\PENDAHULUAN

Istilah organik : berhubungan dengan kata organisme /jasad hidup pada akhir abad 17/

awal abad 18.

Kimia Organik : Kimia dari senyawa yang datang dari benda hidup.

Tahun 1990 : para ahli kimia mensintesa senyawa kimia baru di Lab banyak dari

senyawa kimia baru tidak berhubungan dengan benda hidup.

Sekarang kimia organik : didefinisikan sebagai kimia senyawa karbon.

Selain karbon unsur yang ada dalam kebanyakan senyawaan organik ; hidrogen ;

oksigen ; nitrogen.

Karbon : Unsur yang unik

- dapat terikat secara kovalen dengan atom karbon lain dan terhadap unsur-

unsur lain menurut berbagai macam cara.

jumlah senyawa Organik dalam jumlah hampir tak terhingga mulai dari senyawa yang

sederhana:

CH4 (Metana) sampai ke Asam Nukleat yang rumit : pengemban kode etik dalam

sistem kehidupan.

Setiap bidang ilmu yang berurusan dengan tumbuhan, hewan atau mikroorganisme

tergantung pada prinsip kimia organik.

Mencakup obat-obatan, ilmu kedokteran mikrobiologi , pertanian dan ilmu-ilmu

lainnya.

Plastik dan serat-serat sintetik : senyawa organik

STRUKTUR ELEKTRON

Karbon, oksigen dan nitrogen di kedua periode pertama dari susunan berkala dan

elektronnya terdapat dalam sub kulit elektron yang terdekat ke inti.

Setiap kulit elektron berhubungan dengan sejumlah energi tertentu.

Semakin dekat elektron ke inti, semakin rendah Energinya (elektron yang dekat

ke inti lebih tertarik oleh proton dalam inti).

elektron ini sukar berpindah dalam reaksi kimia.

Kulit elektron yang terdekat ke inti : terendah energinya tingkat energi pertama .

Elektron pada kulit ke dua tingkat energi ke dua

energinya lebih tinggi dst.

1

Posisi relatif yang tepat dari elektron : tidak dapat ditetapkan dapat mengandalkan

teori kuantum.

Kulit elektron pertama : mengandung orbital bulat 1S

Kulit elektron kedua : mengandung satu orbital 2S dan 2 P

(3 orbital)

2Px 2 Py 2Pz

mempunyai energi yang sama

Karena struktur elektron berbeda-beda, maka atom dapat terikat menjadi molekul dengan

berbagai cara G.N. Lewis dan W. Kossel tahun 1916 mengemukakan teori :

1. IKATAN ION : dari perpindahan elektron dari satu atom ke atom lainnya

2. IKATAN KOVALEN : Penggunaan bersama-sama sepasang elektron oleh dua

atom

Atom memindahkan atau membuat pasangan elektron untuk mencapai

KONFIGURASI ELEKTRON GAS MULIA.

( 8 e pada kulit terluar) seperti konfigurasi e dari Ne & Ar TEORI ATURAN

OKTET.

1. Ikatan Ion

ATOM memberikan satu/lebih dari elektron terluarnya, ke atom / atom-atom lain.

Atom yang kehilangan e ion positif (kation)

Atom yang mendapat e ion negatif (anion)

terjadi dari tarikan elektrostatistik antara ion-ion yang berlawanan.

. . . . Na . + . Cl : Na+ : Cl : atau Na Cl

. . . . Tiap atom mempunyai oktet lengkap dalam kulit terluarnya

2. Ikatan KovalenH . + . H H : H untuk hidrogen konf e nya 2 e (konf. Helium)

H . . . . C . + 4 H . H : C : H 4 ikatan kovalen . . . H

2

BAB I

RUMUS KIMIA DALAM KIMIA ORGANIK

I.2. Rumus Empirik dan Rumus Struktur

Rumus Empirik : menggambarkan jenis atom & perbandingan numeriknya

Rumus molekul : menggambarkan Jumlah atom yang nyata.

Rumus Struktur (Structural) : bagaimana atom-atom tersusun.

Contoh : Rumus Etana : H H | | CH3 C2H6 H C C H | | R. empirik R. molekul H H

R. strukturRumus lewis : salah satu jenis Rumus Struktur

H : H menjadi H H

H H . . |H : C : H menjadi H C H . . | H H

. . . . pasangan ē yang menyendiriH : N : H atau HN H atau HN H . . | | H H H

Pasangan ē yang ditunjukkan jika hendak ditekankan peranannya dalam Reaksi Kimia

Rumus Struktur termamfatkan / singkatan Rumus Struktur :

H H H H | | | | H C C H menjadi CH3CH3 H C C OH menjadi | | | | H H H H CH3 CH2 OH atau

CH 3CH2OH

3

H H | |H C O C H atau CH3 O CH3 atau CH3OCH3

| | H H

Rumus Struktur untuk 3 macam pentana :

CH3 |CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 CH3CHCH2CH3 CH3 C CH3

| | CH3 CH3

n. pentana Iso pentana Neo pentana

CH3 ( CH2 )3 CH3 (CH3 )2 CHCH2CH3 ( CH3 ) 4 C

BAB II

PENGGOLONGAN MOLEKUL

4

II. 1. PENGGOLONGAN MENURUT KERANGKA MOLEKUL

Menurut struktur organik, kerangka molekul dibagi dalam 3 kelas :

1. Senyawa asiklik ( acyclic Compounds )

a siklik = tidak siklik

rantainya dapat lurus atau bercabang /terbuka

rantai tak bercabang rantai bercabangdari 8 atom C. dari 8 atom C.

Contoh senyawa asiklik ( acyclic Compounds ) O OH || CH3 (CH2)5CH3 CH3 C (CH2) 4CH3

Geraniol heptana 2-heptanon

(minyak mawar) HK dalam minyak bumi (minyak cengkeh) td. 229 – 230 C sebagai acuan dalam uji t.d. 141,5 C dlm minyak wangi ‘Knocking’ bensin. Cairan tidakberwarna dengan bau buah-

buahan

2. Senyawa Karbosiklik ( Carbocyclic Compounds )

Mengandung cincin-cincin dari atom karbon dengan rantai tertutup.

Cincin karbosiklik terkecil terdiri dari 3 atom C yaitu Siklopropana:

Terdapat bermacam-macam bentuk : contoh senyawa yang mempunyai

lebih dari satu cincin karbosiklik senyawa yang terdapat di alam (umumnya

bercincin 5 dan 6 ).

Benzen ( minyak bumi ) Limonena - pinena t.d : 80,1C ( minyak sitrun ) ( terpentin ) t.d 178C t.d 156,2C bisiklik .jika diputus asiklik

3. Senyawa Heterosiklik ( heterocyclic compounds )

5

Kelas terbesar menurut kerangka molekul dalam senyawa organik paling sedikit satu

atom pada cincin harus “heteroatom’ yang bukan karbon, seperti oksigen, nitrogen

dan belerang juga unsur lain.

lebih dari satu macam heteroatom, besarnya heterosiklik bervariasi, dapat

mengandung ikatan ganda, cincin lain yang menempel.

Contoh : Senyawaan heterosiklik di alam.

N N | CH3

Nikotin

td 246C

O || – CH3 – C – NH S

O C OH || O

Penisilin – G

( Padatan amorf )

II. 2. PENGGOLONGAN MENURUT GUGUS FUNGSI

6

Terdapat pada tembakau mempunyai dua

cincin heterosiklik dengan ukuran berbeda.

Gugus fungsi : Gugus atom tertentu mempunyai sifat kimia yang tidak

tergantung pada macm-macam kerangka molekul tempat ia

menempel.

pada kebanyakan reaksi organik, beberapa perubahan terjadi pada gugus fungsi.

StrukturGolongan Senyawa

ContohKhas

Nama Contoh&Penggunaan

A. Gugus fungsi Merupakan bagian dari kerangka molekul.

C = C

C C

Alkena

Alkuna

CH2 = CH2

HC CH

etilena, digunakan utk membuat polietilen.

Asetilena diguna kan dalam pengelasan.

B. Gugus fungsi yg merupakan bagian dari kerangka - molekul.

| C OH |

Alkohol CH3CH2OHEtil alcohol dalam bir, anggur, dan wiski.

1.Dengan ikatan karbon oksigen

2. Dengan dua ikatan karbon oksigen.

3. Dengan tiga ikatan karbon oksigen.

| | C O C

| |

O || C C H

O || C C C

O C OH

O C | O O |

Eter

Aldehid

Keton

AsamKarboksilat

Ester

CH3CH2OCH2CH3

CH2 = O

O ||

CH3 C – CH3

O ||

CH3 C – OH

O ||

CH3C OCH2CH3

Dietil eter dalam Anestesi.

Formaldehid di gunakan dalam pengawetan spesimen binatang

Aseton pelarut vernis dan lem karet.

Asam asetat dalam cuka

Etil asetat pelarut cat kuku dan lem mainan plastik.

* C = O = Gugus Karbonil O || C OH = Gugus Karboksil (Kependekan dari karbonil dan hidroksil )

7

C. Gugus fungsi yg mengandung nitrogen.

| C NH2 |

C N

Amina Primer

Sianida atau nitril

CH3CH2NH2

CH2 = CH C N

Etil amina(berbau ammonia)

Akrilonitril bahan baku orlon.

D. Gugus fungsi dgn oksigen dan nitrogen.

Gugus NH2 = Gugus amino

| C NH2 |

Amida Primer O ||H2N C NH2

Urea, pupuk, dan bag. air seni yang tidak bau.

E. Gugus fungsi yang mengandung belerang.

| C SH | | | C S C | |

tiol (merkaptan)

tioeter (sulfida)

CH3SH

( CH2 = CHCH2 )2 S

Metanatiol berbau kol busuk.

Alil sulfida ber bau bawang putih.

II.3. Isomer Struktur :

Senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul yang sama tetapi berbeda rumus

strukturnya.

Contoh : Rumus molekul C2H6O , mempunyai dua rumus bangun / struktur

yang berlainan.

CH3O CH3 CH3CH2OH

dimetil eter etanol

pada temp. kamar : gas cairan

BAB III

A L K A N A

III.1. Tata Nama

Komponen utama minyak bumi dan gas alam : hidrokarbon (sumber enegi

terbesar)

8

Kelompok hidrokarbon :

- Jenuh ( Saturated ) mengandung ikatan tunggal karbon-karbon

- Tak jenuh ( On Saturated )mengandung ikatan karbon-karbon ganda dua atau tiga.

- Aromatik : Kelompok khusus dari senyawa siklik tak jenuh seperti benzen

asiklik ( ALKANA ) - Parafin Hidrokarbon ( HK) Siklik ( SIKLOALKANA )

Alkana yang paling sederhana adalah Metana : CH4 yang mempunyai Struktur

tetrahedral ( SP3 ).

Deret alkana dapat dibentuk dengan memanjangkan rantai karbon dengan jumlah

hidrogen yang sesuai.

Alkana harus memenuhi pers Cn H2 n + 2, n = jumlah atom karbon

Satu deret senyawaan ini : deret homolog yang mempunyai sifat fisika dan kimia

serupa, yang berubah secara bertahap jika ditambahkan atom karbon pada rantainya.

Nama & Rumus Sepuluh alkana pertama yang tak bercabang

NamaJumlahKarbon

RumusMolekul

RumusStruktur

Jumlah IsomerYang ada

Metana 1 CH4 CH4 1Etana 2 C2H6 CH3CH3 1

Propana 3 C3H8 CH3CH2CH3 1Butana 4 C4H10 CH3CH2CH2CH3 2Pentana 5 C5H12 CH3 (CH2)3 CH3 3Heksana 6 C6H14 CH3 (CH2)4 CH3 5Heptana 7 C7H16 CH3 (CH2)5 CH3 9Oktana 8 C8H18 CH3 (CH2)6 CH3 18Nonana 9 C9H20 CH3 (CH2)7CH3 35Dekana 10 C10H22 CH3 (CH2)8 CH3 75

C

Tatanama Senyawa Organik

Sistem penamaan ditekankan pada penamaan system IUPAC (internasional Union of Pure

and Applied Chemistry ), ditambah dengan nama-nama yang umum digunakan sehari-hari

= nama trivial = nama lazim.

Aturan IUPAC untuk Alkana :

1. Akhiran – ana digunakan untuk semua hidrokarbon jenuh.

9

2. Untuk alkana dengan rantai cabang, penamaan didasarkan pada penamaan rantai

atom karbon yang terpanjang (rantai induk) diberi nomor agar substituen yang

pertama terletak pada nomor karbon yang terendah.

3. Gugus yang menempel pada rantai utama/induk dinamakan : Substituen.

Substituen jenuh yang hanya mengandung karbon & hidrogen dinamakan gugus

Alkil, namanya berdasarkan nama alkana dengan jumlah atom karbon yang sama dan

mengganti akhiran – ana menjadi – il.

( CH4 = metana, maka gugus CH3 = gugus metil,

CH3CH3 = etana maka gugus CH3 CH2 , gugus etil )

CH3CH2 CH3 = propana CH3CH2CH2 : n propil = n pr

Jika hidrogen yang dihilangkan berasal dari karbon ditengah rantai :

H H H H H H CH3

| | | | | | |H C C C H H C C C H atau CH3CHCH3 = CH3 CH | | | | | | H H H H H

gugus iso : cabang metil pada iso –Propil ujung rantai samping alkil i = Pr

Pada gugus butyl terdapat 4 macam :

CH3

| CH3CH2CH2CH2 CH3CH2CH dua atom C pada karbon N – butyl Sek- butil ( butil ) ( 1 metil propil )

CH3

CH3

CH CH2 | CH3 C

H3C | 3 atom C pada karbon Iso- butil CH3 lekatan( 2 - metil propil ) tert-butil

( 1,1 dimetil etil )

10

Lambang R : lambang umum gugus alkil

R H : berlaku untuk semua Alkana

Cabang ganda

Jika dua substituen atau lebih pada suatu induk sama (misal 2 gugus metil atau 3

gugus etil ) dalam penamaan , digunakan awalan, di, tri dst.

Awalan untuk menamai substituen ganda :

Nomor Awalan

2 di -

3 tri -

4 tetra -

5 penta -

6 heksa -

Substituen lain Nama awalan

- NO2 Nitro

- F Fluoro

- Cl Khloro

- Br Bromo

- I Iodo

Contoh penerapan aturan IUPAC

CH3CH2CH2CHCH3 akhiran ana : semua karbon berikatan tunggal | CH3 Pent : 5 karbon pada rantai terpanjang2 metil pentana( bukan 4 metil pentana ) Penamaan dimulai dari kanan agar metil mendapat nomor terendah.

CH3CHCH2CH2CH3 biasa ditulis : | CH3CH2CHCH2CH2CH3

CH2 CH3 |

CH3

3 metil heksana

( bukan 2 etil pentana )

CH3

|

11

CH3 C CH2 CH3 setiap substituen di beri nomor & digunakan awalan | di : 2 substituen metil. CH3

2,2 dimetil butana ( bukan 2,2 metil butana bukan 2 dimetil butana )

CH3

|CH2CH2CH CH3 Penamaan rantai butana harus memberikan | nomor terendah untuk substituen klor.Cl diurutkan menurut abjad1 – khloro – 3 metil butana( bukan 4 khloro – 2 metil butana )

Soal : I Namai senyawa berikut :

1. CH3CHCH3 2. CH2 – CH2 CH2 CH2 CH3

| | CH3CH2CH2CHCH2CH2CH3 CH3

NO2 Br Cl Cl | | | |3. CH3CH2CHCH2CH2 4. CH3 – C – C – CH3

| | Cl Cl CH3

| CH3

CH3CH2 C CH2CH3 |5. | 6. CH3CH2CHCHCH2CH2CH3

CH2CH3 | CH2CH3

III.2. Konformasi Alkana

Bentuk molekul mempengaruhi sifat-sifatnya perhatian pada geometri molekul-

molekul.

Contoh Etana sejumlah struktur ( adanya rotasi ikatan karbon –karbon)

KONFORMASI

Untuk Etana ada dua konformasi Yi : bersilang berimpit

(perubahan komformasi : pemutaran ikatan C-C 60

H H H H H

12

H H H H H H H ‘Kuda-kuda’ Newman bersilang (staggered ) H H H

H H H H H H H H H ‘ Kuda-kuda’ Newman berimpit ( eklips)

Proyeksi Newman : sangat penting dalam menggambarkan konformasi harus melihat ikatan karbon-karbon dari salah satu ujung rantai.

Pada Etana Konformasi bersilang (Staggered Conformastion ) :

Setiap ikatan C-H dari satu atom karbon menyilang sudut H-C-H karbon yang lain

Konformasi berimpit (eclipsed conformation) :

Setiap ikatan – C–H dari satu karbon ikatan dengan C–H berikutnya.

Konformasi-konformasi diatas dinamakan isomer-isomer rotasi (rotamber) yang

tidak dapat dipisahkan pada suhu kamar.

konformasi silang (lebih disukai)

Tata nama Sikloalkana dan Konformasinya

Siklo alkana : hidrokarbon karbosiklik.

Penamaannya digunakan awalan SIKLO pada nama alkana sesuai dengan jumlah atom

karbon pada cincin.

Sdtruktur dan nama 6 Sikloalkana tak bersubstitusi.

Siklo propana Siklo butana Siklo pentana td : - 32,7C td 12C td 49,3C

13

Sikloheksana Sikloheptana Siklo Oktana td 80,7 C td 118,5 C td 149 C

Jika cincin mempunyai substituen Alkil atau hologen :

- Satu substituen : nomor tidak diperlukan

- Lebih dari satu substituen : nomor diperlukan

Contoh :

CH3 H3C CH3 CH3

CH3

metil siklo pentana 1,1 dimetil siklo pentana 1,2 dimetil siklo

pentana

(buk n 1-metil siklo pentana) (bukan 1,5 – dimetil siklopentana

Konformasi pada siklo alkana

Sudut ikatan C-C-C : 60 Siklo butana Siklo pentanaH terletak di atas / di bawah sudut C-C-C datar : 90C 108Cbidang datar. teramati : 88C 105C

Cincin beranggota 6 : unik dipelajari dengan seksama karena struktur ini banyak

terdapat di

alam.

Sudut C-C-C : 120C ( > dari sudut tetrahedral C-C-C (109,5C)

Sikloheksana mempunyai sudut C-C-C : 120C. Konmpormasi yang disukai: konformasi

kursi (Chair Conformation) sudut C-C-C normal 109,5 , proyeksinya bersilang

dengan sempurna.

14

Model tongkat dan bola kerangka kursi (berbentuk kursi)

Pada konpormasi kursi semua hidrogen terbagi dalam 2 macam :

Aksial : hidrogen terletak di atas dan di bawah bidang rata sejajar dengan sumbu

tegak ditengah cincin.

ekuatorial : hidrogen terletak kurang lebih pada bidang rata-rata (terletak pada bidang

cincin)

Konformasi kursi dapat berubah menjadi konformasi kursi lain (semua hidrogen aksial

pada satu konformasi menjadi hidrogen ekuatorial pada konformasi lainnya)

Jika salah satu H diganti oleh CH3 konformasi yang dipilih sbb :

15

metil aksial (5%) metil ekuatorial (95%)

Konformasi lain pada sikloheksana bentuk ’Biduk’ = perahu. Semua sudut-

sudutnya 109,5o

III.3. ISOMER CIS – TRANS PADA SIKLOALKANA

Stereoisomer : berkaitan dengan molekul-molekul yang mempunyai ikatan atau

yang sama, tetapi berbeda dalam penyusunannya dlam ruang.

Contoh : Isomer CIS-Trans ( merupakan senyawa-senyawa yang berbeda )

CIS-1,2-dimetil siklopentana Trans – 1,2-dimetil siklopentanaTd. : 99 oC Td. : 92 oC

CIS : bersisianTrans : bersebrangan

CIS – TRANS Dan Isomer Konformasi pada sikloheksana.

Gabungan isomeri CIS-TRANS dengan isomer Konformasi

Contoh : Pada Sikloheksana

16

HH

H

H

H

H

H

H

HHH

H

HH

H

H

H

H

H

HCH3

CH3

HH

H

H

H

H

H

HCH3

CH3

H

CH3

H

CH3

HCH3

H

CH3

Mempunyai gugus metil & satu gugus aksial

mantap

CIS-1,2 dimetil sikloheksana

Subtituen metil berada dibawah bidang rata-rata cincin : CIS

Subtituen metil pada C-1 = ekuatorial C-2 = aksial

Bila cincin membalik :metil pada C-1 = aksial metil pada C-2 = ekuatorial

Untuk Trans- 1,2- dimetil sikloheksana

( a,a ) ( e,e )

Trans – 1,2- dimetil sikloheksana

III.4. SIFAT-SIFAT ALKANA

III.4.1. Sifat Fisik Alkana :

- Alkana tidak larut dalam air C5 – C17 (sampai dengan butana : gas) berbentuk

cairan yang lebih ringan dari air menguntungkan bagi tanaman, karena

dapat membentuk lapisan pelindung pada daun-daunan dan buah-buahan.

Contoh : pada kulit buah apel : n alkana dengan C27 & C29

daun kol : n- C29 H60

daun tembakau : n- C37 H64

- Alkana bertitik didih rendah dibandingkan dengan senyawa organik lain yang

ber BM sama daya tarik menarik diantara molekul lemah

proses pemisahanmolekul relatif memerlukan sedikit energi.

Titik didih menjadi tinggi dengan bertambahnya panjang rantai ( membesarnya

gaya tarik Van der Waals antar molekul yang makin panjang percabangan

dalam bagian hidrokarbon menurunkan titik didih )

Titik Didih Beberapa Alkana :

Struktur T.d oC Struktur T.d oC

CH4 -162 CH3(CH2)7CH3 151

CH3CH3 -88,5 CH3(CH2)8CH3 174

CH3CH2CH3-42

CH3CHCH2CH3

CH3

28

17

Konformasi e,a

Konformasi a,e

CH3

H

H

HC3

HCH3

H

CH3

CH3(CH2)2CH3 0

CH3 – C – CH310CH3(CH2)3CH3 36

CH3(CH2)4CH3 69

CH3(CH2)5CH3 98

CH3(CH2)6CH3 126

III.4.2. SIFAT – SIFAT KIMIA ALKANA

- Alkana dan sikloalkana kurang reaktif alkana disebut sebagai Parafin

( latin = parum affins = afinitas kecil sekali = sedikit bergabung)

Digunakan sebagai pelarut untuk ekstraksi dll.- 2 reaksi utama Alkana, Yi reaksi

- – dengan halogen ( dengan Cl2 )

- – Pembakaran, sehingga alkana digunakan sebagai sumber energi.

Halogenasi Alkana :

Contoh : Klorinasi Alkana ( reaksi antara Cl2 dengan CH4 dengan bantuan cahaya

ultraviolet . hv )

Reaksinya subtitusi :

CH4 + Cl2 CH3Cl + CH2Cl2

Metana klorometana diklorometana (metil klorida) (metilena klorida)

+ CHCl3 + CCl4

triklorometana tetraklorometan (kloroform) (karbon tetra klorida)

Halogenasi terjadi melalui reaksi rantai radikal bebas, mekanisme sebagai berikut

sebagai berikut :

1. Tahap awal rantai ( Inisiasi ) : pemaksapisahan / pemecahan ( Cleavage )

homolik molekul Cl2 menjadi dua radikal bebas klor.

Cl – Cl + 58 kkal/mol 2 Cl•Ikatan halogen lemah- radikal bebassehingga menyerap panas

2. Tahap Propagasi ( Pembiakan Rantai )

Cl• H : CH3 1 kkal/mol H : Cl + •CH3 radikal bebas khlor merebut sebuah hidrogen dari molekul metana

3. Tahap Terminasi ( Penghentian Rantai )

18

CH3

Uv

Uv atau kalor

Daur propagasi terputus oleh reaksi-reaksi pengakhiran ( termination )

Klorinasi metana diakhiri terutama oleh bergabungnya radikal-radikal bebas.

Cl• + •CH3 CH3Cl

•CH3 + •CH3 CH3CH3 contoh reaksi kopling penggabungan duagugus alkil

Reaksi radikal bebas menghasilkan campuran produk.

Sebab tingginya energi radikal bebas klor sehingga klor ini tidak sangat efektif / pemilih

terhadap hidrogen mana yang hendak direbutnya dalam tahap propagasi.

Seperti reaksi antar klor dan metana belum selesai, seudah terbentuk klorometana dari

pada metana.

Tahap Propagasi yang menghasilkan diklorometana :

Cl• + CH3 HCl + •CH2Cl

•CH2Cl + Cl2 CH2Cl2 + Cl•diklorometana

Pembakaran :

Pembakaran : reaksi cepat suatu senyawa dengan oksigen yang disertai dengan

pembebasan kalor / panas dan cahaya.

Alkana terbesar dengan oksigen berlebih membentuk CO2 dan H2O, yang paling penting

bahwa reaksi ini, menimbulkan sejumlah kalor yang tinggi ( reaksi EKSOTERM ).

Reaksi Pembakaran :

2 CH4 + 3O2 2 CO2 + 4 H2O

2 CH3CH2CH3 + 7 O2 6 CO +8 H2Okarbon monoksida

CH3CH2CH3 + 2 O2 3 C +4 H2OKarbon - Carbon black (pewarna pada tinta)

III.5. SUMBER HIDROKARBON

A. Gas Alam dan Minyak Bumi

Gas Alam : 60 % - 90 % metana ( tst sumbernya ) terbentuk dari peluruhan

anaerobik tumbuhan. Komponen lainnya : etana dan propana, N2 dan CO2.

Biasanya gas alam dan minyak bumi berada bersama-sama.

19

Minyak Bumi ( Petrolum )

Terbentuk dari peluruhan dan hewan yang banyak berasal dari laut.

Minyak bumi mentah / minyak mentah : campuran rumit senyawa alifatik dan

aromatik, juga senyawa sulfur dan nitrogen.

Memisahkan minyak mentah : reining ( kilang )

Tahap pertama : Destilasi Fraksional, fraksi-fraksinya :

Jangka t.d (oC)

Banyaknya Atom Karbon

N a m a Penggunaan

< 30 1 - 4 Fraksi gas Bahah bakar pemanas30 - 180 5 - 10 Bensin Bahah bakar mobil180 - 230 11 - 12 Minyak Tanah Bahah bakar diesel & pemanas

305 13 - 17 Minyak gas berat

Bahah bakar pemanas

Sisa : 1. Minyak yang dapat menguap : minyak pelumas, lilin, parafin, vaselin.2. Bahan tak bisa menguap : aspal dan arang minyak bumi

Bahan bakar & bensin berkualitas baik : titik didih dari alkana bercabang & senyawa aromatik yang lebih merata.

Untuk menilai kualitas bensin : dengan Oktana ( campuran isooktana & heptana ) contoh bil oktana 75 iso oktana ; heptana , 75 % ; 25 % CH3

CH3CCH2CHCH3 Iso Oktana : anti keretakan yang baik untuk mesin mobil CH3

2,2,4 – trimetil pentana (Iso Oktana)

B. Batubara

Dibentuk dari peluruhan tumbuhan oleh bakteri dibawah beberapa tekanan di

kelompokkan berdasarkan kadar karbonnya

Batu bara tanpa udara Destilasi merusak dihasilkan 3 macam produk kasar :

- gas batubara ( Komponen Utama : CH4 dan H2 )

- terbatubara ( destilat terembukan )

- kokas ( coke, residu )

gas batubara & kokas : bahan bakar yang bermanfaat. Pengubahan batubara menjadi

gas bakar dan bahan bakar cair / bahan bakar sintesis = ’Syn fuels’

Gasifikasi batubara

Gasifikasi batubara :

20

H2

Katalis Fe

C + H2O CO + H2 CH4 + H2O Butana kukas gas sintesis

21

Kalor

Kalor, tekanan

ALKENA DAN ALKUNA

Hidrokarbon yang mengandung ikatan karbon ganda-dua : ALKENA

Hidrokarbon yang mengandung ikatan karbon ganda-tiga : ALKUNA

Alkena : Cn H2n Hidrokarbon tidak jenuh

Alkuna : Cn H2n-2

Tatanama Alkena dan Alkuna

1. Ikatan ganda dua karbon –karbon diberi akhiran – ena

JIka ada dua ikatan ganda dua diberi akhiran diena

JIka ada tiga ikatan ganda dua diberi akhiran triena dst

Kedua akhiran (-ena dan – una) digunakan jika kedua jenis ikatan terhadap

bersamaan.

2. Ikatan ganda harus masuk dalam rantai yang diberi nomor.

→ ikatan ganda mendapat nomor yang paling rendah →nomor awalan (diletakan

dimuka nama senyawa) kecuali terhadap kefungsionalan (prioritasnya lebih

tinggi ).

Contoh :

CH2 = CHCH = CH2 CH3 CH = CH2

1,3 Butadiena Propena Sikloheksena

CH3

CH3- C= CH2CH3 CH2 = CHCH2CH2OH

2 - Metil - 2-butena 3 – butenol

1,3 – Sikloheksediena

CH2 = CCH = CH2 CH3

CH2 – CH3

2 etil – 1,3 – butadiena 4 metil sikloheksena

Disamping tatanama IUPAC, ada nama trivial yang sering digunakan :

CH2 = CH2 CH3CH = CH2

IUPAC : etena propena

Trival : etilena propilena

Nama Trivial beberapa gugus Alkenil

Struktur Nama Contoh

CH2 = Metilena = CH2 Metilena sikloheksana

22

CH2 = CH – Vinil CH2 =CH Cl Vinil Klorida

CH2 = CHCH2 – Alil CH2 =CH CH2 Br Alil bromida

3. Tatanama IUPAC untuk alkuna analog langsung untuk Alkena

Akhiran untuk suatu Alkuna ialah – una

Penamaan trivial untuk induk alkuna sederhana : asetilena (HC ≡ CH). Gugus-

gugus yang terikat pada karbon SP dinamai sebagai substituen pada asetilena.

Contoh :

C ≡ CH CH3 - C ≡ CCH2CH3

IUPAC : fenil etuna 2 Pentuna

Trivial : fenil asetilena etil metil asetilena

Sifat Fisik Alkena dan Alkuna

- Sifa fisik alkena (bukan sifat kimia) identik dengan alkana induknya

- Sifat fisis beberapaam Alkena – Alkuna

Titik didih deret homolog alkena naik kira-kira 30o tiap gugus CH2 :

Percabangan dalam alkena menurunkan sedikit titik didih.

- Alkena dianggap non polar tapi lebih mudah larut dalam air dari pada alkana.

REAKSI ADISI

3 reaksi yang lazim pada Alkena :

- Reaksi dengan hydrogen, dengan klor dan dengan hydrogen halida

H2 CH3CH3

Katalis Pt etana

CH2 = CH2 Cl2 Cl Cl CH2 CH2

1,2 dikloroetana

HCl CH3 CH2 Cl Reaksi adisi

Kloro etana

→Ikatan II terputus membentuk 2 ikatan T

23

SP2 SP3

C = C – C – C –

Adisi Hidrogen Halida kepa d a Alkena & Alkuna :

CH2 = CH2 + HX CH3CH2 X

Etilena suatu etil halide

HX HXCH ≡ CH CH2 = CH X CH3CHX2

Suatu vinil halida suatu 1,1 – dihaloetana

Reaktifitas relative HX :

H I > HBr > HCl > HF

Ikatan HX : sangat polar (mudah melepaskan H+) → dapat denngan mudah melepaskan H+

kepada ikatan II suatu alkena, hasilnya suatu KARBOKATION antara yang dengan cepat

bereaksi dengan ion halida menghasilkan alkil halida → Reaksi adisi elektrofilik

(karena serangan awal dilakukan oleh sebuah

elektrofil)

Mekanisme : ..

H – Cl : .. H ..Tahap 1 : CH3CH = CHCH3 CH3CHCHCH3 + : Cl :Lambat ..

Karbokation antara

..

H : Cl : .. ..Tahap 2 : CH3CHCH2CH3 + : Cl : CH3CHCH2CH3

Lambat .. 2 Kloro butana

A. Aturan Markovnikov :

24

Dalam adisi HX kepada alkena tak simetris H+ dari HX menuju ke karbon berikatan

rangkap yang telah banyak memiliki hidrogen.

Contoh :

H kesini Cl HClCH3CH = CH2 CH3CH – CH3

Propena 2 – kloro propanatak simetris

H kesini Br HBr |(CH3)2 C = CHCH3 (CH3)2 C – CH2CH3 2 metil 2 butena 2 bromo 2 metil butana

H kesini

CH3 HI CH3

1 metil sikloheksena I

I – iyodo – 1 metil sikloheksana

Adisi HX kepada Alkena tak simetris : Reaksi REGIOSELEKTIF (reaksi yang diperoleh

dua produk adisi isomeric → namun satu lebih melimpah).

B. Penalaran aturan Markovnikov :

Untuk propena dua dua karbokation mungkin terbentuk :

H+ H+ S+ + CH3CH = CH2 CH3CH – CH2 CH3CH2CH2

keadaan transisi primer : kurang stabil berenergi tinggi

H+ H+ S+ + CH3CH = CH2 CH3CH – CH2 CH3CHCH3

keadaan transisi sekunder : lebih stabil berenergi rendah

Urutan kesetabilan karbokation :

tersier > sekunder > primer

→ Adisi suatu perekasi pada Alkena tak simetris berlangsung lewat KARBOKATION

yang lebih stabil.

c. Adisi anti Markovnikov dari HBr (tidak dengan HCl atau HI)

25

→Jika campuran reaksi terdapat peroksida atau O2.

Mekanisme reaksi : RADIKAL BEBAS

Pembentukan Br 0 : ROOR → 2 RO

RO 0 + HBr → ROH + Br 0

Adisi Br kepada Alkena :

0 ●CH3CH = CH2 + Br 0 → CH3CHCH2Br and not CH3CHCH3

Br sekunder lebih stabil primer kurang stabil

Pembentukan produk

CH3CHCH2Br + H – Br CH3CH2CH2Br + Br ●

Jika Br ● menyerang alkena → terbentuk radikal bebas

(kestabilan radikal bebas sperti KARBOKATION tersier > sekunder > primer)

Adisi H2SO4 dan H2O kepada Alkena dan Alkuna

OSO3H

CH3CH = CH2 + H – OSO3H → CH3CH – CH3

propena 2 iso propil hidrogen sulfat

OH H+ CH3CH = CH2 + H2O CH3CH – CH3 2 – Propanol ( 60%)

Dalam larutan asam kuat (seperti H2SO4 dalam air), air mengadisi suatu ikatan

rangkap menghasilkan ALKOHOL, Reaksi ini disebut : hidrasi suatu Alkena.

Mekanisme :

Tahap 1 : R2C = CHR + H+ [ R2C+ – CH2 R ]

+Tahap 2 : .. .. HOH : OH .. [ R2C+ – CH2 R ] + H2O R2C – CH2 R R2C – CH2 R + H+

.. alkohol terprotonkan suatu alkohol

26

OH HgSO4 CH3(CH2)3 C =CH + H2O [ CH3 (CH2)3 C = CH2 ] H2SO4 suatu end

alkohol vinilik

OH

CH3 (CH2)3 C – CH3

2 heksanon (80%)

→ Hidrasi diatas / arang digunakan : karena hasil relatif rendah namun alkohol

sederhana seperti etanol – 2 propanol, disintetis di Industri.

Hidrasi dengan menggunakan Merkuri Asetat

Merkurium asetat = Hg (O2C CH3)2 dan air mengadisi alkena : OKSIMERKURASI.

Produk oksimerkurasi direduksi oleh NaBH4 : DEMERKURASI yang menghasilkan

alkohol.

Reaksi Oksimerkurasi – demerkurasi biasanya menghasilkan alcohol dengan

rendemen yang lebih baik.

Oksimerkurasi :

O OH

Hg(OCCH3)2 CH3CH2CH2CH = CH2 CH3CH2 CH2 CHCH2 H2O 1 – pentena H9O2CCH3

Demerkurasi : OH OH NaBH4 CH3CH2CH2CHCH2 – H9 O2CCH3 CH3CH2 CH2CHCH3 + Hg

2 – pentanol (keseluruhan 90%)

Mekanisme :

Disosiasi merkurium ( II) asetat :

H9 (O2CCH3)2 +H9O2CCH3 + O2CCH3

Serangan elektrofilik :

H2O menyerang disini S+ R2C = CHR R2C – CHR +

27

H9O2CCH3 H9O2CCH3

+ Suatu zat antara bertitian (a bridged intermediate )

Serangan H2O dan pelepasan proton .. R2C – CHR .. OH2 : OH H2O : H + H9O2CCH3 R2C – CHR R2C – CHR H9O2CCCH3 H9O2CCCH3

H +NaBH4 : Natrium berohidrida Na H – B – H

H

ADISI HALOGEN PADA ALKENA & ALKUNA

Br Br CH3CH = CHCH3 + Br2 CH3CH – CH CH3 2 – butena merah 2,3 dibromo butana ( tak berwarna)

Br Br CH3C ≡ CCH3 + 2Br2 CH3C C – CH3 2 – butuna merah Br Br 2,2 3,3 – tetra bromo ( tak berwarna)

F2 dan I2 bukan reagensia yang berguna

1,2 di iodo tidak stabil

- melepaskan I2 untuk membentuk kembali alkena

bereaksi dengan senyawa organik : meledak

R2CI – CI R2 R2C = CR2 + I2

→ Reaksi ini umum untuk klor dan brom

28

Alkena yang tersuspensi : lebih reaktif terhadap X2

Urutan kereaktifannya = urutan terhadap HX

CH2 = CH2 RCH = CH2 R2C = CH2 R2C = CHR R2C = CR2

Naiknya reaktifitas terhadap adisi X2 atau HXSerangan Elektrofilik dari X2

+ _

X – X H H terpolaridsasi oleh elektron II C – C makin lama makin lemah sampai akhirnya patah H H

.. .. : Br – B r : .. + .. .. .. : Br : Br :

CH2 = CH2 – Br – CH2 – CH2 bukannya CH2 – CH2 Sebuah ion bromonium bertitian

Jika alkena tak simetris, sebagian besar muatan positif akan diemban oleh

karbon yang lebih tersuspensi. karbon

yang lebih positif

.. .. .. : Br – : Br Br : .. .. CH3CH = CH2 – Br CH3CH – CH2 sebuah ion bromonium

bertitian tak simteris ∂

.. .. Br : Br : H H H3C C C C C ∂ : Br : H H3C H .. H .. 1 – 2, - dibromopropana : Br ..

Mekanisme umum : ∂

29

Tahap 1 (lambat) X

R2C = CHR + X2 R2C CHR + X −

∂

Tahap (cepat) ∂ X X

R2C CHR + X − R2C − CHR

∂ X

ADISI BORANA (HIDROBORASI ) PADA ALKENA

Reaksi ini sangat bermanfaat pada sintetis.

Penggunaan utama adisi borana : yaitu sintetis Alkohol dua langkah dari

Alkena.

1. HIDROBORASI ada : 3 tahap, setiap tahap 1 guus alkil ditambahkan pada

borana (BH3) sampai ketiga hidrogennya diganti oleh gugus alkil.

H BH2

Tahap 1 : CH2 = CH2 + B – H CH3 – CH2

H

Tahap 2 : CH2 = CH2 + CH3CH2BH2 (CH3CH2)2 BH

Tahap 3 : CH2 = CH2 + CH3CH2BH2 (CH3CH2)3 B

trietil borana (suatu organo

borana)

Organo borana : pertama-tama ditemukan oleh Herbert C Brown tahun

1950 pada Universitas ‘Purdue’ → mendapat hadiah nobel tahun 1979.

H – BH2

∂− ∂+

sangat penting karena H bagian Elektroneagatif dari molekul→ ( ion

HIDRIDA,

H−).

→ bila mengadisi suatu ikatan rangkap H− nya terikat pada karbon yang

lebih tersuspensi.

Misal : CH3CH = CH2 CH3CH – CH2

H – BH2 H BH2

∂− ∂+

30

H pada karbon yang lebih tersuspensi

2. Organo borana mudah dioksidasi menjadi alkohol oleh hidrogen

peroksida dalam suasana basa.

(CH3CH2)3 B + 3H2O2 + 3 NaOH 3CH3CH2OH + Na3BO3 + H2O

n etil alkohol Natrium Borat

→ hasil akhir adisi borana :

Seolah-olah air diadisikan secara Anti Markovnikov

Kepada ikatan rangkap (rendemen keseluruhan ± 95 – 100%)

Contoh reaksi :

BH3

3 CH3CH2CH2CH2CH = CH2 (CH3CH2CH2CH2CH2CH2)3 B1 heksena H2O2 , OH− 3 CH3CCH2)4 CH2OH

1 Heksanol

(1) BH3 OH

CH3 (2)H2O2, OH−

CH3

1 – metal siklopentena trans, 2 metil siklo pentanol

Jika produk adisi dari (1 metil- 1 siklo heksena) PADA ADISI

HIDROBORASI.

Maka B dan H akan CIS satu sama lain dalam produk itu.

CH3

CH3 + BH3

1 metil H BH2 dan H adalah CIS sikloheksena BH2

Bila suatu organo borana selanjutnya dioksidasi menjadi alkohol,gugus OH

akan mengambil posisi yang sama dengana tom boron yang digantikan.

Maka B dan H akan CIS satu sama lain dalam produk itu.

CH3 CH3

H2O2, OH−

H H OH menggantikan BR 2 dengan retensi BR2 OH konfigurasi trans – 2 metil – 1 1 Sikloheksanol

31

Konfigurasi itu dipertahankan karena oksidasi berlangsung dengan geseran - 1,2

(dalam beberapa segi mirip dengan penataan ulang kabokation ), disusul dengan

hidrolisis ikatan BO untuk menghasilkan alcohol. Ikatan RO tidak berubah pada

hidrolisis ini :

R − .. R .. .. .. − :OH .. R3B + : OOH R – B – O – OH R – B – O .. .. .. .. R R

dari H2O3 + OH− geseran 1,2 (dari ) R

OR

2 −OOH 3OH−

RO – B – OR 3 ROH + BO32−

−2 OH− hidrolisis

Satu keuntungan dari tahap hidroborasi – oksida : adalah hasil alkohol yang

tidak mungkin diperoleh dari hidrasi alkena dengan katalis – asam.

ADISI HALOGEN DAN AIR

Suatu alkena direaksikan dengancampuan Cl2 atau Br2 dalam air → (1,2

halohidrin).

Umum :

Tahap 1 :

32

Tahap 2

ADISI CAMPURAN

Tahap 1

Tahap 2

33

ISTILAH REAKSI ADISI ELEKTROFILIK DARI ALKENA

Adisi Markovnikov

X H

H – X R2C – CHR Alkil halida

OH H

H – OH, H+ R2C – CHR Alkohol

HO3S O H

R2C = CHR H – OSO3H R2C – CHR Alkil Sulfat

(1) Hg(O2CCH3)2 . H2O OH H(2) NaBH4

R2C – CHR Alkohol

X

X – X R2C – CHR Dihaloalkana

X

OH

X – X , H – OH R2C – CHR Halohidrin

X

Adisi anti Markovnikov :

H Br

H – Br R2C – CHR Alkil bromida ROOR atau O2

R2C = CHR H OH(1) BH3

(2) H2O2 , OH− R2C – CHR Alkohol

Hidrogenasi Katalitik

Adisi katalitik gas hidrogen kepada suatu alkena ataua alkuna : suatu reduksi dai

senyawa berikatan II (Pi).

Pt

34

CH3CH = CH2 + H2 CH3CH2CH3

Propena Propana

PtCH3C ≡ CH + 2H2 CH3CH2CH3

Propuna P Propana

OKSIDASI ALKENA

Reaksi oksidasi ikatan rangkap ada 2 kelompok :

a. Oksidasi ikatan II tanpa memutuskan ikatan sigma

b. Oksidasi ikatan II yang memutusan ikatan sigma

ad. a. tanpa memutuskan ikatan sigma (tanpa pemaksa pisahan clenvage)

→ menghasilkan 1,2 – diol atau epoksida

OH OH

II [ O ] C = C C C atau – C C –

Epoksida 1,2 diol atau glikol

ad. b. Dengan pemaksapisahan

[ O ] C = C – C – atau – C –H atau – C – OH Keton aldehid asam karboksilat

A. Pembentukan Diol

Secara Umum :

35

Reaksi larutan permangat dingin : UJI BAEYER untuk ketidak jenuhan seny

yang tidak diketahui strukturnya → membentuk end coklat MnO2. Tapi aldehid

jua +

Sistem tata nama (E) dan (Z)

Ditetapkan pada pemberian prioritas

F Cl Br INomor atom 9 17 35 53

Naiknya prioritas

Contoh :

Br F Cl berprioritas Br Cl tinggi daripada F

C = C C = C

I Cl I F

I berprioritas (E) – 1 bromo – 2 klorolebih tinggi 2 fluoro – 1 - iodo etenadaripada BR

Z = “Zusammen” bersama-sama (gugus berprioritas tinggi berada pada satu sisi)

E = “Entgegen” bersebrangan.

36

BAB IV

ALKOHOL & ETER

IV. Alkohol mempunyai rumus : ( ROH ) dan Eter mempunyai rumus ( R-OR )

IV.1. Sifat Fisis Alkohol dan Eter - Alkohol mempunyai titik didih > dari pada titik didih Alkil halida atau Eter.

- Alkohol yang ber Berat Molekul rendah larut dalam air.

R - OH Makin panjang R makin rendah kelarutan dalam air

bersifat hidrofob tapi percabangan dalam bertambahnya gugus OH (menolak

air) meningkatkan kelarutan.

Eter tak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya ( tidak ada hidrogen yang

terikat pada oksigen), tapi dapat membentukikatan hidrogen dengan air, alkohol &

fenol.

dietil eter CH3 – CH2 – O – CH2 – CH3 mempunyai 4 atom carbon setiap CH3

(CH2)4OH molekulnya

titik didihnya tidak sama

IV.2. Tata Nama :

OH OH

CH3OH CH3CH2CH2OH CH3CHCH2CH2OH CH3CHCH3

Metanol 1 – propanol 1,3 - butadiol 2 – propanol

Jika ada gugus fungsi lain selain hidroksil (OH) dalam molekul : ada prioritas

Tata Nama : O O

- R, - X > C =C< - OH - C - - CH - CO2H

H O O O O

CH3CHCOH HOCH2CH2CH HOCH2CH2CCH3

Asam-hidroksi propanoat 3 hidroksi propanal 4 hidroksi – 2 – butanon(asam laktat)

Nama Trivial :

( CH3 )3 COH ( CH3 )2 CHOHt- butil alkohol Isopropil alkohol

37

OH OH Br Br O

CH2 = CH2 CH2 – CH2 CH2 – CH2 CH2 - CH2

IUPAC : etena 1,2 – etanadiol1,2 dibromo etana oksiranaTrivial : etilena etilena glikol etilena dibromida etilena oksida

Pengelompokan Alkohol :

CH3 OH CH3CH2OH (CH3)2CHOH (CH3)3COH metil primer sekunder tertier

CH3CH = CHCH2OH OHSuatu alkohol alilik CHCH3

(dan primer) suatu alkohol benzilik(dan sekunder)

Eter

CH3CH2OCH2CH3 (CH3)2CHOCH(CH3)2 CH3OCH2CH3

dietil eter (eter) diisopropil eter metil etil eter

Awalan – Alkoksi digunakan jika lebih dari satu gugus alkoksi (RO-) dan jika

terdapat gugus fungsional yang lebih berprioritas ( gugus - OH

lebih berprioritas dari pada – OR).

OH

CH3CH2OCH2CH2CH2CHCH3 CH3OCH2CH2OCH3 5 – etoksi – 2 – pentanol 1,2- dimetoksi etana

(DME = glyme) suatu pelarut yang lazim

Dalam IUPAC, epoksida = OKSIRANA, dalam menomori cincin, oksigen selalu diberi nomor 1

O

CH3CH – CHCH2 CH3

2 – etil – 3 – metil oksirana

38

IV.3. Pengaruh Ikatan Hidrogen Ikatan hidrogen : Jenis antar aksi dipol – dipol teristimewa kuat terjadi antara

molekul yang mengandung atom hidrogen yang terikat pada

nitrogen, oksigen dan flour

Yang mempunyai elektron valensi menyendiri

Sentyawa yang khas mengandung ikatan NH, OH atau FH.

.. H – O : CH3 – O : H – N – H CH3 – N – H H- F :

H H H H

Dalam keadaan cair molekul ini mempunyai tarikan yang kuat terhadap yang lain.

- + H - + CH3

H – O : - - - H – O : CH3 – O : - - - -H – O:

Ikatan hidrogen

H H

CH3 – O : - - - - H – O – CH3 CH3 – N : - - - - H – N – CH3

H H

H yang lebih positif H yang kurang positif ikatan hidrogen lebih kuat ikatan hidrogen lebih lemah

Oksigen lebih elektronegatif dari pada Nitrogen

Pengaruh ikatan hidrogen terhadap titik didih.

Ikatan hidrogen CH3

CH3CH2O: - - - - H – O: O: - CH3

CH2CH3 dimetil eterEtanol t.d – 23,6oCt.d + 78,5oC

Pengaruh terhadap kelarutan dari senyawa Kovalen : Senyawa yang dapat membentuk

ikatan hidrogen dengan air cenderung dapat larut dalam air.

39

tak ada H untuk pembentukan ikatan hidrogen

IV.4. Ringkasan Sintesis Alkohol Secara Laboratorium.

Alkohol Primer :

SN2 H CH3 H3 C H

R CH2X + -OH RCH2OH HO:- C - Br : HO – C + Br :

H SN2 HSerangan subtitusi dari belakang nukliofilik

bimolekul O

H CH (1) RMgX RCH2OH

O O: +MgX

Mekanisme H C H + R - MgX H C H

R

O OH

H C H + H+ H – C – H + Mg2+ X-

Suatu basa kuat R suatu asam R

1. BH3 R2C = CH2 R2CHCH2OH

2.H2O2 ,OH-

O

R C H R CH2OH

R CO2 R’ R CH2OH + R’OH.

ALKOHOL SEKUNDER :

O OH

R C H R CHR’

O OH

H C OR R CHR’

O OH

R C H R CHR’

OH

R CH = CHR’ R CHCH2R

40

(2) H2O,H+

H

H

1) R’MgX2) H2O,H+

1) R’MgX2) H2O,H+

[H]

H2O,H+

ALKOHOL TERSIER :

O OH

R CR” R CR’

R”

O OH

R CR’ R CR’2

IV.5. Reaksi Subtitusi Alkohol

IV.5.1. Dalam larutan asam, alkohol dapt mengalami reaksi subtitusi

H2SO4

CH3CH2CH2CH2-OH + H – Br CH3CH2CH2CH2-Br + H2O 1- butanol Kalor 1-bromobutana (95%)

CH3 ZnCl2 CH3

CH3CH2CH-OH + H-Cl CH3CHCH2-Cl + H2O 2-butanol 2-kloro butana (66%)

ZnCl2

(CH3)3C-OH + H-Cl (CH3)3C-Cl t- butil klorida (88%)

Alkohol tidak menjalani Subtitusi dalam lar netral / basa, karena:

CH3CH2-OH + Br- tak ada reaksi

Gugus pergi yang jelek larutan netral / basa merupakan basa kuat.

Jika : CH3CH2-Br + OH- CH3CH2OH

Gugus pergi yang baik

Dalam larutan asam : Alkohol diprotonkan

H H

H – O : + HCl H – O+ – H + Cl-

Ion hidronium

H H

R – O : + HCl R – O+ – H + Cl-

Suatu alkohol suatu ion oksonium

OH2+ (ion oksonium) merupakan gugus pergi yang baik, karena gugus ini dilepas sebagai air) basa lemah

41

1) R’MgX2) H2O,H+

1) R’MgX2) H2O,H+

Reaktivitas Alkohol Terhadap Hidrogen Halida

Metil primer sekunder tersier benzilik alilikNaiknya reaktivitas ROH terhadap HX

Semua alkohol mudah bereaksi dengan HBr dan HI menghasilkan Alkil bromida & alkil

lodida.

25oCTertier : (CH3)3COH + HCl (CH3) 3CCl + H2O

ZnCl2

Sekunder : (CH3)2 CHOH +HCl (CH3) 2CHCl + H2O

ZnCl2

Primer : CH3CH2OH +HCl CH3CH 2Cl + H2O Kalor

Reagensia lain yang digunakan untuk mengubah Alkohol menjadi Alkil halida

O O

R OH + Cl S Cl [R OSCl + HCl ] RCl + SO2 + HCl Tionil klorida

Gugus pergi yang baik

R OH + PBr3 [ R – OPBr2 + HBr ] RBr + HOPBr2

TahaP 1 : ( reaksi SOCl )

dengan alkohol sering dijalankan dengan piridin atau suatu amin ( R3N )

H O

CH3CH2 - C – OH + S CH3CH2 H O

CH3 Cl Cl C – O+ – S Cl

CH3 H Cl:

2-butanol-Cl-

CH3CH2 H O

C – O+ – S Cl CH3CH2 H O

CH3 H Cl C – O – S Cl

CH3 2- butil klorosufil

42

Meningkatnya reaktivitas terhadap HX

-R3NH

CH3CH2 H O H

Cl :- C – O – S – Cl : Cl - C – CH2CH3 + SO2 +Cl-

CH3 CH3

2- kloro butana

PBr3 bereaksi dengan alkohol jalur serupa :

tiap molekul PBr3 dapat membronisasi tiga molekul ROH

OH Br

3 CH3CH2CHCH3 + PBr3 3 CH3CH2CHCH3 + H3PO3 OH2-butanol 2-bromobutana Asfosfit

IV.5.2.Reaksi Eliminasi Alkohol

Alkohol seperti alkil halida, bereaksi eliminasi menghasilkan alkena.

Dalam reaksi Eliminasi dihasilkan air = Reaksi dehidrasi.

alkohol tersier : (CH3)3COH (CH3)2C = CH2 +H2O t- butil alkohol metil propena (iso butilena)

alkohol sekunder : (CH3)2CHOH CH3CH = CH2 + H2O 2- propanol propena (propilena)

makin mudahnya dehidrasi

alkohol primer : CH3CH2OH CH2 = CH2 + H2O etanol etena (etilena)

Mekanisme : dehidrasi 2- pentanol ( reaksi E1 yang khas )

Tahap 1 (protonasi dan lepasnya air) :

OH OH2

CH3CH2CH2CHCH3 CH3CH2CH2CHCH3 [CH3CH2CH2+CHCH3]

terprotonkan sebuah kation

Tahap 2 (lepasnya H+)

H H+

CH3CH2CH - +CHCH3 [CH3CH2CH……… CHCH3] CH3CH2CH=CHCH3

Keadaan transisi 2- pentena

IV.6. ALKOHOL SEBAGAI ASAM

43

H2SO4

60o

100o

H2SO4

180o

H2SO4

H+ -H2O

+

H+

Alkohol mirip air

Sebagai Basa : dapat menerima sebuah proton menghasilkan alkohol

terprotonkan : ROH2+

Sebagai Asam : melepaskan sebuah proton menghasilkan RO- (Alkoksida)

Sebagai asam atau basa yang sangat lemah

air : (pka = 7) : HO – H + H2O: HO:- + H3O+

Metanol : (pka = 17) :

CH3O – H + CH3 OH CH3O:- + CH3+OH2

IV.7. ALKOSIDA & FENOKSIDA

Garam suatu alkohol (n hidroksida).

CH3O-Na+ CH3CH2O-K+ (CH3)2CHO- Na+

Natrium metoksida Kalium etoksida Natrium isoproksida

Alkosida : Basa kuat lebih kuat dari hidroksida.

ROH + NaNH2 RO- + NH3

Basa yang lebih kuat dari pada Alkosida itu sendiri

ROH + R’MgX RO- +Mg +R’H

Metoda yang paling mudah : untuk membuat Alkosida dengan mereaksikan

alkohol degan suatu logam alkali Reaksinya Oksida

– Reduksi.

CH3OH + Na CH3O-Na+ + ½ H2

CH3CH2OH + Na CH3CH2O-Na+ + ½ H2

Fenoksida : garam suatu Fenol

OH O-Na+

OH terikat

- langsung pada cincin aromatik- asam yang lebih kuat dari pada alkohol anion yang dihasilkan

distabilkan oleh resonansi ASAM KARBOKSILAT

Struktur resonansi ion fenoksida :

44

Fenol Natrium Fenoksida

O :- O :- O :

O : O :

Alkoksida & Fenoksida : Nukleofil yang baik

Digunakan untuk reaksi dengan Alkahalida

menghasilkan suatu ETER

IV.8. ESTER DARI ALKOHOL

IV.8.1.ESTER KARBOKSILAT

Alkohol dengan asam Karboksilat dan turunan Asam Karboksilat membenruk :

Ester Asam Akrboksilat.

O O

CH3COH + HOCH2CH3 CH3COCH2CH3 + H2OAsam Asetat EtilAsetatSuatu Asam Karboksilat Suatu Ester

O O

C OH + HOCH2CH2CH3 C OCH2CH2CH3 + H2O Asam benzoat n- propil benzenaSuatu asam karboksilat suatu Ester

IV.8.2. Reaksi antara Alkohol dengan asam mineral ( HNO3 atau H2SO4 )

Ester anorganik.

Melalui reaksi (1) ionisasi dari HNO3, menghsilkan ion +NO2

(2) serangan pada +NO2 oleh oksigen alkohol.

(1) Pembentukan NO2+ (ion Nitronium)

HO NO2 + H – O – N2 H2O – NO2 + NO3

H2O – NO2 H2O : + +NO2

(2) Pembentukan Ester.

45

H+,Kalor

H+,Kalor

+

+

CH3 O: + +NO3 CH3 O – NO2 CH3 O:NO2

H H Metanol nitrat

terprotonkan

IV.9.Oksidasi Alkohol

A. CH3CH2OH CH3CO2H

OH

CH3CHCH3 CH3CCH3

Jika molekul itu kehilangan oksigen atau memperoleh hidrogen maka molekul itu tereduksdi :

CH3CO2H CH3CH2OH

O OH

CH3CCH3 CH3CHCH3

Sederetan senyawa menurut meningkatnya keadaan oksidasi karbon :

CH2 = CH2 CH = C

CH3CH2OH CH3CHO CH3COHCH3CH3 CO2

CH3Cl CH3CHCl2

Meningkatnya keadaan oksidasi C

CH2 = CH2 mempunyai tingkat yang sama karena selisih kedua molekul itu : CH3 = CH2OH molekul air

CH2 = CH2 CH3CH2OH

O

RCH2OH RCOHAlkohol primer Asam Karbiksilat

OH O

46

-H+

metil nitrat

[O]

[O]

[H]

[H]

Lambang [H] menyatakan suatu zat pereduksi

H2O

-H2O

[O]

[O]

RCHR RCRAlkohol sekunder suatu keton

Pembuatan Eter

CH3CH2OH CH3CH2OSO3H CH3CH2OCH2CH3

Etil hidrogen sulfat dietil eter anastesia

Anstesia yang lain : metil propil eter ( CH3OCH2CH2CH3 )

Etil Vinil eter ( CH2=CH–O–CH2CH3 )

IV.10. Sintesis Eter Williamson :

RO- + R’X ROR’ + X

R = CH3 atau primer

R = CH3 primer, sekunder, tertier atau anil

Contoh pada Sintesis dialkil eter :

CH3O- + CH3CH2CH2 – Cl CH3OCH2CH2CH3 + Cl-

Ion metoksida metil propil eter

CH3CH2CH2O- + CH3I CH3OCH2CH2CH3

Ion propoksida Iodometana metil pil eter

Reaksi Subtitusi Eter :

CH3CH2OCH2CH3 + HI CH3CH2I + HOCH3CH3

Dietil eter iodo etana etanol CH3CH2I

Mekanisme : H

CH3CH2 – O – CH2CH3 CH3CH2 – O+ – CH2CH3

Terprotonkan (Protonasi perlu, RO-, gugus pergi- jelek)

CH3 H

: I --- CH2 ---- O – CH2CH3 CH3CH2 I: + HO:CH2CH3

Keadaan transisi SN2

47

H2SO4 CH3CH2OH

SN2

SN2

Kalor

HI

H+

-

+

I-