MID SEMESTER KIMIA ORGANIK 1

(PEMBAHASAN)

1.         a. Mengapa alcohol sukar disubstitusi dengan gugus fungsi lain/reagen lain ?

        b. jelaskan bagaimana upaya agar alcohol dapat disubstitusi dengan reagen lain , berikan contohnya !

Penyelesaian :

         a.         Alkohol tidak dapat menjalani substitusi dalam larutan netral atau basa karena pada umumnya suatu gugus pergi haruslah basa yang cukup lemah. Clˉ, Brˉ,dan Iˉ merupakan gugus pergi yang baik dan mudah digantikan dari dalam alkil halide. Ion-ion ini adalah basa yang sangat lemah. Namun OHˉ, yang akan menjadi gugus pergi dari suatu alkohol dalam larutan netral atau basa adalah suatu basa kuat dan karenanya merupakan gugus pergi yang sangat buruk. Olehkarena itu alkohol sukar untuk di substitusi.

CH3OH  + Brˉ  →  CH3Br  +  HOˉ

                                        Strong Base

CH3CH2  ̶  Br + ˉOH  →  CH3CH2OH + Brˉ

                   ꜜ    

Merupakan gugus pergi yang baik

CH3CH 2   ̶   OH + Brˉ →  Tidak ada reaksi

                       ꜜ

Merupakan gugus pergi yang buruk

            b.        Upaya agar alcohol dapat disubstitusi dengan reagen yang lain yaitu alcohol disubstitusi dalam larutan asam dikarenakan jika dalam larutan netral ataupun dalam keadaan basa , alkohol tidak dapat menjalani substitusi.

Contoh reaksi substitusi alkohol :

•             Dalam larutan asam.

Gugus OH alkohol dapat disubstitusi oleh atom halogen saat direaksikan dengan HX,yaitu saat keadaan asam.

                                               H      ⧍

CH3OH   + HBr   CH3 OH     ⟶     CH3Br   + H2O

                                                       +                   weak base

                                       Brˉ              

•      Reaksi dengan logam aktif 

Atom H dari gugus  – OH dapat disubstitusi oleh logam aktif seperti natrium dan kalium membentuk alkoksida dan gas hidrogen. Reaksi ini mirip reaksi natrium dengan air,teteapi reaksi dengan air berlangsung lebih cepat. Reaksi ini menunjukan bahwa alcohol bersifat sebagai basa lemah(lebih lemah daripada air).

2C2H5   ̶   OH   +  2C2H5  ̶  ONa  +  H2

                             Narium Etoksida

•               Substitusi Gugus  ̶  OH oleh halogen

Gugus OH alkohol dapat disubstitusi oleh atom halogen saat direaksikan dengan PX5 atau PX3, X= halogen

3C2H5OH + PCl3  ⟶  3 C2H5Cl + H3PO3

C2H5OH + PCl5  ⟶  C25Cl + POCl3+ HCl

2.        a. Kenapa alkana sukar bereaksi dengan senyawa lain ?

        b. Jelaskan upaya agar alkana dapat bereaksi dengan senyawa lain.

Penyelesaian :

a.         Alkana (juga disebut dengan parafin) adalah senyawa kimia hidrokarbon jenuh asiklis. Alkana termasuk senyawa alifatik. Dengan kata lain, alkana adalah sebuah rantai karbon panjang dengan ikatan-ikatan tunggal. Rumus umum untuk alkana adalah C_nH_2n+2. Alkana memiliki daya gabung atau kereaktifannya kecil; dengan kata lain sukar bereaksi.

Alkana mengandung ikatan tunggal C-C yang kuat dan ikatan C-H yang juga kuat. Ikatan C-H memiliki polaritas yang sangat rendah sehingga tidak ada molekulnya yang membawa jumlah ion positif atau negatif yang signifikan untuk menarik molekul lainnya. alkana adalah senyawa yang reaktivitasnya rendah, karena ikatan antar atomnya relatif stabil dan tidak mudah dipisahkan. Olehnya itu alkana-alkana memiliki reaksi yang cukup terbatas.

Molekul alkana bersifat non polar, sehingga sukar bereaksi. Non polar berarti tidak berkutub, atau molekulnya netral. Kalau dipaksakan, dapat bereaksi, tetapi yang menyerang adalah zat yang ditambahkan, bukan alkana.

b.        Sifat sukar bereaksi dengan asam atau dengan basa ini memberikan sifat kimia tersendiri untuk senyawa alkana, yang dengan cara tertentu masih dapat bereaksi dengan zat/senyawa lain, melalui mekanisme yang disebut reaksi radikal bebas.

Kemudian , dengan bantuan sinar ultraviolet, alkana dapat bereaksi dengan gas klor (Cl2)

Reaksi: CH4 +Cl2     uvà    CH3Cl +HCl

REAKSI ASAM BASA PADA ESTER
Ester merupakan kelompok senyawa organik yang memiliki rumus umum RCOOR¹. Ester termasuk susunan asam karboksilat yang gugus –OH dalam rumus RCOOH diganti oleh –OR¹. Dengan demikian rumus umum ester adalah:

PEMBUATAN ESTER

Ester dibuat dengan mereaksikan alkohol atau fenol dengan asam karboksilat kemudian direfluks. Fenol yaitu senyawa organik dimana gugus -OH langsung terikat pada cincin benzena. Reaksi pembuatan ester disebut esterifikasi dan reaksi yang terjadi disebutreaksi esterifikasi Fischer. Reaksi esterifikasi merupakan reaksi reversibel yang sangat lambat, tetapi bila menggunakan katalis asam mineral seperti asam sulfat (H₂SO₄) dan asam klorida (HCl) kesetimbangan akan tercapai dalam waktu yang cepat. Pola umum dalam pembuatan ini dinyatakan dengan persamaan berikut

RCOOH + R¹OH ↔ RCOOR¹ + H₂O

Dalam reaksi esterifikasi, ion H⁺ dari H₂SO₄ berperan dalam pembentukan ester dan juga berperan dalam reaksi sebaliknya yakni hidrolisis ester. Sesuai dengan hukum aksi massa, untuk memperoleh rendemen ester yang tinggi maka kesetimbangan harus bergeser ke arah pembentukkan ester. Untuk mencapai keadaan ini dapat ditempuh dengan cara:

a. Salah satu pereaksi digunakan secara berlebih. Biasanya alkohol dibuat berlebih karena murah dan mudah diperoleh.

b. Membuang salah satu produk dari dalam campuran reaksi

Laju reaksi esterifikasi suatu asam karboksilat bergantung pada halangan sterik dalam alkohol dan asam karboksilatnya. Dengan bertambahnya halangan sterik di dalam zat antara, laju pembentukkan ester akan menurun. Dengan demikian rendemen ester akan berkurang.

Esterifikasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah struktur molekul dari alkohol, suhu dan konsentrasi reaktan maupun katalis. Kereaktifan alkohol terhadap esterifikasi: CH₃OH > alkohol primer > alkohol sekunder > alkohol tersier

Kereaktifan asam karboksilat terhadap esterifikasi : HCOOH > CH₃COOH > RCH₂COOH > R₂CHCOOH > R₃CCOOH

Selain dibuart dari asam karboksilat, ester juga dapat diperoleh dengan cara mereaksikan suatu klorida asam atau suatu anhidrida asam dengan alkohol atau fenol. Reaksi pembuatan ester dari klorida asam dan anhidrida asam mengikuti pola umum reaksi berikut.

Klorida asam

RCOCl + R¹OH → RCOOR¹ + HCl

RCOCl + ArOH → RCOOAr + HCl

Anhidrida asam

(RCO)₂O + R¹OH → RCOOR¹ + RCOOH

(RCO)₂O + ArOH → RCOOAr + RCOOH

Reaksi hidrolisis Pada Ester

Reaksi hidrolisis ester dalam suasana asam menghasilkan asam karboksilat dan alkohol, namun bila reaksi hidrolisis dilangsungkan dalam suasana basa diperoleh garam karboksilat dan alkohol. Hidrolisis ester dengan basa dise4but reaksi Penyabunan (Saponifikasi).

Pertanyaan nya :

Reaksi esterifikasi merupakan reaksi reversibel yang sangat lambat, tetapi bila menggunakan katalis asam mineral seperti asam sulfat (H2SO4) dan asam klorida (HCl) kesetimbangan akan tercapai dalam waktu yang cepat.


Pertanyaan nya bagaimana jika katalis yang digunakan dalam reaksi esterifikasi bukan merupakan asam mineral , apa yang akan terjadi ?
jelaskan dengan mekanisme reaksinya !

Reaksi Oksidasi Hidrokarbon Tak Jenuh

Oksidasi dengan Kalium Permanganat

      Apabila alkena dioksidasi, maka kemungkinan produk yang dihasilkan adalah alkohol, aldehid, keton, atau asam karboksilat. Semua tergantung suhu dan suasana serta struktur alkena sendiri. Terdapat dua suasana yang memberikan produk yang berbeda. Dalam suasana basa, apabila alkena dioksidasi, akan membentuk diol. Sedangkan dalam suasana asam, akan menghasilkan 2 zat yang terpisah karena terjadi pemutusan ikatan. Biasanya berupa aldehid.

Sedangkan untuk KMnO₄ (Berwarna Ungu) sendiri, dalam suasana basa akan membentuk endapan Mangan(IV) oksida (MnO₂) berwarna coklat. Sedangkan dalam suasana asam akan membentuk larutan Mn²⁺ yang tidak berwarna.

Berikut contoh – contoh reaksi:

Apabila dalam soal tidak diberitahukan suhunya, maka soal tersebut diasumsikan dalam keadaan dingin sehingga yang terbentuk adalah diol.

Oksidasi dengan Ozonolisis

Untuk reaksi ozonolisis, pasti akan terjadi pemutusan rantai. Reaksi ini dibagi menjadi 2, yaitu ozonolisis reduktif dan oksidatif.

Contoh reaksi:

Dari gambar diatas, dapat kita simpulkan untuk reaksi ozonolisis reduktif (Zn, H₂O) akan menghasilkan produk hingga tingkat karbonil saja (Aldehid dan Keton) sedangkan untuk reaksi ozonolisis oksidatif (H₂O₂) akan menghasilkan produk hingga tingkat asam karboksilat jika memungkinkan.

Sebagai tambahan, perlu anda ketahui bahwa ozon adalah zat reaktif yang bersifat karsogenik.

Sumber : http://mylife-diechemie.blogspot.com/2011/06/reaksi-oksidasi-hidrokarbon-tak-jenuh.html

                

REAKSI ADISI PADA ALKENA

REAKSI ADISI PADA ALKENA

Reaksi-reaksi penting yang terjadi semuanya berpusat di sekitar ikatan rangkap. Biasanya, ikatan pi terputus dan elektron-elektron dari ikatan ini digunakan untuk menggabungkan dua atom karbon dengan yang lainnya. Alkena mengalami reaksi adisi.

Sebagai contoh, dengan menggunakan sebua molekul umum X-Y

 Elektron-elektron yang agak terekspos dalam ikatan pi akan terbuka bagi serangan sesuatu yang membawa muatan positif. Elektron ini disebut sebagai elektrofil.

Beberapa jenis reaksi adisi yaitu:

·         Adisi hidrogen dan Halogen ( Hidrogenasi and Halogenasi )

            Ikatan pi dari alkena akan terpecah dari masing-masing pasangan elektonnya akan membentuk ikatan sigma yang baru 

Hidrogenasi alkena dengna katalis akan menghasilkan alakana

Reaksi Hidrogenasi adalah sebagai berikut:

CH₃CH = CH₂ + H₂     → CH₃CH2CH3

Halogenasi alkena akan menghasilkann dihaloalkana

                                                            

            Penambahan brom pada senyawa berikatan rangkap dilakukan sebgai salah satu identifikasi adanya ikatan rangkap. Reaksi dilakukan dengan menggunakan larutan bromin . Adanya ikatan rangkap ditujukkan dengan hilangnya warna coklat dari brom.

Proses reaksinya adalah sebagai berikut:

·         Adisi Halida Hidrogen (Hidrohalegenasi)

Hidrogen halida akan ditambahkan pada ikatan pi alkena membentuk alkil halida. Reaksi ini merupakan adisi elektrofilik.

Reaksi Adisi Halida Hidrogen adalah sebagai berikut:

                                    CH₂ = CH₂  +  HX  →  CH₃CH₂X

                                         Etilena                                   etil halida

Jika suatu alkena adalah alken asimetris (gugus terikat pada dua karbon sp³ yang berbeda), maka kemungkinan akan terbentuk 2 produk yang berbeda dengan adanya adisi HX.              

      Alkena simetris                                               Alkena asimetris

Alkena asimetris :

Markonikov mengemukakan suatu teori untuk mengetahui pada rantai karbon yang mana atom H akan terikat. Menurut Markonikov, dalam adisi HX pada alkena asimetris, H⁺ dari HX akan menyerang ikatan rangkap karbon yang mempunyai jumlah atom H terbanyak. Dengan aturan Markonikov tersebut, maka produk yang akan terbentuk dapat diprediksi, seperti pada contoh berikut ini

Adisi asam halogen dapat mengikuti aturan Markonikov apabila berada dalam kondisi tanpa adanya peroksida dan berlangsung.

·         Hidrobrominasi Alkena

Adisi hidrogen halida menggunakan HBr dan adanya peroksida (ROOR) disebut hidrobrominasi dan adisi yang terjadi adalah adisi anti Markonikov. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya radiakl Br⁺ dari HBr. Ion Br⁺ ini akan menyerang ikatan rangkap atom karbon yang mempunyai jumlah atom H terbanyak dan membentuk radikal bebas yang stabil.

       

                    

Adisi asam sulfat pada alkena akan menghasilkan alkil hidrogen sulfat, yang selanjutnya akan digunakan dalam sintesis alkohol atau eter

Pada larutan asam kuat (seperti larutan asam sulfat), air ditambahkan pada ikatan rangkap untuk menghasilkan alkohol. Reaksi ini disebut hidrosi alkena.

·         Hidrasi menggunakan Merkuri asetat

Reaksi merkuri asetat Hg(O₂CCH₃)₂ dan air pada alkena disebut oksimerkurasi. Produk oksimerkurasi biasanya direduksi dengan Natrium borohidrid (NaBH₄), suatu rangkaian reaksi yang disebut demerkurasi. Reaksi ini terdiri dari 2 tahap reaksi yaitu adisi elektrofilik dari ⁺HgO₂OCH₄ diikuti dengan serangan nukleofil H₂O.

·         Adisi Boran

Diboran (B₂H₄) adalah gas beracun yang dibuat dari reaksi Natrium borohidrid dan Boron trifluorida (3 NaBH₄ + 4 BF₃ → B₂H₆ + 3 NaBF₄). Pada larutan dietil eter, diboran terdisosiasi membentuk boran (BH₃). Boran akan bereaksi dengan alkena membentuk organoboran (R₂B). Reaksi ini teridri dari 3 langka reaksi. Dalam masing-masing tahap, satu gugus alkil ditambahkan dalam boran sampai semua atom hidrogen telah digantikan oleh gugus alkil. Reaksi ini disebut hidroborasi.

            Organoboran selanjutnya akan dioksidasi menjadi alkohol dengan hidrogen peroksida dalam larutan basa.


Permasalahan :
Diketahui 

alkena asimetris :


Pertanyaan yang ingin saya ajukan , kenapa hasil reaksi pada alkena simetris hanya terbentuk 1 produk saja sedangkan pada alkena asimetris bisa terbentuk 2 produk . Apa yang menyebabkan itu bisa terjadi ? dan jika letak dari ikatan rangkap pada alkena asimetris diubah,apakah bisa terjadi reaksi adisi atau tidak ? jelaskan alasannya !