis tanaman akan menghasilkan senyawa karbohidrat A. I, II, dan III benar B. I, II, dan IV benar C. I dan III benar D. II, III, dan IV benar

2. Berikut ini yang merupakan kelompok disakarida adalah….

A. Sukrosa, laktosa, dan manosa B. Sukrosa, galaktosa, dan manosa

Kimia Organik

187

CH2OHC O

HO HH OHH OH

CH2OH

CH OHH OH

CH2OHH OH

OH

A.

B.

CH2OHC O

HO HH OH

HO HCH2OH

dan

D-fruktosa L-fruktosa

D-ribosa

CHO HHO H

CH2OHHO H

OH

dan

L-ribosa

CHO CHO

C. Sukrosa, laktosa, dan maltosa D. Sukrosa, laktosa, dan galaktosa

3. Contoh dari senyawa pentulosa adalah ….

CH2OHC O

HO HH OHH OH

CH2OH

CH OH

HO H

CH2OHH OH

OH

CH OH

HO H

CH2OHH OH

OHO

A.

B.

C.

CH2OH

C

H OH

CH2OH

H OH

O

D.

4. Proyeksi Fischer yang tepat untuk pasangan enantiomer D dan L berikut ini adalah ….

Kimia Organik

188

5. Dalam larutan air glukosa dapat bereaksi intramolekul menghasilkan hemiasetal siklik. Monosakarida dalam bentuk hemiasetal cincin 6 anggota disebut …. A. Furanosa B. Piranosa C. Pirimidin D. Purin

6. Manakah yang bukan merupakan sifat fruktosa : A. suatu monosakarida B. suatu polihidroksi aldehida C. suatu heksulosa D. mereduksi fehling

7. Berikut ini pernyataan yang tidak tepat tentang disakarida ….

A. disakarida terdiri atas 2 molekul monosakarida dengan ikatan glikosidik B. sukrosa adalah disakarida yang terbentuk dari glukosa dan fruktosa C. disebut juga ikatan 1,4’-α atau 1,2’-β D. ikatan glikosidik merupakan ikatan dari karbon ke suatu OH satuan yang lain

8. Proyeksi haworth yang sesuai untuk β-D-idosa adalah ….

CHOHO H

H OHHO H

H OHCH2OH

-D-idosa

2

CH OH

HO H

CH2OHH OH

OHO

C.

D.

D-ribosa2

L-ribosa

CHOH OH

HO HHO H

H OHCH2OH

D-galaktosa

CHOH OH

HO HHO HHO H

CH2OHL-galaktosa

dan

dan

D-xilosa

CHO HHO H

CH2OHH OH

OHO

L-xilosa

Kimia Organik

189

OOH OHOH

OH

CH2OH

OHA.

OOH

OHOHOH

CH2OH

OHB.

OOH

OHOH

OH

CH2OH

OHC.

O

OH OHOH

OH

CH2OH

OHD.

9. Oksidasi glukosa dengan Br2 dalam air pada pH 6 akan menghasilkan senyawa ….

A. Asam glukonat B. Asam glukarat C. Asam aldonat D. Sorbitol

10. Reagensia yang tidak dapat digunakan untuk mengoksidasi fruktosa adalah ….

A. Pereaksi Fehling B. Pereaksi Tollens C. Pereaksi Benedicts D. Larutan brom

Kimia Organik

190

Topik 2 Asam Amino dan Protein

Protein dijumpai dalam organisme hidup, protein terdiri dari beraneka jenis dan fungsi

biologi. keratin kulit dan kuku, aneka enzim dalam tubuh termasuk dalam golongan protein. Protein adalah poliamida, yang tersusun dalam rantai asam amino, hidrolisis protein menghasilkan asam-asam amino.

A. STRUKTUR ASAM AMINO

Asam-asam amino yang terdapat dalam protein adalah asam α-aminokarboksilat.

Asam amino mengandung gugus amino (-NH2) dan karboksilat (-COOH). Struktur asam amino dapat digambarkan seperti di bawah ini dengan variasi dalam struktur monomer-monomer ini terjadi dalam rantai samping (R).

CO2H

HH2N

R

struktur umum asam amino Asam amino akan berikatan sehingga membentuk poliamida, ikatan yang terbentuk

disebut dengan ikatan peptida.

N

H

C C

O

N C

R

H

C N

H

C

H

R

H

O R

H

C

O

N

H

C

R

H

C

O

ikatan peptida Asam amino mengandung suatu gugus amino yang berada dalam bentuk kation

amonium dan gugus karboksil yang berada dalam bentuk anion karboksilat. Sehingga asam amino mengandung gugus yang bersifat basa dan gugus bersifat asam dalam molekul yang sama. Suatu asam amino mengalami reaksi asam-basa internal yang menghasilkan suatu ion dipolar, yang juga disebut zwitterion. Karena strukturnya ini maka asam amino tidak selalu bersifat seperti senyawa-senyawa organik. Asam amino mempunyai titik leleh yang tinggi (di atas 200 0C), tidak larut dalam pelarut organik tetapi larut dalam pelarut polar.

Asam amino berdasarkan fungsi biologisnya diklasifikasikan menjadi :

Kimia Organik

191

1. asam amino esensial, yaitu asam amino yang hanya diperoleh dari makanan yang dikonsumsi karena asam amino jenis ini tidak dapat disintesis dalam tubuh.

2. asam amino non esensial, yaitu asam amino yang diperoleh dari makanan juga dapat disintesis dalam tubuh sendiri. Dalam protein tumbuhan dan hewan, hanya terdapat duapuluh asam amino yang

lazim dijumpai, ke-20 asam amino tersebut seperti tercantum dalam tabel 6.1 di bawah. Dari ke-20 asam amino tersebut sepuluh diantaranya merupakan asam amino esensial yaitu asam amino yang diperlukan untuk sintesis protein dan tidak disintesis sendiri oleh organisme itu tetapi harus terdapat dalam makanannya. Sepuluh asam amino esensial tersebut adalah arginina, histidina, isoleusina, leusina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofan, dan valina.

Tabel 6.1. Dua puluh asam amino

Nama Singkatan Struktur

Alanina Ala CH3CHCO2HNH2

Arginina Arg CNHCH2CH2CH2CHCO2H

NH

H2N

NH2

Asparagina Asn NH2CCH2CHCO2H

O

NH2

asam aspartat Asp HO2CCH2CHCO2HNH2

Sisteina (cysteine) Cys HSCH2CHCO2HNH2

asam glutamat Glu HO2CCH2CH2CHCO2HNH2

Glutamin Gln H2NCCH2CH2CHCO2H

NH2

O

Glisina Gly CH2CO2HNH2

Histidina His N

NH

CH2CHCO2H

NH2

Kimia Organik

192

Nama Singkatan Struktur

Isoleusina Ile CH3CH2CHCHCO2H

CH3

NH2

Leusina Leu (CH3)2CHCH2CHCO2H

NH2

Lisina Lys NH2CH2CH2CH2CH2CHCO2H

NH2

Metionina Met CH3SCH2CH2CHCO2H

NH2

Fenilalanina Phe CH2CHCO2H

NH2

Prolina Pro

NH

CO2H

Serina Ser HOCH2CHCO2HNH2

Treonina Thr CH3CHCHCH2O2H

OH

NH2

Triptofan Try

NH

CH2CHCO2H

NH2

Tirosina (tyrosine) Tyr CH2CHCO2HHO

NH2

Valina Val (CH3)2CHCHCO2H

NH2

Asam amino yang mengandung rantai samping karboksil dikelompokkan dalam asam

amino asam, sedangkan asam amino yang mengandung rantai samping amino dikelompokkan sebagai asam amino basa, sisa dari kedua kelompok ini disebut sebagai asam amino netral.

Asam amino asam adalah asam glutamat dan asam aspartat, asam amino basa adalah lisina, histidina, dan arginina, sedangkan sisanya adalah asam amino netral.

Kimia Organik

193

B. SINTESIS ASAM AMINO Asam amino dapat disintesis di laboratorium dengan berbagai cara, salah satunya

adalah reaksi brominasi asam karboksilat dengan menggunakan Br2 dan PBr3 kemudian dilanjutkan dengan reaksi dengan NH3.

CH3CHCH2CH2COHCH3 O

asam 4-metilpentanoat

Br2, PBr3H2O

CH3CHCH2CHCOHCH3

Br

OCH3CHCH2CHCOH

CH3

NH2

ONH3

asam 2-bromo-4-metilpentanoat leusina

CH3CHCH2COHOH

asam 3-hidroksibutanoat

Br2, PBr3

H2O

OCH3CHCHCOH

OH

Br

O

asam 2-bromo-3-hidroksibutanoat

NH3 CH3CHCHCOHOH

NH2

O

treonina

C. REAKSI ASAM AMINO a. Keamfoteran Asam Amino

Suatu asam amino dapat bereaksi dengan asam ataupun dengan basa, masing-masing akan menghasilkan suatu kation atau suatu anion. Dalam larutan asam, asam amino akan bersifat basa yang akan menerima proton sehingga akan menghasilkan kation. Dalam larutan basa, asam amino akan bersifat asam yang akan memberikan proton sehingga akan menghasilkan suatu anion.

CO2-

H+H3N

R

+ H+

CO2H

H+H3N

R

dalam larutan asam :

dalam larutan basa

CO2-

H+H3N

R

+ OH-

CO2-

HH2N

R

Kimia Organik

194

b. Asilasi Asilasi gugus amino dengan suatu halida asam atau anhidrida asam akan menghasilkan

amida.

+NH3CHCO2-

CH3

CH3COCHCH3

O O+ C NHCHCO2H

OH3C

CH3

+ CH3COHO

anhidrida asam asetat alanina N-asetilalanina asam asetat

Tetapi sifat dari amida ini akan berbeda dibandingkan dengan senyawa asam amino karena Nitrogen pada amida tidak bersifat basa, sehingga senyawa amino yang terasilasi membentuk amida ini berbeda sifatnya dibandingkan asam amino. c. Reaksi dengan ninhidrina

Reaksi dengan ninhidrin digunakan sebagai uji bercak senyawa asam amino pada pada kertas kromatiografi. Asam-asam amino bereaksi dengan ninhidrin untuk membentuk produk yang disebut ungu Ruherman.

OH

OH

O

O

+ H2NCHR

CO2HO

O

N

O-

O

+ RCH

O

+ CO2 + H2O

ninhidrin ungu ruhermann (biru-ungu)

D. PEPTIDA

Peptida dan protein adalah polimer yang terbentuk dari satuan asam amino melalui

ikatan peptida antara suatu gugus α-amino dari satu asam amino dan gugus karboksil dari asam amino lain. Ikatan peptida ini akan membentuk gugus amida. Asam amino pembentuk peptida disebut sebagai residu. Contoh peptida yang dibentuk dari glisina dan serina disebut glisilserina. Untuk dipeptida ada dua kemungkinan penggabungan seperti dibawah ini. Tripeptida dapat membentuk kombinasi gabungan asam amino dengan enam cara. Jadi semakin banyak residu asam amino penyusun peptida maka semakin banyak kemungkinan kombinasi gabungan asam amino tersebut. Penamaan peptida dimulai dari nama asam amino dari kiri ke kanan.

NH2CH2CO

NHCHC OHCH2OH

O

glisilserina (gly-ser)

NH2CHCO

NHCH2CCH2OH

OOH

serilglisina (ser-gly) Peptida yang tersusun dari dua residu asam amino disebut dipeptida, tiga residu asam

amino disebut tripeptida, dan polipeptida adalah peptida yang tersusun atas banyak residu

asam amino. Apa yang membedakan peptida (polipeptida) dengan prprotein adalah poliamida, keduanya sama. Hanya saja untuk poliamida dengan residu asam amino kurang dari 50 dikenal sebagai peptida, sedangkan yang lebih dari 50 disebut sebagai protein.

Beberapa contoh peptida yang mempunyai aktioksitosin dan enkefalin. Oksitosin adalah suatu hormon yang berasal dari kelenjar di bawah otak (pituitary hormone) yang membantu proses persalinan yang bekerja dengan cara menyebabkan kontraksi uterin.

Enkefalin adalah zat-zat yang dihasilkan oleh tubuh yang mempunyai efek

menghilangkan nyeri.enkefalin ini adalah peptidalima residu asam amino. Contoh dua enkefalin adalah tyrphe-leu.

E. PROTEIN

Protein adalah suatu polipeptida yang tersusun dari banyak asam merupakan molekul yg sangat vital untuk organisme yang terdapt di semua sel. Rantai asam amino dihubungkan dengan kovalen yg spesifik. Struktur dan fungsi protein ditentukan oleh kombinasi, jumlah, dan urutan asam amino. Sifat fisika dan kimoleh asam-asam amino penyusunnya. Protein dalam tubuh dikelompokkan berdasarkan tugas dan fungsi dari protein tersebut. Kelompok protein tersebut adalah protein serat, protein globular, dan protein konjugasi.

Protein serat disebut juga protein struktural yang bertugas membentuk kulit, otot, pembuluh darah, dan rambut. Protein

Leu-enkaphalin.png

Kimia Organik

195

asam amino. Apa yang membedakan peptida (polipeptida) dengan protein ? Polipeptida dan protein adalah poliamida, keduanya sama. Hanya saja untuk poliamida dengan residu asam amino kurang dari 50 dikenal sebagai peptida, sedangkan yang lebih dari 50 disebut sebagai

Beberapa contoh peptida yang mempunyai aktifitas fisiologis dalam tubuh adalah oksitosin dan enkefalin. Oksitosin adalah suatu hormon yang berasal dari kelenjar di bawah otak (pituitary hormone) yang membantu proses persalinan yang bekerja dengan cara

Struktur oksitosin

zat yang dihasilkan oleh tubuh yang mempunyai efek nyeri.enkefalin ini adalah peptida-peptida otak yang mengandung hanya

lima residu asam amino. Contoh dua enkefalin adalah tyr-gly-gly-phe-met dan tyr

Protein adalah suatu polipeptida yang tersusun dari banyak asam amino. Protein merupakan molekul yg sangat vital untuk organisme yang terdapt di semua sel. Rantai asam amino dihubungkan dengan kovalen yg spesifik. Struktur dan fungsi protein ditentukan oleh kombinasi, jumlah, dan urutan asam amino. Sifat fisika dan kimiawi asam amino dipengaruhi

asam amino penyusunnya. Protein dalam tubuh dikelompokkan berdasarkan tugas dan fungsi dari protein tersebut. Kelompok protein tersebut adalah protein serat, protein globular, dan protein konjugasi.

but juga protein struktural yang bertugas membentuk kulit, otot, pembuluh darah, dan rambut. Protein-protein pembentuk tersebut diantaranya adalah

tyr-gly-gly-phe-leu

otein ? Polipeptida dan protein adalah poliamida, keduanya sama. Hanya saja untuk poliamida dengan residu asam amino kurang dari 50 dikenal sebagai peptida, sedangkan yang lebih dari 50 disebut sebagai

fitas fisiologis dalam tubuh adalah oksitosin dan enkefalin. Oksitosin adalah suatu hormon yang berasal dari kelenjar di bawah otak (pituitary hormone) yang membantu proses persalinan yang bekerja dengan cara

zat yang dihasilkan oleh tubuh yang mempunyai efek peptida otak yang mengandung hanya

met dan tyr-gly-gly-

amino. Protein merupakan molekul yg sangat vital untuk organisme yang terdapt di semua sel. Rantai asam amino dihubungkan dengan kovalen yg spesifik. Struktur dan fungsi protein ditentukan oleh

iawi asam amino dipengaruhi asam amino penyusunnya. Protein dalam tubuh dikelompokkan berdasarkan

tugas dan fungsi dari protein tersebut. Kelompok protein tersebut adalah protein serat,

but juga protein struktural yang bertugas membentuk kulit, otot, protein pembentuk tersebut diantaranya adalah

Kimia Organik

196

kolagen yang bertugas membentuk jaringan penyambung, elastin yang membentuk urat dan pembuluh darah, dan keratin yang membentuk rambut dan kuku.

Protein globular adalah protein larut, yang termasuk dalam kelompok protein ini adalah albumin yang terdapat telur dan serum, globulin terdapat dalam serum, histon terdapat dalam jaringan kelenjar dan bersama dengan asam nukleat, rotamina yang berhubungan dengan asam nukleat. Contoh dari protein globular adalah hemoglobin (bagian dari eritrosit) yang bertanggung jawab atas pengangkutan oksigen dalam aliran darah. Satu satuan hemoglobin mempunyai bobot molekul sekitar 65.000, mengandung empat molekul protein yang disebut globin. Keracunan karbon monoksida terjadi bila molekul CO menggantikan tempat molekul O2 dalam hemoglobin. Molekul CO terikat erat oleh besi dan dilepaskan tidak semudah molekul oksigen.

Protein konjugasi adalah protein yang berhubungan dengan suatu bagian nonprotein misalnya gula yang mempunyai pelbagai fungsi dalam seluruh tubuh. Contoh yang termasuk dalam kelompok ini adalah nukleoprotein yang bersenyawa dengan asam nukleat, mukoprotein dan glikoprotein yang berhubungan dengan karbohidrat, lipoprotein berhubungan dengan lipida, fosfogliserida atau kolesterol.

Struktur protein dibedakan menjadi struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener Struktur primer adalah rentetan asam amino dalam suatu molekul protein. Bentuk kerangka atau tulang belakang dari suatu protein disebut sebagai struktur sekunder yang merupakan pola lipatan berulang dari rangka protein. Dua pola terbanyak adalah alpha helix dan beta sheet.

Antaraksi lebih lanjut dari struktur sekunder yang membentuk bulatan disebut struktur

tersier, dan antaraksi sub-unit protein tertentu yang membentuk protein besar seperti globin dalam hemoglobin disebut struktur kuartener.

Description: http://swh.schoolworkhelper.netdna-cdn.com/wp-content/uploads/2010/11/Pept ide . g i f ?e6ecea

Description: http://images.tutorv ista.com/cms/images/81/protein-secondary -structure . j peg

Struktur primer protein

Fluvastatin

Struktur sekunder protein

Kimia Organik

197

Denaturasi Protein Protein dapat mengalami denaturasi yang mengakibatkan hilangnya sifat biologis dari

protein. Denaturasi adalah rusaknya ikatan hidrogen dan gaya sekunder lain dalam protein sehingga menyebabkan hilangnya sifat-sifat struktur yang lebih tinggi. Faktor-faktor yang menyebabkan denaturasi antara lain : 1. perubahan temperatur, seperti memasak putih telur akan mengakibatkan albumin itu

membuka lipatan dan mengendap; dihasilkan suatu zat padat putih. 2. perubahan pH, bila susu menjadi asam perubahan pH yang disebabkan oleh

pembentukan asam laktat akan menyebabkan penggumpalan susu (curdling), atau pengendapan protein yang semula larut.

3. Detergen 4. radiasi 5. zat pengoksidasi atau pereduksi

Denaturasi dapat reversibel bila kondisi denaturasi yang lembut seperti sedikit

perubahan pH. Jika protein ini dikembalikan ke lingkungan alamnya, protein ini dapat memperoleh kembali struktur lebih tingginya yang alamiah dalam suatu proses yang disebut renaturasi. Tetapi umumnya renaturasi ini sangat lambat dan tidak terjadi sama sekali.

F. ENZIM

Enzim, suatu protein besar, adalah suatu senyawa yang bertindak sebagai katalis

dalam reaksi biologi. Enzim merupakan katalis yang lebih efisien daripada kebanyakan katalis laboratorium atau industri. Enzim bekerja menurunkan energi aktivasi reaksi sehingga akan mempercepat terjadinya reaksi. Enzim bekerja secara spesifik. Satu jenis enzim hanya akan bekerja pada substrat tertentu saja. Contohnya enzim amilase yang ditemukan dalam saluran cerna manusia hanya bekerja pada pati yang akan menghasilkan glucosa, amilase tidak bekerja pada selulosa atau karbohidrat jenis lain. Tetapi terdapat enzim yang bekerja

Description: My oglobin.png

Description: http://hemoglobina.net/files/img/hemoglobina . j pg

Struktur tersier protein

Struktur kuartener protein

Kimia Organik

198

dalam substrat yang lebih luas, misalnya papain, suatu protein globular yang diisolasi dari buah pepaya dapat bekerja dengan cara menghidrolisis banyak ikatan peptida sehingga papain dapat digunakan untuk melunakkan daging.

Penamaan suatu enzim umumnya memakai akhiran –ase. Misalnya suatu polimerase adalah enzyme yang mengkatalisis suatu reaksi polimerisasi. Enzim diklasifikasikan dalam 6 kategori berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisasinya. Keenam kelompok enzim tersebut adalah : 1. Oksidoreduktase adalah enzim yang pada reaksi oksidasi-reduksi. Yang termasuk

dalam kelompok enzim ini adalah dehidrogenase yang bekerja pada ikatan rangkap, oksidase, dan reduktase.

2. Transferase adalah enzim yang bekerja pada proses perpindahan suatu gugus pada satu substrat ke yang lainnya. Contoh enzim golongan ini adalah kinase yang bekerja pada gugus fosfat dan transaminase yang bekerja pada gugus amino.

3. Hidrolase adalah enzim yang bekerja pada reaksi hidrolisis amida, ester, dan substrat sejenis. Contohnya adalah protease yang menghidrolisis amida, lipase yang menghidrolisis ester, dan nuklease menghidrolisis phospat.

4. Liase adalah enzim yang bekerja pada reaksi eliminasi dan adisi molekul kecil seperti H2O dari dan terhadap substrat. Contohnya dalah dekarboksilase yang menyebabkan eliminasi CO2 dan dehidrasi yang mengeliminasi H2O.

5. Isomerase adalah enzim yang bekerja mengkatalis reaksi isomerisasi. Contohnya adalah epimerase yang mengkatalis reaksi pada pusat kiral.

6. Ligase adalah enzim yang mengkatalis ikatan antar dua molekul dan bersamaan dengan hidrolisis ATP. Contohnya adalah karboksilase yang bekerja pada adisi CO2 dan sintetase yang bekerja pada pembentukan senyawa baru. Untuk aktivitas biologis, beberapa enzim memerlukan gugus-gugus prostetik atau

kofaktor. Kofaktor merupakan bagian nonprotein dari enzim tersebut yang dapat berupa gugus anorganik seperti Zn2+. Gugus prostetik organik disebut sebagai koenzim. Jika suatu organisme tidak dapat mensintesis suatu kofaktor yang diperlukan, maka kofaktor itu harus terdapat dalam makanan dalam jumlah kecil. Satuan-satuan aktif dari banyak kofaktor adalah vitamin. Enzim bekerja dengan cara menyesuaikan diri dengan di sekitar substrat (molekul yang akan dikerjakan) untuk membentuk kompleks enzim-substrat. Ikatan-ikatan substrat dapat menjadi tegang oleh gaya tarik antara substrat dan enzim. Ikatan tegang memiliki energi tinggi dan lebih mudah terpatahkan ; oleh karena itu, reaksi yang diinginkan berlangsung lebih mudah dan menghasilkan suatu kompleks enzime-produk.

E + S E – S E – P E + P Enzim substrat kompleks kompleks enzim protein enzim-substrat enzim-produk

Kimia Organik

199

LATIHAN 1. Kelompokkan asam amino dibawah ini sebaga asam amino asam, basa, atau netral. 2. Bagaimana pembuatan asam amino isoleusina dari asam karboksilat ? 3. gambarkan ikatan peptida yang terbentuk antara alanin dan serina 4. Tuliskan contoh reaksi asilasi antara anhidrida asam asetat dengan valina ! 5. Tuliskan kombinasi gabungan tiga asam amino glisina, alanina dan fenilalanina dan

gambarkan salah satu tripeptida yang terbentuk dalam rumus strukturnya. Petunjuk mengerjakan latihan 1. Asam amino asam bila rantai samping mengandung karboksilat, asam amino basa bila

rantai samping mengandung amino, dan asam amino netral rantai samping tidak mengandung karboksil atau amino. Sehingga A, B, D dan F adalah asam amino netral, C asam amino basa, dan D asam amino asam.

2. Pembuatan asam amino dari asam karboksilat dapat dilakukan dengan menggunakan Br2, PBr3, dan NH3. Pada isoleusina asam karboksilat yang dapat digunakan adalah asam 3-metilpentanoat. Setelah direaksikan dengan Br2 dan PBr3 dalam air akan diperoleh asam 2-bromo-3-metilpentanoat, selanjutnya direaksikan dengan NH3 sehingga akan dihasilkan senyawa asam α-amino yaitu isoleusina.

3. Alanina dan serina akan membentuk ikatan peptida yang terbentuk antara karbonil dari alanina dengan amino dari serina.

H2NHCC NHCHCO

H3COH

O

CH2OH 4. Reaksi asilasi adalah reaksi antara asam amino dengan halida asam atau anhidrida

asam asetat dengan asam amino. Reaksi ini akan membentuk senyawa amida. Reaksi valina dengan anhidrida asam asetat akan menghasilkan N-asetilvalina dan asam asetat (lihat kembali ke bagian reaksi asam amino).

5. Tripeptida yang terbentuk antara glisina (gly), alanina (ala) dan fenilalanina (phe) dapat menghasilkan enam bentuk tripeptida yaitu :

CH2CO2HNH2

NH

CO2H

CNHCH2CH2CH2CHCO2H

NH

H2N

NH2 (A) (B) (C)

HSCH2CHCO2HNH2

HO2CCH2CHCO2HNH2

H2NCCH2CH2CHCO2HNH2

O

(D) (E) (F)

Kimia Organik

200

NH2CHCCH2

ONHCHC

CH3

ONHCH2C

OOH

phe - ala - gly RINGKASAN 1. Asam amino adalah asam α-aminokarboksilat. Struktur asam amino mengandung

gugus karboksil, amino, hidrogen, dan alkil (R). Variasi asam amino tergantung dari jenis gugus R nya.

2. Asam amino akan berikatan sehingga membentuk poliamida, ikatan yang terbentuk disebut dengan ikatan peptida.

3. asam amino mengandung gugus yang bersifat basa yaitu amino dan gugus bersifat asam yaitu karboksil dalam molekul yang sama.

4. Asam amino mempunyai titik leleh yang tinggi (di atas 200 0C), tidak larut dalam pelarut organik tetapi larut dalam pelarut polar.

5. Asam amino diklasifikasikan menurut fungsi biologisnya menjadi asam amino esensial dan asam amino nonesensial. Terdapat 10 asam amino esensial di antara 20 asam amino di alam. Asam amino esensial adalah asam amino yang terdapat dalam makanan yang tidak dapat disintesis dalam tubuh.

6. Asam amino yang mengandung rantai samping karboksil adalah asam amino asam, sedangkan asam amino yang mengandung rantai samping amino adalah asam amino basa, sisa dari kedua kelompok ini disebut sebagai asam amino netral. Salah satu cara sintesis asam amino adalah reaksi brominasi asam karboksilat dengan menggunakan Br2 dan PBr3 kemudian dilanjutkan dengan reaksi dengan NH3.

7. Asam amino bersifat amfoter karena suatu asam amino dapat bereaksi dengan asam ataupun dengan basa, masing-masing akan menghasilkan suatu kation atau suatu anion. Asam amino dapat mengalami reaksi asilasi dan reaksi dengan ninhidrin.

8. Peptida adalah penggabungan asam amino dengan ikatan peptida. 9. Protein adalah suatu polipeptida yang tersusun dari banyak asam amino. Jenis protein

adalah protein struktural, protein globular, dan protein konjugasi. 10. Protein dapat mengalami kerusakan sehingga sifat fisik dan aktivitas biologinya dapat

berubah yang disebut denaturasi protein. 11. Enzim adalah senyawa yang bertindak sebagai katalis dalam reaksi biologi.kelompok

enzim adalah oksidoreduktase, Transferase, hidrolase, liase, isomerase, dan ligase.

Kimia Organik

201

TES 2 1. Sifat asam amino dipengaruhi oleh gugus ….

A. Amino dan karbonil B. Amino dan karboksil C. Amino dan alkil D. Amino dan hidroksil

2. Manakah yang termasuk dalam kelompok asam amino esensial ? A. Alanina, arginina, asparagina B. Glutamina, glisina, leusina C. Histidina, leusina, lisina D. Asam glutamat, serina, prolina

3. Manakah diantara asam amino dibawah ini yang bila dilarutkan dalam air akan bersifat asam ? A. Asam glutamat B. Glutamin C. Leusina D. Lisina

4. Manakah diantara asam amino dibawah ini yang bila dilarutkan dalam air akan bersifat asam ? A. Asam glutamat B. Glutamin C. Leusina D. Lisina

5. Yang termasuk peptida adalah… A. Oksitosin B. Globulin C. Albumin D. Kolagen E. Prostaglandin

6. Peristiwa berikut bisa menyebabkan denaturasi protein, kecuali…. A. Putih telur yang dimasak sampai menjadi zat padat B. Penambahan zat pengoksidasi C. Radiasi D. Susu yang disimpan dalam kondisi dingin E. Penambahan asam kuat

Kimia Organik

202

7. Reaksi asilasi antara asetoil klorida dengan isoleusina akan menghasilkan senyawa dengan gugus …. A. Amida B. Amina C. Amino D. Asam karboksilat

8. Kelompok protein struktural yang bertugas membentuk kuku dan rambut adalah….

A. Albumin B. Elastin C. Keratin D. Kolagen

9. Enzim yang betugas untuk menghidrolisis gugus amida adalah ….

A. Amilase B. Oksidase C. Lipase D. Protease

10. Ikatan peptida terbentuk antara dua asam amino melalui ikatan antara gugus….

A. Karboksil dengan amino B. Alkil dengan amino C. Alkil dengan karboksil D. Amino dengan karbonil

Kimia Organik

203

Topik 3 Lipida

Lipida adalah senyawa penyusun jaringan tumbuhan dan hewan yang mempunyai

struktur beragam. Contoh kelompok senyawa lipida adalah lemak, minya, lilin, beberapa vitamin dan hormon, dan komponen penyusun membran sel nonprotein. lipida dikelompokkan berdasarkan sifat fisisnya. Sifat fisis dari lipida tersebut adalah : 1. Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti dietil eter, benzena,

dan kloroform. 2. Bila dihidrolisis akan menghasilkan asam karboksilat yang dikenal dengan asam lemak 3. Mempunyai fungsi dalam sistem metabolisme organisme 4. Lipida bukan merupakan polimer yang mempunyai satuan berulang. Lipida digolongkan kedalam tiga kelompok yaitu : 1. Lipida sederhana adalah ester dari asam lemak dengan alkohol, contohnya lemak dan

lilin (waxes) 2. Lipida kompleks adalah ester asam lemak yang mempunyai gugus tambahan,

contohnya fosfolipida 3. Turunan lipida adalah senyawa yang dihasilkan dari hidrolisis lipida misalnya asam

lemak, gliserol, dan sterol.

HO

H

H

H

kolesterol

CH2O2C(CH2)16CH3

CHO2C(CH2)16CH3

CH2O2C(CH2)16CH3

tristearin(gliseril tristearat)

A. LILIN, LEMAK, DAN MINYAK

Lilin adalah campuran ester asam karboksilat rantai panjang dengan alkohol rantai

panjang. Rantai karboksilatnya umumnya memiliki jumlah karbon 16 sampai dengan 36, dan alkohol dengan rantai karbon 24 sampai dengan 36.

Lemak dan minyak adalah kelompok trigliserida atau triasilgliserol, strukturnya saling berhubungan satu sama lain, tetapi terdapat perbedaan sifat fisik diantara keduanya. Trigliserida atau triasilgliserol adalah ester dari gliserol dengan tiga asam lemak. Lemak berbentuk padat dan minyak berbentuk cair dalam suhu kamar. Lemak banyak terdapat dalam hewan, sedangkan minyak dalam tumbuhan, sehingga dikenal dengan nama lemak

Kimia Organik

204

hewani dan minyak nabati. Lemak terdapat dalam jaringan adiposa dibawah kulit pada hewan, dan minyak nabati terdapat dalam kacang-kacangan, biji-bijian, buah-buahan, dan sayuran.

Lemak disebut sebagai trigliserida karena dalam strukturnya terdiri dari satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak, disebut juga dengan triasilgliserol. Asam lemak ini umumnya merupakan rantai hidrokarbon panjang dan tidak bercabang. Jika ketiga asam lemak penyusunnya sama disebut sebagai trigliserida sederhana sedangkan jika asam lemaknya berbeda disebut sebagai trigliserida campuran. Hidrolisis suatu lemak atau minyak akan menghasilkan asam lemak dan gliserol.

CH2O CO

R1

CH O CO

R2

CH2O CO

R3

+ 3 H2OH+

CH2OH

CHOH

CH2OH

+

R1COOH

R2COOH

R3COOH

trigliserida gliserol asam lemak

Penamaan untuk trigliserida, diawali dengan nama gliseril dan diikuti dengan nama

asam lemaknya. Untuk asam lemak campuran maka penamaannya dimulai dari asam lemak pertama, kedua, dan ketiga.

1. Klasifikasi Asam Lemak Asam lemak penyusun trigliserida dapat dibedakan berdasarkan ikatan dalam rantai

hidorkarbonnya, yaitu : 1. asam lemak jenuh apabila ikatan dalam rantai karbonnya berupa ikatan tunggal 2. asam lemak tidak jenuh apabila ikatannya dalam rantai karbon berupa mengandung

ikatan rangkap.

Kimia Organik

205

Tabel 6.2 kelompok asam lemak

Nama Asam lemak Struktur Rumus

molekul

Jenuh: Asam butirat CH3(CH2)2CO2H C3H7COOH Asam palmitat CH3(CH2)14CO2H C15H31COOH Asam stearat CH3(CH2)16CO2H C17H35COOH Tidak Jenuh : Asam palmitoleat CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7CO2H C15H29COOH Asam oleat CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H C17H33COOH Asam linoleat CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H C17H31COOH Asam linolenat CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO2H C17H29COOH 2. Sifat-Sifat Asam Lemak

Sifat-sifat lemak dapat diketahui sebagai berikut : 1. Lemak hewani pada suhu ruangan berupa zat padat, sedang minyak nabati berupa

cairan. 2. Lemak dengan asam lemak jenuh mempunyai titik lebur tinggi, sedangkan minyak yang

mengandung asam lemak tidak jenuh titik leburnya lebih rendah. 3. lemak dengan asam lemak rantai pendek dapat larut dalam air, sedangkan lemak

dengan asam lemak rantai panjang tidak larut dalam air. 4. lemak dapat larut dalam pelarut organik seperti benzena, kloroform, dan alkohol

panas. 5. Di udara lemak akan mengalami hidrolisis dengan melepaskan asam lemak bebas

sehingga timbul bau yang tidak enak. 6. Oksidasi lemak akan menghasilkan warna dan rasa tidak enak (tengik). 3. Reaksi Kimia Lemak dan Minyak

Lemak dan minyak dapat mengalami reaksi kimia, diantaranya adalah reaksi hidrolisis, penyabunan, hidrogenasi, dan oksidasi. 1. Reaksi hidrolisis Reaksi hidrolisis akan memecah lemak dan minyak menjadi asam lemak dan gliserol.

CH2O2C(CH2)16CH3

CHO2C(CH2)16CH3

CH2O2C(CH2)16CH3

+ 3 H2OH+

CH2OH

CHOH

CH2OH

+

gliserol

3 CH3(CH2)16CO2H

Asam stearattristearin(gliseriltristearat)

Kimia Organik

206

2. Reaksi penyabunan Reaksi antara lemak dengan basa akan menghasilkan sabun dan gliserol. reaksi ini

disebut juga dengan reaksi saponifikasi

CH2O2C(CH2)16CH3

CHO2C(CH2)16CH3

CH2O2C(CH2)16CH3

+ 3NaOHH2O

CH2OH

CHOH

CH2OH

+

gliserol

3 CH3(CH2)16CO2- Na+

narium stearattristearin(gliseriltristearat)

3. Reaksi hidrogenasi Hidrogenasi adalah proses untuk mengubah minyak nabati cari menjadi padatan,

proses ini dilakukan dalam proses pembuatan margarin. Proses ini juga bertujuan untuk menstabilkan minyak dari pengaruh reaksi oksidasi.

4. Reaksi oksidasi Oksidasi lemak dan minyak dapat terjadi apabila terjadi kontak dengan oksigen. Pada

proses oksidasi ini akan menimbulkan bau dan rasa tidak enak (tengik). B. SABUN DAN DETERJEN

Sabun adalah garam alkali dari asam-asam lemak. Sabun dapat diperoleh melalui

reaksi saponifikasi antara lemak atau minyak dengan larutan alkali. Larutan alkali yang biasa digunakan adalah Natrium hidroksida (NaOH) dan Kalium hidroksida (KOH).

CH2OCR

CHOCR

CH2OCRO

O

O

NaOHH2O

3 RCO- Na+

O+

CH2OHCHOH

CH2OH

trigliserida sabun gliserol Molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang dengan ujung ion.

Rantai hidrokarbon merupakan bagian yang bersifat hidrofobik yang akan berinteraksi dengan zat-zat nonpolar. Ujung ion akan bersifat hidrofilik dan akan larut dalam air. sabun akan mengemulsikan kotoran berminyak sehingga memudahkan untuk dibilas dan terpisah. Kerja sabun dengan cara bagian hidrofobik sabun (rantai hidrokarbon) akan berinteraksi dengan tetesan minyak, ujung ion sabun akan tertarik ke air, sehingga akan terjadi

Kimia Organik

207

pemisahan molekul minyak dengan air. kelemahan dari sabun adalah sabun akan mengendap dalam air sadah yaitu air yang mengandung Ca2+, Mg2+, Fe3+, dan lain-lain.

Sabun termasuk dalam golongan surfaktan yaitu senyawa yang dapat menurunkan tegangan permukaan air. surfaktan adalah senyawa yang mengandung ujung hidrofobik dan hidorfilik. Agar efektif kerja surfaktan maka ujung hidrokarbon surfaktan harus mengandung 12 atom karbon atau lebih. Surfaktan dibedakan dalam tiga kelompok yaitu surfaktan anionik, kationik, dan netral. Sabun termasuk dalam kelompok surfaktak anionik. Surfaktan kationik adalah surfaktan yang mengandung gugus kation seperti amonium contohnya adalah benzalkonium klorida atau N-benzil amonium kuartener klorida. Surfaktan netral adalah surfaktan yang mengandung gugus non ion seperti karbohidrat yang dapat berikatan dengan air.

Deterjen adalah kelompok surfaktan anionik seperti halnya sabun, tetapi deterjen dibuat secara sintetis. Contoh deterjen adalah garam dari sulfonat atau sulfat rantai panjang dari natrium. Deterjen sintetik ini bekerja seperti halnya sabun, tetapi kelebihannya deterjen sintetik tidak meninggalkan endapan pada air sadah.

R

SO O

O-

deterjen sintetik

C. FOSFOLIPID Lilin, lemak, dan minyak adalah lipid yang mengandung gugus asam karboksilat,

sedangkan fosfolipid adalah lipid adalah lipida yang mengandung gugus ester fosfat. Fosfolipid ditemukan dalam jaringan tanaman dan hewan yang menyusun 50 – 60 % membran sel. Fosfolipid dibedakan dalam dua kelompok besar yaitu gliserofosfolipid atau fosfoglisrida dan sfingomielin. Gliserofosfolipida adalah senyawa fosfolipida yang mengandung ester asam lemak pada dua gliserol dan satu ester fosfat pada posisi ketiga gliserol. asam lemak gliserofoslipida pada C1 biasanya berupa asam lemak jenuh dan pada C2 asam lemak tidak jenuh, sedangkan C3 mengandung gugus fosfat dengan yang terikat pada amino alkohol seperti kolin [HOCH2CH2N(CH3)3]_ contohnya adalah lesitin , etanolamin (HOCH2CH2NH2) contohnya sefalin, atau serin [HOCH2CH(NH2)CO2H]. C2 pada gliserofosfolipida merupakan karbon kiral dengan konfigurasi L atau R. lesitin dan sefalin adalah gliserofosfolipida yang banyak ditemukan dalam otak, sel syaraf dan hati hewan, ditemukan juga dalam telur, kecambah, gandum, kedelai dan makanan lainnya.

Kimia Organik

208

CH2OCR

CHCOR

CH2OPOCH2CH2NH+(CH3)3

O

O

O

O-

fosfatidilkolin (suatu lesitin)

CH2OCR

CHCOR

CH2OPOCH2CH2NH3+

O

O

O

O-

fosfatidiletanolamin(suatu sefalin)

CH2OCR

CHCOR

CH2OPOCH2CHNH3+

O

O

O

O-

fosfatidilserin

CO2-

Kelompok kedua fosfolipida adalah sfingomielin, suatu ester fosfat bukan gliserol

dengan alkohol alilik berantai panjang dengan suatu rantai samping amida. Sfingomelin banyak ditemukan dalam jaringan otak dan syaraf.

sfingomielin

D. PROSTAGLANDIN Prostaglandin adalah lipida dengan karbon 20 yang mengandung cincin siklopentana

dengan dua rantai samping panjang. Senyawa ini disebut prostaglandin karena pada awalnya diisolasi oleh Sune Bergstrom dan Bengt Samuelsson dari kelenjar prostat dan banyak ditemukan dalam mani (semen). Tetapi ternyata senyawa ini banyak ditemukan dalam jumlah kecil di seluruh tubuh dan juga disintesis dalam paru-paru, hati, uterus, dan organ serta jaringan lain. Beberapa dosis dari prostaglandin dapat memberikan efek biologi seperti merangsang kontraksi uterin selama proses persalinan. Ketidakseimbangan prostaglandin dalam tubuh dapat menyebabkan gangguan saluran cerna seeperti mual dan diare, peradangan, nyeri, demam, kekacauan siklus menstruasi, asma, tukak lambung, tekanan

Kimia Organik

209

darah tinggi dan penggumpalan darah. Kerja prostaglandin dapat dihambat oleh aspirin (asam asetil salisilat) atau anti radang kortison, aspirin akan mendeaktivasi enzim siklooksigenase yang berperan dalam sintesis prostaglandin.

Prostaglandin dapat disintesis dari asam arakhidonat :

CO2H

CO2H

H OHH

OH

O

PGE2

CO2H

H OHH

OH

HO

PGF2

asam arakhidonat

PG berarti prostaglandin, E berarti alkohol keto, F berarti diol, angka 2 merujuk pada

jumlah ikatan rangkap dan α berarti konfigurasi OH pada karbon 9.

E. TERPENA Terpena adalah senyawa alam dengan komponen penyusun karbon dan hidrogen

dengan perbandingan 5 : 8. Terpena mengandung gabungan senyawa isoprena dari kepala ke ekor, posisi kepala adalah posisi yang paling dekat dengan ujung metil.

H3CC CHCH2

CH3

CH2CCH

CH2

CH2

terpena

ekor kepala

atau

Struktur seperti terpena yang mengandung unsur selain C dan H disebut dengan

terpenoid.

CH2OH

terpenoid

Kimia Organik

210

Terpena atau terpenoid dikelompokkan berdasarkan jumlah karbon penyusunnya : Monoterpena merupakan penggabungan dua isoprena (C10), seskuiterpena

penggabungan dari tiga satuan isprena (C15), diterpena penggabungan empat satuan isoprena (C20), triterpena merupakan penggabungan enam satuan isoprena (C30), dan tetraterpena penggabungan delapan satuan isoprena (C40).

kamforsuatu monoterpenoid

lanosterolsuatu triterpenoid

Golongan senyawa terpena ini banyak ditemukan dalam tanaman, seperti dalam

minyak atsiri yang merupakan komponen minyak mudah menguap yang diisolasi dari tanaman. Contoh senyawa terpena yang diisolasi dari bunga mawar adalah geraniol, sitral dari minyak sereh, limonena dari buah jeruk, atau mentol dari tanaman mint.

CH2OH

geraniol

CH

O

sitral (geranial)

limonena

OH

mentolO

kamfor

Geraniol dan sitral termasuk dalam kelompok monoterpena asiklik. Limonena, mentol,

kamfor termasuk dalam kelompok monoterpena siklik.

LATIHAN 1. Gambarkan rumus struktur dari tripalmitin ! 2. Bagaimana reaksi antara tripalmitin dengan suatu basa kuat (NaOH) ? 3. Bagaimana mekanisme sabun dalam membersihkan kotoran pada baju ?

Kimia Organik

211

4. Apakah perbedaan lemak dan minyak dengan fosfolipid dalam hal strukturnya ? 5. Manakah satuan isoprena dari struktur berikut ini :

OH

mentol Petunjuk Mengerjakan Latihan 1. Struktur dari tripalmitin adalah suatu trigliserida yang tersusun atas tiga satuan asam

palmitat.

CH2O2C(CH2)14CO2H

CHO2C(CH2)14CO2H

CH2O2C(CH2)14CO2H 2. Reaksi tripalmitin dengan NaOH merupakan reaksi penyabunan yang akan

menghasilkan gliserol dan tiga molekul natrium palmitat

CH2O2C(CH2)14CO2H

CHO2C(CH2)14CO2H

CH2O2C(CH2)14CO2H

3 NaOHkalor

CH2OH

CHOH

CH2OH

+ + 3 CH3(CH2)14CO2- Na+

3. Mekanisme sabun membersihkan kotoran adalah berdasarkan sifat sabun yang

mempunyai ujung hidrofobik yaitu rantai hidrokarbon panjang dan hidrofilik berupa ujung ion. Bagian hidrofobik akan mnegikat kotoran sehingga sabun akan mengemulsikan kotoran yang akan dibuang dengan pembilasan.

4. Perbedaan lemak dan minyak dengan fosfolipida adalah berdasarkan strukturnya dalam ikatan dengan gliserol. lemak dan minyak adalah gliserol dengan tiga molekul asam lemak sedangkan fosfolipida adalah gliserol dengan molekul asam lemak dan molekul ester fosfat yang terikat pada karbon tiga.

5. Isoprena adalah satuan molekul yang mengandung lima karbon yang menyusun suatu terpena. Mentol adalah suatu monoterpena yang tersusun atas dua molekul isoprena.

OH

satuan isoprena

Kimia Organik

212

RINGKASAN 1. Lipida dikelompokkan berdasarkan sifat fisisnya. Lipida dikelompokkan dalam lipida

sederhana, lipida komplek, dan turunan lipida. 2. Lemak dan minyak adalah kelompok trigliserida atau triasilgliserol yang merupakan

ester dari gliserol dengan tiga asam lemak. 3. Hidrolisis suatu lemak atau minyak akan menghasilkan asam lemak dan gliserol. 4. Asam lemak penyusun lemak atau minyak dibedakan yaitu asam lemak jenuh apabila

ikatan dalam rantai karbonnya berupa ikatan tunggal dan asam lemak tidak jenuh apabila ikatannya dalam rantai karbon berupa mengandung ikatan rangkap.

5. Lemak dan minyak dapat mengalami reaksi hidrolisis, penyabunan, hidrogenasi, dan oksidasi.

6. Sabun adalah garam alkali dari asam-asam lemak. Sabun dapat diperoleh melalui reaksi saponifikasi antara lemak atau minyak dengan larutan alkali. Molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang dengan ujung ion, sehingga sabun mengandung gugus hidrofobik dan hidrofilik. Deterjen adalah kelompok surfaktan anionik seperti halnya sabun, tetapi deterjen dibuat secara sintetis.

7. fosfolipid adalah lipid adalah lipida yang mengandung gugus ester fosfat. Fosfolipid dibedakan dalam dua kelompok besar yaitu gliserofosfolipid atau fosfoglisrida dan sfingomielin.

8. Prostaglandin adalah lipida dengan karbon 20 yang mengandung cincin siklopentana dengan dua rantai samping panjang. prostaglandin dapat memberikan efek biologi seperti merangsang kontraksi uterin selama proses persalinan.

9. Terpena adalah senyawa alam dengan komponen penyusun karbon dan hidrogen dengan perbandingan 5 : 8. Komponen penyusun terpena adalah isoprena. Terpena dibedakan berdasarkan jumlah satuan isoprena penyusunnya yaitu monoterpena, seskuiterpena, diterpena, triterpena, dan tetraterpena. Terpena banyak ditemukan dalam tanaman misalnya dalam komponen minyak atsiri.

TES 3 1. Pernyataan yang sesuai tentang lipida adalah ….

I. lipida dikelompokkan berdasarkan sifat fisisnya II. Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik III. merupakan polimer yang mempunyai satuan berulang IV. dapat dihidrolisis yang akan menghasilkan asam lemak A. I, II, dan III B. I, II, dan IV C. II, III, dan IV D. I, III, dan IV

Kimia Organik

213

2. Berikut ini yang termasuk dalam asam lemak tidak jenuh adalah…. A. asam sterat, asam oleat, asam linolenat B. asam oleat, asam linoleat, asam palmitat C. asam oleat, asam linoleat, asam palmitoleat D. asam palmitat, asam palmitoleat, asam linolenat

3. Manakah lipida yang mengandung ester fosfat dalam strukturnya ?

A. Tristearin B. Tripalmitin C. Lesitin D. geranial

4. Manakah pernyataan yang benar tentang reaksi hidrolisis tristearin ? A. Hasil reaksinya berupa gliserol dan asam lemak B. Disebut juga reaksi saponifikasi C. Membutuhkan basa kuat D. Akan terbentuk senyawa garam

5. Proses pembuatan margarin adalah mengubah minyak nabati cair menjadi padatan, hal ini dapat dibuat dengan melibatkan reaksi …. A. Oksidasi B. Saponiifkasi C. Hidrolisis D. Hidrogenasi

6. Senyawa lipida yang ditemukan dalam tubuh manusia yang disintesis dari asam

arakhidonat adalah …. A. Prostaglandin B. Lesitin C. Sefalin D. sitral

7. Kelompok terpenoid apakah senyawa berikut ini ?

A. Monoterpenoid B. Sesquiterpenoid C. Diterpenoid D. Tetraterpenoid

Kimia Organik

214

8. Senyawa yang bila dihidrolisis akan menghasilkan asam lemak, asam fosfat, dan kolina adalah …. A. Sefalin B. Lesitin C. Tristearin D. Tripalmitin

9. Manakah asam lemak berikut yang titik leburnya paling rendah….

A. Asam stearat B. Asam oleat C. Asam linoleat D. Asam linolenat

10. Manakah asam lemak berikut ini yang kelarutannya lebih tinggi dalam air ?

A. Asam butirat B. Asam palmitat C. Asam stearat D. Asam oleat

Kimia Organik

215

Petunjuk Jawaban Tes

Tes 1 1. D, pernyataan No I salah karbohidrat bukan senyawa hidrat arang tetapi senyawa

polihidroksi aldehid dan keton 2. C, disakarida tersusun dari dua molekul monosakarida, manosa dan galaktosa

merupakan monosakarida 3. C, pentulosa, senyawa monosakarida dengan gugus keton, dengan jumlah karbon =

5 4. B, deret D dan L menurut enantiomer yang merupakan bayangan cermin satu sama

lain. 5. B, piranosa karena mengandung cincin piran. 6. B, fruktosa merupakan polihidroksi keton 7. C, ikatan pada disakarida adalah 1,4’-α atau 1,4’-β 8. A, deret D berarti gugus CH2OH berada di atas bidang, gugus OH dikiri akan berada

di atas dan gugus OH di kanan berada di bawah dan posisi β berarti gugus OH pada karbon 1 berada disebelah atas dalam proyeksi haworth

9. A, oksidasi dengan larutan Br2 akan mengoksidasi gugus aldehid menjadi karboksilat sehingga pada glukosa akan dihasilkan asam glukonat

10. D, larutan brom spesifik untuk aldosa Tes 2 1. B, gugus amino yang bersifat basa dan karboksil yang bersifat asam 2. C, histidina, leusina, dan lisina termasuk 3 dari 10 asam amino esensial 3. A, karena asam glutamat mengandung rantai samping gugus karboksil 4. D, lisina mengandung gugus amino yang bersifat basa 5. A, oksitosin termasuk peptida, globulin, albumin dan kolagen termasuk protein dan

protaglandin turunan lipida 6. D, denaturasi disebabkan oleh perubahan temperatur tinggi, perubahan pH, radiasi,

deterjen, zat pengoksidasi/pereduksi 7. A, reaksi asilasi akan menghasilkan senyawa amida 8. C, albumin adalah protein globular, elastin yang membentuk urat dan pembuluh

darah, dan kolagen membentuk jaringan penyambung. 9. D, protease adalah kelompok enzim hidrolase yang bertugas menghidrolisis amida 10. A, ikatan peptida akan menghasilkan amida, merupakan ikatan antara gugus amino

suatu asam amino dengan gugus karboksil asam amino lainnya.

Kimia Organik

216

Tes 3 1. B, lipida bukan polimer dengan satuan berulang, lipida mempunyai struktur yang

beraneka ragam. ? 2. C, asam stearat dan asam palmitat termasuk asam lemak jenuh 3. C, lesitin adalah kelompok gliserofosfolipida yang strukturnya mengandung 2 ester

asam lemak dan ester fosfat 4. A, hidrolisis trigliserida akan menghasilkan gliserol dan 3 asam lemak. 5. D, reaksi hidrogenasi adalah proses untuk mengubah minyak nabati cari menjadi

padatan 6. A, lesitin dan sefalin adalah kelompok fosfolipida dan sitral adalah kelompok

terpena 7. B, karena jumlah karbonnya 15 8. B, lesitin kelompok fosfolipid yang mengandung asam fosfat, asam lemak, dan

kolina. 9. D, semakin banyak ikatan rangkapnya semakin rendah titik leburnya 10. A, semakin panjang rantai hidrokarbonnya semakin kurang larut.

Kimia Organik

217

Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A.H, 1982, Kimia Organik Jilid 1,

edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, Organic Chemistry,7th edition, California : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, Organic Chemistry, 7th edition, New Jersey : Prentice Hall Inc. Riawan, S, 1990, Kimia Organik, Jakarta : Binarupa Aksara