-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
1/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Aldehida, Keton, Karbohidrat
Oleh Kelompok 10
Fariz Danupraja 1006706201
Johannes L. S. Sasiang 1006706252
Rizqy Pandu S. 0906557045
Viona 1006773345
Yosephine Merry Devina 1006660661
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK 2011
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
2/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 2
Dalam kalimat di atas, disebutkan bahwa glukosa dan fruktosa
adalah jenis kandungan yang sama adalah keliru. Jelaskan
perbedaan antara keduanya, dan hubungkan dengan gugus
fungsinya, yang merupakan senyawa karbonil. Kemudian jelaskan
sifat dari masing-masing gugus penyusunnya dan bagaimana
mendeteksi senyawa tersebut berdasarkan gugus fungsinya.
Berikanlah analisis kenapa fruktosa bisa menyebabkan kanker dan
lebih berbahaya daripada glukosa.
Jawab:
- Perbedaan keduanya berkaitan dengan gugus fungsiGlukosa adalah monosakarida dengan rumus C 6 H 12 O 6 atau H-(C = O) - (CHOH)
5-H, yang lima hidroksil (OH) kelompok tersebut diatur dalam cara tertentu di sepanjang-nya
enam karbon backbone. Dalam sekilas yang terbuka-rantai bentuk, molekul glukosa memiliki
terbuka (sebagai lawan siklik dan tidak bercabang tulang punggung) dari enam atom karbon,
C-1 melalui C-6, di mana C-1 merupakan bagian dari kelompok aldehida H (C = O) -, dan
masing-masing dari lima karbon lainnya dikenakan satu kelompok hidroksil-OH. Sisanya
obligasi dari karbon tulang punggung dipenuhi oleh hidrogen atom-H. Oleh karena glukosa
adalah heksosa dan aldosa , atau aldohexose .
-
http://3.bp.blogspot.com/-HUr4e43jSuM/TVypAZ1TbaI/AAAAAAAAAz8/Rh1XzVyB1fo/s1600/2.JPG -
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
3/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 3
NOTASI D DAN L
Notasi D & L dilakukan karena adanya atom C dengan konfigurasi asimetris seperti pada
gliseraldehida.
-Masing-masing dari empat karbon C-2 melalui C-5 yang kiral , artinya bahwa empat
obligasi tersebut terhubung ke empat bagian yang berbeda dari molekul. Dalam D-glukosa,
keempat bagian harus dalam tiga dimensi tertentu pengaturan. Yakni, ketika molekul ditarik
dalam proyeksi Fischer , yang hydroxyls pada C-2, C-4, dan C-5 harus berada di sisi kanan,sementara pada C-3 harus berada di sisi kiri.
Untuk gula dengan atom C asimetrik lebih dari 1, notasi D atau L ditentukan oleh
atom C asimetrik terjauh dari gugus aldehida atau keto. Gula yang ditemui di alam adalah
dalam bentuk isomer D.
-Gula dalam bentuk D merupakan bayangan cermin dari gula dalam bentuk L. Kedua
gula tersebut memiliki nama yang sama, misalnya D-glukosa & L-glukosa. Posisi keempat
http://1.bp.blogspot.com/-PYPcdZusSTY/TVyprpMwWmI/AAAAAAAAA0E/VWzYyTgQo9k/s1600/4.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/-3HmRO7_1I0E/TVypgcAoezI/AAAAAAAAA0A/E7wTsyQRN24/s1600/3.JPGhttp://1.bp.blogspot.com/-PYPcdZusSTY/TVyprpMwWmI/AAAAAAAAA0E/VWzYyTgQo9k/s1600/4.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/-3HmRO7_1I0E/TVypgcAoezI/AAAAAAAAA0A/E7wTsyQRN24/s1600/3.JPG -
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
4/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 4
hydroxyls yang terbalik dalam diagram Fischer L-Glukosa; D- dan L- glukosa adalah dua
dari 16 kemungkinan aldoheksosa 14 lainnya allose , altrose , mannose , gulose , idose ,
galaktosa , dan talose , masing-masing dengan dua isomer, 'D -' dan 'L -'.
-Pada gula yang lebih panjang, bentuk L- atau D- ditentukan dari atom karbon kiral
yang paling jauh dari gugus karbonil
- Glukosa
CHO
C
C
C
C
CH2OH
H
H
H
H
D-Glukosa
OH
OH
OH
HO
Glukosa dapat diperoleh dari hidrolisis sukrosa (gula tebu) atau pati(amilum). Dalam alam glukosa dihasilkan dari reaksi antara
karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil
dalam daun serta mempunyai sifat:
Memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan (+52.70) dan dapatmengalami mutarotasi
Dapat mereduksi larutan fehling dan membuat larutan merahbata
http://3.bp.blogspot.com/-B7bF23vPcao/TVyqW84pWSI/AAAAAAAAA0M/2rrR4NnPiEU/s1600/6.JPGhttp://1.bp.blogspot.com/-tCiDmgJZaI4/TVyp-QUX2zI/AAAAAAAAA0I/JUptggF6FA8/s1600/5.JPGhttp://3.bp.blogspot.com/-B7bF23vPcao/TVyqW84pWSI/AAAAAAAAA0M/2rrR4NnPiEU/s1600/6.JPGhttp://1.bp.blogspot.com/-tCiDmgJZaI4/TVyp-QUX2zI/AAAAAAAAA0I/JUptggF6FA8/s1600/5.JPG -
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
5/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 5
Dapat difermentasi menghasilkan alkohol (etanol) denganreaksi sebagai berikut:
C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2
Fruktosa
D-Fruktosa
CH2OH
C
C
C
C
CH2OH
H
H
H
O
OH
OH
HO
Fruktosa adalah suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar
cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa.
Fruktosa mempunyai rasa lebih manis dari pada gula tebu atau
sukrosa. Fruktosa dapat dibedakan dari glukosa dengan pereaksi
seliwanoff, yaitu larutan resorsinol (1,3 dhidroksi-benzena) dalam
asam clorida. Disebut juga sebagai gula buah, dperoleh dari
hdrolisis sukrosa; dan mempunyai sifat:
Memutar bidang polarisasi cahaya ke kiri (-92.40C) Dapat mereduksi larutan fehling dan membentuk endapan
merah bata
Dapat difermentasi
- Sifat dari gugus-gugus penyusun glukosa dan fruktosa
GugusHidroksil
Pada suatu gugus hidroksil, satu atom karbon terikat dengan satu atom oksigen yang
kemudian terikat dengan kerangka karbon molekul organik. Senyawa organik yangmengandung karboksil disebut alkohol. Gugus hidroksil bersifat polar sebagai akibat atom
oksigen elektronegatif yang menarik elektron kearah dirinya sendiri. Akibatnya, molekul air
tertarik ke gugus hidroksil dan hal ini membantu melarutkan senyawa organik yang
mengandung gugus seperti ini. Gula, misalnya, kelarutannya dalam air terjadi karena adanya
gugus hidroksil.
Gugus Karbonil
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
6/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 6
Gugus karbonil terdiri atas sebuah atom karbon yang dihubungkan dengan sebuah atom
oksigen dengan iktatan ganda. Jika gugus karbonil itu berada pada ujung kerangka suatu
karbon, senyawa organic tersebit disebut aldehid, jika tidak senyawa tersebut disebut keton.
Karbonil adalah gugus polar sehingga mempunyai titik didih yang lebih tinggi dibandingkan
dengan hidokarbon dengan berat molekul yang sama. Namun, aldehid dan keton tidak dapat
membentuk ikatan hydrogen yang kuat antara molekul-molekulnya sendiri sehingga mereka
memiliki titik didih yang lebih rendah daripada alkohol yang berat molekulnya setara.
Melalui gugus karbonil aldehida dan keton dapat membentuk iktan hydrogen dengan molekul
air. Oleh karenanya, aldehid dan keton dengan berat molekul rendah mempunyai kelarutan
tinggi dalam air. Aseton dan aldehid larut sempurna dalam air pada semua perbandingan.
- Cara mendeteksiUntuk mengidentifikasi gugus fungsi pada senyawa glukosa dan monosakarida, dapat
digunakan metode spektroskopi inframerah. Spektroskopi infra merah adalah salah satu
metode yang sangat pentingdalam kimia modern, terutama dalam analisis struktur senyawa
organik. SpektraIR memberikan informasi tentang jenis gugus fungsional yang terdapat
dalamsuatu senyawa sehingga dapat diperkirakan gugus-gugus apa saja yangterkandung
dalam senyawa tersebut. Inframerah mempunyai yang lebih panjangdibanding UVVis,
sehingga tenaga radiasinya lebih kecil. Tenaga infra merahhanya dapat menyebabkan vibrasi
ikatan pada molekul. Energi vibrasi darikebanyakan molekular adalah berhubungan dengan
infra merah dari spektrumelektromagnetik.Bila sinar infra merah dilewatkan melalui senyawa
organik maka sebagiandari frekuensi sinar diserap, dan yang lain diteruskan ataupun
ditransmisikan.Frekuensi adsorbsi IR dilaporkan sebagai bilangan gelombang atauwave
number yaitu jumlah gelombang per cm.Bagian utama dari spektrofotometri infra merah
adalah sumber cahayainfra merah, monokromator, dan detektor. Cahaya dari sumber
dilewatkan melaluicuplikan, dipecah menjadi frekuensi dalam monokromator yang diukur
olehdetektor.Banyaknya gugus identik dalam sebuah molekul mengubah kuat reaktif pita
absorbsinya dalam suatu spektrum. Misalnya, suatu gugus tunggal dalamsebuah molekul
menghasilkan absorbs yang agak kuat, sedangkan absorbsi suatugugus CH tunggal relatif
lemah. Tetapi jika suatu senyawa mempunyai banyak ikatan CH, maka efek gabungan dari
absorbsi CH ini adalah akan menghasilkansuatu puncak yang bersifat medium bahkan kuat.
Berikut adalah spectra inframerah dari glukosa dan fruktosa
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
7/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 7
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
8/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 8
Dari spectra yang ada dapat dilihat untuk
a. Glukosa
Gugus karbonil (aldehid) tampak pada rentang 2690-2840 wavenumber/cm-1.
Gugus Hidroksil tampak pada rentang 3580-3650 wavenumber/cm-1.
b. Glukosa
Gugus karbonil (keton) tampak pada rentang 2690-2840 wavenumber/cm-1.
Gugus Hidroksil tampak pada rentang 3580-3650 wavenumber/cm-1.
- Analisis fruktosa dapat menyebabkan kanker, lebih berbahaya dari glukosaSel tumor pankreas memanfaatkan fruktosa untuk membelah dan berkembang biak.
Menurut penelitian oleh U.S researchers, ternyata berlaku juga untuk semua gula. Sel tumor
memakan glukosa dan fruktosa dengan dua cara berbeda. Sel kanker mudah untuk
memetabolisme fruktosa untuk meningkatkan proliferasi (berkembang biak). Namun
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
9/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 9
berdasarkan penelitian, orang yang tidak mengkonsumsi fruktosa secara berlebih akan
mengambat perkembangan tumor pangkreas.
Glukosa merupakan sumber tenaga yang terdapat dimana-mana dalam biologi.
Glukosa dapat dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah
tersedia bagi system biokimia primitif. Glukosa tidak mudah bereaksi secara nonspesifik
dengan gugus amino suatu protein. Reaksi tersebut (glikosilasi) merusak fungsi berbagai
enzim. Rendahnya laju glikosilasi ini dikarenakan glukosa yang kebanyakan berada dalam
isomer siklik yang kurang reaktif. Meski begitu, komplikasi akut tetap saja mungkin terjadi
disebabkan glikosilasi protein.
Fruktosa disimpan sebagai cadangan dalam hati untuk digunakan bila tubuh
membutuhkan dan juga untuk mengurangi kerusakan hati. Fruktosa dapat dikonsumsi oleh
para penderita diabetes karena transportasi fruktosa ke sel-sel tubuh tidak membutuhkan
insulin, sehingga tidak mempengaruhi keluarnya insulin. Di samping itu, kelebihan fruktosa
adalah memiliki kemanisan 2,5 kali dari glukosa.
Berdasarkan data tersebut analisisnya kenapa fruktosa lebih berbahaya, yaitu karena
fruktosa mengendap dalam hati. Fruktosa hanya dipakai jika dibutuhkan oleh tubuh. Lain
halnya dengan glukosa yang langsung digunakan untuk membentuk energi. Sisanya glukosa
akan menjadi lemak dalam tubuh. Selain itu glukosa juga tidak mudah reaktif. Dengan
menumpuknnya fruktosa menjadi makanan buat sel tumor atau kanker pada pankreas,
sehingga mempercepat perkembangannya.
Berdasarkan tabel dari jurnal Fructose Induces Transketolase Flux to Promote
Pancreatic Cancer Growth oleh terlihat bahwa tidak terlihat perbedaan yang signifikan
tingkat perkembangbiakan dari F (fruktosa) dan G (glukosa) pada kanker pankreas. Namun
dapat dilihat dari gambar siklus metabolisme dari glukosa dan sukrosa dibawah :
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
10/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 10
Dari siklus A glukosa sudah terinduksi terlebih dahulu sebelum mencapai fase fruktosa.
Sementara itu, pada siklus B (fruktosa) langsung masuk ke fase fruktosa. Fruktosa kemudia
terinduksi menjadi pentosa dan transketolase. Transketolase lah yang menyebabkan tingkat
perkembangbiakan sel kanker semakin tinggi.
Glukosa dan fruktosa termasuk dalam golongan heksosa. Penomoran
diberikan berdasarkan aturan yang ada dalam gugus fungsinya,
yaitu aldehid atau keton. Jelaskan. Jelaskan juga aturan penamaan
untuk senyawa aldehid dan keton. Jelaskan reaksi apa saja yang bisa
terjadi pada senyawa aldehid dan keton. Apakah reaksi yang sama
bisa juga terjadi pada senyawa monosakarida? Jelaskan.
Jawab:
1. Aturan penamaan untuk senyawa aldehid dan keton.A. Aldehida
IUPAC
Nama aldehida diturunkan dari nama alkana induknya dengan mengubah hurufakhira menjadial. Rantai induk harus berisi gugus CHO. Atom karbon pada
CHO diberi nomor 1, tetapi nomor tidak perlu dicantumkan.
Gugus aldehid (CHO) yang menempel pada cincin benzene akhirnya menjadicarbaldehyde.
Trivial
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
11/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 11
Nama trivial asam karboksilat induknya dengan mengubah imbuhan asam
oat atau asamat menjadi akhiranaldehida.
Aturan :
1. Aldehida yang mengandung atom karbon sebanyakE5 kerap kali dinamai dengannama umum, yaitu nama yang diturunkan dari nama umum asam karboksilat
dengan mengganti akhiran at dengan aldehida. Untuk menunjukkan posisi
substituen (gugus samping/cabang) digunakan huruf Yunani.
2. Nama IUPAC aldehida diturunkan dari nama rantai induk alkana denganmengganti akhiran adenganal.
3. Jika rantai karbon aldehida mengikat substituen, penomoran rantai utama dimulaidari atom karbon karbonil.
4. Jika gugusCHO terikat langsung pada suatu cincin maka senyawa dinamai denganmemberikan akhiran karboksaldehida atau karbaldehidapada nama sikloalkananya.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
12/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 12
B. KetonIUPAC
Nama keton diturunkan dari alkana induknya, huruf akhira diubah menjadi
on. Rantai induk merupakan rantai yang terpanjang dan memiliki gugus keton.
Penomoran dimulai dari karbon yang paling dekat dengan gugus keton.
Trivial
Gugus alkil atau aril yang terikat pada karbonil dinamai, kemudian ditambah
kata keton. Kecuali: aseton.
Aturan :
1. Nama IUPAC untuk keton diturunkan dari nama alkana rantai induknya denganmengganti akhiran a dengan on. Posisi gugus karbonil ditunjukkan dengan nomor
serendah mungkin dan diletakkan sebelum nama induk.
2. Nama umum keton terbentuk dari dua gugus alkil yang terikat pada gugus karbonildiikuti dengan kata keton.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
13/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 13
2. Jika gugus keton ada di antara gugus fungsi lain yang lebih diutamakan maka untukmenunjukkannya digunakan awalan oksodengan suatu nomor yang sesuai.
3. Reaksi pada senyawa aldehid dan keton.A. Reaksi Adisi
Suatu gugus karbonil dapat diserang oleh nukleofil atau elektrofil.
Kebanyakan reaksi adisi gugus karbonil melibatkan protonasi oksigen. Protonasi akan
menambah muatan positif pada karbon di gugus karbonil, sehingga karbon tersebut
lebih mudah untuk diserang oleh nukleofil. Reaksi adisi yang melibatkan nukleofil
lemah dikatalisasi oleh asam.
Reaksi dengan Air
Air dapat mengadisi suatu gugus karbonil untuk membentuk suatu 1,1-diol
yang disebut sebagai gem-diol atau hidrat. Reaksi ini bersifat reversible, dimana
kesetimbangan terletak pada sisi karbonil.
Mekanisme reaksi adisi dengan air (hidrasi) terdiri dari dua tahap. Tahap
pertama adalah serangan nukleofil OH ke gugus karbonil. Tahap kedua adalah
protonasi oksigen sehingga menghasilkan hidrat dan OH.
Jika reaksi hidrasi dilakukan dengan menggunakan katalis asam, produk
sampingan yang dihasilkan adalah H3O+. Reaksi tersebut dapat digambarkan sebagai
berikut:
Reaksi dengan Alkohol
Reaksi adisi alkohol terhadap gugus karbonil bersifat reversible, dimana
kesetimbangan terletak pada sisi karbonil. Adisi satu molekul alkohol akan
membentuk produk yang disebut sebagai hemiasetal atau hemiketal. Adisi dua
molekul alkohol akan membentuk produk yang disebut sebagai asetal atau ketal, yang
gem-diol
gem-diol
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
14/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 14
diikuti dengan hilangnya air. Reaksi adisi dengan alkohol dikatalis oleh asam kuat.
Secara umum, reaksi adisi alkohol untuk membentuk suatu asetal akan menghasilkan
hemiasetal sebagai intermediate.
Mekanisme reaksi antara aldehida dengan alkohol meliputi proses protonasi
dan deprotonasi dari gugus karbonil. Tahap pertama adalah protonasi dan deprotonasi
oksigen untuk menghasilkan hemiasetal. Tahap kedua adalah protonasi dan
deprotonasi oksigen pada hemiasetal untuk menghasilkan asetal, yang disertai dengan
lepasnya H2O.
Reaksi dengan Hidrogen Sianida
Hidrogen sianida (HCN) dapat mengadisi ke gugus karbonil suatu aldehida
sehingga membentuk produk yang disebut sebagai sianohidrin. Adisi HCN
membutuhkan kondisi reaksi yang sedikit basa untuk menambah besar konsentrasi ion
sianida (CN), sehingga adisi berlangsung dengan serangan nukleofilik CNke gugus
karbonil. Nukleofil kuat seperti CNtidak membutuhkan katalis untuk reaksinya.
Mekanisme reaksi adisi dengan HCN terdiri dari dua tahap. Tahap pertama
adalah serangan nukleofil CN ke gugus karbonil. Tahap kedua adalah protonasi
okseigen sehingga menghasilkan sianohidrin dan CN
.
Reaksi Reagen Grignard
Berbeda dengan reaksi adisi sebelumnya, reaksi dengan reagen Grignard
adalah reaksi yang bersifat irreversible. Reaksi dengan reagen Grignard merupakansuatu metode untuk mensistensis alkohol. Reagen Grignard adalah nukleofil, karena
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
15/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 15
ikatan karbon-magnesium sangat terpolarkan dengan kerapatan elektron yang tinggi
pada karbon.
Mekanisme reaksi dengan reagen Grignard terdiri dari dua tahap. Tahap
pertama adalah reaksi antara reagen Grignard dengan gugus karbonil. Tahap kedua
adalah hidrolisis MgX+untuk menghasilkan alkohol.
B. Reaksi Adisi-EliminasiDalam reaksi adisi-eliminasi, beberapa reagen mengalami adisi ke dalam
gugus karbonil. Kemudian, reaksi ini diikuti dengan eliminasi air atau molekul kecil
lain untuk menghasilkan produk yang memiliki ikatan rangkap.
Reaksi dengan Amina Primer
Amina primer (RNH2) dapat mengadisi suatu gugus karbonil untuk
membentuk suatu suatu senyawa dengan gugusan C=N yang disebut sebagai imina.
Reaksi ini bersifat reversible dan dikatalis oleh runutan asam. Reaksi pembentukan
imina tergantung pada pH. Pada pH yang terlalu rendah (asam), amina akan
terprotonasi sehingga tidak terjadi adisi nukleofil. Pada pH yang terlalu tinggi (basa),
karbinolamina tidak terprotonasi sehingga tidak terbentuk imina. pH optimum untuk
reaksi ini adalah sekitar pH 45.
Reaksi pembentukan imina diawali dengan adisi amina nukleofil pada gugus
karbonil, yang diikuti dengan lepasnya proton dari nitrogen dan diperolehnya proton
oleh oksigen. Kemudian, reaksi eliminasi yang merupakan protonasi gugus OH yang
kemudian lepas menjadi air.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
16/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 16
Reaksi dengan Amina SekunderAmina seknder (R2NH) dapat mengadisi suatu gugus karbonil untuk
membentuk suatu suatu senyawa dengan gugusan C=N yang disebut sebagai enamina.
Enamina terbentuk dengan lepasnya sebuah proton dari atom karbon ke nitrogen,
sehingga menghasilkan ikatan rangkap antara karbon dan .
Reaksi dengan Hidrazina dan Senyawa Sehubungan
Imina mudah terhidrolisis. Tahap awal hidrolisis adalah protonasi nitrogen
imina. Jika suatu gugus elektronegatif terikat pada nitrogen imina tersebut, maka
kebasaan nitrogen akan berkurang dan hidrolisis terkurangi.
Reaksi dengan Fosfonium Ilida (Reaksi Wittig)
enamina
ion iminium
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
17/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 17
Reaksi Wittig merupakan nama untuk sintesis alkena dari senyawa karbonil
dengan menggunakan fosfonium ilida. Ilida adalah suatu molekul dengan muatan (+)
dan () berdampingan.
Mekanisme reaksi Wittig melibatkan serangan nukleofil pada gugus karbonil
oleh karbon negatif dari ilida tersebut. Produk adisi tersebut merupakan betaina, yaitu
suatu molekul dengan muatan (+) dan () yang tidak berdekatan. Betaina kemudian
mengalami siklinasi dan eliminasi trifenilfosfina untuk membentuk alkena.
C. Reaksi OksidasiAldehida
Aldehida mudah mengalami oksidasi sehingga membentuk asam karboksilat
(COOH). Reaksi oksidasi diawali dengan pembentukan intermediate gem-diol atau
hidrat, yang kemudian bereaksi lagi sehingga membentuk asam karboksilat.
Keton
Keton tidak mudah mengalami oksidasi. Keton tidak memiliki ikatan H pada
gugus karbonilnya, sehingga keton menjadi tidak reaktif. Keton tidak bereaksi dengan
kebanyakkan zat pengoksidasi, namun bereaksi lambat ketika direaksikan dengan
alkali panas KMnO4. Ikatan CC yang berada pada sebelah gugus karbonil akan putus
dan terbentuk asam karboksilat.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
18/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 18
D. Reaksi ReduksiSuatu aldehida dapat direduksi menjadi suatu alkohol, hidrokarbon, atau
amina. Produk reduksi tergantung pada bahan pereduksi dan struktur aldehida yang
bereaksi.
Hidrogenasi
Reaksi hidrogenasi dari gugus karbonil memerlukan kalor dan tekanan. Reaksi
reduksi dari aldehida akan menghasilkan alkohol primer. Jika suatu senyawa memiliki
ikatan rangkap dan gugus karbonil, maka gugus karbonil tidak dapat dihidrogenasi
tanpa mereduksi ikatan rangkapnya. Hidrogenasi gugus karbonil tanpa mereduksi
ikatan rangkap karbon harus dilakukan dengan menggunakan hidrida logam.
Hidrida Logam
Jika ini mereduksi gugus karbonil tanpa mereduksi ikatan rangkap karbon,
maka reaksi dilakukan dengan menggunakan hidrida logam. Namun, ikata C=C yang
berkonjugasi dengan gugus karbonil bisa tereduksi juga. Hidrida logam yang
digunakan misalnya adalah LAH, NaBH4, DBAH, dan [(CH3)2CHCH2]2AlH.
Reaksi reduksi dengan hidrida logam diawali dengan penyerangan gugus
karbonil dengan ion hidrida negatif. Kemudian, intermediate tersebut diolah dengan
air supaya alkohol terbebas dari garamnya.
Reduksi Wolff-Kishner dan Clemmensen
Reduksi Wolff-Kishner dan reduksi Clemmensen akan mereduksi gugus
karbonil C=O menjadi CH2 (alkana). Dalam reduksi Wolff-Kishner, aldehida yang
direaksikan dengan hidrazina diubah menjadi hidrazon. Hidrazon kemudian diolah
dengan basa kuat seperti kalium hidroksida atau kalium t-butoksida dalam pelarut
DMSO. Oleh karena itu, reaksi ini hanya berlaku pada senyawa karbonil yang stabil
dalam kondisi basa.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
19/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 19
Reduksi Clemmensen dilakukan untuk senyawa karbonil yang tidak stabil
dalam suasana basa. Sebagai reagen, digunakan amalgam seng.
4. Reaksi pada senyawa monosakarida.Senyawa monosakarida merupakan senyawa yang mempunyai gugus
aldehida atau gugus keton di dalam strukturnya. Seperti senyawa aldehida dan
keton, monosakarida juga bisa mengalami reaksi oksidasi dan reduksi.
A. Reaksi OksidasiSuatu gugus aldehida sangat mudah dioksidasi menjadi gugus karboksil. Gula
pereduksi merupakan gula yang dapat dioksidasi oleh zat pengoksidasi lembut seperti
reagensia Tollens, suatu larutan basa dan Ag(NH3)2+. Bentuk-bentuk hemiasetal siklik
dari semua aldosa mudah dioksidasi karena berada dalam kesetimbangan dengan
bentuk aldehida rantai terbukanya.
Oksidasi aldosa
Oksidasi ketosa (fruktosa)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
20/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 20
Asam aldonat
Produk okidasi dari gugus aldehida suatu aldosa adalah suatu asam
polihidroksi karboksilat yang disebut asam aldonat. Pengoksidasi yang digunakan
adalah reagensia Tollens. Namun, suatu reagensia yang lebih mudah dan murah untuk
reaksi sintetik adalah larutan brom yang dibufer (disangga).
Asam aldarat
Asam aldarat merupakan suatu asam polihidroksi dikarboksilat, yaitu produk
oksidasi dari gugus aldehida dan alkohol suatu aldosa. Asam aldarat dapat dengan
mudah membentuk lakton. Zat pengoksidasi kuat (HNO3), mengoksidasi gugus
aldehidadan juga gugus hidroksil ujung (suatu alkohol primer) dari monosakarida.
Asam uronat
Adalah produk oksidasi dengan enzim, di mana yang dioksidasi hanya gugus
CH2OH ujung, sedangkan gugus aldehidanya tidak teroksidasi.
D-glukosa Asam D-glukonat
Suatu asam aldonat
D-glukosaAsam D-glukaratsuatu asam aldarat
Br2+ H2O
pH 5-6
HNO3
Kalor
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
21/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 21
B. Reaksi ReduksiBaik aldosa maupun ketosa dapat direduksi oleh zat pereduksi karbonil,
seperti hidrogen dan katalis atau suatu hidrida logam, menjadi polialkohol yang
disebut alditol. Akhiran untuk nama dari salah satu polialkohol ini ialah itol. Produk
reduksi D-glukosa disebut D-glukositol (D-glucitol) atau sorbitol.
C. Reaksi pada Gugus HidroksilGugus-gugus hidroksil dalam karbohidrat bertabiat serupa dengan dalam
gugus-gugus alkohol lain. Gugus ini dapat diesterifikasi oleh asam karboksilat atau
oleh asam anorganik dan dapat digunakan untuk membentuk eter. Karbohidrat dapat
juga membentuk diol dan membentuk asetal atau ketal siklik dengan aldehida atau
keton.
Pembentukan Asetat
Suatu reagen yang lazim untuk esterifikasi alkohol ialah anhidrida asam asetat,
dengan natrium asetat atau piridina sebagai suatu katalis basa. Jika reaksi itu
dilakukan di bawah 0oC, reaksi asilasi akan lebih cepat daripada antara pengubahan
anomerik -. Pada kondisi ini baik - ataupun - pentasetat, dengan - pentasetat
lebih melimpah.
[O]
enzime
D-glukosaAsam D glukoronat
suatu asam uronat
D-glukosaD-glusitol
(sorbitol)
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
22/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 22
Pembentukan Eter
Dimetil sulfat adalah suatu ester anorganik dengan gugus pergi yang sangat
baik. Senyawa ini digunakan untuk membentuk eter metil.
Bila suatu mono sakarida diolah dengan dimetil sulfat yang berlebih dan
NaOH, semua gugus hidroksil (termasuk gugus OH hemiasetal atau hemiketal)
diubah menjadi gugus metoksil.
Dalam suatu sintetis eter Williamson yang lazim (RO+ RX ROR + X),
alkoksida harus dibuat dengan suatu basa yang lebih kuat daripada NaOH. Dalam hal
karbohidrat, NaOH merupakan basa yang cukup kuat untuk menghasilkan in
alkoksida. (Efek induktif dari oksigen-oksigen yang elektronegatif pada karbon-
karbon yang berdekatan membuat tiap gugus hidroksil lebih asam daripada suatu
gugus hidroksil dalam suatu alkohol biasa). Karena ikatan lebih stabil dalam basa,
konfigurasi pada karbon anomerik dari suatu glikosida tidak berubah dalam reaksi
metil ini.
Pembentukan Asetal dan Asetal siklik
Karena karbohidrat mengandung banyak gugus OH, kadang-kadang
diinginkan untuk memblokade beberapa diantaranya sehingga dapat dilaksanankan
reaksi selektif pada gugus-gugus hidroksil yang lain. Asetal dan ketal merupakan dua
gugus blokade yang lazim. Misalnya, suatu aldehida, seperti benzaldehida, bereaksi
NaO2CCH3
dingin
(CH3CO)2O
-D-glukopiranosa Penta-O-asetil--D-glukopiranosa
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
23/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 23
dengan gugusan 1,3-diol dalam molekul gula. Aldehida dan keton lain dapat bereaksi
secara pilih-pilih pada gugus diol yang berlainan. (dalam beberapa hal, produknya
adalah ciincin furanosa, bukannya piranosa). Produk-produk yang berbeda-beda
timbul karena adanya efek elektronik dan sterik yang hampir tak terbedakan.
Dalam pengubahan L-sorbosa secara komersial menjadi vitamin C, digunakan
aseton untuk memblokade empat gugus hidroksil sehingga dapat dioksidasi suatu
gusus CH2OH tunggal.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
24/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 24
Fruktosa disebut juga dengan senyawa levulosa. Bagaimana dengan
glukosa dan galaktosa, apakah sama? Hubungkan dengan sifat
kiralitas dari monosakarida. Monosakarida dapat bergabung
menjadi disakarida atau polisakarida. Jelaskan apa saja yang
termasuk ke dalam disakarida ataupun polisakarida. Selain itu ada
juga yang disebut dengan gula termodifikasi, jelaskan dan berikan
contoh.
Jawab:
Kiralitas dari monosakarida. Glukosa dan galaktosa apakah sama ?
Suatu molekul organik disebut molekul kiral jika terdapat minimal satu atom C
yang mengikat empat gugus yang berlainan. Molekul-molekul kiral memiliki sifat yang
sangat unik yaitu sifat optis. Artinya suatu molekul kiral memiliki kemampuan untuk
memutar bidang cahaya terpolarisasi pada alat yang disebut polarimeter. Pemutaran dapat
berupa dextro-rotary (+) bila arahnya sesuai arah jarum jam; atau levo-rotary () bila
arahnya berlawanan jarum jam.
Senyawa fruktosa mengalami pemutaran ke kiri atau berlawanan arah jarum jam
(levo-rotary) dengan putaran jenis 92,4. Hal ini membuat fruktosa disebut sebagai
senyawa levulosa. Lain halnya dengan glukosa dan galaktosa. Glukosa dan galaktosa
mengalami pemutaran ke kanan atau searah jarum jam (dextro-rotary). Glukosa memiliki
putaran jenis +52,7 dan galaktosa memiliki putaran jenis +80,2. Maka, glukosa dan
galaktosa disebut sebagai senyawa dextrosa.
Glukosa dan galaktosa mempunyai rumus molekul yang sama, namun memiliki
kiralitas yang berbeda pada C-3 dan C-4 yaitu karbon ke 3 karbon ke-4.
- Jelaskan yang termasuk ke dalam monosakarida atau polisakarida
Disakarida
Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yangdihubungkan
oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu monosakarida dengan
atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakaridaakan menghasilkan 2 mol
monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di alam.
1. Maltosa
Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari hidrolisis parsial tepung(amilum).Maltosa tersusun dari molekul -D-glukosa dan -D-glukosa.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
25/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 25
Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antarunit
yaitumenghubungkan C 1 dari -D-glukosa dengan C 4 dari -D-glukosa. Konfigurasi
ikatanglikosida pada maltosa selalu karena maltosa terhidrolisis oleh -glukosidase.
Satumolekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa. Dari struktur maltosa,
terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antar unit yaitumenghubungkan C 1 dari -D-
glukosa dengan C 4 dari -D-glukosa. Konfigurasi ikatan glikosida pada maltosa selalu
karena maltosa terhidrolisis oleh -glukosidase. Satu molekul maltosa terhidrolisis menjadi
dua molekul glukosa.
2. Sukrosa
Sukrosa terdapat dalam gula tebu dan gula bit. Dalam kehidupan sehari-hari sukrosadikenal
dengan gula pasir. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosa yangdihubungkan
oleh ikatan 1,2.
Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan-D-glukosa dan -D-fruktosa.
Campuran gula ini disebutgula inversi, lebih manis daripada sukrosa.Jika kita perhatikan
strukturnya, karbon anomerik (karbonkarbonil dalam monosakarida) dari glukosa
maupunfruktosa di dalam air tidak digunakan untuk berikatansehingga keduanya tidak
memiliki gugus hemiasetal.Akibatnya, sukrosa dalam air tidak berada dalamkesetimbangan
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
26/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 26
dengan bentuk aldehid atau keton sehinggasukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan
merupakangula pereduksi.
3. Laktosa
Laktosa adalah komponen utama yang terdapat pada air susu ibu dan susu sapi.
Laktosatersusun dari molekul -D-galaktosa dan -D-glukosa yang dihubungkan oleh
ikatan1,4'-
Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan,akan
memberikan jumlah ekivalen yang sama dari -D-glukosa dan -D-galaktosa.Apabila enzim
ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat mencernakan susu. Keadaanini dikenal dengan
penyakit galaktosemia yang biasa menyerang bayi. Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan
enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan,akan memberikan jumlah ekivalen yangsama dari -D-glukosa dan -D-galaktosa.Apabila enzim ini kurang atau terganggu, bayi
tidak dapat mencernakan susu. Keadaanini dikenal dengan penyakit galaktosemia yang biasa
menyerang bayi.
Polisakarida
Polisakarida merupakan polimer yang disusun oleh rantai monosakarida. Berdasarkan
fungsinya polisakarida dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu polisakarida struktural
dan polisakarida nutrien.
Sebagai komponen struktural, polisakarida berperan sebagai pembangun dan penyusun
komponen organel sel serta sebagai molekul pendukung intrasel. Polisakarida yang termasuk
golongan ini adalah selulosa(ditemukan dalam dinding sel tanaman), kitin yang dibangun
oleh turunan glukosa yaitu glukosamin diketemukan pada cangkang udang, kepiting dan
lainnya.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
27/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 27
Selulosa sebagai salah satu polisakarida struktural merupakan polimer yang tidak bercabang,
terbentuk dari monomer -D-glukosa yang terikat bersama-sama dengan ikatan (1 4)
glikosida. Jumlah rantai atau -D-glukosa beraneka ragam, untuk beberapa jenis mencapai
ribuan unit glukosa. Ikatan (14) glikosida yang dimiliki selulosa membuatnya lebih
cenderung membentuk rantai lurus, hal ini disebabkan ikatan glikosida yang terbentuk hanya
sejenis yaitu (14)glikosida, perhatikan Gambar di bawah ini
Polisakarida struktural lainnya seperti glikogen memiliki struktur yang lebih kompleks dan
tersusun atas rantai glukosa homopolimer dan memiliki cabang. Setiap rantai glukosa
berikatan (14) dan ikatan silang (16) glikosida pembentuk cabang, dengan adanya
cabang bentuk Glikogen menyerupai batang dan ranting pepohonan seperti ditunjukkan
Gambar 14.16.
nutrien merupakan sumber dan cadangan monosakarida. Polisakarida yang termasuk
kelompok ini adalah pati, selulosa dan glikogen. Setiap jenis polisakarida memiliki jumlah
monomer atau monosakarida yang berbeda, demikianpula dengan ikatan yang
menghubungkan setiap monosakarida yang satu dengan yang lainnya, perhatikan Tabel 14.2.
Tabel 14.2. Polisakarida dengan monomer dan jenis ikatan glikosidanya.
Pati adalah polisakarida nutrien yang tersedia melimpah pada sel tumbuhan dan beberapa
mikroorganisme. Pati umumnya berbentuk granula dengan diameter beberapa mikron.
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
28/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
Kimia Organik 2 Page 28
Granula pati mengandung campuran dari dua polisakarida berbeda, yaitu amilum dan
amilopektin. Jumlah kedua poliskarida ini tergantung dari jenis pati. Pati yang ada dalam
kentang, jagung dan tumbuhan lain mengandung amilopektin sekitar 75 80% dan amilum
sekitar 20-25%.
Komponen amilum merupakan polisakarida rantai lurus tak bercabang terdiri dari molekul D-
Glukopiranosa yang berikatan (1 4) glikosida. Struktur rantai lurus ini membentuk
untaian heliks, seperti tambang perhatikan Gambar 14.17.
Polisakarida yang banyak digunakan dalam industri makanan adalah agar, alginate,
carragenan dan Carboxymethyl Cellulose (CMC). Agar merupakan hasil isolasi polisakarida
yang terdapat dalam rumput laut dan banyak dimanfaatkan sebagai media biakan mikroba.
Agar juga merupakan bahan baku/tambahan dalam industri pangan. Hal ini dikarenakan
adanya beberapa sifat dan kegunaan agar seperti; tidak dapat dicerna, membentuk gel, tahan
panas serta dapat digunakan sebagai emulsifier (pengemulsi) dan stabilizer (penstabil) adonan
yang berbentuk koloid.
Alginat diperoleh dari ekstraksi alga coklat (Phaeophyceae) dalam kondisi alkali. Alginat
berfungsi sebagai penstabil dan pembentuk gel. Carrageenan banyak digunakan untuk
menaikkan kekentalan dan menstabilkan emulsi. Sejumlah 0,03 % carrageenan biasanya
ditambahkan pada coklat untuk mencegah pemisahan lemak dan menstabilkan suspensi
partikel kakao.
Carboxymethyl Cellulose (CMC) merupakan hasil modifikasi selulosa dengan menambahkan
gugus karboksi metil, CMC disintesa dari selulosa dengan menambahkan kloroasetat dalam
suasana basa. CMC berfungsi sebagai pengikat dan dipergunakan untuk memperbaiki tekstur
produk-produk seperti : jelly, pasta, keju, dan ice cream.
Jelaskan gula termodifikasi dan berikan contohnya.
Gula termodifikasi adalah komponen penting dari karbohidrat, glikoproten dan glikolipidkompleks. Terdapat dua jenis gula termodifikasi yaitu deoksi dan amino. Pada gula deoksi
-
7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011
29/29
Makalah Jawaban Pemicu 1
gugus OH diganti oleh H atauCH2OH oleh CH3. Biasanya terjadi pada C2dan pada C6.
Pada gula amino OH diganti oleh NH2, biasanya pada C2. Gugus amino akan ter-asetilasi
dan menurunkan N-asetil.