mata kuliah alkohol

23
Substitusi Reaksi substitusi adalah reaksi penggantian suatu atom atau gugus atom oleh atom atau gugus atom lain yang terdapat dalam suatu molekul. Dalam hal ini kita akan membahas reaksi substitusi nukleofilik, reaksi substitusi alkohol, reaksi substitusi eter, dan reaksi substitusi epoksida. A. Reaksi Substitusi Nukleofilik Reaksi antara suatu alkil dan ion hidroksida adalah suatu reaksi substitusi nukleofilik. Bila alkil halida primer dipanasi dengan natrium hidroksida dalam air, terjadi reaksi dengan jalan SN2. Alkohol primer dapat diperoleh dengan rendemen baik oleh teknik ini. Karena alkil halida sekunder dan tersier mungkin juga menghasilkan produk-produk eliminasi, maka halida ini umumnya tidak berguna untuk mengsintesis alkohol. CH 3 CH 2 CH 2 Br + OH - CH 3 CH 2 CH 2 OH + Br 1-bromopropana 1-propanol suatu alkil halida primer suatu alkohol primer B. Reaksi Substitusi Alkohol Dalam larutan asam, alkohol dpat mengalami reaksi substitusi dan melepas air kalor H 2 SO 4

Upload: muhamad-ghadafi

Post on 03-Aug-2015

187 views

Category:

Documents


10 download

DESCRIPTION

Alkohol adalah suatu senyawa yang mempunyai gugus -OH

TRANSCRIPT

Page 1: Mata Kuliah Alkohol

Substitusi

Reaksi substitusi adalah reaksi penggantian suatu atom

atau gugus atom oleh atom atau gugus atom lain yang terdapat

dalam suatu molekul. Dalam hal ini kita akan membahas reaksi

substitusi nukleofilik, reaksi substitusi alkohol, reaksi substitusi eter,

dan reaksi substitusi epoksida.

A. Reaksi Substitusi Nukleofilik

Reaksi antara suatu alkil dan ion hidroksida adalah suatu

reaksi substitusi nukleofilik. Bila alkil halida primer dipanasi dengan

natrium hidroksida dalam air, terjadi reaksi dengan jalan SN2.

Alkohol primer dapat diperoleh dengan rendemen baik oleh teknik

ini. Karena alkil halida sekunder dan tersier mungkin juga

menghasilkan produk-produk eliminasi, maka halida ini umumnya

tidak berguna untuk mengsintesis alkohol.

CH3CH2CH2Br + OH- CH3CH2CH2OH + Br –

1-bromopropana 1-propanol

suatu alkil halida primer suatu alkohol primer

B. Reaksi Substitusi Alkohol

Dalam larutan asam, alkohol dpat mengalami reaksi substitusi

dan melepas air

CH3CH2CH2CH2−OH + HBr CH3CH2CH2CH2−Br + H2O

1-butanol 1-bromobutana(95%)

CH3CH2CH−OH + HCl CH3CH2C−HCl + H2O

kalor

kalor

H2SO4

CH3 CH3ZnCl2

Page 2: Mata Kuliah Alkohol

2-butanol 2-klorobutana(66%)

(CH3)3C−OH + HCl (CH3)3C−Cl + H2O

t-butil alkohol t-butil klorida(88%)

Tidak seperti alkil halida, alkohol tak dapat menjalani

substitusi dalam larutan netral atau basa. Mengapa tidak?

Alasannya ialah pada umumnya suatu gugus pergi haruslah basa

yang cukup lemah. Dalam bab 5, kita saksikan bahwa Cl -, Br -, dan I -

merupakan gugus pergi yang baik dan mudah digantikan dari dalam

alkil halida. Ion-ion ini adalah basa yang sangat lemah. Namun OH,

yang akan menjadi gugus pergi dari suatu alkohol dalam larutan

netral atau basa adalah basa kuat dan karenanya merupakan gugus

pergi yang sangat buruk.

CH3CH2−Br + OH - CH3CH2OH + Br –

CH3CH2−OH + Br - tidak ada reaksi

Dalam larutan asam, alkohol diprotonkan. Reaksi ini berupa

kesetimbangan basa dengan alkoholnya bertindak sebagai

basa.tipenya sama dengan reaksi yang terjadi antara air dan

sebuah proton.

H – O: + HCl H – O+− H + Cl-

¨ ¨

R – O: + HCl R – O+− H + Cl-

¨

Gugus pergi yang baik

Gugus pergi yang jelek

H H

H H

Page 3: Mata Kuliah Alkohol

Suatu alkohol suatu ion oksonium

Reaksi SN1 (Alkohol sekunder dan tersier)

Reaksi SN2 (Alkohol primer dan metil alkohol)

Reaksi dengan Tionil Klorida (SOCl2)

Reaksi alkohol primer lewat ester anorganik (SN2)

Reaksi dengan Fosforus Tribomida (PBr3)

Reaksi alkohol primer lewat ester anorganik (SN2)

H+ -H2O X-

terprotonkan Zat antara karbokation

terprotonkan Keadaan transisi SN2

piridin

piridin

Page 4: Mata Kuliah Alkohol

REAKSI DEHIDRASI

Reaksi eliminasi alkohol, seperti alkil halida, dapat menghasilkan alkena .

reaksi ini sering juga disebut dengan reaksi dehidrasi. Reaksi dehidrasi memerlukan

adanya asam dan pemanasan. Urutan reaktivitas alkohol yaitu :

3 °>2°>1 °

Berikut ini adalah reaksi yang menunjukkan perbedaan reaktivitas pada reaksi

dehidrasi.

Contoh reaksi :

Alkohol tersier :

(C H 3)3COH H 2 S O4 pekat , 60°→

(C H 3)2 C=C H 2+H 2O

t- butil alkohol metilpropena

Alkohol sekunder

(C H 3)2CHOH H 2 S O4 pekat , 100 °→

C H 3CH=C H 2+H 2O

2-propanol propena

Alkohol Primer

C H 3 C H 2 OH H 2 SO4 pekat , 180 °→

C H 2=C H 2+H 2 O

Methanol etena

Dari reaksi-reaksi di atas, dapat disimpulkan bahwa alkohol tersier dapat

mengalami reaksi eliminasi menghasilkan alkena dengan mudah, yaitu dengan

menghangatkan bersama H 2 SO 4 pekat akan menghasilkan alkena. Untuk alkohol

sekunder dan tersier, dehidrasi mengikuti jalur E1. Gugus hidroksil diprotonkan,

sebuah karbokation terbentuk dengan lepasnya sebuah molekul air, dan kemudian

sebuah proton dibuang untuk menghasilkan alkena.

Page 5: Mata Kuliah Alkohol

Berikut adalah reaksi dehidrasi alkohol sekunder dengan menggunakan jalur

E1 yang khas.

Dalam tahap kedua, karbokation kehilangan H+¿¿ yang diberikan kepada H 2 O,

HS O4−¿ ¿

, atau molekul lain (dari molekul itu). Dalam tahap kedua ini, dalam keadaan

transisi terbentuk ikatan rangkap sebagian. Jika dapat terbentuk lebih dari satu alkena,

maka suatu reaksi E1 akan menghasilkan hasil yang melimpah, alkena yang lebih

tersubstitusi, karena lebih stabil. Jalur E2 biasanya juga menghasilkan alkena yang

lebih stabil.

C H 3 C H 2 C H 2CHC H 3H 2 S O4

kalor→

C H 3 C H 2CH=CHC H 3+C H 3 C H 2C H 2CH=C H 2

OH 2-pentanol 2-pentena (80%) 1-pentena (5%)

Penataan ulang :

Alkena yang lebih stabil

Page 6: Mata Kuliah Alkohol

PEMBENTUKAN ALKOKSIDA dan FENOKSIDA

1. PEMBENTUKAN ALKOKSIDA

ROH + Na → RO- Na+ (Alkoksida)

Contoh :

1. 2CH3CH2OH + 2Na → 2CH3CH3ONa + H2 ↑

2. 2(CH3)2CHOH + 2Na → 2(CH3)2CHONa + H2 ↑

3. 2CH3CHOHCH3 + 2Na → 2CH3CH(ONa)CH3 + H2 ↑

4. + Na + H2 ↑

2. PEMBENTUKAN FENOKSIDA

ArOH + NaOH → ArO- Na+ (Fenoksida)

Page 7: Mata Kuliah Alkohol

Contoh :

1. CH3(CH2)3OH + NaOH → Tidak Bereaksi

Karena alkohol alifatik merupakan suatu asam lemah sehingga membutuhkan

basa kuat untuk bereaksi misalnya logam.

2. + NaOH →

Bereaksi

Alkohol aromatis merupakan suatu asam kuat karena ion fenoksidanya dapat

distabilkan oleh resonansi sehingga dengan basa lemah saja sudah bisa bereaksi.

a. + NaOH + H2O

Page 8: Mata Kuliah Alkohol

Reaksi Esterifikasi

Reaksi esterifikasi adalah reaksi pembentukan ikatan ester dimana pada

percobaan ini ester dibuat dari alkohol dan asam karboksilat menggunakan katalis

asam. Penamaan ester hampir menyerupai dengan penamaan basa. Walaupun tidak

benar-benar mempunyai kation dan anion, namun ester memiliki kemiripan dalam

sifat lebih elektropositif dan keelektronegatifan. Suatu ester dapat dibuat sebagai

produk dari suatu reaksi pemadatan pada suatu asam (pada umumnya suatu asam

organik) dan suatu alkohol ( atau campuran zat asam karbol). Pemadatan adalah suatu

jenis reaksi kimia di mana dua molekul bekerja sama dan menghapuskan suatu

molekul yang kecil, dalam hal ini dua gugus OH yang merupakan hasil eliminasi

suatu molekul air (Clark, 2002). Ester dinamai menurut kelompok alkil dari alkohol

dan kemudian alkanoat (bagian dari asam karbon).

Reaksi esterifikasi dibedakan menjadi 2 yaitu ester organic dan ester

anorganik. Ester organic merupakan reaksi molekul yang berlangsung lambat

sehingga membutuhkan pemanaskan dalam mereaksikan. Sedangkan ester anorganik

merupakan reaksi ion yang berlangsung cepat. Ester organic ialah hasil reaksi alcohol

dengan bahan organic seperti asam karboksilat. Ester anorganik ialah hasil reaksi

antara alcohol dengan bahan anorganik seperti nitrat, sulfat, dan sulfonat.

Macam-macam ester

1) Ester organic

a) Pembuatan ester dari alkohol dan asil klorida (klorida asam)

Page 9: Mata Kuliah Alkohol

Jika kita menambahkan sebuah asil klorida kedalam sebuah alkohol,

maka reaksi yang terjadi akan berlangsung hebat pada suhu kamar

menghasilkan sebuah ester dan awan-awan dari asap hidrogen klorida yang

asam dan beruap.

Contoh :

Bila ingin menambahkan etanol krlorida kedalam etanol, maka akan terbentuk

banyak hidrogen klorida bersama dengan ester cair etil etanoat. Persamaan

reaksinya, yaitu :

b) Ester karboksilat

Pembuatan ester dari alcohol dan asam karboksilat

Reaksi pembentukan ester dengan reaksi langsung antara suatu asam

karboksilat dengan suatu alkohol (Fessenden, 1982).

Maka persamaan reaksi untuk membuat etil etanoat dari asam etanoat dan etanol,

yaitu :

Page 10: Mata Kuliah Alkohol

Reaksi esterifikasi ini melepaskan molekul air dimana –OH yang dilepaskan

berasal dari asam karboksilat dan –H yang dilepaskan berasal dari alcohol. Dengan

demikian asam karboksilat berfungsi sebagai basa dan alcohol berfungsi sebagai

asam.

Pembuatan ester dari alkohol dan anhidrida asam

Reaksi-reaksi dengan anhidrida asam dapat berlangsung lebih lambat

dibandingkan reaksi-reaksi yang serupa dengan asil klorida dan biasanya

campuran reaksi yang terbentuk perlu dipanaskan terlebih dahulu.

Contoh :

Etanol yang bereaksi dengan anhidrida etanoat sebagai sebuah reaksi

sederhana yang melibatkan sebuah alkohol. Reaksi berlangsung lambat pada

suhu kamar atau lebih cepat disaat pemanasan. Tidak ada perubahan yang bisa

diamati pada cairan yang tidak berwarna, tetapi dapat diamati terbentuknya

sebuah campuran etil etanoat dan asam etanoat.

2) Ester anorganik

Ester anorganik merupakan reaksi substitusi elektrofilik karena reagen

tertarik ke suatu pusat negatif.

a) Nitrat

Page 11: Mata Kuliah Alkohol

Reaksi nitrat merupakan reaksi substitusi elektrofilik dimana NO2+ terikat pada pusat

negative yaitu atom O.

b) Sulfat

c) Sulfonat

Page 12: Mata Kuliah Alkohol

OKSIDASI ALKOHOL

1. Oksidasi jenis-jenis alkohol

Agen pengoksidasi yang digunakan pada reaksi-reaksi ini biasanya adalah sebuah

larutan natrium atau kalium dikromat(V)) yang diasamkan dengan asam sulfat encer.

Jika oksidasi terjadi, larutan orange yang mengandung ion-ion dikromat(VI) direduksi

menjadi sebuah larutan hijau yang mengandung ion-ion kromium(III).

Persamaan setengah-reaksi untuk reaksi ini adalah

2. Reaksi oksidasi pada macam-macam jenis alcohol

a) Alkohol primer

Alkohol primer bisa dioksidasi baik menjadi aldehid maupun asam

karboksilat tergantung pada kondisi-kondisi reaksi. Untuk pembentukan asam

karboksisat, alkohol pertama-tama dioksidasi menjadi sebuah aldehid yang

selanjutnya dioksidasi lebih lanjut menjadi asam.

Oksidasi parsial menjadi aldehid

Oksidasi alkohol akan menghasilkan aldehid jika digunakan alkohol

yang berlebihan, dan aldehid bisa dipisahkan melalui distilasi sesaat setelah

terbentuk. Alkohol yang berlebih berarti bahwa tidak ada agen pengoksidasi

yang cukup untuk melakukan tahap oksidasi kedua. Pemisahan aldehid

sesegera mungkin setelah terbentuk berarti bahwa tidak tinggal menunggu

untuk dioksidasi kembali.

Page 13: Mata Kuliah Alkohol

Jika digunakan etanol sebagai sebuah alkohol primer sederhana, maka

akan dihasilkan aldehid etanal, CH3CHO. Persamaan lengkap untuk reaksi ini

agak rumit, dan kita perlu memahami tentang persamaan setengah-reaksi

untuk menyelesaikannya.

Dalam kimia organik, versi-versi sederhana dari reaksi ini sering

digunakan dengan berfokus pada apa yang terjadi terhadap zat-zat organik

yang terbentuk. Untuk melakukan ini, oksigen dari sebuah agen pengoksidasi

dinyatakan sebagai [O]. Penulisan ini dapat menghasilkan persamaan reaksi

yang lebih sederhana:

Penulisan ini juga dapat membantu dalam mengingat apa yang terjadi selama

reaksi berlangsung. Kita bisa membuat sebuah struktur sederhana yang

menunjukkan hubungan antara alkohol primer dengan aldehid yang terbentuk.

Alkohol primer Aldehid

Oksidasi sempurna menjadi asam karboksilat

Untuk melangsungkan oksidasi sempurna, kita perlu menggunakan

agen pengoksidasi yang berlebih dan memastikan agar aldehid yang terbentuk

pada saat produk setengah-jalan tetap berada dalam campuran.

Alkohol dipanaskan dibawah refluks dengan agen pengoksidasi

berlebih. Jika reaksi telah selesai, asam karboksilat bisa dipisahkan dengan

distilasi.

Persamaan reaksi sempurna untuk oksidasi etanol menjadi asam

etanoat adalah sebagai berikut:

Page 14: Mata Kuliah Alkohol

Persamaan reaksi yang lebih sederhana biasa dituliskan sebagai

berikut:

Atau, bisa dituliskan persamaan terpisah untuk dua tahapan reaksi,

yakni pembentukan etanal dan selanjutnya oksidasinya.

Reaksi yang terjadi pada tahap kedua adalah:

Aldehid + zat pengoksidasi Asam karboksilat

Oksidasi alkohol primer dapat diberhentikan pada tahap aldehid jika

digunakan reagen khusus seperti piridinium klorokromat (PCC). Dapat ditulis

sebagai berikut

Kecuali dengan PCC,oksidasi alcohol 10 tidak berhenti di aldehid tetapi

berlanjut ke asam karboksilat. Penyebabnya, selain PCC yang menggunakan pelarut

CH2Cl2, oksidator alcohol merupakan system berair. Karena itu, aldehid dapat

membentuk hidrat yang teroksidasi via ester kromat menjadi asam karboksilat.

Page 15: Mata Kuliah Alkohol

b) Alkohol sekunder

Alkohol sekunder dioksidasi menjadi keton. Sebagai contoh, jika alkohol

sekunder, propan-2-ol, dipanaskan dengan larutan natrium atau kalium

dikromat(VI) yang diasamkan dengan asam sulfat encer, maka akan terbentuk

propanon. Perubahan-perubahan pada kondisi reaksi tidak akan dapat merubah

produk yang terbentuk.

Dengan menggunakan persamaan reaksi yang sederhana, yang menunjukkan

hubungan antara struktur, dapat dituliskan sebagai berikut:

Mekanisme reaksi oksidasi 2-propanol

Jika melihat kembali tahap kedua reaksi alkohol primer, akan melihat

bahwa ada sebuah atom oksigen yang "disisipkan" antara atom karbon dan atom

hidrogen dalam gugus aldehid untuk menghasilkan asam karboksilat. Untuk alkohol

Page 16: Mata Kuliah Alkohol

sekunder, tidak ada atom hidrogen semacam ini, sehingga reaksi berlangsung lebih

cepat.

c) Alkohol tersier

Alkohol-alkohol tersier tidak dapat dioksidasi oleh natrium atau kalium

dikromat(VI). Bahkan tidak ada reaksi yang terjadi. Jika memperhatikan apa yang

terjadi dengan alkohol primer dan sekunder, akan melihat bahwa agen pengoksidasi

melepaskan hidrogen dari gugus -OH, dan sebuah atom hidrogen dari atom karbon

yang terikat pada gugus -OH. Alkohol tersier tidak memiliki sebuah atom hidrogen

yang terikat pada atom karbon tersebut. Sehingga perlu melepaskan kedua atom

hidrogen khusus tersebut untuk membentuk ikatan rangkap C=O.

3) Pembakaran alkohol

Semua senyawa karbon yang bereaksi dengan oksigen dengan jumlah yang

mencukupi sering dikenal dengan reaksi pembakaran sempurna akan menghasilkan

hasil akhir berupa CO2 dan H2O. Sedangkan pada reaksi pembakaran tidak sempurna

(kekurangan oksigen) CO2 tidak akan terbentuk namun akan terbentuk CO. Reaksi

oksidasi alkohol juga menghasilkan hasil akhir CO2 dan H2O sebagai hasil dari

pembakaran sempurna, sebagai contoh :

CH3CH2OH + 3O2 2CO2 + 3H2O + energi

4) Oksidasi biologis etanol

etanol

Page 17: Mata Kuliah Alkohol

Nama Kelompok

1) Rahma Handi (KA’11/ 113234003)

2) Erika Ayu P. (KA’11/ 113234004)

Page 18: Mata Kuliah Alkohol

3) Intan Ayu (KA’11/113234008)

4) Husnul Fitriyah (KA’11/113234021)

5) MartinaNur F (KA’11/113234022)