BAB 10. MOLEKUL-MOLEKUL ORGANIK 10.1 PENGIKATAN DAN STRUKTUR DALAM MOLEKUL-MOLEKUL ORGANIK 10.2 PENGILANGAN MINYAK BUMI DAN HIDROKARBON 10.3 SENYAWA HIDROKARBON 10.4 PENGGOLONGAN MOLEKUL ORGANIK MENURUT GUGUS FUNGSI DAN SINTESIS ORGANIK 10.5 REAKSI KHAS SENYAWA ORGANIK
10.1 PENGIKATAN DAN STRUKTUR DALAM MOLEKUL-MOLEKUL ORGANIK 1. IKATAN DALAM MOLEKUL ORGANIK ETANA (C2H6)
H
H
H
C
C
H
H
H
JUMLAH ELEKTRON TERLIBAT = (2 x 4) + (6 x 1) = 14 • HIBRIDISASI sp3 • TETRAHEDRAL •
jumlah ikatan sigma (σ) = 7 ⇒ HIDROKARBON JENUH
ETENA atau ETILENA (C2H4)
H
H C H H C H
C H
H H JUMLAH ELEKTRON TERLIBAT = (2 x 4) + (4 x 1) = 12 C C C H H • H HIBRIDISASI sp2 • TRIGONAL PLANAR jumlah ikatan sigma (σ) = 5 jumlah ikatan pi (π) = 1
•
H
⇒ HIDROKARKON TAK JENUH • BAGAIMANA DENGAN ETUNA atau ASETILENA (C2H2) ?
2. ISOMERISME
H C H
H
H
C
C
H atau H
H
H
H
C
C
H
H C
H
H
C
H C
Propilena (td -47oC)
PROPILENA DAN SIKLOPROPANA MEMPUNYAI RUMUS MOLEKUL SAMA (C3H6) TETAPI STRUKTUR BERBEDA
H
H H C H
B. Siklopropana (td -33oC)
Contoh 10.1 Tuliskan empat rumus struktur yang merupakan isomer dari (C4H8)
Penyelesaian
H2C CH CH2 CH3
H2C
CH2
H2C
CH2
H3C CH CH CH3 cis atau trans
H2C C CH3 CH3
2-metil-1-butena (bukan isomer geometri)
H
H3C C H3C ¾
H3C
C
C
H
H2C
H
H 2C H3 C
C H
ISOMER RUANG Contoh: 2-butanol CH3 H3C
H2C
H 3C
C OH H
HO
C
CH2 CH3
H
- enantiomer - atom C nomor 2 adalah atom kiral atau pusat kiral
3. MOLEKUL TERKONYUGASI ¾
memiliki dua atau lebih ikatan rangkap dua
¾ Hidrokarbon tak jenuh dengan ikatan rangkap dua sebanyak: dua disebut diena tiga disebut triena banyak disebut poliena Diena terkonyugasi : C=C–C=C misal benzena (C6H6) setiap atom karbon terhibridisasi sp2 orbital p → orbital π
10.2 PENGILANGAN MINYAK BUMI DAN HIDROKARBON 1. PROSES PEMBENTUKAN MINYAK BUMI 9 Hasil peluruhan tumbuhan, hewan, pelapukan kulit bumi, dan semua yang ada di atasnya yang dibawa oleh air laut dan kemudian mengendap. 9 Proses pembentukan minyak dan gas bumi membutuhkan waktu yang lama serta mencara dan megolahnya menjadi bahan bakarpun dibutuhkan biaya yang sangat mahal. 9 Komponen minyak bumi adalah hidrokarbon jenuh seperti alkana (n-heptana, isooktana), sikloalkana (metil siklo- pentana dan etil sikloheksana), hidrokarbon aromatik (benzena dan metil benzena) dan senyawaan lain seperti belerang, oksigen, organo logam serta hidrokarbon tak jenuh.
2. PENYULINGAN MINYAK BUMI Destilasi bertingkat berdasarkan perbedaan titik didih
Minyak mentah dipanaskan sampai sekitar 400oC, dan uapnya naik ke Kolom fraksinasi yang tinggi.
Tabel 1. Fraksi Minyak Bumi Kisaran Td oC
Nama
Kisaran atom C per molekul
< 20
Gas
C1 sampai C4
pemanas, memasak, bahan baku petrokimia
20-200
nafta; bensin langsung
C5 sampai C12
bahan bakar; fraksi ringan (seperti petroleum eter, td 30-60oC) yang juga digunakan sebagai pelarut di laboratorium
200-300
kerosene (minyak tanah)
C12 sampai C15
bahan bakar
300-400
minyak bakar
C15 sampai C18
minyak pemanas di perumahan, minyak diesel
> C18
minyak lumas, gemuk, malam paraffin, aspal
>400
Manfaat
Metode cracked: fraksi dengan titik didih lebih tinggi dikertak oleh kalor dan katalis (silika dan alumina) menghasilkan produk dengan rantai karbon yang lebih pendek dan karenanya titik didihnya lebih rendah. Metode alkilasi: mengkonversi hidrokarbon berbobot molekul rendah menjadi hidrokarbon yang sedikit lebih besar yang mendidih dalam kisaran bensin.
¾ Bensin atau premium kualitasnya ditentukan oleh bilangan oktan ¾ Bilangan oktan adalah efisiensi pembakaran yang tinggi. ¾ Zat tambahan (aditif) juga diperlukan ke dalam bensin untuk mengurangi ketukan atau knocking mesin dan menaikkan bilangan Isooktannya, misalnya: tetraetil timbal. ¾ Bahan aditif lainnya: benzena, etanol, t-butilalkohol, dan t-butilmetil eter.
10.3 SENYAWA HIDROKARBON senyawa karbon yang hanya terdiri atas atom-atom karbon dan hidrogen jenuh (alkana) alifatik tak jenuh (alkena dan alkuna) Hidrokarbon
siklik aromatik
1. ALKANA, ALKENA, DAN ALKUNA Perbedaan utama : ikatan kimia yang terjadi pada strukturnya
Perbedaan lain No
Paramater
Alkana
Alkena
Alkuna
1.
Rumus umum *)
CnH2n+2
CnH2n
CnH2n-2
2.
Ikatan
Tunggal C-C
Rangkap dua C=C
Rangkap tiga C≡C
Jumlah atom yang melekat pada atom C
4 (tetrahedral)
3 (trigonal planar)
2 (linear)
rotasi
Bebas
Terbatas
Terbatas
Sudut ikatan
109,5o
120o
180o
Panjang ikatan
1,54 A
1,34 A
1,20 A
3.
Sifat kimia
Tak reaktif
Agak reaktif
Reaktif
4.
Sifat fisik
Tak larut air
Sedikit larut air
Agak larut air
Wujud zat
Jumlah C<5 gas
Jumlah C<5 gas
Gas
Jumlah C≥5 cair
Jumlah C≥5 cair
Cair
Titik didih untuk BM ≈ sama
Rendah, dalam deret homolog bertambahnya CH2 naik 30oC
Agak tinggi, dalam deret homolog bertambah-nya CH2 naik 30oC
Tinggi, dalam deret homo-log bertambahnya CH2 naik 30oC
5.
Isomeri (struktur dengan rumus molekul sama tetapi kerangka berbeda)
Kerangka
Kerangka, geometri (cis dan trans)
Kerangka
6.
Tata nama
Akhiran ana
Akhiran ena
Akhiran una
2. HIDROKARBON AROMATIK
poliena yang berbeda dari alkena, dan digolongkan sebagai arena. senyawa aromatik di dalam minyak bumi : toluena dan xilena. CH3 CH3
CH3
benzena
toluena
xilena
Kumpulan senyawa benzena, toluena, xilena BTX, dlm minyak bumi untuk sintesis polimer. Kemajuan penting dalam pengilangan minyak bumi ialah pengembangan reaksi reformasi atau reaksi pembentukan kembali yang memproduksi aromatik BTX dari alkana berantai lurus yang mengandung jumlah atom karbon yang sama.
10.4 PENGGOLONGAN MOLEKUL ORGANIK MENURUT GUGUS FUNGSI DAN SINTESIS ORGANIK Gugus fungsi : tempat terjadinya reaksi kimia
Struktur
Golongan senyawa
C C
alkana
C C
alkena
C C
alkuna
Contoh spesifik H3C CH3 H2C CH2
HC CH
arena
C OH
alkohol
Nama umum contoh spesifik etana, salah satu komponen gas alam etilena, digunakan untuk membuat polietilena asetilena, digunakan dalam pengelasan benzena, bahan baku untuk polistirena dan fenol
CH3CH2OH
etil alkohol, terdapat di dalam bir, anggur, dan minuman beralkohol
Struktur
C O C
O C H
O C C C O C OH
Golongan senyawa
Contoh spesifik
Nama umum contoh spesifik
eter
CH3CH2OCH2CH3
dietil eter, dulu sering digunakan sebagai anestetik
aldehida
H2C O
formaldehida, digunakan untuk mengawetkan spesimen biologis
keton
O H3C CCH3
aseton, pelarut untuk vernis dan semen karet
asam karboksilat
O H3CC OH
asam asetat, salah satu komponen cuka
O
etil asetat, pelarut untuk cat kuku dan lem model pesawat mainan
O C O C
ester
C NH2
amina primer CH3CH2NH2
C N
H3CC OCH2CH3
nitril
H2C CH C N
etilamina, berbau seperti amonia akrilonitril, bahan baku untuk membuat orion
Struktur
O C NH2 X
C SH
C S C
Golongan senyawa
Contoh spesifik
Nama umum contoh spesifik
amida primer
O H C NH2
formamida, pelembut untuk kertas
alkil atau aril halida
CH3Cl
metil klorida, refrigeran dan anestetik lokal
tiol (juga disebut merkaptan)
CH3SH
metanatiol, berbau seperti kol busuk
tioeter (juga disebut sulfida)
(CH3=CHCH2)2S
dialil sulfida, berbau seperti bawang putih
1. ALKOHOL, FENOL, DAN TIOL ¾ Etil alkohol (C2H5OH)
- hasil fermentasi anaerob darii karbohidrat tumbuhan - digunakan secara luas dalam rumah tangga sebagai pelarut berbagai obatobatan dan kosmetika, merupakan ‘alkohol’nya minuman beralkohol. Di industri, pembuatan etanol melalui reaksi hidrasi langsung pada etilena pada suhu 300-400o dan tekanan 60-70 atm dan katalis asam fosfat.
H2C CH2 + H2O
¾
H3PO4 T: (300-400) P: 60-70atm
CH3CH2OH
Isopropil alkohol [(CH3)2CHOH)]
- alkohol gosok yang umum, digunakan sebagai larutan 70% dalam air karena sifat antibakterinya. Sintesis melalui reaksi hidrasi antara propilena dengan air (H2O) dan katalis asam sulfat. H3C CH CH2 + H2O
H2SO4
CH3CHCH3 OH
¾ Metil alkohol (CH3OH) dibuat dari gas sintesis yang menggunakan suhu rendah 300oC dan tekanan tinggii 250-300 atm, merupakan pelarut yang digunakan secara luas dalam industri. Reaksi gas sintesis: CO(g) + 2 H2(g) → CH3OH (g) Dalam tatanama IUPAC, alkohol ditunjukkan dengan akhiran –ol
OH H3C CH CH2 OH
H3C CH2 CH2 CH2 CH3
2-pentanol
1-butanol
Penggolongan alkohol 1-propanol merupakan alkohol primer (1o) 2-propanol merupakan alkohol sekunder (2o) 2-metil-2-propanol adalah alkohol tersier (3o)
H3C CH2 CH2 OH 1-propanol
OH H3C CH CH3
OH H3C C CH3 CH3
2-propanol
2-metil-2-propanol
Titik didih etanol yang tinggi (79o) bila dibandingkan dengan propana (-42o), kecenderungan molekul alkohol untuk bergabung satu sama lain melalui ikatan hidrogen. H H C
O
ikatan hidrogen
C
O H
H
O C
O C
Ikatan hidrogen sangat lemah (kira-kira 5 kkal/mol, atau 20 kj/mol) bila dibandingkan dengan ikatan kovalen
Tabel 2. Sifat Fisik Alkohol Nama
Rumus
tl, oC
td, oC
Kerapatan, g/ml 20o
Kelarutan g/100g H2O
Metanol
CH3OH
-94
65
0,791
∞
Etanol
CH3CH2OH
-117
79
0,789
∞
1-propanol
CH3CH2CH2OH
-127
97
0,804
∞
1-butanol
CH3(CH2)3OH
-90
117
0,810
7,9
1-pentanol
CH3(CH2)3CH2OH
-79
138
0,817
2,3
1-heksanol
CH3(CH2)4CH2OH
-52
157
0,819
0,6
1-dekanol
CH3(CH2)8CH2OH
6
228
0,829
Ket: - ikatan hidrogen - makin tinggi BM → titik didih ↑
Nama
Rumus
tl, oC
td, oC
Kerapatan, g/ml 20o
Kelarutan g/100g H2O
1-propanol
CH3CH2CH2OH
-127
97
0,804
∞
2-propanol (isopropil alkohol
(CH3)2CHOH
-90
82
0,786
∞
1-butanol
CH3(CH2)3OH
-90
117
0,810
7,9
2-metil-propanol (isobutil alkohol)
(CH3)2CHCH2OH
-108
108
0,798
10
2-butanol (sekbutil alkohol)
CH3CHOHCH2CH3
-115
100
0,806
12,5
2-metil-2-propanol (tert-butil alkohol
(CH3)3COH
26
82
0,789
∞
Gugus hidroksil pada atom karbon dari lingkar benzena, dikenal sebagai fenol. Fenol ditinjau secara terpisah dari alkohol karena sifat kimianya agak berbeda. Perbedaan: keasaman. Fenol memiliki nilai Ka 1 x 10-10, jauh lebih besar Ka alkohol 10-16 sampai 10-18. Sintesis fenol sangat berbeda dengan sintesis alkohol. H H3C C CH3
OH O H3C C CH3
O2 +
OH H2SO4
kumena
kumena hidroperoksida
fenol
O + H3C C CH3
aseton
Sintesis fenol merupakan zat cair bertitik didih tinggi atau zat padat dengan bau khas yang menusuk. Fenol dan kresol (hidroksitoluena) berasal dari ter arang, dan digunakan dalam obat-obatan.
OH
OH
OH
OH
OH OH
CH3
Tiol : alkohol yang atom O diganti S. CH3CH2SH CH3SH Metanatiol Etanatiol (td 35o) (td 6o)
Tiol mempunyai titik didih hampir sama dengan titik didih hidrokarbon Sifat tiol yang menyolok adalah bau tidak enak.
2. ETER DAN TIOETER CH3 H3C CH O CH3
2 1 4 3 3-metil oksbutana (metil isopropil eter)
1
2
3 4
5
6
H3C CH2 O CH2 CH2 CH3 3-oksaheksana (etil propil eter)
Eter penting adalah dietil eter (CH3CH2-O-CH2CH3) pelarut yang berguna untuk reaksi organik seperti dalam pembuatan reagen Grignard (R-Mg-X) digunakan sebagai anestesi. H3C CH2 OH + HO CH2 CH3
H2SO4
H3C CH2 O CH2 CH3 + H2O
Sintesis eter komersial metode Williamson
H3C Cl + H3C O
CH3 O CH3 + Cl
Apabila oksigen merupakan atom dalam O2 lingkar segitiga, eter siklik ialah oksirana H C CH 2 2 katalis Ag atau oksasiklopropana
O H 2C
CH2
Tabel 3. Sifat Fisik Eter Nama
rumus
tl, oC
td, oC
Kerapatan, g/ml 20o
Metoksimetana (Dimetileter)
CH3OCH3
-139
-23
0,661
Etoksietana (Dietileter)
C2H5OC2H5
-116
35
0,714
Butoksibutana (Dibutil eter)
(CH3CH2CH2CH2)2O
-98
141
0,769
Fenoksibenzena (Difenil eter)
C6H5OC6H5
27
258
1,075
Metoksibenzena (Etilena oksida)
C6H5OCH3
-37
155
0,996
-111
14
0,882
-109
67
0,889
Oksasiklopropana (etilena oksida) Oksasiklopentana (Tetrahidrofuran)
O O
3. ORGANOHALOGEN Zat dengan satu atau lebih atom halogen terikat pada C Br
H3C Cl klorometana (metil klorida)
bromobenzena
Cl Cl H3C CH CH2 CH CH3 2,4-dikloropentana
jarang ditemukan di alam. Sintesis → reaksi antara alkana dengan halogen (kecuali iodin) yang dipanaskan atau dipaparkan pada cahaya.
CH4 + Cl2 metana klorin
(250-400)oC atau cahaya
CH3Cl + HCl klorometana hidrogen klorida
Mekanisme merupakan reaksi rantai Inisiasi
:
Propagasi
:
Terminasi
:
hv Cl
Cl
Cl
+ CH4
2 Cl
HCl + CH3
CH3 + Cl2
CH3Cl + Cl
CH3 + Cl
CH3Cl
CH3 + CH3
H3C CH3
Tabel 4. Sifat Fisik Organohalogen
Nama
Rumus
tl, oC
td, oC
Kerapatan, g/ml 20o
Klorometana (Metil klorida)
CH3Cl
-98
-24
0,916
Bromometana (Metil bromida)
CH3Br
-94
4
7,676
Iodometana (Metil iodida)
CH3I
-67
42
2,279
Nama
Rumus
tl, oC
td, oC
Kerapatan, g/ml 20o
Klorometana (Metil klorida)
CH3Cl
-98
-24
0,916
Diklorometana (Metilena klorida)
CH2Cl2
-95
40
1,327
Triklorometana (Kloroform)
CHCl3
-64
62
1,483
Tetraklorometana (Karbon tetraklorida)
CCl4
-23
77
1,594
4. AMINA turunan dari amoniak (NH3) CH3NH2 metanaamina (1o) (metil amina)
(CH3)2NH (dimetilamina) (2o)
(CH3)3N trimetilamina (3)
(CH3)4N+Itetrametil amonium iodida
Sebagian besar amina berbobot molekul rendah berupa gas atau zat cair mudah menguap
Tabel 5. Sifat Fisik Amina Nama
Rumus
tl, oC
td, oC
Metanamia (Metilamina)
CH3NH2
-94
-7
Etanamina (Etilamina)
CH3CH2NH2
-81
17
1-Propanamina (Propilamina)
CH3CH2CH2NH2
-83
49
1-Butanamina (Butilamina)
CH3CH2CH2CH2NH2
-50
78
BM ↑ → td ↑
Nama
Rumus
Etanamina (Etilamina)
CH3CH2NH2
-81
17
N-Etiletanamina (Dietilamina)
(CH3CH2)2NH
-50
56
N,N-Dietiletanamina (Trietilamina)
(CH3CH2)3N
-115
90
BM ↑ → td ↑
tl, oC
td, oC
NH3 + CH3Cl CH3NH3Cl
NaOH
CH3N+H3ClCH3NH2 + NaCl + H2O
Amina yang gugus aminonya dirangkaikan pada atom karbon lingkar benzena: aniline. Sintesis aniline:
NO2 nitrobenzena
Fe HCl
NH2 aniline
5. ALDEHIDA DAN KETON Tatanama IUPAC akhiran –on untuk keton O H3C CH2 C CH2 CH3 3-pentanon (dietil keton)
CH3
O O CH3 C CH2 C CH3
O C CH(CH3)2
3-metil-2-butanon (isopropil metil keton)
2,4-pentanadion
Aldehida diberi nama dengan akhiran –al O H3C C H etanol (asetaldehida)
H
C
O
benzenakarboldehida (benzaldehida) Antaraksi molekul yang berkaitan dengan kepolaran gugus karbonil mengakibatkan titik didih aldehida dan keton > titik didih hidrokarbon berbobot molekul yang sebanding.
¾ Sintesis senyawa aldehida dan keton → oksidasi alkohol. ¾ Oksidasi akohol primer →aldehida oksidasi alkohol sekunder → keton.
CrO3 + HCl +
N HCrO3Cl
N
piridin
CH3(CH2)6CH2OH
1-oktanat
piridium klorokroanat
PCC o
CH2Cl2, 25 C
O CH3(CH2)6C H
oktanal
Tabel 6. Sifat Fisik Aldehida dan Keton Nama
Rumus
tl, oC
td, oC
Kerapatan, g/ml 20o
Metanal (Formaldehida)
CH2O
-92
-21
0,815
Etanal (asetaldehida)
CH3CHO
-121
21
0,783
Propanal (Propionaldehida)
CH3CH2CHO
-81
49
0,806
Butanal (Butiraldehida)
CH3(CH2)2CHO
-99
76
0,817
Etanadial (Glioksal)
OHCCHO
15
50
1,14
2-Propenal (Akrolein)
CH2=CHCHO
-87
53
0,841
Benzenakarbaldehida (Benzaldehida)
C6H5CHO
-26
178
1,042
2-Propanon (Aseton)
CH3COCH3
-95
56
0,790
2-Butanon (Metil etil keton)
CH3COCH2CH3
-86
80
0,805
3-Pentanon
C2H5COC2H5
-40
102
0,814
2-Heksanon
CH3CO(CH2)3CH3
-57
128
0,813
H
CrO3
O
+ , aseton H OH
sikloheksanol (reagent sikloheksanon Jones)
Di dalam tubuh: CH3CH2OH + NAD
etanol
alkohol dihidrogenase
O H3C C H + NADH
asetaldehida
6. ASAM KARBOKSILAT Imbuhan kata asam di depan dan akhiran –oat (Tatanama IUPAC)
O
COOH
(CH3)2CHCH2CH2C OH asam 4-metilpentanoat
asam benzena karboksilat (asam benzoat)
¾ Asam karboksilat merupakan zat cair atau zat padat dengan titik didih yang jauh lebih tinggi daripada hidrokarbon berbobot molekul yang sebanding. ¾ membentuk ikatan hidrogen, baik intra- maupun antarmolekul
Tabel 7. Sifat Fisik beberapa Asam Karboksilat Nama
Rumus
tl, oC
td, oC
Kerapatan g/ml 20o
HCO2H
8
101
∞
CH3CO2H
17
118
∞
CH3CH2CO2H
-21
141
∞
Butanoat (butirat)
CH3(CH2)2CO2H
-4
164
∞
2-metilpropanoat (isobutirat)
(CH3)2CHCO2H
-46
153
∞
Pentanoat (valerat)
CH3(CH2)2CO2H
-34
186
3,7
Heksanoat (kaproat)
CH3(CH2)4CO2H
-2
205
1,0
Oktanoat (kaprilat):)
CH3(CH2)6CO2H
17
239
0,1
Dekanoat (kaprat)
CH3(CH2)8CO2H
32
270
0,02
Metanoat (format) Etanoat (asetat) Propanoat (propionat)
Sintesis asam karboksilat yang lazim di industri O H3C C H + 1/2 H2 Mn(CH3COO)2
O H3C C OH
asetaldehida
asam asetat
Reaksi komersial untuk produksi asam asetat I I
Rh
I
(a)
CO
OC
(d)
I I
Rh
OC
CO
Rh
OC
CO
CH3
(b)
HI
CH3COOH
I
I
CH3OH + HI → CH3I + H2O
CH3OH
H2O
I
I COCH3
(c)
I OC
CO CO
Rh
I COCH3
7. TURUNAN ASAM KARBOKSILAT O C OH
asam karboksilat
O C X
asil halida
O O C O C
anhidrida karboksilat
O C OR
ester
O C NH2
amida
Asil halida O H3C C Cl etanol klorida
C6H5
O C Cl
benzoil klorida
Anhidrida karboksilat O O H3C H2C C O C CH3 anhidrida etanoat
O O H3C C O C CH3
anhidrida metil karbonat propanoat
ESTER
¾ Ester asam karboksilat paling enak baunya. O H3C C O C6H5
O H3C C O CH2 CH3
etil etanoat (etil asetat) Esterifikasi: O H3C C OH + HO CH2 CH3
fenil etanoat (fenil asetat)
H
Reaksi pembuatan vinil asetat O CuCl2 H3C C OH + CH2 CH2 + 1/2 O2
O H3C C O CH2 CH3
O H3C C O CH
CH2 + H2O
Tabel 8. Sifat Fisik Ester Nama
Rumus
tl, oC
td, oC
Metilmetanoat (metilformat)
HCO3CH3
-99
32
Metil etanoat (Metil asetat)
CH3CO2CH3
-98
57
Etil etanoat (etil asetat)
CH3CO2CH2CH3
-84
77
Butil etanoat (Butil asetat)
CH3CO2(CH2)3H3
-78
127
Metil propanoat (Metil propionat)
CH3CH2CO2CH3
-88
78
Metil butanoat (Metil butirat)
CH3(CH2)2CO2CH3
-85
103
Etil benzenakarboksilat
C6H5CO2CH2CH3
-35
215
10.5 REAKSI KHAS SENYAWA ORGANIK ¾ PROSES PEMBENTUKAN DAN PEMUTUSAN IKATAN PADA ATOM KARBON ¾ REAKSI KHAS ORGANIK : ADISI, SUBSTITUSI, DAN ELIMINASI. 1. REAKSI ADISI terjadi pada senyawa tak jenuh, ikatan rangkap dua dan tiga karbon-karbon, dan rangkap dua karbonoksigen CH3(CH2)5CH CH2 + Br2 pelarut CCl4 suhu kamar
Br CH3(CH2)5CH CH2 Br
Br CH3C CH + Br2
pelarut CCl4 suhu kamar
CH3C CH Br
Br2/CCl4
Br Br CH3C CH Br Br
Adisi brom biasanya merupakan reaksi cepat dan sering digunakan sebagai uji kualitatif untuk mengidentifikasikan ikatan rangkap dua atau rangkap tiga.
CH3CH2CH
CH2 + H2
Katalis Pd
+ 2H2
Katalis Pd
CH3CH2CH2CH3
Pereaksi tak simetris dapat juga mengadisi pada ikatan ganda CH2 CH2 + HCl O CH3C + HCN H
H CH2 CH2 Cl O H H3C C CN H
ADISI ALKENA DAN ALKUNA Br Br C C
C C + Br2 Br C C
+ Br2
Br C C
Br2
Halogenasi: C C + HCl
H C C Cl
H C C + HCl H H
R H C C H H H
R
Cl
+ H2 O
R H HO C C H H H
R C C H + H2O
R H HO C C H H H
Br Br C C Br Br
ADISI ALDEHIDA DAN KETON R NC C OH
R C O + HCN
sianohidrin R
H
C O + R'OH
R R'O C OH hemiasetal (aldehid) hemiketal (keton)
R C O + 2R'OH
H
R R'O C OR'
R C O + H2O
R HO C OH H Hidrat
H atau OH
H asetal (aldehid) ketal (keton)
R C O + R'MgX Pereaksi Grignard
H
R'
R C OH
alkohol
2. REAKSI SUBSTITUSI Suatu reaksi substitusi terjadi bila sebuah atom atau gugus yang berasal dari pereaksi menggantikan sebuah atom atau gugus dari molekul yang bereaksi.
CH3CH2 Br + H2O
CH3CH2 OH + HBr 2CH3CH2CH3 + 2Cl2 cahaya
Cl CH3CH2CH2 Cl + CH3CHCH3 + 2HCl Cl
+ Cl2
FeCl3
+ HCl
(1) reaksi substitusi pada sebuah atom karbon jenuh. (2) dua atom hidrogen dari pereaksi diganti untuk memberikan campuran produk isomer. (3) substitusi dari sebuah atom karbon tak jenuh. Substitusi juga terjadi pada ikatan rangkap dua karbon-oksigen (karbonil) senyawa golongan asam karboksilat karena mengandung gugus pergi yang berkemampuan baik.
O C Nu L
O + Nu
C L
O +L
C Nu
Substitusi Nukleofilik pada alkil halida (R-X) Produk Substrat Nu- (anion) R – OH R–X OH-OR’ R – O – R’ C N
R C N
alkohol eter nitril
Nu- (netral)
H H OH R–X
R O H R'
R'
OH
R O H
R'
NH2
R NH2R'
ion ini kehilangan satu proton (H)
R OH alkohol R OR' eter R NH R' amina
SUBSTITUSI ELEKTROFILIK PADA BENZENA X2
X
(halogenasi)
AlCl3 HNO3 H2SO4 H2SO4
R X AlCl3
NO2 (nitrobenzena)
SO3H (sulfonasi)
R (alkilasi)
Substitusi nukleofilik pada gugus karbonil golongan asam karboksilat R'OH
O R C OR' (ester)
HN
O R C N (amida)
O R C Cl
R'
O R C OH
O C OH
O O R C O C R' (anhidrida)
SOCl2
O R C Cl (asil halida)
R'OH
O R C OR' (ester)
H HN O R' C OH H
O R C N + H2O (amida) O O R C O C R' (anhidrida)
3. REAKSI ELIMINASI H OH C C
H
C C + H2O
alkohol H Cl C C
basa
C C + HCl
alkil halida Br Br C C
Zn
C C + Br2
LATIHAN SOAL-SOAL 1.
Asam asetat dapat dibuat melalui oksidasi asetaldehida (CH3CHO). Gambarkan diagram Lewis untuk molekul asam asetat.
2.
Tuliskan rumus struktur untuk senyawa di bawah ini: a. 2,3 dimetilpentana b. 3,4-dimetil-2-heptuna c. 5,6-dietil-3,3,7-trimetil-2-nonanol d. diisopropil sulfida e. 4-isopropil-3-fenilsiklopentanon
3.
Tuliskan rumus struktur untuk trans dan cis 3-heptena
4.
Tuliskan nama yang benar untuk hidrokarbon berikut: a. CH2=C(CH3)C(CH3) =CH2 b. (CH3)2C=CH2 c. CH3CH=CH–CH=CH–CH3 d. (CH3)2C=CHC(Br)=CHCH=CHCHO e. CH3CH(OH)CH2CH2CH3
5.
Tunjukkan struktur yang merupakan isomer satu dengan yang lainnya a. CH3CH2CH2CH2CH2CH3 b. (CH3)2CHCH2CH2CH2CH3 c. CH3CH2C(CH3)(CH2CH3)CH2CH3 d. 2,2-dimetilbutana
