pik 2 bab 3_alkilasi

11/10/2014 | 111/10/2014 | 1

Alkilasi

11/10/2014 | 211/10/2014 | 2

Alkilasi : Definisi

• Proses pelekatan/pemasukan gugus alkil padasenyawa organik, biasanya dengan cara adisi(penambahan) atau subtitusi (penggantian) atom hidrogen atau gugus halida

• Dalam dunia oil refinery, bisa juga diartikanpenambahan alkil pada alkena untukmemproduksi bahan bakar oktan tinggi

11/10/2014 | 311/10/2014 | 3

6 Jenis alkilasi

1. Substitusi H pada senyawa C Karbon dari alkil terikat pada karbon dari senyawa

aromatik atau alifatik. Ini adalah alkilasi karbon ke karbon, seperti pada reaksi Friedel-Crafts.

Contoh: (CH3)3C – CH2CH(CH3)2 ; (OH)2H3C6 – CH2(CH2)4CH3

2. Substitusi H pada gugus karboksil dalam alkohol atauphenol Disini alkil terikat kepada O. Contoh: C2H5 – O – C2H5 dan C6H5 – O – CH3

11/10/2014 | 411/10/2014 | 4

6 Jenis alkilasi

3. Substitusi H yang terikat pada N Disini alkil terikat pada N yang bervalensi 3

Contoh: C6H5 – N – (CH3)2

4. Addisi alkil halida atau alkil ester terhadap senyawa N tertier Ikatan alkil terhadap N dan N valensi 3 sering dianggap

berubah menjadi ikatan valensi 5. Dalam kenyataannya N memiliki 4 ikatan kovalensi dasar dan 1 ikatan elektrostatis.

Contoh: C6H5N – (CH3)3Cl

11/10/2014 | 511/10/2014 | 5

6 Jenis alkilasi

5. Senyawa logam alkil Disini alkil terikat kepada logam Contoh: Pb(C2H5)4 dan C6H4(COONa)SHg – C2H5

6. Aneka alkilasi lain Dalam merkaptan, gugus alkil terikat pada S. Dalam alkil

silane, alkil terikat pada Si. Contoh: n – C12H25 – SH ; C2H5 – SiCl3 ; R – S – C5H11

(Triclorosilen derivatif, bahan ini berbau, digunakansebagai peringatan bila ada pipa gas yang bocor).

11/10/2014 | 611/10/2014 | 6

Manfaat alkilasi

• Dalam industri petroleum: menggabungkan light olefins (propylene dan butylene) dengan isobutane untukmenghasilkan alkylate (higher branched alkanes) high octane gasoline components

• Pada karet sintetis, misalnya pembuatan styrene, isophrena.

• Industri zat warna, misal anilin menjadi dimetil anilin.• Industri bahan peledak, misalnya pembuatan Tetryl

(Trinitrophenylmethylnitranium)• Untuk obat-obatan.• Etc self study

11/10/2014 | 711/10/2014 | 7

Zat-zat pengalkilasi

Olefin Aplikasi pada industri petroleum: alkilasi isobutane

dengan propene

Contoh lain:

CH3 – CH = CH2 + CH – CH3 CH3 – CH – CH3

CH2 CH2

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

RCH = CH2 + - CH – CH3

R

11/10/2014 | 811/10/2014 | 8


Olefin Olefin rantai pendek tambahan cracking minyak

bumi.

Olefin rantai panjang dehidrogenasi alkana.

Alkilasi dengan olefin ini ada bahaya yaitu bahwaterjadi oligomerization/polymerization olefin , sehingga dihasilkan polimer bukan produk alkilasi

Dalam reaksinya dengan isobutane, digunakanisobutane dalam large excess sedangkan olefin-nya(propene) jumlahnya dijaga

11/10/2014 | 911/10/2014 | 9


Alkohol Contoh:

Karena alkohol kurang reaktif maka dapat dipakaisecara berlebihan.

Pemakaian H2SO4 selain sebagai katalisator juga dapatdigunakan sebagai pengikat air.

Eter Sebenarnya bisa, namun kurang reaktif sehingga

jarang digunakan

R N: + R’OH R N - R’ + H2O

R’

H

HH

+

11/10/2014 | 1011/10/2014 | 10


Alkil halogenida: R1X

Alkil halogenida sangat reaktif, lebih reaktif dari alkohol sehinggadapat dipakai untuk mengalkilasi beberapa jenis zat.

Contoh: RH + R1X RR1 + HX rantai tambah panjangR O H + R1X R O R1 + HX

Karena RX mahal maka cara ini hanya dipakai bila RX didapat denganharga murah, misalnya sebagai hasil tambahan.

Yang paling sering digunakan adalah Cl2.

Br dan I dipakai dan reaksi lebih mudah. Br dipakai dalam zat warna

11/10/2014 | 1111/10/2014 | 11


Alkil sulfat

Harga murah tetapi beracun. Yang banyak dipakaiyaitu dimetyl sulfat

Contoh:

Zat-zat yang mudah memberikan radikal bebas

Jarang digunakan karena mahal

CH3 OSO2 O CH3 + + H2SO4NN

H

H

CH3

CH3

11/10/2014 | 1211/10/2014 | 12

Zat-zat yang dialkilasi

Alkana Alkana normal: memerlukan zat pengalkilasi yang

lebih reaktif, misalnya RX.

Isoalkana: dapat menggunakan olefin sebagai zatpengalkilasi.

Amino (N)

Alkohol (misal: untuk pembuatan eter) ROH + R1X ROR1 + HX

Phenol

11/10/2014 | 1311/10/2014 | 13


Alkana Alkana normal: memerlukan zat pengalkilasi yang

lebih reaktif, misalnya RX.

Isoalkana: dapat menggunakan olefin sebagai zatpengalkilasi.

Amino (N)

Alkohol (misal: untuk pembuatan eter) ROH + R1X ROR1 + HX

Phenol

11/10/2014 | 1411/10/2014 | 14


AlkaloidUntuk membuat cafein

Aromatik + Olefin

R – CH = CH2 + R – CH –

CH3

11/10/2014 | 1511/10/2014 | 15

• Untuk mempercepat reaksi dapat digunakan katalisatorion atau katalisator radikal bebas.

• Pada alkilasi dapat terjadi alkil pada rantai cabang yang dapat menggeser ke inti.

• Misalnya: Alkilasi dengan metanol

N :

H

H

+ CH3OH H2SO4 NH

CH3

CH3

+ H2O

T >

CH3OH

CH3

CH3H3C

NH2

11/10/2014 | 1611/10/2014 | 16

Friedel-Crafts Alkylation

• Salah satu mekanisme reaksi alkilasi

• Berupa mechanism electrophilic substitution

• Mekanisme reaksi alkilasi lainnya bisa dilihatdi diktat

• Katalis yang dipakai adalah Lewis acid

• Contoh: reaksi aromatik dengan alkil halida

11/10/2014 | 1711/10/2014 | 17


• Misal: benzene dengan chloromethane membentukmethylbenzene (toluene)

• Electrophile disini adalah CH3+ yang terbentuk dari reaksi

antara chloromethane dengan katalis aluminium chloride• Reaksi:

• Kemudian, terjadi substitusi electrophile ke benzene

11/10/2014 | 1811/10/2014 | 18


• Stage 1:

• Stage 2:Hidrogen diambil oleh ion AlCl4

- . Katalis aluminiumchloride ter-regenerasi padastage ini

Sebelumnya:

11/10/2014 | 1911/10/2014 | 19

Termodinamika

• Alkilasi karbon umumnya eksotermis.

• Panas reaksi dihitung menggunakan sifat-sifat fisik dantermodinamika yang tersedia untuk merencanakanreaktor dan alat penukar panasnya.

• Panas reaksi sangat penting peranannya

• Data panas pembentukan

11/10/2014 | 2011/10/2014 | 20

Termodinamika

Panas Pembentukan Beberapa Jenis Alkil Benzen Hf, kcal/gmol

Suhu (K)

Senyawa (gas)273,16 298,16 500 700

Benzen

Toluen

Etil Benzen

o – Xylene

m – Xylene

p – Xylene

n – Propil Benzen

Cumene

24

17,5

13,917

11,096

10,926

11,064

9,810

9,250

19,82

11,95

7,12

4,54

4,12

4,29

1,87

0,94

17,536

9,005

3,699

1,189

0,571

0,680

-2,06

-3,01

16,04

7,067

1,529

-1,076

-1,792

-1,751

-4,52

-5,44

11/10/2014 | 2111/10/2014 | 21

Termodinamika

Usaha memperbanyak hasil:

• Suhu diatur: tergantung sifat reaksi, endotermis atau eksotermis

• Zat pereaksi berlebihana. RH + RCH=CH2 dengan RH yang berlebihan

b. RNH2 + R’OH R’OH yang berlebihan

c. ROH + R’X R’X yang berlebihan

ROH = alkohol rantai panjang, misalnya selulose

11/10/2014 | 2211/10/2014 | 22

Termodinamika

• Menghilangkan salah satu hasil RH + RCH=CH2 → RCH2CH2R tidak ada yang dapat dihilangkan RNH2 + R’OH → RNHR’ + H2O air dihilangkan dengan penambahan

zat yang dapat mempercepatpenguapan atau penghilangan air

ROH + R’X → ROR’ + HX asamnya dihilangkan

• Tekanan dibesarkan Untuk fase gas dengan: - memperbanyak jumlah mol

- menggeser ke jumlah mol yang kecil Untuk fase cair dengan: - menaikkan suhu didih

11/10/2014 | 2311/10/2014 | 23

Termodinamika• Katalisator, digunakan senyawa bersifat asam

– Digunakan senyawa yang bersifat asam atau senyawa yang menghasillkan radikalbebas, tergantung dari zat yang dialkilasi.

– Misal: H2SO4 . Asam lain: HF, HCl, AlCl3. Untuk reaksi b digunakan Al2O3 ; reaksi c , NaOH untuk mengikat HX yang terjadi. Bisa juga digunakan katalisator radikalbebas.

• Konsentrasi zat pereaksi– Untuk reaksi yang lambat, digunakan konsentrasi yang setinggi-tingginya. – Untuk reaksi a: RCH=CH2 tidak boleh terlalu pekat karena reaksinya terlalu cepat

dan kemungkinan terjadinya polimerisasi.– Untuk reaksi b: R’OH pekat dan anhidrid.

• Pengadukan:– Untuk fase cair: pengadukan– Untuk fase gas: aliran turbulen

11/10/2014 | 2411/10/2014 | 24

• Pembuatan Dodekyl Benzene

• Pembuatan Ethyl Cellulose

• Dimethyl Anilin

• Alkyl Logam

• Alkil Aril Detergent

• Alkilat untuk Industri Minyak Bumi

Contoh dalam Industri

pik 2 bab 3_alkilasi

Documents