Tim Dosen Kimia FTP - UB
H H
C C
H H
Darimana sumber alkena dan alkuna itu? Alkena dan Alkuna ialah hidrokarbon tak jenuh yang masing masing memiliki ikatan rangkap karbon-karbon dan ikatan rangkap tiga karbon-karbon. SUMBER Alkena Gugus fungsi alkena dijumpai dalam berbagai sumber seperti jeruk limau, steroid, dan feromon serangga. Feromon Jeruk limun
serangga
SUMBER Alkuna Gugus fungsi alkuna banyak dijumpai pada gas asetilena, gas alam (natural gas), minyak bumi (petrolium)
Rumus umum alkena adalah CnH2n, sedangkan alkuna adalah CnH2n-2. Aturan IUPAC untuk penamaan alkena dan alkuna pada dasarnya serupa dengan untuk alkana (pada bab sebelumnya), tetapi beberapa aturan perlu ditambahkan untuk penamaan dan lokasi ikatan majemuk. (-dan disertakan struktur molekulnya) 1. Akhiran –ena : menunjukkan ikatan rangkap karbonkarbon. Bila terdapat lebih maka digunakan akhiran – diena, -triena, dan seterusnya. Akhiran –una : digunakan utk ikatan rangkap 3 (-diuna utk 2 ikatan rangkap 3)
2. Pilihlah rantai terpanjang yg mengandung baik karbon dgn ikatan rangkap maupun ikatan rangkap tiga. Contohnya H2C
C
H2 C
CH3
Bukan
H2C
C
CH2
CH2
CH3
CH3
H2 C
CH3
3. Nomori rantai dari ujung terdekat dgn ikatan rangkap, sehingga atom karbon pada ikatan rangkap memperoleh nomor terkecil
H3C
1
C H
C H
2
3
H2 C
CH3
4
5
Bukan
H3C
C H
C H
5
4
3
H2 C
CH3
2
1
Jika ikatan rangkap berjarak sama dari kedua ujung rantai, nomori dari ujung yang terdekat dengan alkil 1
2
3
4
H3C
C
C H
CH3
CH3
Bukan
4
3
2
1
H3C
C
C H
CH3
CH3
4. Nyatakan posisi ikatan rangkap menggunakan atom karbon dengan nomor terendah dari ikatan tersebut. Contohnya. CH2=CHCH2CH3 1-butena, bukan 2-butena
5. Jika terdapat lebih dari satu ikatan rangkap, nomori dari ujung terdekat dgn ikatan rangkap pertama. C= C – C = C – C bukan C= C – C = C – C 1
2
3
4
5
5
4
3
2
1
Jika ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga sama jauhnya dari ujung rantai, ikatan rangkap dua mendapat nomor terendah. Contohnya, H2C
C H
C
CH
1
2
3
4
bukan
H2C
C H
C
CH
4
3
2
1
H3C
H2C
CH3
etana
H3C
HC
etena
CH2
CH3
H2C
propana H2C
CH2
C H
C H
etuna CH3
HC
propena H2 C
1-butena
CH3
CH
C
CH3
propuna H3C
C H
C H
2-butena
CH3
Hal ini juga berlaku untuk ikatan rangkap tiga CH=C – CH3 CH2=C –CH2CH3 CH3 – C = CHCH3 CH2=C – CH=CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 2-metilpropena 2-metil-1-butena 2-metil-2-butena 2-metil-1,3butadiena(isopropena)
Perhatikan bagaimana aturan ini diterapkan pada contoh berikut 1
2
3
4
1
2
3
4
CH2=C – CH2CH3 CH2CH3
CH2=CH-CH=CH2
2-etil – 1 –butena
1,3-butadiena
H2C
CH2
metilena metilenasikloheksana H2C
H2C
C H
alil
C H
Cl
vinilklorida
vinil H2C
C H
H2 C
H2C
C H
alilbromida
H2 C
Br
Cl
Cl
Alkena Sifat fisik Alkena serupa dengan alkana (pada bab sebelumnya). Golongan senyawa ini 1. karena sifatnya yang nonpolar, alkena tidak terlalu larut dalam air., tetapi larut dalam alkena lainnya, pelarut non polar. Kelarutan alkana dalam air lebih mudah larut dibandingkan alkana 2. Seperti halnya alkana, senyawa dengan atom C dua, tiga dan empat berwujud gas tak berwarna, sedangkan homolognya yg lebih tinggi adalah cair atsiri (volatil) Alkuna Sifat fisis alkuna serupa dengan sifat fisis alkena dan serupa dengan perilaku kimianya
Nama alkena Etena Propena Butena Pentena Nama alkuna Etuna Propuna 1-Butuna 2-Butuna
Rumus molekul C2H4 C3H6 C4H8 C5H10 Rumus molekul C2H2 C3H4 C4H6 C4H6
Td -102 -48 -6 30 Td -75 -23 8,1 27
Isomer pada alkena : Isomer kerangka Isomer geometri
Isomer pada alkuna : Isomer kerangka
4.1 Alkena -> Karena terbatasnyya rotasi ikatan rangkap karbon-karbon, Isomerisme cis-trans (isomerisme geometrik) dimungkinkan utk alkena yang tersubstitusi dengan benar. Contohnya, 1,2-dikloroetana terdapat dalam 2 bentuk berbeda H
H
Cl
C=C Cl
H C=C
Cl
Cis-1,2-dikloroetena
H
Cl
trans-1,2-dikloroetena
Kedua stereoisomer ini tidak mudah dipertukarkan melalui rotasi pada ikatan rangkap pada suhu kamar. Seperti halnya isomer cis-trans pada sikloalkana, keduanya ialah stereoisomer konfigurasional dan dapat dipisahkan satu dengan lainnya melalui penyulingan.
Isomer alkena : Cis (Z : Zusammen) prioritas utama posisi sama Trans (E : Entgegen) prioritas utama posisi berlawanan Prioritas : Berdasar nomor atom : -H < -CH3 < -NH2 < -OH < -SH -CH2-H < -CH2-CH3 < -CH2-NH2 < -CH2-OH
Cl
H3C
H
Cl
CH3
4.2 Isomer alkuna Alkuna hanya mempunyai keisomeran struktur, tidak mempunyai keisomeran geometri . Keisomeran alkuna dimulai dari C4H6. Contoh: 1) C4H6 mempunyai dua isomer, yaitu: HC
C
H2 C
1-butuna
CH3
H3C
C
C
2-butuna
CH3
HC
Isomer pentuna (C5H8) C
H2 C
CH2
H3C
CH3
C
C
2-pentuna
1-pentuna HC
C
H C
CH3
CH3
3-metil-1-butuna
H2 C
CH3
5.1 Reaksi Alkena a. Reaksi Adisi
+A-B
C
C
A
B
Dalam suatu reaksi adisi, gugus A dari reagen A-B akan melekat pada karbon pembawa ikatan rangkap, sementara gugus B melekat pada atom karbon lainnya dan produknya hanya memiliki satu ikatan tunggal. Perubahan ikatan apa yang terjadi dalam reaksi adisi? Ikatan pi
Adisi Halogen Alkena mudah mengadisi klorin atau bromin
H3C
C H
C H
CH3
+ Cl2
but-2-ene H2C
C H
H2 C
C H
penta-1,4-diene
CH2 + 2Br2
H3C
H C
H C
Cl
Cl
CH3
2,3-Dichloro-butane H2C
H C
Br
Br
H2 C
H C
CH2
Br
Br
1,2,4,5-Tetrabromo-pentane
Adisi Hidrogen Halida (Hidrohalogenasi) Jika asam asam halogen (HCl, HBr, dan HI) mengadisi pada alkena terbentuklah senyawa haloalkana. Reaksi dapat berlangsung tanpa pelarut atau dgn pelarut polar, misalnya asam asetat. Contoh : Adisi HCl pada etena menghasilkan kloroetana (etil klorida) etena + HCl kloroetana
H3C
C H
Propene
CH2 + HCl
H3C
H C
CH2
Cl
H
2-Chloro-propane
H3C
H C
CH2
H
Cl
1-Chloro-propane
Reaksi adisi HCl pada propena menghasilkan 2kloropropana sebagai hasil utama yg merupakan hasil yg pembentukannya menggunakan kaidah markonikov sedangkan hasil samping 1-kloropropana adalah hasil yg tidak memenuhi kaidah markovnikov.
Apa itu KAIDAH MARKOVNIKOV? Kaidah yg menyatakan bahwa atom H dari HX mengadisi atom karbon yg berikatan rangkap yg mengikat atom H lebih banyak sedangkan X mengikat diri pada atom karbon yg berikatan rangkap disebelahnya.
Adisi Air Dengan pengaruh katalis asam, umumnya H2SO4, air dapat mengadisi pada alkena dan menghasilkan alkohol. Reaksi ini disebut hidrasi alkena. Adisi air pada alkena mengikuti arah yg sama dgn reaksi adisi HX, yaitu atom H diikat oleh atom karbon berikatan rangkap yg mengikat atom hidrogen lebih banyak (kaidah markovnikov)
H3C
C H
CH2
+ H2O
H2SO4 H3C
H C OH
CH2 + H3C
H C
CH2
H
H
OH
Adisi Hidrogen Alkena jika dihidrogenasi menghasilkan alkana. Reaksi ini biasanya dilakukan dgn merekasikan alkena dan gas hidrogen dgn katalis logam logam transisi (Pt, Pd, atau Ni). Karena hidrogenasi menggunakan katalis, maka disebut hidrogenasi katalitik.
Adisi Diborana (Hidroborasi) Senyawa diborana (BH3)2 adalah bentuk dimer dari borana (BH3) tetapi dlm reaksinya tetap ditulis dengan BH3. Diborana dapat mengadisi dgn cepat pada alkena dalam pelarut eter & pada suhu kamar. contoh :
6 H3C
H3C
C H
H2 C
CH2 + 2BH3
CH2 3
2 HC 3
B + 3H2O2 + 3NaOH
H2 C
3 H3C
CH2 3 H2 C
B
H2 C
+ Na3BO3 + 3H2O
OH
H3C
Adisi Nitrosil Halida Nitrosil halida (NOX) dapat mengadisi alkena dan menghasilkan senyawa nitroso halida. C
C H
CH3
+
ON
Br
CH3
H3C
Br
NO
C
C H
CH3
CH3
nitrosil bromida
2-Bromo-2-methyl-3-nitroso-butane
Reaksi Oksidasi Alkena dapat dioksidasi oleh ion pemanganat (MnO4) dan membentuk glikol, yaitu senyawa ygmempunyai 2 gugus hidroksil yg terikat pd 2 OH OH atom karbon yg berdampingan.
3 H3C
C H
Propene
CH2 + 2KMnO4 + 4 H2O
3H3C
C H
CH2
Propane-1,2-diol atau 1,2-propanadiol + 2MnO2 + 2 KOH
Adisi Ozon Jika ozon mengosidasi pada alkena terbentuk zat berstruktur siklik, dengan nama molozonida yg segara berubah menjadi ozonida. Apabila ozonida dihidrolisis terjadi reaksi pemaksapisahan (cleavage) ikatan rangkap dan menghasilkan molekul molekul yg lebih kecil. Reaksi ini disebut ozonolisis. Reaksi ozonolisis berlangsung dalam dua tahap, yaitu : 1. adisi ozon pada ikatan rangkap membentuk ozonida, dan 2. hidrolisis ozonida menghasilkan produk pemaksapisahan (aldehid + keton)
O
O3
C
C
O
C O
C O
O
O
H2O Zn H
CH3 H3C
H2 C
C H
C
+
O
C
O
C
CH3
H CH3
2-metil-2-pentena
O3, H2O Zn
H3C
H2 C
C
Propionaldehyde
O + O
C
CH3
Propan-2-one
5.2 REAKSI PADA ALKUNA Adanya ikatan rangkap tiga yang dimiliki alkuna memungkinkan terjadinya reaksi adisi, polimerisasi, substitusi dan pembakaran 5.2.1 Reaksi adisi pada alkuna Reaksi adisi hidrogen (Hidrogenasi) Reaksi Adisi Halogen Reaksi Adisi Halida (HX) Reaksi Air (Hidrasi )
Reaksi adisi hidrogen (Hidrogenasi) Dengan pengaruh katalis logam transisi (Pt, Pd, Ni) hidrogen dapat mengadsi pada alkuna menjadi senyawa alkana
H HC
C
H2 C
CH3 + 2H2
H
H
C
C
H
H
H2 C
CH3
Reaksi Adisi Halogen Bromin dan klorin dapat mengadisi alkuna seperti halnya alkena. Jika 1 mol halogen mengadisi pada alkuna akan dihasilkan senyawa dihaloalkena, jika 2 mol halogen dihasilkan senyawa tetrahalida
R
C
C
R' + 2X2
R
X
X
C
C
X
X
R'
Reaksi Adisi Hidrogen Halida (HX) HC
C
H2 C
H2 C
CH3 + HBr
HC
C
H
Br
H2 C
H2 C
CH3
H2 C
H2 C
CH3
HBr Br H2C H
C Br
R
Reaksi Air (Hidrasi ) C
CH + H2O
HgSO4
R
C
CH
OH
H
H2SO4
5.2.2 Reaksi Oksidasi Oksidasi oleh KMnO4 Apabila alkuna direaksikan dengan larutan kalium permanganat pada kondisi yg agak netral, terjadi reaksi oksidasi dan dihasilkan senyawa α-diketon. R
C
C
R'
OH
OH
C
C
OH
OH
KMnO4 H 2O
R
R'
-2H2O
R
O
O
C
C
R'
alfa-diketon
H3C
Oksidasi oleh ozon Ozonolisis terhadap alkuna yg diikuti dengan hidrolisis mengakibatkan terjadinya pemaksapisahan seperti yg terjadi pada alkena. Reaksi ini dapat digunakan utk identifikasi posisi ikatan ganda tiga pada alkuna, melalui identifikasi hasil reaksinya. C
C
H2 C
CH3
O3 H2O
H3C
C
OH
O
asam asetat
+
HO
C
CH2CH3
O
asam propionat
H3C
Reaksi pembentukan asetilida Alkuna terminal dapat bereaksi dgn basa kuat seperti NaNH2, pereaksi Grignard, atau pereaksi organolitium dan menghasilkan ion asetilida. C
C
Propyne
H + NaNH2
H3C
C
C
Na-propurida
Na + NH3
