BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam tahun 1855 Adolf von Baeyer, seorang ahli kimia Jerman, melontarkan
teori bahwa senyawa siklik membentuk cincin-cincin datar. Kecuali siklopentana semua
senyawa siklik menderita terikan (tegang karena tidak leluasa), karena sudut ikatan (bond
angle) mereka menyimpang dari sudut tetrahedral 109,5o. Ia menyarankan bahwa, karena
sudut cincin luar biasa kecilnya, maka siklopropona dan siklobutana lebih reaktif dari
pada alkana rantai-terbuka. Menurut Baeyer siklopentana merupakan sistem cincin yang
paling stabil (karena sudut ikatan paling dekat dengan sudut tetrahedral), dan kemudian
reaktivitas meningkat lagi mulai dengan sikloheksana.
Teori Baeyer tidak seluruhnya benar. Sikloheksana dan cincin yang lebih besar
tidak lebih reaktif daripada siklopentana. Sekarang diketahui bahwa sikloheksana
bukanlah suatu cincin datar dengan sudut ikatan 120o, melainkan suatu cincin yang agak
terlipat (puckered) dengan sudut ikatan mendekati 109o, sudut ikatan sp3 biasa.
Molekul sikloheksana tunggal terus-menerus berada dalam keadaan membengkok
menjadi aneka ragam bentuk dan hal ini yang akan di bahas
B. Rumusan Masalah
Adapun masalah yang diangkat dalam makalah ini adalah
1. Jenis konformer apa saja yang terjadi pada molekul sikloheksana dan bagaimana
perubahan energi konformernya?
2. Bagaimana subtituen ekuatorial dan oksial terjadi pada molekul sikloheksana ?
3. Jenis konformer apa saja yang terjadi pada molekul sikloheksana tersubtitusi
(metil sikloheksana) dan konformer mana yang paling disukai ditinjau dari
energinya?
4. Jenis konformer apa saja yang terjadi pada molekul sikloheksana terdisubtitusi
(cis-1,2-dimetilsikloheksana dan trans-1,2-dimetilsikloheksana) dan konformer
mana yang paling disukai ditinjau dari energinya?
1
5. Jenis konformer apa saja yang terjadi pada molekul sikloheksana terdisubtitusi
(cis-1,3-dimetilsikloheksana dan trans-1,3-dimetilsikloheksana) dan konformer
mana yang paling disukai ditinjau dari energinya?
C. Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah :
1. Untuk mengetahui jenis-jenis konformer yang terjadi pada molekul sikloheksana
beserta dengan perubahan energi konformernya
2. Untuk mengetahui subtituen ekuatorial dan oksial pada molekul sikloheksana
3. Untuk mengetahui jenis-jenis konformer yang terjadi pada molekul sikloheksana
tersubtitusi (metil sikloheksana) dan konformer yang paling disukai ditinjau dari
energinya
4. Untuk mengetahui jenis-jenis konformer yang terjadi pada molekul sikloheksana
terdisubtitusi (cis-1,2-dimetilsikloheksana dan trans-1,2-dimetilsikloheksana) dan
konformer yang paling disukai ditinjau dari energinya
5. Untuk mengetahui jenis-jenis konformer yang terjadi pada molekul sikloheksana
terdisubtitusi (cis-1,3-dimetilsikloheksana dan trans-1,3-dimetilsikloheksana) dan
konformer yang paling disukai ditinjau dari energinya
2
BAB II
PEMBAHASAN
A. Konformer Sikloheksana
Suatu cincin sikloheksana dapat memiliki banyak bentuk dan molekul
sikloheksana tunggal terus-menerus berada dalam keadaan membengkok menjadi aneka
ragam bentuk. Sejauh ini, baru dikemukakan bentuk kursi (chair form) sikloheksana.
Beberapa bentuk lain yang dapat dimiliki sikloheksana sebagai berikut :
Tak satupun dari konfirmasi-konfirmasi lain, mempunyai struktur hidrogen
goyang yang diinginkan, seperti struktur dari bentuk (konfirmasi) kursi. Hidrogen-
hidrogen eklips, seperti dalam bentuk biduk, dapat menambah energi molekul. Hal ini
disebabkan karena pada konfirmasi biduk, ada tolak-menolak antara elektron-elektron
ikatan (ikatan C-H) dan atom-atom hidrogen bermuatan parsial positif yang saling
berdekatan. Gambar berikut menunjukan model dan proyeksi Newman dari bentuk kursi
dan biduk
3
Persyaratan energi untuk interkonversi (antar-ubahan) konfirmasi-konfirmasi
sikloheksana ditunjukkan dalam gambar dibawah ini.
Terlihat disini bahwa bentuk kursi mempunyai energi terendah, sementara bentuk
setengah kursi ( yang mempunyai struktur hampir datar) mempunyai energi tertinggi. Hal
ini terjadi karena bentuk kursi merupakan konformer goyang dimana atom-atom
hidrogennya terpisah sejauh mungkin satu dengan lainnya sehingga gaya tolak-
menolaknya menjadi kecil,
B. Substituen Ekuatorial dan Aksial Pada Sikloheksana
Secara kasar atom-atom karbon sikloheksana bentuk kursi membentuk suatu
bidang. Untuk maksud ini, maka ditarik suatu sumbu tegak lurus bidang.
4
Tiap atom karbon dari sikloheksana mengikat dua atom hidrogen. Ikatan pada
salah satu hidrogen terletak pada bidang cincin secara kasar. Hidrogen ini disebut
hidrogen ekuatorial. Ikatan ke hidrogen yang lain sejajar dengan sumbu tersebut.
Hidrogen ini disebut hidrogen aksial. Tiap atom karbon sikloheksana mempunyai satu
atom hidrogen ekuatorial dan satu atom hidrogen aksial.
C. Jenis-Jenis Konformer Sikloheksana Tersubtitusi
Bila gugus metil dalam metil sikloheksana barada dalam posisi aksial maka gugus
metil itu dan hidrogen-hidrogen aksial pada satu sisi cincin akan saling menolak.
Antaraksi antara gugus-gugus aksial disebut antaraksi 1,3 diaksial. Tolak-menolak ini
minimal bila gugus metil berada dalam posisi ekuatorial. Jadi konformer dengan metil
ekuatorial berenergi lebih rendah
Bila gugus metil berada dalam posisi aksial (menyumbu), konformasi cincin akan serupa
dengan konformasi butana dengan gugus-gugus metil yang gauche
5
Hubungan gauche dalam metilsikloheksana aksial :
Bila gugus metil berada dalam posisi ekuatorial, konfirmasi cincin serupa konfirmasi
butana dengan gugus-gugus metil yang anti
Hubungan anti dalam metilsikloheksana ekuatorial :
Metil sikloheksana dengan satu gugus metil yang aksial 1,8 kkal/mol kurang stabil
dibandingkan konformasi dimana gugus metilnya ekuatorial. Energinya dua kali energi
untuk butana (2 x 0,9 kkal/mol) karena gugus metil aksial pada cincin berinteraksi
dengan dua atom aksial (satu pada karbon 3 dan satu pada karbon 5). Makin meruah
gugus itu maka akan makin besar selisih energi antara konformer aksial dan ekuatorial.
Dengan kata lain hampir dapat dipastikan bahwa substituent besar pada cincin
sikloheksana mempunyai posisi ekuatorial.
D. Sikloheksana Terdisubtitusi
Dua gugus yang disubstitusikan pada suatu cincin sikloheksana dapat bersifat cis
ataupun trans. Cincin-cincin terdisubstitusi cis dan trans adalah isomer geometrik dan tak
dapat saling diubah satu menjadi yang lain pada temperatur kamar. Beberapa bentuk
kursi dari cis-1,2-dimetilsikloheksana adalah sebagai berikut
6
Karena senyawa ini adalah cis isomer, maka kedua gugus metil harus terletak
pada satu sisi cincin, tanpa memperdulikan konformasinya. Dalam tiap konformasi kursi
yang dapat digambar, selalu satu metil aksial dan metil yang lain ekuatorial. Untuk setiap
sikloheksana ter-cis 1,2-disubsitusikan, 1 substituen harus aksial dan substituent yang
lainnya harus ekuatorial
Bila cis 1,2 dimetil sikloheksana dari satu konformer kursi ke konformer kursi
yang lain, kedua gugus metil itu membalik status ekuatorial – aksial mereka. Energi
konformer ini sama karena struktur dan pola ikatannya identik. Oleh karena itu senyawa
ini dijumpai terutama dalam dua konformasi kursi, dengan perbandingan 50:50.
Dalam trans-1,2-dimetilsikloheksana, gugus-gugus metil berada pada sisi-sisi
berlawanan (dari) cincin. Dalam bentuk kursi (dari) trans – isomer, satu gugus harus
terlekat pada suatu ikatan “teratas”, sementara gugus yang lain pada suatu ikatan
“terbawah”. Beberapa bentuk kursi dari trans-1,2-dimetilsikloheksana adalah sebagai
berikut
7
Bagaimanapun juga gugus-gugus trans itu diperagakan, keduanya harus aksial (a,a) atau
keduanya ekuatorial (e,e). Tak ada cara lain bagi kedua gugus agar trans dan 1,2 pada
bentuk kursi sikloheksana, selain konformasi a,a dan e,e.
Konformer trans-1,2-dimetilsikloheksana :
Suatu gugus metil tunggal menyukai posisis ekuatorial pada suatu cincin
sikloheksana. Dua gugus metil pada suatu cincin sikloheksana juga menyukai posisi-
posisi ekuatorial , jika dimungkinkan. Dalam trans-1,2-dimetilsikloheksana, komformer
e,e merupakan konformer yang disukai, dengan energi yang lebih rendah dari pada energi
konformasi - a,a. konformer trans e,e ini pun berenergi lebih rendah ( selisih 1,87
kkal/mol) dibandingkan dengan konformer – konformer senyawa cis yang harus a,e atau
e, a. Hal ini disebabkan karena pada konformer e,e gugus-gugus terpisah sejauh mungkin
sehingga gaya tolak-menolak antar elektron ikatan menjadi kecil. sebagai ringkasan,
untuk 1,2-dimetilsikloheksana dapat diperlihatkan pada gambar berikut
Dalam hal sikloheksana ter-1,2-disubstitusikan, trans – isomer lebih stabil dari cis
– isomer, karena kedua substituennya dapat berposisi ekuatorial. Tetapi bila kedua
8
substituent itu 1,3 satu terhadap yang lain pada suatu cincin siklohekana, maka cis –
isomer lebih stabil dari pada trans – isomer, Karena kedua substituent dalam 1,3 –
isomer, dapat berposisi ekuatorial. Dalam trans-1,3-isomer, 1 gugus terpaksa berposisi
aksial
Cis-1,3-dimetilsikloheksana
Trans-1,3-dimetilsikloheksana
9
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
1. Jenis-jenis konformer yang terjadi pada molekul sikloheksana adalah
konformer kursi
konformer setengah kursi
konformer biduk-belit
konformer biduk
2. Subtituen ekuatorial terjadi pada molekul sikloheksana apabila ikatan pada salah satu
hidrogen terletak dalam bidang cincin secara kasar sedangkan subtituen aksial terjadi
apabila ikatan atom c pada hidrogen yang lain sejajar dengan sumbu secara vertikal
3. Jenis konformer yang terjadi pada molekul sikloheksana tersubtitusi (metil sikloheksana)
adalah konformer kursi dimana gugus metil berada dalam posisi aksial dan posisi
ekuatorial dan korformer yang paling disukai ditinjau dari segi energinya adalah
konformer kursi dengan gugus metil yang ekuatorial
4. Jenis konformer yang terjadi pada cis-1,2-dimetilsikloheksana adalah konformer kursi
dengan kedua gugus metil arah “ke bawah”(aksial,ekuatorial (a,e) dan ekuatorial,aksial
(e,a)) dan konformer kursi dengan kedua gugus metil arah “ke atas”. Konformer yang
paling disukai adalah konformer kursi aksial,ekuatorial (a,e) dan ekuatorial,aksial (e,a).
Jenis konformer yang terjadi pada trans-1,2-dimetilsikloheksana adalah konformer kursi
(a,a) dan (e,e) dan konformer yang paling disukai adalah konfermer kursi (e,e)
5. Jenis konformer yang terjadi pada cis-1,3-dimetilsikloheksana adalah konformer kursi
(a,a) dan (e,e) dan yang paling di sukai adalah konformer kursi (e,e). Jenis konformer
yang terjadi pada trans-1,3-dimetilsikloheksana adalah konformer kursi (e,a) dan (a,e)
dan kedua konformer ini sama-sama disukai
10
DAFTAR PUSTAKA
Fessenden dan Fessenden, , KIMIA ORGANIK, Jilid 1, Erlangga , Jakarta
11
Top Related