Alkena KO 1 pertemuan III Indah Solihah
Pengertian Alkena • Merupakan senyawa hidrokarbon yang mengandung ikatan rangkap karbon-karbon. • Terdapat dalam jumlah berlebih di alam
• Etena (etilena) merupakan ssalah satu bahan penting bagi industri – digunakan dalam produksi etanol, etilen oksid dan polimer polietilena.
• Propena (propilena) juga penting bagi industri – Rumus molekul C3H6 – Digunakan untuk membuat polimer polipropilena dan sebagai starting material untuk pembuatan aseton
Etana vs Etena
Pada umumnya, tiap cincin atau ikatan rangkap dalam molekul berhubungan dengan hilangnya 2 atom hidrogen dari suatu alkana (CnH2n+2) derajat ketidakjenuhan
Derajat ketidakjenuhan • • • •
DBE (double bond equivalent) Harga DBE = ½ (2C + 2 - H - X + N) Keterangan : X = halogen Harga DBE digunakan untuk memprediksikan jumlah ikatan rangkap ataupun siklik dalam suatu molekul
Senyawa organohalogen • C, H, X dimana X = F, Cl, Br, atau I • Atom-atom halogen dapat dianggap sebagai pengganti hidrogen • Senyawa hidrokarbon C4H6Br2 ekuivalen dengan C4H8 • Derajat ketidakjenuhannya.....
Senyawa organooksigen • Oksigen dapat membentuk 2 ikatan dalam perhitungan derajat ketidakjenuhan diabaikan • Contoh : C5H8O sama dengan C5H8 • Memiliki derajat ketidak jenuhan ....
Senyawa organonitrogen • Atom nitrogen dapat membentuk 3 buah ikatan • Senyawa organonitrogen memiliki kelebihan satu nitrogen dibandingkan hidrokarbon biasa • Jumlah nitrogen digunakan untuk mengurangi jumlah hidrogen • Contoh : C5H9N sama dengan C5H8
Latihan • Hitunglah derajat ketidakjenuhan senyawa di bawah ini : 1. C6H6N2 2. C5H6O2 3. C7H8NBr
Tatanama Alkena a. Beri nama rantai induk hidrokarbon. Temukan rantai karbon terpanjang yang mengandung ikatan rangkap dan beri nama seperti menamai alkana tetapi digunakan akhiran –ena.
b. Jumlah atom karbon dalam rantai. Mulailah memberi nomor pada atom karbon dari ujung rantai yang terdekat dengan ikatan rangkap. Jika ada dua ikatan rangkap yang berjarak sama dari masing-masing ujungnya, mulailah dari ujung yang terdekat dengan rantai samping.
c. Tulis nama dengan lengkap. Yang perlu diperhatikan adalah jumlah dan posisi substituen dalam rantai, dan tulis menurut urutan alfabetis. Tandai posisi ikatan rangkap menggunakan nomor karbon ikatan rangkap yang paling kecil dan tempatkan nomor tersebut sebelum menulis nama induk alkena. Jika terdapat lebih dari satu ikatan rangkap, gunakan akhiran diena, triena, dan seterusnya.
• Penamaan sikloalkena juga hampir sama, perbedaannya adalah bahwa sikloalkena tidak memiliki ujung untuk mulai dan mengakhiri penomoran. Jadi, ikatan rangkap dianggap menempati posisi C1 dan C2. untuk substituen pertama harus memiliki penomoran sekecil mungkin.
• Molekul alkena dapat menjadi substituen dari molekul yang lebih besar.
Pertentangan dalam penomoran • Suatu struktur yang mempunyai lebih dari satu macam substituen kadang-kadang dapat dinomori dalam lebih dari satu cara • Dikembangkan suatu sistem prioritas untuk nomor awalan • Substituen berprioritas lebih tinggi memperoleh nomor lebih rendah
Tabel Prioritas Tata namaa Struktur Nama -N(CH3)3+ Ion onium -CO2H Asam karboksilat -SO3H Asam Sulfonat -CO2R Ester -COX ; X = halogen Halida asam -CONR2 Amida -CN Nitril -CHO Aldehid -COKeton ROH Alkohol ArOH ; Ar = cincin aromatik Fenol -SH Tiol -NR2 Amina -o-oPeroksida -MgX (misal) Organologam -C=CAlkena -C≡CAlkuna R-, X-, dsb Substituen lain a = prioritas tertinggi terletak di atas
Isomer geometrik Alkena • Diakibatkan oleh ketegaran (rigidity) dalam molekul • Hanya ditemui pada senyawa alkena dan siklik • Atom dan gugus yang terikat pada ikatan sigma dapat berotasi bentuk keseluruhan molekul selalu berubah berkesinambungan • Gugus-gugus yang terikat pada ikatan rangkap tidak dapat berputar, untuk berputar butuh energi 68 kkal/mol untuk memutus ikatan pi • Ketegaran (rigidity) ikatan pi inilah maka gugus-gugus yang terikat pada karbon berikatan pi terletak tetap dalam ruang relatif satu sama lain.
• Dua gugus atau atom yang terletak pada satu sisi ikatan pi disebut cis (latin : pada sisi yang sama) • Gugus-gugus atau atom-atom yang terletak pada sisisisi yang berlawanan disebut trans (latin : bersebrangan) • Syarat : tiap atom karbon yang terlibat dalam ikatan pi mengikat dua gugus yang berlainan.
Aturan penandaan E dan Z • Digunakan bila terdapat 3 atau 4 substituen berbeda pada alkena • Urutan prioritas substituen dibutuhkan untuk penomoran pada substituen • Substituen dengan prioritas yang sama pada sisi-sisi yang sama pada ikatan pi diberi tanda Z (Zusammen, Jerman : bersama-sama) ; bila posisinya bersebrangan pada ikatan pi diberi tanda E (Entgegen, Jerman : bersebrangan)
Aturan Chan-Ingold-Prelog • Lihat pada atom yang terikat langsung pada karbon ikatan rangkap lalu urutkan substituen tersebut berdasarkan nomor atomnya.
• Jika atom-atom itu adalah isotop satu sama lain, maka isotop dengan nomor massa tinggi memperoleh prioritas
Naiknya prioritas
• Jika kedua atom itu identik, maka nomor atom (dari) atom-atom berikutnya digunakan untuk memberikan prioritas atau prioritas ditentukan pada titik pertama kali dijumpai perbedaan dalam menyusuri rantai.
(E)-3-metil-pentena
(Z)-5-butil-8-kloro-4-desena
• Atom-atom yang terikat oleh ikatan rangkap atau ikatan rangkap 3 diberi kesetaraan ikatan tunggal.
Naiknya prioritas
Latihan • Beri nama senyawa di bawah ini dengan sistem (E) dan (Z) :
Sifat fisis alkena Nama
Struktur
Titik Didih (°C)
etena (Etilena)
CH2=CH2
-102
propena (Propilena)
CH3CH=CH2
-48
metil propena
(CH3)2C=CH2
-7
1-butena
CH3CH2CH=CH2
-6
1-pentena
CH3CH2CH2CH=CH2
30
Alena
CH2=C=CH2
-34,5
Isoprena
CH2=C(CH3)CH=CH2
-34
• Sifat fisis alkena mirip dengan alkana, terutama pada bagian titk didihnya ; semakin panjang rantai, titik didih semakin tinggi serta percabangan dan banyaknya ikatan rangkap dapat menurunkan titik didihnya • bersifat non polar tapi sedikit larut dalam air •Bersifat lebih reaktif daripada alkana
Stabilitas Alkena • Stabilitas alkena merupakan gabungan dari 2 faktor : 1. Hiperkonjugasi lebih banyak substituen lebih banyak kesempatan untuk hiperkonjugasi semakin stabil 2. Kekuatan ikatan karbon sp2 dg karbon sp3 lebih kuat daripada karbonkarbon sp3
• Interkonversi isomer geometrik cis-trans pada alkena tidak dapat terjadi secara spontan, butuh katalis asam kuat
• Interkonversi cis-trans bisa juga dengan mereaksikan alkena dengan gas H2 (hidrogenasi) dengan katalis palladium atau platinum
Diagram tingkat energi reaksi hidrogenasi isomer2-butena
Reaksi-reaksi alkena
Adisi elektrofilik HX pada alkena • Hidrogen halida (HX) mengadisi ikatan pi alkena dan menghasilkan alkil halida • H-X bersifat sangat polar H+ dengan mudah lepas berikatan dengan ikatan pi suatu alkena • Hasil serangan H+ berupa ion karbokation • HX bertindak sebagai elektrofil • Alkena bertindak sebagai nukleofil • Reaktivitas : HI>HBr>HCl>HF
Lambat
Cepat
Aturan Markovnikov • Jika sebuah alkena tak simetris (gugus-gugus yg terikat pada kedua karbon sp2 tdk sama), akan terdapat kemungkinan dihasilkan 2 produk yang berlainan dari adisi HX CH3CH=CH2
HCl
CH3CH2-CH2Cl
• Adisi HX pada alkena dirujuk sbg ‘reaksi regioselektif’ (regio, Latin : arah) • Suatu reaksi yg dpt diperoleh 2 produk isomerik, namun satu lebih melimpah • H+ dari HX akan mengikat karbon alkenil yg lebih banyak mengikat hidrogen HCl
Penalaran aturan Makovnikov • Reaksi adisi tahap 1 akan membentuk suatu karbokation • Karbokation yang terbentuk adalah karbokation yang paling stabil • Kestabilan karbokation : tersier>sekunder>primer
Karbokation primer, tdk stabil
Karbokation sekunder, lbh stabil
Latihan • Ramalkan produk dari reaksi adisi di bawah ini: 1. 3,3-dimetil-1-butena + HI 2. 2-metil-1-butena + HCl 3. 2-pentena + HCl
