KIMIA ORGANIK I

Uraikan dan berikan beberapa contoh klasifikasi dan tatanama senyawa

alifatik dan turunannya !

JAWAB :

Senyawa alifatik adalah senyawa organik (termasuk didalamnya semua

hidrokarbon dan turunannya, jenuh atau tak jenuh) yang umumnya punya struktur

rantai C terbuka, tapi adapula yang berstruktur cincin/tertutup, misalnya

sikloheksana dan sukrosa. Istilah alifatik digunakan untuk membedakannya

dengan senyawa aromatis yang punya ciri berupa molekul bercincin 6 karbon dari

senyawa organik benzena. Contoh : CH3 – C(CH3)3 ; CH2 = CH2 ; C = CHCH3 ;

dsb.

Namun , umumnya senyawa alifatik terdiri atas ALKANA, ALKENA,

ALKUNA. Sedangkan hidrokarbon jenis yang lain dikenal dengan hidrokarbon

alisiklik yang terdiri atas sikloalkana dan sikloalkena, dan hidrokarbon aromatik

terdiri atas benzena dan turunannya. Dalam hidrokarbon alifatik dikenal adanya

hidrokarbon alifatik jenuh dan tak jenuh.

Ciri dari hidrokarbon alifatik jenuh adalah hanya memiliki ikatan tunggal

di antara atom-atom karbonnya dan rangkaian atom karbon tersebut merupakan

rantai terbuka (ujung-ujung rantainya tidak saling bertemu). Karena dalam

molekul alkana ikatan antara atom-atom karbonnya semua berikatan tunggal,

maka alakana merupakan hidrokarbon alifatik jenuh sementara alkena dan alkuna

yang memiliki ikatan rangkap merupakan hidrokarbon alifatik tak jenuh.

Istilah alifatik berasal dari kata Yunani aleiphar yang berarti lemak atau

minyak. Bahwa alakana dinyatakan sebagai hidrokarbon alifatik karena sifat fisika

suku-suku tinggi alkana menyerupai sifat fisika molekul berantai panjang yang

terdapat dalam lemak dan minyak tumbuhan.

Struktur Alkana

Senyawa sederhana hidrokarbon parafin dengan rumus umum CnH2n+2 atau

(CnH2n+1)H. Alkana adalah senyawa jenuh, tak mengandung ikatan rangkap

(semua ikatan sudah digunakan dan karenanya kurang reaktif). Dan karena itu

pula disebut parafin yang berarti afinitas atau daya gabung kecil. Adapun

beberapa reaksi pembentukan alakana :

Hidrogenasi katalik terhadap alkuna (melalui destilasi) :

CnH2n-2 CnH2n CnH2n+2

Reduksi alkil halida : R – X H2 / Pt – RH + HX

Sintesa Wurtz : RX + 2Na + R’X 2NaX + RR’

Berikut ini klasifikasi dan tatanama senyawa alkana :

1. CH4 (metana)

2. C2H6 (etana)

3. C3H8 (propana)

4. C5H12 (pentana)

5. C13H28 (tridekana)

Untuk senyawa dengan rantai bercabang, penamaannya berdasarkan pada

rantai terpanjang sebagai rantai induk dan cabangnya disebut alkil, misalnya :

CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3 3-metil pentana

CH3

Struktur Alkena

Senyawa hidrokarbon alifatik dan tak jenuh dengan rumus umum CnH2n

(mengandung ikatan rangkap dua). Dulu disebut olefin. Berbeda dengan alkana,

alkena larut dalam H2SO4 pekat dan ikatan rangkapnya gampang-gampang patah

oleh brom dan klor. Namanya sesuai dengan nama alkana dengan mengganti

akhiran ana dengan ena : etena, propena, butena, pentena, dst. Etena dan propena

kerap digunakan dalam pembuatan plastik dan juga sebagai bahan dasar untuk

pabrik bahan organik lain. Adapun beberapa reaksi pembuatannya, antara lain :

Reduksi alkuna : R – C C – R’ + H R – CH = CH – R’

Dehidrohalogenasi suatu haloalkana dengan menggunakan basa

kuat atau larutan KOH beralkohol.

RCH2CH2Br + KOH RCH = CH2 + HBr KBr + H2O

Pemberian nama alkena dengan sistem IUPAC dilakukan dengan

mengganti akhiran -ana pada nama alkana yang terkait dengan akhiran -ena.

Contohnya CH2=CH2 diberi nama etena dan CH3CH=CH2 diberi nama propena.

Pada suku-suku alkena yang lebih tinggi, yang mempunyai isomer-isomer yang

berbeda posisi ikatan rangkapnya, pemberian namanya menggunakan sistem

penomoran. Rantai atom karbon terpanjang yang mengandung ikatan rangkap

diberi nomor sedemikian rupa sehingga atom-atom karbon yang berikatan

rangkap memperoleh nomor serendah mungkin. Posisi ikatan rangkap

ditunjukkan oleh nomor atom karbon berikatan rangkap yang lebih rendah.

Untuk alkena-alkena bercabang diberi nama dengan ketentuan seperti pada

pemberian nama alkana bercabang. Contoh:

Perlu diperhatikan bahwa pada senyawa 2-etil-3-metil-l-pentena terdapat

rantai yang terdiri dari enam atom karbon, tetapi rantai yang mengandung ikatan

rangkap hanya terdiri dari lima atom karbon, maka molekul tersebut diberi

nama sebagai 1-pentena yang mengandung dua substituen.

Struktur Alkuna

Suatu hidrokarbon dengan rumus umum CnH2n-2 yang mengandung ikatan

rangkap tiga. Dulu disebut asetilena. Gugus-gugusnya yang paling umum hanya

dua yakni etinil (H – C C) dan propargil (H – C C – CH2 – ). Anggota-

anggotanya antara lain : n=2, C2H2 (etuna/asetilena), n=3, C3H4

(propuna/allena/allilena/metilasetilena), n=4, C4H6 (butuna/krotonilena/

dimetilasetilena), dan seterusnya. Jadi yang paling sederhana adalah etuna yang

dapat diperoleh dari reaksi air dengan kalsium karbida (CaC2). Salah satu reaksi

pembuatannya antara lain :

Umumnya alkuna dapat dibuat dengan memecahkan alkana atau dari

reaksi larutan alkohol panas (KOH) pada suatu dibromo alkana.

Adapun turunan-turunan dari senyawa alifatik antara lain

1. Aldehida yang mengandung gugus –CHO dengan rumus umum :

Anggotanya antara lain :

CH3CHO etanal/asetaldehida

C2H5CHO propanal/propionaldehida

C3H7CHO butanal/butiraldehida

2. Alkohol merupakan suatu senyawa yang mengandung gugus –OH

yang terikat pada atom C jenuh atau atom C yang bukan dari

cincin aromatis. Rumus umumnya CnH2n+1OH atau ROH dimana

R adalah gugus hidrokarbon. Misalnya : CH3OH (metanol),

C2H5OH (etanol), dan seterusnya.

3. Amina adalah senyawa yang mengadung atom N yang terikat

pada atom-atom H atau gugus hidrokarbon. Atau dianggap

sebagai turunan dari amoniak dengan mengganti satu atau lebih

atom H dengan gugus alkil /aril. Rumus umumnya : CnH2n+1NH2

atau RNH2 atau R3N, dimana R bisa ditukar dengan H atau R=H.

Contoh : metilamina/CH3NH2, propilamina/C3H7NH2, dan

seterusnya.

4. Asam karboksilat, senyawa organik dengan rumus umum :

CnH2nCOOH. Anggotanya : CH3COOH (asam asetat/asamcuka),

HCOOH (asam formiat), C2H5COOH (asam propionat),

C3H7COOH (asam butirat), dan seterusnya. Asam karboksilat

dengan akan membentuk garam dan dengan alkohol

menghasilkan ester dengan rumus umum RCOOR’ dimana R dan

R’ adalah gugus organik. Contoh : CH3COOCH3 (metil asetat).

5. Keton atau alkanon suatu senyawa organik yang mempunyai

gugus alkil/aril yang atom-atom C-nya terikat pada gugus

karbonil. Rumus umumnya R1 – CO – R2 atau CxH2x+1 – C –

CyH2y+1. Bila x sama dengan y disebut alkanon tunggal, bila x

tidak sama dengan y disebut alkanon majemuk. Anggotanya

antara lain :

x=y=1, disebut propanon

x=1;y=2, disebut butanon/metil etil keton

KIMIA ORGANIK III

Uraikan dan berikan beberapa contoh fungsionalisasi dan interkonversi

gugus fungsi pada alkena?

JAWAB

Alkena termasuk golongan hidrokarbon alifatik tidak jenuh yang cukup

reaktif. Istilah tidak jenuh dalam hal ini menunjukkan bahwa kandungan atom

hidrogen di dalamnya kurang dari jumlah yang seharusnya, bila dikaitkan

dengan jumlah atom karbonnya.

Alkena mempunyai gugus fungsi yang berapa ikatan rangkap karbon-

karbon ( C=C ). Gugus fungsi inilah yang memberikan ciri khas pada reaksi-reaksi

golongan alkena. Pada dasarnya reaksi-reaksi yang terjadi pada golongan alkena

dibedakan menjadi dua jenis, raitu: (1) reaksi yang terjadi pada ikatan rangkap dan

(2) reaksi-reaksi yang terjadi pada posisi di luar ikatan rangkap. Dalam

pembahasan reaksi alkena yang termasuk dalam jenis (1) (lebih dikenal dengari

nama reaksi adisi) hanya dibatasi pada beberapa reaksi, sedangkan untuk jenis

(2) berupa reaksi substitusi pada atom karbon di luar ikatan rangkap.

1. Reaksi Adisi

Reaksi adisi merupakan reaksi yang paling umum terjadi pada alkena.

Reaksi ini ditandai dengan terputusnya ikatan pi dan terbentuknya ikatan sigma

baru dengan atom atau gugus-gugus tertentu. Beberapa contoh reaksi adisi pada

ikatan rangkap dalam alkena ditunjukkan pada Tabel berikut :

Beberapa Contoh Reaksi Adisi pada Alkena

Persamaan Reaksi Nama Reaksi

Hidrobrominasi

Hidrasi

Brominasi

Hidrogenasi

Perhatikanlah uraian masing-masing contoh pada Tabel di atas,

dalam uraian berlkut.

1.1 Adisi Hidrogen Halides (Hidrohalogenasi)

Jika asam-asam halogen (HCl, HBr, dan HI) mengadisi pada alkena

terbentuklah senyawa haloalkana. Reaksi dapat berlangsung tanpa pelarut.

Contoh: Adisi HCl pada etena menghasilkan kloroetana (etil klorida)

Reaksi adisi HCl pada propena menghasilkan 2-kloropropana sebagai

hasil utama. Pada reaksi ini atom hidrogen dari HCl diikat oleh atom karbon

nomor 1. Jika orientasi adisinya berlawanan, maka dihasilkan 1-kloropropana.

Dalam reaksi adisi HX (hidrogen halida) pada propena yang

dituliskan dalam contoh di atas memang diperoleh dua macam hasil. Hasil

utama 2-kloropropana merupakan hasil reaksi yang pembentukannva

mengikuti kaidah Markovnikov sedangkan hasil samping 1-kloropropana

adalah hasil adisi yang pembentukannya tidak mengikuti kaidah

Markovnikov (adisi anti Markovnikov). Dalam adisi HX (hidrogen halida)

pada alkena - oleh Vladimir Markovnikov dirumuskan suatu generalisasi yang

dikenal dengan nama kaidah Markovnikov. Kaidah tersebut menyatakan

bahwa atom H dari HX mengadisi pada atom karbon vang berikatan

rangkap yang mengikat atom H Iebih banyak sedangkan X mengikatkan diri

pada atom karbon yang berikatan rangkap di sebelahnya. Dengan adanya

kaidah Markovnikov tersebut maka dapat membantu memprediksi hasil utama

apakah yang diperoleh dalam adisi HX pada suatu alkena, tetapi tidak

memberi penjelasan mengapa demikian. Secara teoritik terjadinya hasil utama

tersebut dapat dijelaskan dengan menggunakan pendekatan kestabilan

karbokation. Telah diketahui bahwa: Kestabilan karbokation 3o>2o>1o. Dalam

reaksi propena + HCl terjadi reaksi:

Karena +CH3CHCH3 lebih stabil daripada +CH2CH2CH3, maka karbokation

yang lebih stabil itulah yang berpeluang bereaksi lebih lanjut dengan Cl(dari

HCl) lebih banyak daripada +CH2CH2CH3. Oleh karena itu kuantitas

CH3CHC1CH3 lebih besar daripada CH2C1CH2CH3. -

Catatan: di samping asam-asam halogen, H2SO4 dan HOX (asam

hipohalit) dapat juga mengadisi pada alkena. Adisi H 2SO4 dan HOX

mengikuti kaidah Markovnikov, dengan ketentuan: (1) H 2SO4 memisah

menjadi H- dan -OSO3H selanjutnya H diikat oleh atom karbon berikatan

rangkap yang mempunyai atom hidrogen lebih banyak, sedangkan -OSO 3H -

diikat oleh atom C berikatan rangkap di sebelahnya, (2) HOX memisah

menjadi HO- dan -X dan selanjutnya -X diikat oleh atom karbon berikatan

rangkap yang mempunyai atom hidrogen lebih banyak sedangkan HO- diikat

oleh atom C berikatan rangkap di sebelahnya. Contoh:

Berdasarkan kajian yang dilakukan oleh Kharasch & Mayo (1933)

ditemukan fakta bahwa arah adisi HBr pada alkena ditentukan oleh ada atau tidak

adanya senyawa peroksida dalam reaksinya. Keberadaan senyawa peroksida

dalam reaksi tersebut menyebabkan terjadinya adisi anti Markovnikov.

Contoh:

1.2 Adisi Air (Hidrasi)

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 yang sama dengan reaksi adisi HX,

yaitu atom H diikat oleh atom karbon berikatan rangkap yang mengikat atom

hidrogen lebih banyak (kaidah Markovnikov). Contoh:

1.3 Adisi Bromin dan Klorin

Pada temperatur kamar, bromin dan klorin dapat mengadisi pada

alkena dan menghasilkan senyawa dibromida dan diklarida. Reaksi adisi ini

dapat berlangsung tanpa pelarut atau menggunakan pelarut-pelarut inert,

seperti karbon tetraklorida. Contoh:

Reaksi tersebut berlangsung dengan mekanisme adisi anti melalui

pembentukan zat antara ion bromonium siklik (halonium siklik), dengan

tahap-tahap sebagai berikut.

Reaksi brom dengan alkena biasanya digunakan untuk uji kualitatif

ikatan rangkap. Jika alkena (tidak berwarna) ditambah beberapa tetrs larutan

brom dalam CCl4 (berwarna ccklat) akan dihasilkan bromoalkan,l yang tidak

berwama.

1.4 Adisi Hidrogen (Hidrogenasi)

Alkena jika dihidrogenasi menghasilkan alkana. Reaksi hidrogenasi ini

biasanya dilakukan dengan mereaksikan alkena dan gas hidrogen dengan

katalis logam-logam transisi (Pt, Pd, atau Ni). Karena hidrogenasi tersebut

menggunakan katalis, maka disebut hidrogenasi katalitik. Contoh:

1.5 Adisi Diborana (Hidroborasi)

Senyawa diborana (BH3)2 adalah bentuk dimer dari borana (BH3)

tetapi dalam reaksinya tetap ditulis dengan BH3. Diborana dapat mengadisi

dengan cepat pada alkena dalam pelarut eter dan pada suhu kamar. Adisi

diborana pada alkena terminal (alkena dengan ikatan rangkap pada ujung

rantai) menghasilkan alkilborana primer.

Contoh:

Pada reaksi propena dengan diborana terjadi tri-n-propilborana,

dengan reaksi sebagai berikut:

Terbentuknya produk tri-n-propilborana tersebut dapat dijabarkan

sebagai berikut:

Senyawa tri-n-propilborana dapat diubah menjadi alkohol dengan

cara mereaksikannya dengan hidrogen peroksida dalam suasana katalis.

Contoh:

(CH3CH2CH2)3B + 3H2O2 + 3NaOH 3CH3CH2CH2OH + Na3BO3 + 3H2O

tri-n-propilborana 1-propanol

1.6 Adisi Nitrosil Halida

Nitrosil halida (NOX) dapat mengadisi alkena dan menghasilkan

senyawa nitroso halida. Contoh:

1.7 Reaksi Oksidasi

Alkena dapat dioksidasi oleh ion permanganat (MnO-4) dan membentuk

glikol, yaitu senyawa yang mempunyai dua gugus hidroksil yang terikat pada

dua atom karbon yang berdampingan. Contoh:

Untuk memperoleh glikol dengan rendemen yang tinggi kondisi reaksi

harus dikendalikan. Biasanya dilakukan dalam suasana basa dan temperatur

rendah (dingin).

Reaksi alkena dengan kalium permanganat biasanya digunakan untuk

identifikasi adanya ikatan rangkap. Jika larutan kalium permanganat yang

berwarna ungu direaksikan dengan alkena maka warna ungu akan hilang dan

terbentuk MnO2 yang berupa endapan coklat.

1.8 Adisi Ozon (Ozonolisis)

Jika ozon mengadisi pada alkena terbentuk zat berstruktur siklik, dengan

nama molozonida yang segera berubah menjadi ozonida. Apabila ozonida

dihidrolisis terjadi reaksi pemaksapisahan (cleavage) ikatan rangkap dan

menghasilkan molekul-molekul yang lebih kecil. Reaksi disebut ozonolisis.

Reaksi ozonolisis berlangsung dalam dua tahap, yaitu: (1) adisi ozon pada ikatan

rangkap membentuk ozonida, dan (2) hidrolisis ozonida menghasilkan produk

pemaksapisahan.

Dalam persamaan reaksi yang disederhanakan, reaksi ozonolisis tersebut

dapat dituliskan sebagai berikut:

Ozonolisis dapat juga digunakan untuk identifikasi suatu alkena. Dengan

mengidentifikasi senyawa-senyawa yang terbentuk dari hasil ozonolisis suatu

alkena, maka struktur alkena tersebut dapat ditentukan.

1.9 Polimerisasi

Polimerisasi adalah reaksi penggabungan sejumlah molekul monomer

yang menghasilkan polimer dengan berat molekul besar. Polimerisasi pada

alkena disebut polimerisasi adisi, karena tidak terbentuk hasil lain kecuali

polimer itu sendiri. Salah satu contoh polimerisasi adisi adalah pembentukan

polietilena dari etilena (etena).

2. Reaksi-Reaksi Khusus

2.1 Pembentukan Epoksida (oksida alkena)

Jika alkena direaksikan dengan asam peroksi, maka ikatan rangkap

dalam alkena diubah menjadi epoksida. Asam peroksi yang lazim digunakan

antara lain asam peroksibenzoat (C6H5COOOH). Contoh:

2.2 Isomerisasi Alkena

Pemanasan alkena pada suhu 500-700°C atau pada suhu 200-300°C

disertai katalis A1C13, mengakibatkan terjadinya isomerisasi. Dalam hal ini

dapat terjadi dua kemungkinan, yaitu:

(1) Adanya perubahan posisi ikatan rangkap, misalnya 1-pentena

menjadi 2-pentena.

(2) Adanya perubahan struktur rantai, misalnya 1-butena menjadi 2-

metilpropena.

2.3 Alkilasi Alkena

Contoh khusus untuk reaksi ini adalah pembuatan 2,2,4-trimetil -

pentana ("isooktana") dengan mereaksikan isobutena dan isobutana dengan

karalis H2SO4.