Pada bab 2 ini kita akan membahas senyawa hidrokarbon alifatik dan alisiklik yaitu alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna. Banyak senyawa yang mengandung ikatan rangkap yang ditemukan di alam, diantaranya adalah muscalure suatu zat penarik seks dari lala Neoprena adalah suatu karet sintetik yang dibuat dari polimerisasi kloroprena. Gambar 2.1 Beberapa contoh senyawa alkena Untuk mengenal penggolongan senyawa organik lebih lanjut, maka pada bab 2 akan dibagi dalam dua kegiatan belajar yang akan membahas tentang senyawa hidrokarbon alkana dan sikloalkana, alkena dan alkuna. Setelah mempelajari bab 2 ini mahasiswa diharapkan m umum pembelajar yaitu mahasiswa dapat : 1. menyebutkan penggolongan senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnya 2. menerapkan prinsip tata nama pada senyawa hidrokarbon 3. menuliskan persamaan reaksi yang dapat terjadi pada 4. menuliskan reaksi pembuatan senyaw hidrokarbon sederhana 5. menyebutkan beberapa contoh senyawa hidrokarbon yang ada di alam dan terkait bidang kefarmasian Tujuan instruksional umum di atas dijabarkan dalam tujuan isntruks lebih spesifik. Sehingga mahasiswa diharapkan dapat : 1. membedakan senyawa alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna 2. menyebutkan rumus umum dari alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna 3. mengidentifikasi senyawa alkana dan sikloalkana 4. memberikan penamaan pada senyawa alkana dan sikloalkana 5. menuliskan rumus struktur untuk senyawa alkana dan sikloalkana 6. menjelaskan sifat-sifat senyawa alkana dan sikloalkana 7. menjelaskan hubungan struktur dan sifat 8. menuliskan contoh reaksi pada senyawa alkana 9. menuliskan reaksi pembuatan alkana 10. menyebutkan contoh senyawa alkana dan sikloalkana yang ada di alam 11. menyebutkan kegunaan senyawa alkana dan sikloalkana dalam bidang farmasi 12. menidentifikasi senyawa alken 13. memberikan penamaan pada senyawa alkena sederhana 14. menuliskan struktur dari senyawa alkena sederhana muscalure Kimia Organik 43 Pada bab 2 ini kita akan membahas senyawa hidrokarbon alifatik dan alisiklik yaitu alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna. Banyak senyawa yang mengandung ikatan rangkap yang ditemukan di alam, diantaranya adalah muscalure suatu zat penarik seks dari lala Neoprena adalah suatu karet sintetik yang dibuat dari polimerisasi kloroprena. Gambar 2.1 Beberapa contoh senyawa alkena Untuk mengenal penggolongan senyawa organik lebih lanjut, maka pada bab 2 akan dibagi dalam dua kegiatan belajar yang akan membahas tentang senyawa hidrokarbon alkana dan sikloalkana, alkena dan alkuna. Setelah mempelajari bab 2 ini mahasiswa diharapkan mencapai tujuan instruksional umum pembelajar yaitu mahasiswa dapat : menyebutkan penggolongan senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnya menerapkan prinsip tata nama pada senyawa hidrokarbon menuliskan persamaan reaksi yang dapat terjadi pada senyawa hidrokarbon sederhana menuliskan reaksi pembuatan senyaw hidrokarbon sederhana menyebutkan beberapa contoh senyawa hidrokarbon yang ada di alam dan terkait ujuan instruksional umum di atas dijabarkan dalam tujuan isntruksional khusus yang lebih spesifik. Sehingga mahasiswa diharapkan dapat : membedakan senyawa alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna menyebutkan rumus umum dari alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna mengidentifikasi senyawa alkana dan sikloalkana memberikan penamaan pada senyawa alkana dan sikloalkana menuliskan rumus struktur untuk senyawa alkana dan sikloalkana sifat senyawa alkana dan sikloalkana menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari alkana an contoh reaksi pada senyawa alkana menuliskan reaksi pembuatan alkana menyebutkan contoh senyawa alkana dan sikloalkana yang ada di alam menyebutkan kegunaan senyawa alkana dan sikloalkana dalam bidang farmasi menidentifikasi senyawa alkena memberikan penamaan pada senyawa alkena sederhana menuliskan struktur dari senyawa alkena sederhana neoprena Pada bab 2 ini kita akan membahas senyawa hidrokarbon alifatik dan alisiklik yaitu alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna. Banyak senyawa yang mengandung ikatan rangkap yang ditemukan di alam, diantaranya adalah muscalure suatu zat penarik seks dari lalat. Untuk mengenal penggolongan senyawa organik lebih lanjut, maka pada bab 2 akan dibagi dalam dua kegiatan belajar yang akan membahas tentang senyawa hidrokarbon encapai tujuan instruksional menyebutkan penggolongan senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnya senyawa hidrokarbon sederhana menyebutkan beberapa contoh senyawa hidrokarbon yang ada di alam dan terkait ional khusus yang menyebutkan kegunaan senyawa alkana dan sikloalkana dalam bidang farmasi
Kimia Organik 44 15. menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari alkena 16. menuliskan contoh reaksi yang terjadi pada alkena 17. menuliskan reaksi pembuatan senyawa alkena 18. menjelaskan prinsip reaksi alkena berdasarkan aturan markovnikov 19. menyebutkan contoh senyawa alkena dalam bidang kefarmasian dan kegunaanya 20. mengidentifikasi senyawa alkuna 21. memberikan penamaan pada senyawa alkuna sederhana 22. meuliskan struktur dari senyawa alkuna sederhana 23. menjelaskan hubungan struktur dan sifta-sifat dari alkuna 24. menuliskan contoh reaksi yang terjadi pada alkuna 25. menuliskan reaksi pembuatan senyawa alkuna 26. menyebutkan contoh senyawa alkuna dalam bidang kefarmasian dan kegunaannya
Kimia Organik 45 Topik 1 Alkana dan Sikloalkana Kita telah pelajari sebelumnya di bab 1 bahwa senyawa alkana adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen. Alkana dikatakan jenuh karena dalam strukturnya hanya terdiri dari ikatan tunggal antara C dan H. dua molekul alkana yang paling sederhana yang sudah kita bahas di bab 1 adalah metana dan etana. Ikatan tunggal antara C – H pada alkana terbentuk karena overlap ikatan σ pada orbital hibridisasi sp3 . Metana sebagai molekul alkana yang paling sederhana memiliki bentuk molekul tetrahedra dengan sudut ikatan antara H – C – H adalah 109,50 . Etana yang merupakan alkana dengan anggota dua karbon juga mempunyai bentuk tetrahedral dengan sudut ikatan antara H – C – H adalah 1090 . Gambar 2.2 Bentuk struktur tetrahedral dan bola pada metana Alkana adalah golongan senyawa hidrokarbon alifatik jenuh. Alifatik berasal dari bahasa yunani aleiphatos yang artinya lemak. Sejak dahulu lemak sudah dikenal sebagai contoh senyawa organik yang mempunyai gugus ester dan hidrokarbon. Alkana memiliki rumus umum CnH2n+2 atau CnH2n+1- H atau R-H Jika satu atom H hilang, maka rumus molekulnya menjadi CnH2n+1 atau R-, maka gugus baru itu disebut alkil. Pemberian nama untuk senyawa alkana menggunakan akhiran –ana. Penulisan rumus molekul dari alkana dapat menggunakan rumus termampatkan atau rumus ringkas dengan mengabaikan semua ikatannya. Karbon dengan tiga ikatan C – H dapat digambarkan dengan CH3. Apabila ada pengulangan gugus metilena (CH2) dapat disatukan dalam tanda kurung H C H H H metana H C H H C H H H etana metana
Kimia Organik 46 dengan menggunakan subskrip. Misalnya, pentana dapat dituliskan dengan CH3CH2CH2CH2CH3 atau rumus ringkas menjadi CH3(CH2)3CH3. Bila pada BAB 1 sudah disebutkan sepuluh alkana pertama dalam deret homolog, berikut ini merupakan dua puluh alkana pertama dalam deret homolog : Tabel 2.1 Dua Puluh Pertama Alkana Rantai Tidak Bercabang Nama Rumus molekul Nama Rumus molekul Metana CH4 Undekana CH3(CH2)9CH3 Etana CH3CH3 Dodekana CH3(CH2)10CH3 Propana CH3CH2CH3 Tridekana CH3(CH2)11CH3 Butana CH3(CH2)2CH3 Tetradekana CH3(CH2)12CH3 Pentana CH3(CH2)3CH3 Pentadekana CH3(CH2)13CH3 Heksana CH3(CH2)4CH3 Heksadekana CH3(CH2)14CH3 Heptana CH3(CH2)5CH3 Heptadekana CH3(CH2)15CH3 Oktana CH3(CH2)6CH3 Oktadekana CH3(CH2)16CH3 Nonana CH3(CH2)7CH3 Nonadekana CH3(CH2)17CH3 Dekana CH3(CH2)8CH3 Eikosana CH3(CH2)18CH3 Suatu alkana yang kehilangan satu hidrogen disebut sebagai alkil. Gugus alkil bukan merupakan gugus yangstabil sehingga alkil tidak bisa berdiri sendiri. Alkil merupakan suatu substituen dari molekul lain yang lebih besar. Penamaan gugus alkil berdasarkan nama alkananya dimana akhiran –ana pada alkana akan berubah menjai –il. Contohnya gugus alkil dari metana adalah metil, gugus alkil dari heksana adalah heksil. Beberapa gugus alkil Alkana dengan satu rumus molekul misalnya C4H10 bisa mempunya lebih dari satu rumus struktur, yaitu bisa membentuk normal butana atau metilpropana. Senyawa ini yang disebut sebagai isomer rantai. C4H10 merupakan alkana terkecil yang dapat membentuk isomer. Semakin banyak atom karbonnya maka semakin banyak isomer yang bisa terbentuk. H C H H C H H etil H C H H metil C C C H H H H H H H propil
Kimia Organik 47 pembahasan tentang isomer sudah kita bahas di Bab 1 Topik 2. Silahkan saudara pelajari kembali apabil ada yang kurang jelas. Bila alkana merupakan senyawa hidrokarbon jenuh rantai lurus maka sikloalkana adalah senyawa hidrokarbon yang membentuk cincin (siklik). Sikloalkana memiliki rumus umum (CH2)n. Sikloalkana paling sederhana adalah siklopropana yang merupakan cincin tiga anggota. Beberapa senyawa sikloalkana sederhana A. PENAMAAN ATAU NOMENKLATUR Alkana diberi nama sesuai dengan penamaan dalam deret homolognya. Pemberian nama berdasarkan tata nama IUPAC. Aturan untuk penamaan pada senyawa alkana adalah sebagai berikut : 1. Jika berupa alkana rantai lurus tanpa percabangan, beri nama sesuai dengan jumlah atom C-nya (lihat Bab 1, Topik 2, bagian tata nama alkana) 2. Jika alkana mempunyai cabang atau rantai samping, maka gunakan langkah-langkah berikut : 1) tentukan rantai induknya, yaitu rantai terpanjang dalam senyawa tersebut. Rantai diluar rantai induk dianggap sebagai rantai cabang atau substituen. Jika ada dua rantai terpanjang, pilih rantai terpanjang yang mempunyai substituen terbanyak. H3C C H2 H2 C CH3 nbutana H3C CH CH3 CH3 2- metilpropana siklopropana siklobutana siklopentana sikloheksana CH3CH2CH2CH2CH CH2CH3 CH3 Rantai induk : heptana Substituen : metil Nama : 3-metilheptana H3C CH CHCH2CH2CH3 CH3 CH2CH3 2-metil-3-etilheksana bukan 3-isopropilheksana
Kimia Organik 48 2) Beri nomor pada rantai induk sedemikian rupa sehingga gugus cabang akan mendapat nomor terkecil. Jika ada rantai samping dengan urutan yang sama dari kedua ujung, perhatikan salah satu ujung yang substiuen keduanya lebih dekat dengan substituent pertama. 3) Kenali rantai samping yang terikat pada induknya dan beri nama sesuai nomor urutnya. Jika terdapat lebih dari satu gugus cabang yang sama maka gugus cabang harus diberi awalan di-untuk dua gugus cabang yang sama, tri-untuk tiga gugus cabang yang sama, tetra-untuk empat gugus cabang yang sama, dan seterusnya.Bila pada rantai induk terdapat lebih dari satu gugus cabang yang tidak sama, maka urutan pemberian nama (dalam bahasa inggris) berdasarkan abjad. 4) tuliskan nama senyawa organik secara lengkap sebagai kata tunggal. CH3CH2CH CHCH3 CH3 CH3 1 2 4 3 5 CH3CH2CH CHCH3 CH3 CH3 5 4 3 1 2 bukan Nama yang benar adalah : 2,3-dimetilpentana CH3CH2 CH CH2CH3 CH2 CH2 CH CH3 CH CH2CH3 CH2CH3 3 2 1 9 8 7 6 5 4 3,7-dietil-4-metilnonana CH3 C CH3 CH3 CH2CH2 CHCH2CH3 CH3 2,2,5-trimetilheptana CH3 C CH3 CH3 CH2CH2 CCH2CH3 CH2CH3 CH3 2,2,5-trimetil-5-etilheptana
Kimia Organik 49 Pada rantai alkana terdapat empat macam atom karbon berdasarkan posisi terikatanya atom karbon tersebut, yaitu karbon primer apabila atom C tersebut mengikat satu atom C yang lain. Karbon sekunder apabila atom C tersebut mengikat dua atom C yang lain. Karbon tersier apabila karbon tersebut mengikat tiga atom C lain. Karbon kuartener apabila atom C tersebut mengikat empat atom C yang lain. Untuk tata nama pada senyawa sikloalkana, penamaannya prinsipnya sama seperti pada senyawa alkana hanya saja untuk rantai induknya diberi awalan siklo-. Rantai induk senyawa alkana ditentukan dari jumlah karbon penyusun cincinnya. Apabila sikloalkana mempunyai subtituen atau rantai samping maka penamaannya diawali dengan nama substituennya diikuti dengan nama rantai induknya. CH2CH3 etilsiklopentana Dari contoh senyawa sikloalkana diatas terlihat bahwa jumlah karbon pada substituen atau rantai samping (metil) lebih kecil dibandingkan dengan senyawa sikliknya, sehingga senyawa tersebut merupakan senyawa sikloalkana tersubstitusi alkil. Bagaimana bila sebaliknya ?jika jumlah karbon pada subtituen lebih besar daripada karbon penyusun cincin maka senyawa tesebut merupakan senyawa alkana tersubstitusi sikloalkil. CH2CH2CH2CH2CH3 1-siklobutilpentana Bila sikloalkana memiliki lebih dari satu substituen, maka penomoran diberikan sekecil mungkin. 1 1 2 3 2 2 1 1 1 4 Keterangan : 1 : karbon primer 2 : karbon sekunder 3 : karbon tersier 4 : karbon kuartener
Kimia Organik 50 H3C CH3 1,3-dimetilsiklopentana NO2 H3CH2C CH3 1-metil-2-nitro-4-etilsikloheksana CH2CH3 Br 1-bromo-3-etilsikloheksana B. SIFAT-SIFAT ALKANA Alkana merupakan senyawa nonpolar karena alkana terbentuk melalui ikatan kovalen dari dua atom dengan keelektronegatifan yang hampir sama. Ikatan kovalen nonpolar yang paling umum terbentuk adalah ikatan antara karbon-karbon dan karbon-hidrogen. Alkana dan sikloalkana yang tidak memiliki gugus fungsi seperti senyawa organik lain cenderung kurang reaktif. Karena sifatnya ini maka alkana sering disebut sebagai paraffin yang berasal dari bahasa latin parum affins yang artinya afinitasnya kecil sekali. Alkana dapat berupa rantai paling sederhana yaitu metana yang terdiri dari satu karbon sampai dengan rantai yang panjang yang terdiri dari puluhan atau bahkan ratusan karbon. Bentuk senyawa alkana dapat berupa padatan, cairan, atau gas. Untuk alkana rantai lurus C1-C4 berbentuk gas pada temperatur kamar, C5-C17 adalah cairan, dan alkana rantai lurus dengan 18 atom C atau lebih adalah zat padat. Titik didih senyawa dalam deret homolog akan bertambah sekitar 300C untuk tiap gugus metilena (CH2) tambahan, jadi setiap kenaikan bobot molekul dari senyawa alkana maka titik didihnya akan semakin tinggi karena titik didih suatu senyawa tergantung dari energi yang diperlukan oleh molekul-molekul untuk berubah dari fase cair menjadi fase gas.kenaikan titik didih ini tergantung dari gaya tarik van der waals. Makin panjang molekul maka makin besar gaya tarik van der waals.Sebagai contoh butane mempunyai titik didih 00 C, sedangkan pentana memiliki titik didih 360C. Perubahan titik didih juga dipengaruhi oleh percabangan dalam alkana. Adanya percabangan dalam alkana akan terganggunya gaya tarik van der waals sehingga akan menurunkan titik didih. Alkana bersifat nonpolar, sehingga alkana tidak larut dalam pelarut air. Alkanaakan larut dalam pelarut yang cenderung nonpolar atau sedikit polar misalnya dalam alkana lain, dietil eter atau benzena. Kelarutan ini diperngaruhi oleh gaya tarik van der waals antara pelarut dan zat terlarut. Alkana tidak dapat bercampur dengan air sehingga alkana akan berada di permukaan air. Sebagai contohnya sering kali kita melihat tumpahan minyak di laut yang mengapung di atas permukaan air laut. Ini terjadi karena minyak merupakan senyawa hidrokarbon yang nonpolar. Alkana yang memiliki afinitas kecil sehingga alkanakurang reaktif dan relatif inert terhadap senyawa lain. Walaupun demikian alkana masih dapat bereaksi dengan beberapa senyawa. Uraian lebih lanjut tentang reaksi yang terjadi pada alkana akan dibahas di bagian berikutnya dari kegiatan belajar 1 ini.
Kimia Organik 51 C. REAKSI-REAKSI PADA ALKANA Sudah dibahas dibagian B dua contoh reaksi alkana yaitu pembakaran atau oksidasi dan halogenasi, berikut ini kita akan membahas beberapa contoh reaksi lain yang dapat terjadi pada alkana : 1. Oksidasi Alkana dapat mengalami reaksi pembakaran dengan oksigen. Pada reaksi pembakaran ini akan dihasilkan karbon dioksida dan air, serta melepaskan energi dalam bentuk kalor (panas). Sebagai contoh reaksi pembakaran metana membutuhkan dua molekul O2 yang akan membebaskan energi sebesar 890 kJ/mol. CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + 890 kJ/mol 2. Substitusi H oleh halogen Selain mengalami reaksi pembakaran, alkana juga dapat bereaksi dengan senyawa halogen. Reaksinya merupakan reaksi subtitusi. Pada temperatur biasa klor dan brom akan dapat mensubstitusi (mengganti) atom-atom hidrogen dari alkana. Berikut ini merupakan contoh reaksi alkana dengan Cl2 yang diradiasi dengan sinar ultraviolet. Dari reaksi ini akan dihasilkan campuran produk yang terdiri dari CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3, dan CCl4 CH4 + Cl2 cahaya CH3Cl + HCl CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 3. Nitrasi Merupakan reaksi antara alkana dengan asam nitrat yang akan menghasilkan nitri alkana. Reaksi ini berlangsung melalui reaksi substitusi H oleh gugus nitro (penitroan). CH3-CH3 + HO-NO2 pekatCH3-CH2-NO2 + H2O 3. Pirolisis Terjadi karena peristiwa dekomposisi termal, dimana suatu molekul besar akan pecah menjadi molekul-molekul kecil karena pemanasan tanpa melibatkan oksigen. Peristiwa pirolisis ini disebut juga sebagai cracking. 4. Sulfonasi Alkana dapat bereaksi dengan asam sulfat yang akan menghasilkan asam alkanasulfonat. Sulfonasi merupakan reaksi antara suatu senyawa dengan asam sulfat. dalam reaksi terjadi pergantian satu atom H oleh gugus –SO3H. R-H + HO-SO3H R-SO3H + H2O
Kimia Organik 52 D. PEMBUATAN ALKANA Alkana dapat dibuat di laboratorium melalui berbagai cara reaksi, diantaranya adalah: 1. Reduksi alkil halida Alkana dapat diperoleh dari reduksi alkil halida dengan menggunakan reduktor logam, misalnya logam Zn dan dengan adanya garam atau asam yang dapat menghasilkan hidrogen misalnya HCl. Reaksi juga dapat terjadi dengan reduktor logam Na dan alkohol. Reaksi umummya : RX + Zn + 2 HCl RH + 2ZnCl2 Contoh : 2CH3CH2CH2Cl + Zn + 2 HCl 2CH3CH2CH3 + 2 ZnCl2 2. Hidrogenasi alkena Merupakan reaksi hidrogenasi suatu alkena dengan H2, reaksi ini menggunakan katalis Nikel (Ni) atau Platinum (Pt) CH3CH=CH3 Ni CH3CH2CH3 3. Reaksi wurtz Merupakan reaksi pembuatan alkana dengan memanaskan alkilhalida dengan logam Na. CH3Br + CH3Br + 2 Na CH3- CH3 + 2 NaBr 4. Reaksi Grignard Reaksi ini dimulai dengan pembentukan suatu reagensia grignard dari alkilhalida yang direaksikan dengan Mg dalam eter. Hasil reaksinya berupa RMgX (reagensia Grignard). Kemudian reagensia grignard yang terbentuk direaksikan dengan senyawa yang mengandung gugus H aktif seperti air atau alkohol atau asam, sehingga akan terbentuk sneyawa alkohol CH3CH2CH2Br + Mg eter CH3CH2CH2MgBr CH3CH2CH2MgBr + H2O CH3CH2CH3 + Mg(OH)Br E. SENYAWA ALKANA YANG ADA DI ALAM 1. Gas alam Komposisi gas alam sebagian besar terdiri dari metana sebesar 60 – 90%. Metana merupakan gas alam yang terbentuk dari penguraian selulosa oleh bakteri, karena seringnya terbentuk di dasar rawa kemudian gas-gas ini timbul ke permukaan sehingga sering disebut
Kimia Organik 53 sebagai gas rawa. Contoh gas alam lainnya adalah etana dan propane. Gas alam dan minyak bumi umumnya terdapat bersamaan. 2. Minyak bumi Minyak bumi terbentuk karena proses sedimentasi dari sisa tumbuhan dan hewan yang lambat laun akan berubah menjadi hidrokarbon. Perbedaan umur, temperature, dan proses pembentukan mimyak bumi akan menghasilkan bermacam-macam hidrokarbon yang bagian-bagiannya berbeda. Sebagai contoh minyak bumi di Indonesia banyak mengandung senyawa aromatik, di Amerika berisi senyawa hidrokarbon jenuh dan di Rusia berisi senyawa siklis. Minyak bumi yang diperoleh dari alam ini masih merupakan minyak mentah yang belum dapat dimanfaatkan. Minyak mentah ini merupakan campuran dari senyawa alifatik dan aromatic, termasuk sulfur dan nitrogen. Agar dapat diperoleh senyawa yang bisa dimanfaatkan maka minyak mentah harus melalui proses refining atau pemurnian. Minyak bumi ini merupakan sumber energi yang kita manfaatkan sehari-hari. Contohnya adalah bensin, minyak tanah, avtur, dan sebagainya. 3. Batubara Batubara terbentuk dari hasil peluruhan tumbuhan oleh bakteri dalam berbagai tekanan. Komposisi batubara dibedakan berdasarkan kadar karbon penyusunnya. Batubara keras atau antrasit mengandung kadar karbon terbesar, kemudian batubara bitumen atau batubara lunak, lignit dan terakhir adalah gambut. Pemanasan batubara tanpa oksigen akan menghasilkan gas batubara dengan komponen utama CH4 dan H2, ter batubara, dan kokas (residu) batubara. Bagian yang digunakan sebagai bahan bakar adalah gas batubara dan kokas. Sedangkan ter barubara merupakan komponen batubara yang kaya akan kandungan senyawa aromatic. Pengolahan minyak bumi sebagai sumber energi lebih murah dan tidak banyak memberikan pencemaran udara dibandingkan batubara sehingga sebagian besar bahan organik disintesis dari minyak organik. Akibatnya cadangan minyak bumi di dunia cepat menyusut. Minyak bumi dan batubara merupakan sumber energi dari alam yang tidak terbarukan, cadangan minyak bumi dan batubara di alam makin lama akan makin habis. Untuki itu perlu dicari sumber-sumber energi alam lainnya. LATIHAN 1. Urutkan titik didih senyawa berikut ini dari yang paling tinggi ke rendah. A. CH3CH2CH2CH2CH2CH3 B. CH3CH2CH2CH3 C. CH3CH2CH2CH2CH3 D. CH3CH CH3 CH3
Kimia Organik 54 2. Beri nama pada struktur berikut ini : A. CHCH2CH3 CH3 B. CH2CH2CH2CH2CH CCH3 CH3 CH2CH2CH3 CH3 CH3 3. Gambarkan rumus struktur dari senyawa berikut ini A. 4-bromo-1,3-dimetilsikloheksana B. 3-etil-2,4-dimetilheptana 4. Tuliskan reaksi yang terjadi pada alkana berikut ini : a. Nitrasi pada etana b. Sulfonasi dari metana 5. Tuliskan reaksi pembuatan alkana berikut ini “ a. Butena butana b. Bromopentana pentana Petunjuk Jawaban Latihan 1. Pada senyawa alkana, semakin panjang rantai karbon titik didih akan semakin tinggi titik didihnya, sedangkan percabangan akan menurunkan titik didih. Jadi urutan titik didih senyawa tersebut adalah A, C, B, dan D 2. A pada senyawa sikloalkana apabila jumlah karbon penyusun gugus siklik lebih sedikit dibandingkan alkana rantai lurus maka sikloalkana sebagai substituen. Struktur ini memiliki gugus siklopropana dan butana, sehingga yang menjadi induknya adalah butana, siklopropana sebagai substituen diberi nama isopropil dan terikat pada karbon butana nomor 2 sehingga nama senyawa ini adalah : 2- siklopropilbutana B kenali rantai induknya, yaitu rantai terpanjang, beri nomor dari yang terdekat dengan percabangan, kenali substituen dan letaknya. Berikan nama senyawa tersebut dalam satu kata. CH2CH2CH2CH2CH CCH3 CH3 CH2CH2CH3 CH3 CH3 3 2 1 5 4 9 8 7 6 10 4,4,5-trimetildekana
Kimia Organik 55 3. A. tentukan gugus induknya yaitu sikloalkana 6 karbon. Tentukan letak substituen sesuai aturan penomoran CH3 CH3 Br B. Tahapan untuk mneyelesaikan soal ini, tuliskan rantai induknya, beri nomor tiap karbon pada induk, letakkan substituen sesuai nomornya. CH3CHCH C H2 CH3 CHCH2CH2CH3 CH3 CH3 4. A. nitrasi etana CH3CH3 + HO-NO2 CH3CH2 – NO2 B. Sulfonasi metana CH4 + HO-SO3H CH3-SO3H + H2O 5. A. Butena butana Reaksi pembuatan alkana melalui hidrogenasi alkena. CH3CH2CH=CH3 NiCH3CH2CH2CH3 B. Bromopentana pentana Reaksi pembuatan alkana dengan menggunakan jalur reagensia Grignard CH3(CH2)4Br + Mg eter CH3(CH2)4MgBr + H2O CH3(CH2)3CH3 + Mg(OH)Br RINGKASAN 1. alkana adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen. Jenuh artinya dalam strukturnya hanya terdiri dari ikatan tunggal antara C dan H yang terbentuk karena overlap ikatan σ pada orbital hibridisasi sp3 . Alkana yang kehilangan satu hidrogen disebut sebagai alkil. Sikloalkana adalah senyawa hidrokarbon yang membentuk cincin (siklik). Alkana dan sikloalkana yang tidak memiliki gugus fungsi seperti senyawa organik lain cenderung kurang reaktif. 2. Sifat senyawa alkana : bentuk senyawa alkana C1-C4 adalah gas pada temperatur kamar, C5-C17 adalah cairan, dan alkana rantai lurus dengan 18 atom C atau lebih adalah zat padat.Titik didih senyawa dalam deret homolog akan bertambah sekitar 300C untuk tiap gugus metilena (CH2) tambahan. Adanya percabangan dalam alkana akanmenurunkan titik didih.Alkana bersifat nonpolar, sehingga alkana tidak larut dalam pelarut air.
Kimia Organik 56 3. Reaksi kimia alkana yaitu oksidasi, halogenasi, nitrasi, pirolisis dan sulfonasi. Alkana dapat dibuat melalui jalur reaksi reduksi alkilhalida, hidrogenasi alkena, reaksi wurtz, dan reaksi Grignard. 4. Contoh sumber alkana dari alam adalah gas alam, minyak bumi, dan batu bara. TES 1 1. Apa penamaan yang tepat untuk senyawa berikut ini : CH3CH2C CH2 H3C CH CH3 CHCH2CH2CH3 CH3 CH3 A. 3,5-dimetil-3-isopropiloktana B. 3,5-dimetil-3-propiloktana C. 3-etil-2,3,5-trimetiloktana D. 6-etil-4,6,7-trimetiloktana 2. Pernyataan berikut ini tentang alkana yang tidak tepat adalah : A. Merupakan senyawa hidrokarbon jenuh B. Mengalami hibridisasi sp3 dan sp2 C. Rumus umumnya CnH2n+2 D. Reaktivitasnya lebih rendah dibandingkan alkena 3. Diantara nama-nama berikut ini manakah yang tepat ? A. 5-metilheptana B. Isopropiletana C. 4-etil-2,4-dimetilnonana D. t-butilsiklopropana 4. manakah diantara senyawa alkana berikut ini yang berwujud cairan pada temperatur kamar : 1) butana 2) heptana 3) eikosana 4) dekana 5) undekana A. 1, 2, dan 3 B. 2, 3, dan 4 C. 2, 4, dan 5 D. 1, 3, dan 5
Kimia Organik 57 5. Manakah pernyataan berikut ini yang sesuai untuk sifat fisika kimia alkana ? A. Semakin panjang rantai alkana maka alkana akan berwujud gas B. Setiap penambahan gugus metilena pada rantai alkana akan meningkatkan titik didih C. Adanya percabangan akan menaikkan titik didih D. Alkana tidak dapat mengalami oksidasi 6. Manakah penamaan yang tepat untuk senyawa berikut ini : C CH3 H3C CH3 sec-butilsiklopentana CH3 CH3 H3C 1,3, 4-trimetilsikloheksana n-propilsikloheksana CH2CH2CH3 3 2 1 4 C(CH3)3 t-butilsiklopentana A. 1 dan 2 B. 2 dan 3 C. 3 dan 4 D. 1 dan 3 7. Berikut ini pernyataan tentang reaksi oksidasi 1 mol propana, yang tidak tepat adalah : A. dihasilkan 3 mol CO2 B. melepaskan 4 mol H2O C. dibutuhkan 3 mol O2 D. melepaskan kalor 8. Dari struktur berikut ini berapakah jumlah C sekunder : A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
Kimia Organik 58 9. Komposisi terbesar dari gas alam adalah : A. Metana B. Etana C. Propana D. Butana 10. Alkana dapat dibuat melalui reaksi-reaksi di laboratorium, reaksi yang sesuai adalah A. Propana dibuat dengan hidrogenasi propena dengan katalis Ni B. Reduksi alkilhalida akan menghasilkan suatu alkana apabila direaksikan dengan katalis Pt C. Reaksi wurtz dapat terjadi dengan melibatkan logam Zn D. alkiliodida yang dioksidasi dengan HI
Kimia Organik 59 Topik 2 Alkena dan Alkuna Alkena adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap karbon-karbon. Ikatan rangkap ini terbentuk karena overlap ikatan σ dan ikatan π pada orbital hibridisasi sp2 . Ikatan sp2 pada alkena akan membentuk sudut ikatan kira-kira 1200 . Senyawa alkena merupakan senyawa tidak jenuh. Nama lain alkena adalaholefin, dari kata olefiant gas (gas yang membentuk minyak), yaitu nama lain untuk etilena (CH2=CH2). Beberapa alkena rantai pendek biasanya diberi nama dengan nama lazimnya. H2C CH2 etilena H2C CH CH3 propilena H2C C CH3 CH3 isobutilena Adanya ikatan rangkap pada alkena menyebabkan alkena bersifat tidak jenuh karena jumlah hidrogen pada alkena lebih sedikit dibandingkan alkana dengan jumlah karbon yang sama. Alkena mempunyai rumus umum CnH2n, berbeda dari alkana yang memiliki rumus umum CnH2n+2 satu ikatan rangkap pada alkena terbentuk karena berkurangnya dua atom hidrogen. Jumlah ikatan rangkap pada alkena menunjukkan derajat ketidakjenuhan senyawa alkena tersebut. Jika ada lebih dari satu ikatan rangkap maka jumlah hidrogennya akan makin berkurang. Contohnya bila ada suatu senyawa dengan rumus molekul C8H14 dan diketahui senyawa ini merupakan suatu alkena maka kita bisa menghidung derajat ketidakjenuhan dari alkena tersebut dengan menghitung berkurangnya hidrogen dibandingkan dengan alkananya. Alkana dengan anggota delapan karbon mempunyai rumus molekul C8H18 sehingga alkena yang mempunyai rumus molekul C8H14 menunjukkan berkurangnya empat atom hidrogen dibandingkan alkananya. Setiap ikatan merangkap menunjukkan berkurangnya dua atom hidrogen sehingga senyawa alkena dengan rumus molekul C8H14 menunjukkan derajat ketidakjenuhannya adalah dua jadi senyawa tersebut memiliki dua ikatan rangkap. Alkuna adalah hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga karbon-karbon. Alkuna paling sederhana adalah asetilena (H C C H) suatu nama trivial dari etuna.Dalam alkuna atom karbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga akan mengalami hibridisasi sp. Dalam asetilena ikatan rangkap tiga antar karbonnya membentuk ikatan linier dengan sudut 1800. Rumus umum untuk alkuna adalah CnH2n-2. A. ISOMER CIS-TRANS PADA ALKENA Isomer cis-trans adalah suatu senyawa yang mempunyai rumus molekul dan letak ikatan atom-atom penyusunnya sama tetapi berbeda dalam penataanatomnya dalam ruang. Isomer cis-trans akan terjadi apabila satu atom karbon ikatan rangkap mengikat substituen yang berbeda dan ada substituen yang sama pada dua karbon iktan rangkap tersebut.
Kimia Organik 60 misalnya pada 2-butena, masing-masing karbon ikatan rangkapnya akan mengikat hidrogen dan gugus metil. Isomer cis-2-butena terjadi apabila kedua substituen metil berada pada sisi yang sama. Sedangkan trans-2-butena terjadi apabila kedua substituen metil berada pada sisi yang berlawanan. C C H3C H H CH3 C C H3C H CH3 H cis-2-butena trans-2-butena Senyawa cis 2-butena dan trans 2-butena merupakan dua senyawa dengan sifat fisik dan kimia yang berbeda. senyawa trans lebih stabil dibandingkan cis karena pada isomer trans kedua gugus sama letaknya berjauhan sehingga tolakan antar kedua gugus menjadi lebih kecil. Isomer cis-trans dapat terjadi tidak hanya pada butena tetapi juga senyawa alkena lain, syaratnya adalah pada ikatan rangkap mempunyai dua gugus yang identik. C C Cl H H CH3 C C Cl H CH3 H cis-1-kloro-1-propena trans-1-kloro-1-propena B. PENAMAAN (NOMENKLATUR) Penamaan untuk alkena digunakan nama alkana tetapi akhiran –ana pada alkana diganti –ena. Sama seperti pada alkana penamaan untuk alkena langkah pertama yang perlu dilakukan adalah menentukan rantai induknya yang berupa rantai terpanjang. Kemudian tentukan substituent yang terikat pada rantai induknya. CH2=CH2 CH3CH=CH2 etena propena a. Bila jumlah ikatan rangkap lebih dari satu, maka diberi akhiran diena untuk dua ikatan rangkap, triena untuk tiga ikatan rangkap. CH2=CHCH=CH2 CH2=CHCH=CHCH=CH2 1,3-butadiena 1,3,5-heksatriena b. Letak ikatan rangkap dinyatakan dengan memberi nomor awalan untuk menunjukkan posisi ikatan rangkap. Jika pada rantai alkena terdapatb gugus fungsional yang memiliki prioritas tatanama yang lebih tinggi, maka penomoran dimulai dari karbon yangpaling dekat dengan gugus fungsi tersebut. Nomor awalan menunjukkan atom karbon darimana ikatan rangkap itu mulai.
Kimia Organik 61 H2C CH CH2CH2CH CH3 OH 5-Heksen-2-ol H3C C CH Cl CH2CH3 2-Kloro-2-pentena H2C HC CH C O OH H3C Asam 2-pentenoat Penamaan untuk sikloalkena hampir sama seperti pada alkena, tetapi sikloalkena tidak memiliki ujung sehingga ikatan rangkap pada sikloalkena akan menempati posisi pada C1 dan C2. 1-metilsikloheksena Br 3-bromosikloheksena CH3 3-metil-1,4-dimetilsikloheksadiena Bila alkana yang menjadi substituen dikenal dengan nama alkil karena kehilangan satu atom hidrogen, alkena yang menjadi substituen dikenal sebagai alkenil. Beberapa gugus alkenil mempunyai nama trivial yang sering digunakan yaitu, CH2 metilena H2C CH vinil H2C CH CH2 alil Contohnya : CH2 metilenasiklopentana H2C CHCl vinilklorida H2C CHCH2Br alilbromida Tatanama pada alkuna pada dasarnya sama seperti alkena. Akhiran –ana pada alkana diganti menjadi –una. Ikatan rangkap tiga mendapatkan nomor posisi pada rantai induknya. Bila ada gugus fungsional yang lebih tinggi prioritasnya maka penomoran dimulai dari ujung yang paling dekat dengan gugus fungsi tersebut. (CH3 )3CC CH 3,3-dimetil-1-butuna HC C CH2CH2CH2C CH 1,6-heptadiuna CH3CH2CHC OH CH 1-penten-3-ol Dalam tatanama trivial alkuna yang paling sederhana adalah asetilena sehingga gugus yang terikat pada ikatan rangkap asetilena dianggap sebagai substituen. H3C C C CH2CH3 IUPAC : 2-pentuna trivial : etilmetilasetilena
Kimia Organik 62 C. SIFAT FISIK ALKENA DAN ALKUNA Sifat fisik alkena dan alkuna praktis identik dengan alkana padanannya. Alkena suku rendah akan berbentuk gas, suku tengah berbentuk cair, sedangkan suku tinggi yang mengandung lebih dari 18 atom karbon berbentuk padatan. Seperti halnya alkana, setiap penambahan gugus gugus metilena titik didihnya akan naik sekitar 300 . Adanya percabangan dalam alkena atau alkuna akan menurunkan titik didih sama seperti halnya pada alkana. Alkana, alkena, dan alkuna merupakan senyawa nonpolar, tetapi alkena dan alkuna sedikit lebih larut dalam air dibandingkan alkana padanannya. D. REAKSI-REAKSI ALKENA DAN ALKUNA Walaupun sifat fisik alkena dan alkuna identik dengan alkana, tetapi sifat kimianya berbeda. karena adanya ikatan rangkap menyebabkan alkena dan alkuna lebih reaktif dibandingkan alkana. 1. Reaksi Adisi Alkena dan alkuna dapat mengalami reaksi adisi. Pada reaksi adisi akan terjadi penambahan atom pada ikatan rangkap. a. Adisi hidrogen Reaksi alkena dengan H2 dikenal juga dengan nama reaksi hidrogenasi. Pada reaksi ini melibatkan katalis Pt, Ni, atau Pd. C C + H H C C H H Ni/Pt alkena alkana CH3 CH3 + H H Ni/Pt CH3 CH3 H H 1,2-dimetil-1-sikloheksena 1,2-dimetilsikloheksana Reaksi hidrogenasi juga dapat terjadi pada alkuna HC C CH3 + 2 H2 Pt CH3CH2CH3
Kimia Organik 63 b. Adisi halogen Reaksi adisi dengan halogen dapat terjadi pada alkena maupun alkuna. Reaksi adisi dengan halogen dikenal juga dengan nama reaksi halogenasi. Reaksi ini umumnya terjadi pada brom dan klor. Karena fluor akan bereaksi meledak dengan senyawa organik sedangkan iod akan membentuk reaksi yang tidak stabil. Reaksi adisi halogen dapat digunakan untuk mengidentifikasi golongan senyawa alkena. Suatu larutan bromin (Br2) dalam CCl4 atau CH2Cl2 yang berwarna coklat kemerahan apabila ditambahkan pada suatu larutan yang mengandung senyawa alkena maka warna coklat kemerahan tersebut akan hilang. H3C HC CH CH3 + Br2 CH2Cl2 HC CH Br Br H3C CH3 2-butena merah 2,3-dibromobutana (tidak berwarna) H3C C C CH3 + 2 Br2 CH2Cl2 C C Br Br H3C CH3 2-butuna merah 2,2,3,3-tetrabromobutana (tidak berwarna) Br Br c. Adisi oleh hidrogen halida (HX) HX akan mengadisi ikatan rangkap pada alkena dan menghasilkan alkil halida. Begitu juga dengan alkuna akan mengalami reaksi adisi dengan HX seperti pada alkena. Reaksi dengan HX dapat terjadi pada HBr, HCl, maupun HI. H2C CH2 + HBr CH3CH2Br etena bromoetana Pada contoh reaksi diatas karena letak ikatan rangkapnya simetris maka hanya akan terbentuk satu jenis senyawa alkilhalida. Bagaimana dengan reaksi yang terjadi pada propena ? Pada reaksi dengan propena ada dua kemungkinan senyawa alkil halida yang akan terbentuk yaitu 2-bromopropana dan 1- bromopropana. Tetapi pada kenyataannya 1-bromopropana tidak terbentuk. . Pada tahun 1869 seorang ahli kimia dari rusia yaitu Vladimir Markovnikov membuat suatu aturan empiris bahwa adisi HX pada alkena atom H akan menuju pada karbon ikatan rangkap yang mempunyai jumlah hidrogen lebih banyak dan X akan menuju pada karbon yang mempunyai subsitituen lebih banyak.
Kimia Organik 64 H3C HC CH2 + H Br HC CH2 Br H H3C + H3C HC CH2 H Br propena 2-bromopropena 1-bromopropena tidak terbentuk Jika reaksi adisi terjadi pada senyawa dengan ikatan rangkap yang mempunyai substituen yang derajatnya sama, maka yang terbentuk adalah produk campuran. Seperti pada 2-pentena berikutnya. Ikatan rangkap pada 2-pentena masing-masing mengikat satu substituen alkil sehingga akan menghasilkan produk campuran 3-kloropentana dan 2-kloropentana. CH3CH2CH CHCH3 + HCl CH3CH2C CCH3 Cl H H H CH3CH2C CCH3 H H Cl H + 2-pentena 3-kloropentana 2-kloropentana Adisi hidrogen halida dengan aturan markovnikov ini juga berlaku pada senyawa alkuna. CH3CH2C CH + CH3CH2C CH Br H HBr d. Adisi borana Diborana (B2H6) adalah suatu gas toksik yang dalam dietil eter akan berdisosiasi menjadi borana BH3. Borana akan bereaksi dengan cepat dan kuantitatif dengan alkena membentuk organoborana (R3B). reaksi adisi borana berlangsung dalam tiga tahap. Pada tiap tahapnya satu gugus alkil ditambahkan pada borana. H2C CH2 + B H H H H3C CH2 BH2 H2C CH2 H3C CH2 BH CH2CH3 H2C CH2 H3C CH2 H3C H2C B CH2CH3 2. Oksidasi Alkena dapat mengalami reaksi oksidasi yang akan membentuk senyawa glikol (diol), epoksida, pemaksapisahan (cleavage), dan oksidasi sempurna membentuk CO2 dan H2O
Kimia Organik 65 a. Oksidasi oleh KMnO4(hidroksilasi) Pembentukan 1,2-diol pada alkena dapat terjadi karena reaksi antara alkena dengan KmnO4 + KMnO4 H2O NaOH OH OH H H Sikloheksena sikloheksan-1,2-diol b. Pembentukan epoksida Suatu alkena yang direaksikan dengan asam peroksi akan menghasilkan senyawa epoksida atau oksirana. asam peroksi yang lazim digunakan adalah asam peroksibenzoat (C6H5CO3H) dan asam m-kloroperoksibenzoat. H2C CH2 + Cl COOH O O H2C CH2 + Cl COH O Asam m-kloroperoksibenzoat oksirana asam m-klorobenzoat c. Pemaksapisahan (cleavage) Oksidasi alkena dengan pemaksapisahan akan menghasilkan produk yang berbeda, tergantung pada kondisi oksidasi dan struktur alkena. Produk oksidasi pemaksapisahan ditentukan oleh ada tidaknya atom hidrogen yang terikat pada ikatan rangkap (karbon sp2 ). Bila tiap karbon alkena tidak mengikat hidrogen makan akan dihasilkan dua molekul keton. C C CH3 H3C H3C CH3 [O] C O H3C H3C + O C CH3 CH3 Bila karbon alkena mempunyai satu hidrogen, maka produk yang dihasilkan adalah aldehida atau asam karboksilat
Kimia Organik 66 C C CH3 H H3C H [O] [O] C O H H3C + O C H CH3 C O HO H3C + O C OH CH3 aldehid asam karboksilat jika pada satu sisi ikatan rangkap alkena tersubsitusi dua alkil, sedangkan sisi yang lain hanya tersubstitusi satu alkil maka produk yang dihasilkan suatu keton pada sisi yang tersubstitusi dua alkil, dan pada sisi yang hanya tersubstitusi satu alkil akan menghasilkan aldehid atau asam karboksilat. C C CH3 H H3C CH3 [O] [O] C O H H3C + O C CH3 CH3 C O HO H3C + O C CH3 CH3 aldehid asam karboksilat keton keton E. PEMBUATAN ALKENA DAN ALKUNA 1. Dehidrasi alkohol (pengambilan / pengeluaran H2O) Reaksi pembuatan alkena dapat dibuat dengan reaksi eliminasi alkohol dalam asam kuat (H2SO4) atau menggunakan Al2O3. H3C CH2 CH2 OH H2SO4 pekat 1800C H3C C H CH2 + H2O Bila digunakan alkohol sekunder atau primer maka pereaksi yang digunakan adalah H2SO4 encer karena penggunaan H2SO4 pekat akan menghasilkan polimerisasi alkena. Kereaktivan alkohol terhadap reaksi eliminasi adalah sebagai berikut :
Kimia Organik 67 Alkohol primer > alkohol sekunder > alkohol tersier 180 C 2. Eliminasi alkil halida(dehidrohalogenasi) Reaksi eliminasi alkil halida akan menghasilkan alkena dengan menggunakan pereaksi KOH dalam alkohol dengan pemanasan. H3C CH2 CH2 Cl etanol H3C C H + KOH CH2 + H2O + KCl 3. Cracking (pemecahan) Adalah pemecahan molekul besar menjadi molekul kecil dengan pengaruh tekanan dan temperature tinggi. H3C CH3 500 - 7000 c Pt H2C CH2 + H2 4. Pembuatan alkuna Alkuna dapat juga dibuat dengan menggunakan reaksi eliminasi tetapi dibutuhkan kondisi yang lebih kuat sehingga kadang dijumpai perpindahan ikatan rangkap tiga dari satu posisi rantai ke posisi lain. Reaksi lain untuk pembuatan alkuna adalah dengan reaksi dehidrohalogenasi alkil dihalida : H3C H C CH2 Cl Cl + 2 KOH H3C C CH + 2KCl + 2 H2O F. SUKU TERPENTING ALKENA DAN ALKUNA 1. CH2=CH2 : etena Gas yang tidak berwarna dan hampir tidak berbau, terbakar dengan nyala yang terang sehingga digunakan dalam gas lampu, etena juga digunakan untuk memeram buah-buahan, serta sebagai obat anestetik tetapi untuk penggunaan ini sangat berbahaya karena mudah meledak dengan udara. 2. CH≡CH : aseƟlen : etuna : gas karbid Kegunaan asetilen adalah untuk las, akan menghasilkan panas dengan suhu tinggi (25000 -30000C), penerangan, untuk membuat asam cuka, alkohol, benzene dan bahan plastik.
Kimia Organik 68 LATIHAN 1. Tuliskan rumus struktur untuk senyawa berikut ini : A. Difeniletuna B. 1-etilsiklopentena C. 3-metil-1,5-heksadiuna D. 3-buten-1-ol 2. Apa nama senyawa berikut ini : A. CH3 (CH2 )7C CH B. C C CH2CH3 H3C H H CH2 CH3 C. D. H3C C C C CH 3. Jelaskan apakah pasangan senyawa dibawah ini yang merupakan isomer geometrik cistrans atau isomer struktur ? C C CH2CH2CH3 H3C H H C C CH2CH3 H3CH2C H H A. C C CH3 BrH2C H H C C CH2CH3 Br H H C C CH3 HOH2C H H C C H HOH2C CH3 H C. B.
Kimia Organik 69 4. Tuliskan persamaan reaksi untuk alkena dan alkuna berikut ini : A. CH3CH=C(CH3)2 dengan H2 B. 2-butuna dengan 2 mol Br2 C. 2-metil-2-pentena dengan proses pemaksapisahan D. CHCH3 + HI E. Siklopentena dengan KMnO4 5. Tuliskan reaksi pembuatan senyawa berikut ini : a. Pembuatan 1-pentena dari 1-bromopentena dengan larutan KOH dalam etanol b. Pembuatan 1-butuna dari 1,2-dibromobutana Petunjuk Jawaban Latihan 1. A. difeniletuna, fenil merupakan suatu cincin aromatik dari benzen yang bila terikat pada suatu gugus fungsional maka benzen tersebut menjadi substituen dengan nama fenil. Difenil berarti terdapat dua cincin fenil yang terikat pada etuna suatu alkuna dengan dua karbon. C C B. 1-etilsiklopentena, induk dari senyawa ini adalah siklopentena yang mempunyai substituen etil pada karbon nomor 1. CH2CH3 C. 3-metil-1,5-heksadiuna, merupakan senyawa alkadiuna dengan 6 karbon yang ikatan rangkap tiga ada pada posisi karbon 1 dan 5, dan mempunyai substituen metil pada karbon 3. HC C CH CH2C CH CH3 D. 3-buten-1-ol, merupakan senyawa alkohol dengan rantai karbon anggota 4 dimana gugus fungsi alkohol (-OH) ada pada karbon 1 dan mempunyai ikatan rangkap pada karbon nomor 3 H2C CH CH2 CH2 OH 2. A. suatu senyawa alkuna, mempunyai anggota 10 karbon dengan ikatan rangkap 3 terletak pada karbon 1, 1-dekuna B. senyawa alkena dengan gugus yang sama berada pada posisi berseberangan, trans-2-pentena C. rantai induknya berupa sikloheksana dengan substituen metil dan metilena, 1- metil-2-metilenasikloheksana D. senyawa alkuna 5 karbon, ikatan rangkap 3 ada pada posisi 1 dan 3, 1,3- pentadiuna
Kimia Organik 70 3. A. 2-heksena dan 3-heksena yang letak ikatan rangkap pada karbon yang berbeda, sehingga pasangan alkena ini adalah suaru isomer struktur B. 1-bromo-2-butena dan 1-bromo-1-butena, pasangan isomer struktur karena letak ikatan rangkapnya berbeda C. Trans-2-buten-1-ol dan cis-2-buten-1-ol merupakan isomer geometri karena letak gugus yang sama berada pada posisi yang berbeda 4. HC C CH3 CH3 H3C + H2 CH3 CH2 CH CH3 a. CH3 H3C C C CH3 + 2 Br2 H3C C C CH3 Br Br Br Br b. c. C C H3C CH2CH3 H H3C C O H3C H3C + O C CH2CH3 H [O] [O] C O H3C H3C + O C CH2CH3 OH d. CHCH3 + HI CH2CH3 I e. + KMnO4 H2O NaOH OH OH 5. CH3CH2CH2CH2CH2Br+ KOH etanol CH3CH2CH2CHCH2 + H2O + KCl a. b. H2C CH HC C CH2CH3 + 2 H2O+ 2 KCl Br Br CH2CH3 + 2 KOH
Kimia Organik 71 RINGKASAN 1. Alkena adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap dua karbonkarbon. Sedangkan alkuna adalah hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga karbon-karbon. 2. Ikatan rangkap pada alkena menyebabkan alkena bersifat tidak jenuh. 3. Rumus umum alkena adalah CnH2n dan alkuna CnH2n-2. 4. Isomer cis-trans akan terjadi apabila satu atom karbon ikatan rangkap mengikat substituen yang berbeda dan ada substituen yang sama pada dua karbon iktan rangkap tersebut. Penamaan untuk alkena dan alkuna digunakan nama alkana tetapi akhiran – ana pada alkana diganti –ena untuk alkana dan –una untuk alkuna. Karbon pada ikatan rangkap mendapatkan nomor serendah mungkin, kecuali ada gugus fungsi lain yang lebih berprioritas. 5. Sifat fisik alkena dan alkuna praktis identik dengan alkana padanannya, bersifat nonpolar tetapi alkena dan alkuna relatif lebih larut dalam air dibandingkan alkana. 6. Alkena dan alkuna dapat mengalami reaksi adisi dan oksidasi. Reaksi adisi yang dapat terjadi adalah adisi dengan hidrogen, asam halida, halogen, dan borana. Reaksi oksidasi yang terjadi melibatkan KMnO4, pembentukan epoksida (oksirana) dan pemaksapisahan. Pembuatan alkena dan alkuna dapat dilakukan dengan cara eliminasi yaitu dengan alkohol dan alkilhalida. TES 2 1. Berikut ini nama untuk senyawa CH≡CH yang tepat adalah… A. etilena B. asetilen C. vinil D. alil 2. Substituen =CH2 diberi nama : A. metilena B. etilena C. vinil D. alil 3. Apa nama IUPAC untuk senyawa berikut ini : (CH3)2C=CHCH3 A. 1,1-dimetil-1-propena B. isopropilpropena C. 2-metil-2-butena D. 2-metil-3-butena
Kimia Organik 72 4. Pernyataan berikut ini yang tidak sesuai untuk senyawa alkena adalah : A. Merupakan senyawa tidak jenuh B. Mempunyai rumus umum CnH2n C. Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam etanol dan benzena D. Mempunyai ikatan rangkap 5. Reaksi hidrogenasi alkena akan menghasilkan senyawa : A. Alkana B. Alkena C. Alkuna D. Alkilhalida 6. Produk oksidasi dengan pemaksapisahan dari 2,3-dimetil-2-butena adalah : A. 2 molekul keton B. Keton dan aldehida C. Aldehida dan asam karboksilat D. Keton dan asam karboksilat 7. 1-butanol yang direaksikan dengan asam sulfat pekat pada suhu 1800 Cakan menghasilkan : A. Asam butanoat B. 2-butanol C. 1-butena D. 1-klorobutana 8. 1-propena bila direaksikan dengan HBr akan menghasilkan senyawa : A. 2-bromopropana B. 1-bromopropana C. 1-propanol D. 1,2-dibromopropana 9. Pembuatan alkena dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut ini, kecuali : A. Dehidrasi alkohol B. Eliminasi alkil halida C. Cracking (pemecahan molekul besar) D. Pembentukan epoksida
Kimia Organik 73 10. Asetilena suatu senyawa alkuna banyak digunakan untuk : A. Obat anastetik B. Pengelasan logam C. Memeram buah D. Pelarut
Kimia Organik 74 Petunjuk Jawaban Tes Tes1 1. C penamaan berdasarkan rantai terpanjang yang memiliki substituen lebih banyak 2. B hibridisasi pada alkana adalah sp3 karena semua karbonnya mengikat 4 gugus atom lain 3. C penamaan mengikuti aturan IUPAC 4. D alkana berwujud cairan pada temperatur kamar untuk alkana C5 – C17 5. B setiap penambahan CH2 pada rantai alkana akan menaikkan titik didih sekitar 300C 6. C sesuai penamaan aturan IUPAC untuk senyawa sikloalkana 7. C C3H8 + 5O23 CO2 + 4H2O dibutuhkan 5 mol O2 8. D C sekunder adalah karbon mengikat dua atom C yang lain 9. A 60 – 90 % gas alam terdiri dari metana 10. A alkana dapat dibuat dari alkena yang dihidrogenasi dengan H2 dan katalis Ni Tes 2 1. B. nama trivial dari etuna adalah asetilena 2. A. metilena atau metiliden untuk substituen =CH2 3. C. letak metil dan ikatan rangkap pada C2 dari butena 4. C. alkena senyawa nonpolar tidak larut dalam etanol 5. A. hidrogenasi adalah reaksi adisi dengan H2 yang pada alkena akan menghasilkan alkana 6. A. 2 molekul keton 7. C. 1-butena, reaksi dehidrasi alkohol 8. A. 2-bromopropana, adisi asam halida yang mengikuti aturan markovnikov 9. D. epoksida merupakan hasil reaksi oksidasi suatu alkena 10. B. asetilena atau gas karbid digunakan untuk pengelasan logam
Kimia Organik 75 Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A.H, 1982, Kimia Organik Jilid 1, edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, Organic Chemistry,7th edition, California : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, Organic Chemistry, 7th edition, New Jersey : Prentice Hall Inc. Riawan, S, 1990, Kimia Organik, Jakarta : Binarupa Aksara
Kimia Organik 76 BAB III SENYAWA ALKOHOL, ETER, ALKIL HALIDA, DAN AMINA Wardiyah, M.Si, Apt PENDAHULUAN Kita sudah mempelajari tentang senyawa karbon dari golongan hidrokarbon yaitu alkana, alkena, dan alkuna. Pada bab 3 ini kita akan mempelajari tentang senyawa organik yang mempunyai gugus fungsi yaitu alkohol, eter, alkil halida, dan amina. Untuk memudahkan mempelajari bab 3 ini maka anda harus sudah mempelajari dahulu bab 1 dan bab 2. Alkohol merupakan ssnyawa organik dengan gugus fungi hidroksil dalam kehidupan sehari-hari alkohol banyak kita jumpai sebagai bahan bakar, pelarut maupun antiseptik, contohnya adalah metanol dan etanol. Eter banyak digunakan sebagai anaestetik misalnya dietil eter. Senyawa amina tersebar luas dalam tumbuhan dan hewan. Banyak dari senyawa amina yang mempunyai aktivitas farmakalogi misalnya norepinefrin. Senyawa organohalogen atau alkil halida banyak ditemukan dalam bahan-bahan organik sintetik sebagai desinfektan, pelarut, atau insektisida. Untuk memudahkan mempelajari tentang senyawa-senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina maka pada bab 3 ini akan dibagi dalam 3 topik yaitu : Topik 1 : alkohol dan eter Topik2 : alkil halida Topik3 : amina Setelah mempelajari bab 3 ini mahasiswa diharapkan dapat mencapai tujuan pembelajaran yaitu : 1. menyebutkan rumus umum dari alkohol, eter, alkil halida, dan amina 2. mengidentifikasi senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 3. memberikan penamaan pada senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 4. menuliskan rumus struktur untuk senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 5. menjelaskan sifat-sifat senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 6. menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari alkohol, eter, alkil halida, dan amina 7. menuliskan contoh reaksi pada senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 8. menuliskan reaksi pembuatan alkohol, eter, alkil halida, dan amina 9. menjelaskan contoh-contoh alkohol, eter, alkil halida, dan amina dalam kehidupan sehari-hari
Kimia Organik 77 Agar dapat lebih memahami materi kimia organik maka anda harus membaca dan memahami dengan baik materi yang ada kemudian kerjakan latihan-latihan yang ada dan dilanjutkan dengan mengerjakan tes yang ada di bagian akhir tiap topik.
Kimia Organik 78 Topik 1 Alkohol dan Eter Pada bab 1 kita sudah pelajari tentang alkohol dan eter sebagai isomer gugus fungsi. Alkohol dan eter memiliki rumus molekul yang sama tetapi struktur dan gugus fungsinya berbeda. gugus fungi adalah pusat kereaktifan dan sifat suatu molekul. Alkohol dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai. Masyarakat awam menyebut alkohol untuk etanol yaitu suatu jenis alkohol dengan dua karbon pada gugus alkilnya. Etanol digunakan sebagai pelarut, desinfektan atau bahkan minuman keras. Alkohol paling sederhana yaitu metanol lebih dikenal sebagai spiritus yang digunakan sebagai bahan bakar. Metanol merupakan bahan yang sangat toksik yang bisa menyebabkan kebutaan bila dikonsumsi dalam jumlah kecil, sedangkan bila dikonsumsi berlebihan metanol akan dapat menyebabkan kematian. Di bidang industri, metanol digunakan sebagai pelarut dan bahan baku pembuatan formaldehid (CH2O) dan asam asetat (CH3COOH). Golongan alkohol lain misalnya 2-propanol digunakan sebagai pembunuh kuman. Alkohol yang digunakan sebagai minuman dibuat dari fermentasi gula yang terkandung dalam biji-bijian seperti jagung, sorgum, dan juga berasal dari buahbuahan seperti anggur. Alkohol untuk tujuan industrial dibuat dari sintetis etilena yang dihidrasi dengan katalis asam kuat. Gambar 3.1 minuman alkoholik Alkohol memiliki rumus umum CnH2n+1OH atau R-OH, R merupakan lambang dari senyawa alkil, yaitu hidrokarbon rantai terbuka. Penggolongan alkohol berdasarkan pada adanya gugus hidroksil –OH yang terikat pada atom karbon dengan hibridisasi sp3 . Sedangkan –OH yang terikat pada karbon terhibridisasi sp2 disebut sebagai senyawa enol. C OH C C OH alkohol enol
Kimia Organik 79 Eter dikenal dalam kehidupan sehari-hari, misalnya dietil eter digunakan sebagai anestetik. Eter adalah golongan senyawa organik yang memiliki rumus umum CnH2n+1 – O – CmH2m+1 atau dilambangkan dengan R – O – R’. Alkohol dan eter terdiri dari molekul polar. Eter dapat berbentuk rantai terbuka maupun siklik. Untuk eter siklik dengan cincin lima anggota atau lebih, maka sifatnya akan mirip dengan eter rantai terbuka padanannya. Epoksida mengandung cincin eter beranggota tiga, epoksida ini lebih reaktif dibanding eter lainnya karena ukuran cincinnya kecil. Sistem cincin besar dengan satuan berulang –OCH2CH2- disebut eter mahkota yang merupakan pereaksi yang dapat digunakan untuk membantu melarutkan garam anorganik dalam pelarut organik. O H2C CH2 epoksida atau oksirana eter mahkota LATIHAN A. Tata nama 1. Alkohol Berdasarkan kedudukan gugus OH dalam rantai atom C, maka alkohol dibagi atas: a. alkohol primer yaitu apabila gugus OH terikat pada atom C primer, yaitu atom C yang satuikatannyamengikatsatu atom C lain. b. alkohol sekunder yaitu apabila gugus OH terikat pada atom C sekunder, yaitu atom C yang telah terikat pada dua buah atom C lain. c. Alkohol tersier yaitu apabila gugus OH terikat pada atom C tersier, yaitu atom C yang telah diikat oleh tiga atom C lain. H3C C OH H H H3C C OH CH3 H H3C C OH CH3 CH3 alkohol primer alkohol sekunder alkohol tersier Penamaan secara umum untuk alkohol adalah akhir anana pada alkana diganti dengan anol atau diol atau triol dan atom C pada rantai utama diberi nomor sedemikian rupa sehingga gugus OH menempati nomor terkecil. Urutan pemberian nama untuk alkohol mengikuti aturan sebagai berikut :
Kimia Organik 80 1. sebutkan nomor dari atom C tempatterikatnyaguguscabang 2. sebutkan nama dari gugus cabang tersebut 3. sebutkan nomor atom C yang mengikat gugus OH tersebut 4. sebutkan nama rantai utamanya H3C C OH CH2CH3 CH3 1 2 3 4 2-metil-2-butanol OH OH 1,4-sikloheksanadiol atau sikloheksan-1,4-diol Bila terdapat lebih darisatugugushidroksil, digunakanpenamaandengan awalan di, tri, dansebagainyasebelumakhirn –ol. CH3 OH CHCH2CHCH3 OH 1,4-Pentanadiol atau pentan-1,4-diol 2. Eter Eter rantai terbuka yang sederhana biasanya diberi nama dengan nama trivial sebagaieteralkil. Bila terdapat lebih dari satu gugus alkoksil (RO-) atau terdapat gugus fungsional yang lebih tinggi prioritasnya penamaannya menggunakan awal analkoksi. contoh : H3CH2C O CH2CH2CH3 etil propil eter H3CH2C O CH2CHCH3 OH 3-etoksi-2-propanol CH3OCH2CH2OCH3 1,2-dimetoksietana
Kimia Organik 81 untuk suatu epoksida, dalam sistem IUPAC disebut oksirana, dengan nomor cincin, oksigen selalu diberi nomor 1. O H2C CH2 oksirana O H3CHC CHCH2CH3 2-etil-3-metiloksirana B. SIFAT FISIS ALKOHOL DAN ETER Alkohol dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekul-molekulnya sehingga titik didih alkohol lebih tinggi daripada titik didih alkil halida atau eter yang bobot molekulnya sebanding. Karena kemampuan membentuk ikatan hidrogen ini maka kelarutan alkohol dibandingkan alkil halida yang sebanding juga lebih besar. Alkohol berbobot molekul rendah larut dalam air, sedangkan alkil halida padanannya tidak larut. Alkohol R-OH memiliki bagian hidrofob (R-) dan hidrofil (-OH). Bagian hidrokarbon dari suatu alkohol bersifat hidrofob yakni menolak molekul-molekul air. Makin panjang rantai hidrokarbon maka makin rendah kelarutan alkohol dalam air. Bila rantai hidrokarbon cukup panjang, sifat hidrofobnya akan dapat mengalahkan sifat hidrofil (menyukai air) gugus hidrofil.Peningkatan kelarutan sebanding dengan bertambahnya jumlah gugus hidroksil dalam senyawa. Semakin banyak gugus hidroksil maka kelarutannya semakin tinggi. Eter (R – O – R) tidak mempunya atom hidrogen yang terikat pada oksigen sehingga eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya. Tetapi eter dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air, alkohol, atau fenol. Karena kemampuannya ini maka kelarutan dietil eter dan 1-butanol sebanding, keduanya mempunyai 4 karbon. C. REAKSI-REAKSI PADA ALKOHOL 1. Reaksi substitusi dalam larutan asam alkohol dapat mengalami reaksi substitusi : CH3CH2CH2CH2 – OH + H – Br H 2 SO 4 CH3CH2CH2CH2 – Br + H2O 1-butanol 1-bromobutana (95%) (CH3)3C – OH + H – Cl (CH3)3C – Cl + H2O t-butil alkohol t-butil klorida (88%) tetapi alkohol tidak mengalami substitusi pada larutan netral atau basa. Karena gugus pergi (leaving group) haruslah basa yang cukup lemah. –OH yang akan menjadi gugus pergi dari suatu alkohol dalam larutan netral atau basa adalah suatu basa kuat karenanya alkohol akan menjadi gugus pergi yang buruk.
Kimia Organik 82 2. Reaksi Eliminasi alkohol akan bereaksi eliminasi dan menghasilkan alkena. Karena air dilepaskan dalam eliminasi ini maka reaksi ini disebut reaksi dehidrasi. tersier : (CH3)3COH H2SO4 pekat (CH3)2C=CH2 + H2O 600C sekunder : (CH3)2CHOH H2SO4 pekat CH3C=CH2 + H2O 1000C primer : CH3CH2OH H2SO4 pekat CH2=CH2 + H2O 1800C 3. Reaksi Oksidasi Alkohol alkohol dapat dioksidasi menjadi keton, aldehida atau asam karboksilat O RCH RCH2OH RCO2H Suatu alkohol primer yang dapat dioksidasi menjadi aldehida dan asam karboksilat OH O RCHR [O] RCR Alkohol sekunder akan dioksidasi menjadi keton sedangkan alkohol tersier tidak dapat dioksidasi. D. REAKSI PADA ETER Eter bersifat sangat tidak reaktif walaupun eter memiliki gugus fungsional. Sifat eter ini mirip dengan sifat alkena. Sangat sulit untuk mereaksikan eter dengan reagensia laboratorium melalui mekanisme oksidasi, reduksi, eliminasi atau reaksi dengan basa. Tetapi eter mudah mengalami reaksi auto-oksidasi dan pembakaran. Tetapi bila eter dipanaskan dengan asam, HI atau HBr eter dapat bereaksi substitusi menghasilkan alkohol dan alkil halida. Alkohol dari hasil reaksi substitusi ini dapat bereaksi lebih lanjut dengan HI atau HBI yang akan membentuk alkil halida tambahan.
Kimia Organik 83 CH3CH2OCH2CH3+ HBr CH3CH2Br + CH3CH2OH kalor HBr CH3CH2Br E. PEMBUATAN ALKOHOL Alkohol dapat dibuat dengan beberapa reaksi yaitu reaksi substitusi alkil halida dengan ion hidroksida, reaksi dengan peraksi grignard, reduksi gugus karbonil, hidrasi alkena dan peragian (fermentasi). 1. Reaksi substitusi alkil halida Adalah reaksi antara suatu alkil halida dan ion hidroksida. Alkohol primer dapat dibuat dengan cara mereaksikan alkil halida primer yang dipanasi dengan natrium hidroksida dalam air. CH3CH2CH2CH2Br + OH- CH3CH2CH2CH2OH + Br k - alor 1-bromobutana 1-butanol 2. Reaksi Grignard Alkohol primer, sekunder, dan tersier dapat dibuat dengan menggunakan pereaksi grignard. Pereaksi grignard merupakan senyawa dengan rumus umum RMgX, dimana R adalah alkil atau aril (cincin aromatik), X adalah halogen. Reaksi pembuatan alkohol dengan pereaksi grignard akan memberikan produk alkohol dengan perpanjangan rantai. Reaksi grignard dapat terjadi pada formaldehid, aldehid, atau keton, dimana reaksi dengan formaldehida menghasilkan alkohol primer, dengan aldehid lain menghasilkan suatu alkohol sekunder, dengan keton menghasilkan suatu alkohol tersier. Reaksi grignard ini terjadi dalam kondisi asam dalam pelarut air. H H O RMgX H2O, H+ RCH2OH alkohol primer R H O R'MgX H2O, H+ RCHR' OH alkohol sekunder R R' O R"MgX H2O, H+ RCR' OH R" alkohol tersier
Kimia Organik 84 Contoh pembuatan alkohol dengan reaksi grignard : H H O CH3MgBr H C CH3 H OMgBr H2O, H+ H C CH3 H OH + Mg OH Br H3C H O CH3CH2MgBr H3C C CH2CH3 H OMgBr H3C C CH2CH3 H H2O, H+ OH Mg OH Br + H3C CH3 O CH3CH2MgBr H3C C CH2CH3 CH3 OMgBr H3C C CH2CH3 CH3 H2O, H+ OH Mg OH Br + formaldehid etanol etanal 2-butanol propanon 2-metil-2-butanol 3. Reduksi senyawa karbonil Pembuatan alkohol dapat juga dilakukan dengan reaksi reduksi gugus karbonil. Hidrogen ditambahkan pada gugus karbonil tersebut. Reaksi ini dapat dilakukan dengan reaksi hidrogenasi katalitik atau menggunakan suatu reduktor hidrida logam misalnya natrium borohidrida (NaBH4) atau litium aluminium hidrida (LiAlH4). O H2 katalis Ni kalor, tekanan OH siklopentanon siklopentanol C O H3C CH3 NaBH4 H2O, H+ C H OH H3C CH3 4. Hidrasi alkena Adalah proses pembuatan alkohol dengan pengolahan alkena dengan air dan suatu asam kuat, yang berperan sebagai katalis. Pada reaksi ini unsur-unsur air (H+ dan OH- ) akan
Kimia Organik 85 mengadisi (ditambahkan ke dalam) ikatan rangkap. Karena adanya penambahan unsur air maka reaksi ini disebut juga dengan reaksi hidrasi. CH3CH CHCH3 + H2O H + CH3CH2CH3CH3 OH 2-butena 2-butanol 5. Peragian (Fermentasi) Proses ini biasanya digunakan dalam pembuatan etanol yang digunakan dalam minuman yang diperoleh dari peragian karbohidrat yang berkataliskan enzyme (fermentasi gula dan pati). C6H12O6 enzime CH3CH2OH F. PEMBUATAN ETER 1. Sintesa Williamson Na-alkanoat + alkil halogen → eter + Na-halogen CH3CH2O - Na + X-CH2CH3 CH3CH2 – O – CH2CH3 + Na-X 2. Dehidrasi alkohol dengan H2SO4 pekat pada temperature 1300C 2CH3 – CH2 – OH H2SO4 CH3CH2 – O – CH2CH3 + H2O 1300C 3. R – X dengan Ag2O kering 2(CH3-CH2Cl) + Ag2O CH3CH2 – O – CH2CH3 + 2AgCl ↓ LATIHAN 1. Tuliskan struktur dari : A. 3-buten-1-ol B. 2,2-dimetil-1,4-heksanadiol C. diisopropil eter D. 3-metilsikloheksanol E. 1,5-dietoksipentana 2. Tuliskan reaksi yang terjadi pada alkohol berikut ini : A. CH3CH2CH2OH direaksikan dengan HBr B. 2-pentanol direaksikan dalam H2SO4 pekat dan pemanasan
Kimia Organik 86 3. Buatlah alkohol dari sikoheksena dengan menggunakan cara hidrasi alkena ! 4. Tuliskan reaksi antara propanon dengan CH3MgBr ! 5. Tuliskan reaksi substitusi etil propil eter dengan HI dan pemanasan Petunjuk mengerjakan latihan 1. Struktur dari : A. 3-buten-1-ol : senyawa ini merupakan golongan alkohol yang mempunyai ikatan rangkap. Rantai induknya terdiri dari empat karbon (dari butana) dengan gugus hidroksil pada karbon nomor satu dan ikatan pada karbon nomor tiga. CH2=CHCH2CH2OH B. 2,2-dimetil-1,4-heksanadiol : alkohol 6 karbon dengan gugus hidroksil pada posisi karbon 1 dan 4 serta mempunyai dua substituen metil pada karbon 2 H2C C CH3 CH3 HC CH2 OH OH H3C H2C C. diisopropil eter : senyawa eter dengan dua isopropil (CH3)2CH – O – CH(CH3)2 D. 3-metilsikloheksanol : senyawa alkohol siklik 6 karbon dengan substituen metil pada karbon ke-3, gugus hidroksil terletak pada posisi karbon ke-1 H3C OH E. 1,5-dietoksipentana : terdapat dua gugus etoksi pada posisi 1 dan 5 dari pentana CH3CH2 – O – CH2CH2CH2CH2CH2 – O – CH2CH3 2. Reaksi yang terjadi pada alkohol : A. CH3CH2CH2OH direaksikan dengan HBr, merupakan reaksi substitusi gugus hidroksil dengan halogen yang terjadi dalam asam kuat dan pemanasan CH3CH2CH2 OH + H-Br H2SO4 kalor CH3CH2CH2 Br + H2O B. 2-pentanol direaksikan dalam H2SO4 pekat dan pemanasan, pada reaksi ini akan terjadi eliminasi gugus hidroksil sehingga akan terbentuk senyawa alkena CH3CH2CH2CHCH3 OH H2SO4 kalor CH3CH2CH CHCH3 3. Alkohol dari sikoheksena dengan menggunakan cara hidrasi alkena diolah dengan air dan asam kuat.
Kimia Organik 87 + H2O H + OH 4. Reaksi antara propanon dengan CH3MgBr, reaksi ini melalui jalur reagensia grignard sehingga akan dihasilkan suatu alkohol tersier. C O H3C CH3 + CH3MgBr H2O H + C OH CH3 CH3 H3C 5. Substitusi etil propil eter dengan HI dan pemanasan CH3CH2 O CH2CH2CH3 + HI CH3CH2 I + HO CH2CH2CH3 RINGKASAN Alkohol merupakan senyawa organik dengan gugus hidroksil terikat pada atom karbon. Rumus umum alkohol adalah CnH2n+1OH atau R-OH. Eter adalah senyawa organik dengan atom oksigen yang terikat diantara dua alkil, rumus umum dari eter adalah CnH2n+1 – O – CmH2m+1 atau dilambangkan dengan R – O – R’. Sifat Alkohol titik didihnya lebih tinggi dibandingkan alkil halida atau eter padanannya karena dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya. Alkohol mudah larut dalam air karena membentuk ikatan hidrogen dengan air. kelarutan alkohol dipengaruhi oleh ukuran gugus alkilnya karena alkohol mempunyai gugus hidrofob ( R) dan hidrofil (-OH). Eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya tetapi dapat berikatan hidrogen dengan air atau alkohol. Alkohol dapat mengalami reaksi substitusi dengan halida asam, reaksi eliminasi membentuk alkena dan reaksi oksidasi. Eter lebih sulit bereaksi, eter dapat mengalami reaksi substitusi dengan HI atau HBr membentuk alkohol dan alkil halida. Alkohol dapat dibuat dengan reaksi substitusi alkil halida dengan ion hidroksida, reaksi dengan peraksi grignard, reduksi gugus karbonil, hidrasi alkena dan peragian (fermentasi). Eter dibuat dengan sintesa williamson, reduksi alkohol dengan asam sulfat pekat dan pemanasan, dan reaksi alkil halida dengan Ag2O kering. TES 1 1. Oksirana adalah …. A. epoksida B. cincin eter anggota tiga C. etilena oksida D. semua benar
Kimia Organik 88 2. Reduksi senyawa propanon dengan NaBH4 akan menghasilkan : A. propanaldehida B. propanal C. 2-propano D. 1-propanol 3. 1-bromopentana dipanasi dengan menggunakan NaOH dalam air akan menghasilkan : A. 1-pentana B. 1-heksana C. 1-pentanol D. pentanon 4. Formaldehid direaksikan dengan CH3CH2CH2MgBr dalam air dan suasana asam, maka akan dihasilkan : A. 1-propanol B. 1-butanol C. 2-propanol D. 2-butanol 5. CH3CH2Br CH3CH2CH2OH Pernyataan yang tepat untuk menggambarkan reaksi diatas adalah… A. merupakan reaksi substitusi alkohol dengan alkil halida B. reaksi Grignard dengan menggunakan etanal C. reaksi substitusi eliminasi alkohol D. reaksi Grignard dengan formaldehid 6. Oksidasi alkohol sekunder akan menghasilkan : A. aldehid B. keton C. asam karboksilat D. ester 7. sifat fisik alkohol sesuai adalah… A. Titik didihnya lebih rendah dibandingkan alkil halida padanannya B Titik didihnya lebih rendah dibandingkan eter padanannya C. Semakin panjang gugus R pada alkohol maka kelarutannya semakin rendah D. Bertambahnya gugus hidroksil akan mengurangi kelarutan alkohol 8. pernyataan yang tidak sesuai tentang eter adalah … A. Eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya B. Eter dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air dan alkohol
Kimia Organik 89 C. Eter dapat dengan mudah mengalami reaksi eliminasi D. Dietil eter dan 1-butanol mempunyai kelarutan yang sebanding 9. Pernyataan yang sesuai untuk reaksi eliminasi alkohol adalah …. A. Menghasilkan senyawa alkil halida B. Disebut dengan reaksi dehidrohalogenasi C. Membutuhkan katalis Ni D. Reaksi terjadi dengan asam sulfat pekat dan pemanasan 10. Contoh senyawa alkohol yang banyak digunakan untuk bahan bakar tetapi mempunyai sifat toksik yang cukup kuat, diantaranya dapat menyebabkan kebutaan bila dikonsumsi dalam jumlah kecil dan bila dalam jumlah besar menyebabkan kematian adalah … A. Metanol B. Etanol C. Propanol D. Butanol
Alkil halida disebut juga dengan senyawa organohalogen. Kebanyakan senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, senyawa ini sangat jarang dijumpai di alam. Organohalogen dikenal sebagai pelarut, insektisida dan bahan organik. Banyak senyawa organohalogen penggunaannya harus sangat berhati (CHCl3) yang merupakan bahan pelarut berlebihan. Insektisida (diklorodifeniltrikloroetana atau DDT) yang mengandung organohalogen yang digunakan dalam bidang pertanian dapat menyebabkan kerusakan lingkungan. Walaupun sebagian besar senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, tetapi terdapat senyawa organohalogen yang dijumpai di alam contohnya adalah tiroksin suatu penyusun hormon tiroid tiroglobulin digunakan sebagai terapi antijamur. Contoh lain dari senyawa organohalogen yang digunakan dalam bidang kefarmasian adalah halotana atau fluothan adalah suatu anestetik inhalasi yang berupa cairan bening tidak berwarna, mudah menguap dan berbau harum. 1,1,1- Atau diklorodifeniltrikloroetana (DDT) Kimia Organik 90 TOPIK 2 AlkilHalida Alkil halida disebut juga dengan senyawa organohalogen. Kebanyakan senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, senyawa ini sangat jarang dijumpai di alam. pelarut, insektisida dan bahan-bahan dalam sintesis senyawa organik. Banyak senyawa organohalogen yang memiliki toksisitas tinggi sehingga penggunaannya harus sangat berhati-hati. Misalnya karbon tetraklorida (CCl4) dan kloroform han pelarut dapat mengakibatkan kerusakan hati bila dihirup Insektisida (diklorodifeniltrikloroetana atau DDT) yang mengandung organohalogen yang digunakan dalam bidang pertanian dapat menyebabkan kerusakan Walaupun sebagian besar senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, tetapi terdapat senyawa organohalogen yang dijumpai di alam contohnya adalah tiroksin suatu penyusun hormon tiroid tiroglobulin dan griseofulvin suatu metabolit dari jamur yang n sebagai terapi antijamur. Contoh lain dari senyawa organohalogen yang digunakan dalam bidang kefarmasian adalah suatu anestetik inhalasi yang berupa cairan bening tidak berwarna, mudah menguap dan berbau harum. -Trikloro-2,2-bis(4-klorofenil)etana Atau diklorodifeniltrikloroetana (DDT) tiroksina Alkil halida disebut juga dengan senyawa organohalogen. Kebanyakan senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, senyawa ini sangat jarang dijumpai di alam. bahan dalam sintesis senyawa yang memiliki toksisitas tinggi sehingga ) dan kloroform dapat mengakibatkan kerusakan hati bila dihirup Insektisida (diklorodifeniltrikloroetana atau DDT) yang mengandung organohalogen yang digunakan dalam bidang pertanian dapat menyebabkan kerusakan Walaupun sebagian besar senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, tetapi terdapat senyawa organohalogen yang dijumpai di alam contohnya adalah tiroksin suatu griseofulvin suatu metabolit dari jamur yang Contoh lain dari senyawa organohalogen yang digunakan dalam bidang kefarmasian adalah suatu anestetik inhalasi yang berupa cairan bening
1, Suatu contoh senyawa organohalogen lain yang telah disintesis dari alam adalah Senyawa epibatidin, yaitu senyawa efek 200 kali lebih kuat daripada morfin A. TATA NAMA Berdasarkan posisi terikatnya halogen pada atom karbonnya, alkil halida dibedakan menjadi alkil halida primer, sekunder, dan tersier. Alkil halida primer apabila atom halogen terikat pada karbon primer, begitu juga dengan alkil halida sekunder dimana halogen terikat pada karbon sekunder dan untuk tersier atom halogen terikat apda karbon tersier. H 2 CH3CH2CH2F fluoropropana alkil halida primer al Dalam sistem IUPAC penamaan untuk alkil halida adalah terlebih dahulu baru diikuti dengan na penyebutan nama diawali dengan nama alkilnya kemudian diikuti dengan nama halidanya. Kimia Organik 91 Cl Br F F F ,1,1-trifluoro-2-bromo-2-kloroetana atau halotan Suatu contoh senyawa organohalogen lain yang telah disintesis dari alam adalah senyawa yang diisolasi dari kulit katak Ekuador dan kali lebih kuat daripada morfin untuk memblokir rasa sakit pada hewan Berdasarkan posisi terikatnya halogen pada atom karbonnya, alkil halida dibedakan alkil halida primer, sekunder, dan tersier. Alkil halida primer apabila atom halogen pada karbon primer, begitu juga dengan alkil halida sekunder dimana halogen terikat pada karbon sekunder dan untuk tersier atom halogen terikat apda karbon tersier. C Br CH3 CH3 H3C t-butil bromida atau 2-bromo-2-metilpro C H I H3C CH2CH3 2-iodobutana lkil halida sekunder alkil halida tersier stem IUPAC penamaan untuk alkil halida adalah gugus halogen disebutkan terlebih dahulu baru diikuti dengan nama alkananya. Sedangkan dalam si penyebutan nama diawali dengan nama alkilnya kemudian diikuti dengan nama halidanya. epibatidin Suatu contoh senyawa organohalogen lain yang telah disintesis dari alam adalah Ekuador dan mempunyai pada hewan. Berdasarkan posisi terikatnya halogen pada atom karbonnya, alkil halida dibedakan alkil halida primer, sekunder, dan tersier. Alkil halida primer apabila atom halogen pada karbon primer, begitu juga dengan alkil halida sekunder dimana halogen terikat pada karbon sekunder dan untuk tersier atom halogen terikat apda karbon tersier. a opana r gugus halogen disebutkan ma alkananya. Sedangkan dalam sistem trivial, penyebutan nama diawali dengan nama alkilnya kemudian diikuti dengan nama halidanya.
Kimia Organik 92 CH3CH2 I nama IUPAC : iodoetana nama trivial : etil iodida C Cl Cl Cl Cl nama IUPAC :tetraklorometana nama trivial : karbon tetraklorida Berdasarkan gugus yang mengikat atom halogen, senyawa alkil halida dibedakan atas tiga macam yaitu alkil halida, aril halida dan halida vinilik. Alkil halida dilambangkan dengan RX adalah senyawa dimana atom halogen terikat pada rantai alkil terbuka, contohnya iodoetana, fluoropropana, dan lain-lain. Aril halida dilambangkan dengan ArX adalah apabila atom halogen terikat pada sebuah karbon dari suatu cincin aromatik, contohnya : Cl klorobenzena CH3 Cl Cl 2,4-diklorometil-benzena Halida vinilik merupakan senyawa organik dimana atom halogen terikat pada karbon berikatan rangkap, contohnya : CH2= CHCl kloroetena atau nama trivialnya vinil klorida. Senyawa alkil dihalida yaitu senyawa alkana dengan substituen dua halogen. Pada senyawa dihalida dibedakan menjadi dua yaitu geminal dan visinal. Geminal dihalida adalah dua atom halogen berikatan dengan atom karbon yang sama. Visinal dihalida adalahdua atom halogen berikatan dengan atom karbon yang bersebelahan. C C Br H Br H H H C C Br Br H H H H geminal dihalida visinal dihalida B. SIFAT FISIK ALKIL HALIDA Sifat fisik dari alkil halida dipengaruh oleh jumlah atom karbon dan atom halogennya. Peningkatan bobot molekul senyawa alkil halida akan menaikkan titik didih dan titik leburnya. Titik didihnya lebih tinggi dibandingkan alkana padanannya karena bobot molekulnya lebih tinggi. Titik didihnya bertambah tinggi dengan bertambahnya berat atom halogen, contohnya F titik didihnya paling rendah dan I titik didihnya paling tinggi. Atom halogen yang sama apabila terikat oleh rantai alkil yang berbeda maka bobot jenisnya akan berbeda. Makin panjang rantai alkilnya maka bobot jenisnya akan semakin