Pengembang Desain Instruksional : Dra.Tutisiana Silawati, M.Ed

Transkripsi

1

2

3 ak ipta dan ak Penerbitan dilindungi Undang-undang etakan pertama, Desember 2016 Penulis : Wardiyah, M.Si., Apt Pengembang Desain Instruksional : Dra.Tutisiana Silawati, M.Ed Desain oleh Tim P2M2 : Kover & Ilustrasi : Nursuci Leo Saputri Tata Letak : Andy Sosiawan

4

5 Kimia rganik DAFTAR ISI DAFTAR ISI iii BAB I: KNSEP DASAR KIMIA RGANIK 1 Topik 1. Dasar Kimia rganik Latihan Ringkasan Tes Topik 2. Isomer, Stereoisomer, Gugus Fungsional dan Tatanama Latihan Ringkasan Tes PETUNJUK JAWABAN TES DAFTAR PUSTAKA BAB II: SENYAWA IDRKARBN 41 Topik 1. Alkana dan Sikloalkana Latihan Ringkasan Tes Topik 2. Alkena dan Alkuna.. 59 Latihan Ringkasan Tes PETUNJUK JAWABAN TES DAFTAR PUSTAKA iii

6 Kimia rganik BAB III: SENYAWA ALKL, ETER, ALKIL ALIDA, DAN AMINA 76 Topik 1. Alkohol dan Eter Latihan Latihan Ringkasan Tes Topik 2. Alkilalida Latihan Ringkasan Tes Topik 3. Amina Latihan Ringkasan Tes PETUNJUK JAWABAN TES DAFTAR PUSTAKA BAB IV: SENYAWA RGANIK DENGAN GUGUS KARBNIL 109 Topik 1. Aldehida dan Keton Latihan Ringkasan Tes Topik 2. Asam Karboksilat Latihan Ringkasan Tes PETUNJUK JAWABAN TES DAFTAR PUSTAKA iv

7 Kimia rganik BAB V: SENYAWA ARMATIK 145 Topik 1. Senyawa Aromatik Sederhana Latihan Ringkasan Tes Topik 2. Senyawa Aromatik Polisiklik dan eterosiklik Latihan Ringkasan Tes PETUNJUK JAWABAN TES DAFTAR PUSTAKA BAB VI: KARBIDRAT, PRTEIN DAN LIPIDA 175 Topik 1. Karbohidrat Latihan Ringkasan Tes Topik 2. Asam Amino dan Protein Latihan Ringkasan Tes Topik 3. Lipida Latihan Ringkasan Tes PETUNJUK JAWABAN TES DAFTAR PUSTAKA v

8 BAB I KNSEP DASAR KIMIA RGANIK Wardiyah, M.Si, Apt PENDAULUAN Kimia organik merupakan bagian tidak terpisahkan dari kehidupan kita sehari-hari. Karena penyusun utama makhluk hidup merupakan senyawa organik yaitu protein, asam nukleat, lemak, karbohidrat, hormon, dan enzim. Prinsip kimia organik dipakai dalam berbagai bidang diantaranya adalah dalam bidang farmasi, kedokteran, biokimia, mikrobiologi, pertanian dan banyak ilmu pengetahuan yang lain. Untuk yang mempelajari bidang kefarmasian beberapa senyawa berikut tentu sudah tidak asing lagi : celecoxib amoxicillin Gambar 1.1 beberapa struktur kimia senyawa obat Dalam bidang lain senyawa organik juga merupakan bagian yang sangat penting, dalam bidang pertanian misalnya, insektisida, pupuk, dan sebagainya. Setiap hari kita juga menemui banyak golongan senyawa organik, bensin, minyak goreng, sabun, plastik atau polimer. Demikian luasnya bahasan tentang ilmu organik ini sehingga kimia organik merupakan bagian dari perkembangan ilmu pengetahuan dan peradaban manusia. 1

9 Kimia rganik Bab I Kimia rganik ini secara umum akan mempelajari tentang struktur atom, rumus kimia, ikatan kimia, isomeri, jenis-jenis isomer dan stereoisomer, gugus fungsi senyawa organik, tata nama senyawa organik, dan prinsip reaksi dalam senyawa organik yang meliputi reaksi adisi, substitusi, dan eliminasi. Sehingga setelah mempelajari bab ini anda diharapkan dapat : 1. Menjelaskan tentang perkembangan ilmu kimia organik 2. Menjelaskan tentang struktur atom dan orbital atom 3. Membedakan rumus kimia organik yaitu rumus empirik, rumus molekul dan rumus struktur 4. Menuliskan dengan tepat rumus empirik, rumus molekul, dan rumus struktur dari suatu contoh senyawa organik 5. Menjelaskan tentang ikatan kimia pada senyawa organik 6. Menyebutkan dengan tepat contoh ikatan kimia pada suatu senyawa organik 7. Menjelaskan tentang jenis-jenis isomer dan stereoisomer 8. Membedakan dengan tepat perbedaan isomer rantai, isomer gugus fungsi, dan isomer posisi 9. Membedakan stereoisomer dari isomer geometris dan isomer optis 10. Menyebutkan jenis gugus fungsional pada senyawa organik 11. Menyebutkan golongan senyawa organik berdasarkan gugus fungsinya 12. Menyebutkan contoh tiap senyawa berdasarkan gugus fungsionalnya 13. Menyebutkan deret homolog untuk sepuluh alkana pertama 14. Menuliskan contoh nama alkana, alkena, dan alkuna berdasarkan IUPA 15. Menuliskan contoh nama alkohol berdasarkan IUPA 16. Menuliskan contoh nama aldehid dan keton berdasarkan IUPA 17. Menuliskan contoh nama asam karboksilat dan ester berdasarkan IUPA 18. Menuliskan contoh nama amina dan alkil halida berdasarkan IUPA 19. Menjelaskan dengan singkat tentang prinsip reaksi adisi, substitusi, dan eliminasi dalam senyawa organik 20. Memberikan contoh reaksi adisi, substitusi, dan eliminasi Setiap materi yang disusun dalam bab ini sudah dilengkapi dengan latihan soal dan tes. Sehingga setelah mempelajari bab ini para mahasiswa diharapkan dapat mengukur kemampuannya dalam memahami materi tiap selesai satu topik. Apabila belum dapat menyelesaikan latihan soal maupun tes dengan baik maka mahasiswa dapat mengulang kembali materi yang telah dipelajari. 2

10 Kimia rganik Topik 1 Dasar Kimia rganik A. PERKEMBANGAN KIMIA RGANIK Sejarah kimia organik dimulai pada pertengahan tahun 1700an dimana pada awalnya kimia organik dikenal sebagai ilmu kimia yang mempelajari benda hidup. senyawa-senyawa yang diperoleh dari benda hidup tersebut (hewan, tumbuhan, dan manusia) sangat mudah terurai atau terdekomposisi dari pada senyawa yang diperoleh dari bahan bahan mineral. al ini yang menyebabkan seorang ahli kimia dari Swedia, Torbern Bergman, pada tahun 1770 menjelaskan sebagai perbedaan antara senyawa organik dan anorganik. Senyawa organik pada saat itu diyakini mempunyai vital force atau daya vital yang merupakan ciri khas dari senyawa yang berasal dari makhluk hidup. Karena memiliki daya vital ini maka senyawa organik dipercaya tidak dapat disintesi di laboratorium seperti senyawa anorganik. Tabel 1. Perbedaan Senyawa rganik Dan Anorganik rganik Reaksi berjalan lambat Titik didih dan titik leleh rendah Mudah terurai dengan pemanasan Molekulnya dapat membentuk isomer Mudah larut dalam pelarut nonpolar, kurang larut dalam air atau pelarut polar Anorganik Reaksi lebih cepat Titik didih dan titik leleh tinggi Lebih stabil dengan pemanasan Molekulnya tidak dapat membentuk isomer Mudah larut dalam air atau pelarut polar, kurang larut dalam pelarut nonpolar Teori tentang daya vital yang menyebabkan senyawa organik tidak dapat disintesis atau dimanipulasi di laboratorium ini mulai berubah sejak Michel hevreul pada tahun 1816 menemukan bahawa sabun (suatu senyawa anorganik) dapat dibuat dari hasil reaksi antara lemak hewani (senyawa organik) dengan basa. Sabun yang merupakan senyawa anorganik dapat diubah menjadi senyawa organik yaitu asam lemak. 3

11 Kimia rganik Lemak hewani Na 2 Sabun + Gliserin Sabun 3 + Asam lemak Pada tahun 1828 Wohler menemukan bahwa urea, suatu senyawa organik, yang sebelumnya ditemukan dalam urin manusia, dapat disintesis dari senyawa anorganik, ammonium sianat. al ini makin melemahkan teori vitalitas. Karbon ini menempati bagian utama dalam studi ilmu kimia karena karbon adalah atom yang unik karena karbon dapat terikat secara kovalen dengan atom karbon lain dan terhadap unsur-unsur lain dengan berbagai macam cara. Senyawa-senyawa karbon juga bervariasi yaitu dari senyawa yang paling sederhana yaitu metana (4), sampai dengan asam nukleat yang menjadi pengemban kode genetik.dalam kimia organik selain unsur karbon (), unsur-unsur yang sering kali ada adalah hidrogen (), oksigen (), dan unsur halogen (l, Br, I), Nitrogen (N), S dan P. walaupun senyawa organik terbentuk dari sejumlah kecil unsur akan tetapi keberadaan senyawa organik sangat berlimpah. Sekarang ini kita hidup di jaman karbon karena setiap hari kita dikelilingi oleh senyawa-senyawa karbon, kolesterol dan lemak tak jenuh, hormon pertumbuhan dan steroid, insektisida dan feromon, karsinogen dan agen kemoterapi, DNA dan kode genetik. dan masih banyak lagi yang lainnya. Berdasarkan penemuan di atas senyawa organik kemudian dapat didefinisikan sebagai senyawa karbon. Walaupun senyawa organik dikenal sebagai senyawa karbon tetapi tidak semua senyawa yang mengandung karbon adalah senyawa organik. ontohnya, 2 atau a 3 walaupun mengandung atom karbon tetapi bukan merupakan senyawa organik. Jadi, bagaiamana membedakan senyawa organik atau anorganik?. Senyawa organik merupakan senyawa hidrokarbon dan turunannya. Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang tersusun dari hidrogen dan karbon. Setiap senyawa organik merupakan anggota deret homolog atau golongan senyawa tertentu. Deret homolog adalah urutan senyawa organik yang membentuk kelompok dengan gugus dan struktur tertentu yang teratur. ontoh dari deret homolog adalah 4, 3 3, dan seterusnya, atau 3, 3 2, dan seterusnya. B. STRUKTUR ATM DAN RBITAL ATM Sebelum mulai membahas tentang kimia organik, mari kita mengulas kembali pembahasan tentang struktur atom. Atom merupakan partikel dasar yang terdiri dari elektron, proton dan neutron. Atom terdiri atas nukleus atau inti atom dan elektron yang mengelilingi inti atom. Nukleus merupakan bagian atom yang terdiri dari proton yang bermuatan positif dan neutron yang tidak bermuatan atau netral, sedangkan elektron yang 4

12 Kimia rganik mengelilingi nukleus bermuatan negatif. Kedudukan partikel penyusun atom dalam atom disebut struktur atom. Atom merupakan partikel sangat kecil yang bahkan tidak dapat terdeteksi dengan mikroskop. Tetapi sifat-sifat atom dapat dipelajari apabila atom diberikan medan listrik, medan magnet atau cahaya, sehingga atom bisa dibuktikan mengandung elektron, proton, dan neutron sebagai bagian pembentuk atom. Nukleus memiliki diameter yang sangat kecil yaitu sekitar sekitar hingga meter (m) tetapi nukleus memegang peranan terhadap pembentukan massa atom. Elektron memiliki masssa yang sangat kecil sehingga cenderung diabaikan dan elektron mengilingi nukleus pada jarak sekitar m. sehingga dapat diperkirakan diameter dari suatu atom adalah 2x m atau 200 pikometer (pm), dimana 1 pm = m.beberapa ahli kimia menggunakan satuan angstrom (Å) untuk menunjukkan jarak atom dimana 1 Å = 100 pm = m Suatu atom mempunya nomor atom (Z) yang menggambarkan jumlah proton dalam inti atom dan nomor massa atom (A) yang menggambarkan jumlah proton dan neutron. Nomor atom untuk setiap atom selalu tetap misalnya hidrogen memiliki nomor atom 1, karbon memiliki nomor atom 6, oksigen dengan nomor atom 8, dan sebagainya. Tetapi setiap atom dapat memiliki nomor massa yang berbeda berdasarkan jumlah neutron yang dimilikinya. Sehingga atom yang memiliki nomor atom sama tetapi nomor massa berbeda disebut sebagai isotop. Karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen merupakan unsur yang paling penting dalam ilmu kimia organik. Unsur-unsur ini berada di kedua periode pertama dalam sistem berkala unsur dan elektronnya berada dalam dua kulit elektron yang terdekat ke nukleus. Karbon merupakan atom terpenting yang dipelajari dalam ilmu kimia organik. Karbon merupakan atom yang memiliki enam elektron dengan konfigurasi 1s 2 2s 2 2p 2. Karbon mempunyai empat elektron valensi, sehingga karbon dapat membentuk ikatan kovalen. Di dalam tabel periodik, atom karbon merupakan unsur golongan 4A yang berada pada posisi tengah dalam kolom periodenya. Atom di sebelah kiri karbon memiliki kecenderungan memberikan elektron sedangkan di sebelah kanannya memiliki kecenderungan menarik elektron. Elektron yang dekat dengan nukleus akan lebih tertarik oleh proton dalam nukleus dibanding elektron yang jauh kedudukannya terhadap nukleus. Sehingga semakin dekat elektron terhadap nukleus semakin rendah energinya dan sukar berpindah dalam reaksi kimia. Kulit elektron yang paling dekat dengan nukleus berada pada tingkat energi pertama, elektron pada kulit kedua berada pada tingkat energi kedua yang lebih besarnya energinya disbanding tingkat pertama, begitu seterusnya.posisi relatif suatu elektron terhadap nukleus dapat digambarkan dengan teori mekanikal kuantum. Tiap kulit elektron dibagi menjadi orbital atom. rbital atommenggambarkan ruang di mana elektron dapat ditemukan dengan probabilitas 90-95%. rbital atom mempunyai empat sub kulit yaitu s, p, d, dan f. orbital s berbetuk bulat (sferis), orbital p berbentuk halter (seperti alat olahraga angkat beban) masing-masing sub kulit dapat menampung dua elektron. dalam ilmu kimia organik orbital s dan p ini yang paling penting. 5

13 Kimia rganik Kulit elektron pertama mengandung orbital 1s, sehingga jumlah elektron pada kulit ini adalah dua. kulit kedua mengandung satu orbital 2s dan 3 orbital 2p sehingga jumlah elektron pada kulit ini adalah delapan. Kulit ketiga berisi satuorbital s (3s), tiga orbital p (3p), dan lima orbital d (3d), jadi total elektron pada kulit ketiga ada delapan belas. orbital s orbital p orbital d Gambar 1.2 Bentuk orbital s, p, dan f Karbon memiliki konfigurasi 1s 2 2s 2 2p 2 dari konfigurasi ini karbon memiliki dua electron yang tidak berpasangann yaitu pada orbital 2p, artinya karbon akan membentuk dua ikatan -. Faktanya karbon dapat membentuk empat ikatan - dan membentuk bangun ruang tetrahedral, bagaiamana hal h ini bisa terjadi?. Atom karbon tidak menggunakan orbital s dan p ketika membentuk ikatan, tetapi menggunakan orbital baru dengan tingkat energy yang setara. al ini yang disebut dengan konsep hibridisasi yaitu beberapaa orbital yang berbeda tingkat energinya bergabung membentuk orbital baru yang setara tingkat energinya. Gambar 1.3 Penataan P tetrahedral dari 4 6

14 Kimia rganik Penataan tetrahedral untuk 4 tidak dapat terbentuk apabila karbon berada dalam keadaan dasarnya Gambar 1.4 Konfigurasi keadaan dasar atom karbon Konfigurasi keadaan dasar dari atom karbon adalah 1s 2 2s 2 2px 1 2py 1. Pada kulit terluar dari karbon memiliki sepasang electron e pada orbital 2s dan dua electron tidakk berpasangan pada orbital 2p. pada konfigurasi ini hanya akan terbentuk dua ikatan -. agar dapat membentuk konfigurasi 4 dengan 4 ikatan - maka 1 elektron dari orbital 2s harus dipromosikan pada orbital 2pz sehingga pada kondisi ini akan ada empat elektron yang tidak berpasangan. Sehingga pada 4 akan membentuk orbital hybrid sp 3. Gambar 1.5 Konfigurasi atom karbon yang terhibridisasi Keempat orbital hybrid sp 3 mempunyai tingkat energi setara dan mempunyai penataan geomteris berbentuk tetrahedral. Masing-masing orbital hibrid pada 4 akann membentuk ikatan sigma (σ). Setiap ikatan mempunyai panjang ikatan 1,09 Å dan energy disosiasi ikatan 104 kkal/mol. Sudut ikatann antara 109,5 0. 7

15 ibridisasi sp 3 4 Kimia rganik s+p x +p y +p z Gambar 1.6 ibdridisasi sp 3 pada metana Bila pada metana hanya terbentuk ikatan bagaimana dengan ikatann antar karbon ( )?. Ikatan karbon-karbon dalam etana memiliki panjang ikatan 1.54 Å dan kekuatan ikatan 88 kkal/mol. Untuk ikatann - memiliki karakteristik yang sama dengan metana. Pada etana dua karbon membentuk ikatan i satu sama lain melalui overlap orbital sp 3 dan setiap karbon membentuk satu itan sigma s (σ). Tiga orbital sp 3 lain pada setiap karbon overlap dengan orbital 1s atom membentuk enam ikatan sigma (σ). Karbon sp 3 Karbon sp 3 Ikatan karbon sp 3 - sp 3 etana Gambar 1.7 Pembentukan ikatan pada etana 8

16 Kimia rganik Pada etena, 2 = 2, terdapat ikatan rangkap pada ikatan antar karbonnya. Atom karbon tidak menggunakan orbital s dan p untuk berikatan, tetapi menggunakan orbital baru yang mempunyai tingkat energy setara dan berbentuk segitiga planar, yaitu orbital sp 2. ibridisasi sp 2 Gambar 1.8 ibridisasi sp 2 Karbon sp 2 Karbon sp2 Ikatan rangkap karbon-karbon Gambar 1.9 Pembentukan ikatan pada etena Pada etena dua orbital sp 2 dari kedua atom karbon yang berisi masing-masing satu electron akan overlap ujung ke ujung sehingga akan membentuk ikatan σ. sedangkan dua orbital p yang masing-masing berisi satu electron akan overlap sisi ke sisi membentuk ikatan π antara atom dan. jadi pada ikatan dan terbentuk dua ikatan yaitu ikatan σ dan ikatan π (ikatan rangkap). Ikatan pada karbon dan karbon bisa berupa ikatan tunggal, ikatan rangkap dua, atau ikatan rangkap tiga. Etuna atau adalah salah satu senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga karbon-karbon. Ikatan rangkap tiga menggunakan orbital sp sebagai hasil dari hibridisasi satu orbital 2s dan satu orbital 2p, dua orbital 2p lainnya tidak berubah. 9

17 Kimia rganik Karbon tereksitas ibridisasi sp Gambar 1.10 ibdridisasi sp Dua orbital sp dari dua atom a karbon membentuk satu ikatan σ sedang dua orbital p akan membentuk ikatan π. Jadi,, pada ikatan rangkap tiga akan terbentuk satuu ikatan σ dan dua ikatan π. Ikatan rangkap tiga Gambar 1.11 Pembentukan ikatan pada etena. IKATAN KIMIA Atom dapat terikat menjadi molekuldengan berbagai cara karena struktur elektron berbeda-beda. Ikatan kimia terjadi karena atom berkecenderungan untukk mempunyai konfigurasi seperti gas mulia yaitu unsur golongan 8A dalam sistem periodik.. Unsur-unsur golongan IA, logam alkali, mempunyai satu elektron terluar, unsur pada golongan ini berkecenderungan membentuk konfigurasi gas mulia dengan melepaskan satu elektron sehingga membentuk kation. Ukuran U kemampuan melepaskan elektron disebut energi ionisasi. Atom-atom golongan logam alkali mempunyai energi ionisasi rendah sehingga 10

18 Kimia rganik bersifat elektronegatif, sedangkan atom yang berada di kanan dan tengah tabel periodik unsur memiliki kemampuan melepaskan elektron yang lemah sehingga mempunyai energi ionisasi yang tinggi. Sedangkan unsur golongan halogen 7A berkecenderungan membentuk konfigurasi gas mulia dengan cara menarik elektron sehingga membentuk anion. Kemampuan menarik elektron ini disebut afinitas elektron. Unsur pada bagian kanan tabel periodik mempunyai afinitas elektron tinggi sehingga unsur-unsur ini bersifat elektronegatif. Ikatan yang terbentuk antara senyawa yang mempunyai energi ionisasi rendah dan afinitas elektron tinggi disebut dengan ikatan ion. ontohnya adalah ikatan dalam Nal. Molekul Nal terbentuk dari ikatan ion Na + dan l - melalui gaya elektrostatik. Apabila sepasang elektron digunakan bersama antara dua atom disebut ikatan kovalen. Ikatan kovalen ini diperkenalkan pertama kali oleh G.N Lewis pada tahun Ikatan kovalen dapat digambarkan dengan struktur lewis, dimana elektron terluar digambarkan sebagai titik. ontohnya hidrogen mempunyai 1 titik, karbon 4 titik. ontohnya; 2, l 2, 2 4, 2 2. ikatan antara dan atau dan l akan membentuk 4 ikatan kovalen. Banyaknya ikatan kovalen yang terbentuk oleh atom tergantung pada banyaknya elektron tambahan yang diperlukan agar atom itu mencapai suatu konfigurasi gas mulia. ontoh : rang yang pertama kali mengemukakan bahwa dalam semua senyawa organik tetap bervalensi 4 adalah Kekule (1859). Dapat diperlihatkannya dengan menggambarkan tangan-tangan valensi Kekule ini identik dengan ikatan kovalen. Model penggambaran lain untuk ikatan kovalen adalah dengan struktur kekule. Dimana ikatan digambarkan sebagai sebuah garis. Satu ikatan (garis) merupakan pasangan elektron. Pada struktur kekule pasangan elektron bebas pada kulit terluar dapat diabaikan. ontoh : Metana ( 4 ) Air ( 2 ) Atom dengan kelektronegatifan yang sama atau hampir sama akan membentuk ikatan kovalen nonpolar, contoh : 2, N 2, 4, 2 6. bila keelektronegatifan antar atom yang membentuk ikatan berbeda maka akan terbentuk ikatan kovalen polar yaitu suatu ikatan 11

19 Kimia rganik dengan distribusi rapat elektron yang tidak merata. Dsitribusi elektron dalam molekul polar dapat dilambangkan oleh muatan parsial + dan - contoh : + - l - atau l Dari uraian di atas dapat diketahui, bahwa : 1. Ikatan ion dihasilkan dari perpindahan elektron dari satu atom ke atom lain 2. Ikatan kovalen dihasilkan dari penggunaan bersama-sama sepasang elektron oleh dua atom 3. Atom memindahkan atau membuat pasangan elektron untuk mencapai konfigurasi gas mulia. Konfigurasi ini biasanya adalah delapan elektron dalam kulit terluar. Teori ini disebut aturan oktet. D. RUMUS KIMIA DALAM KIMIA RGANIK Etana memiliki 2 atom dan 6 atom, 2 6. Perbandingan terkecil dari dan dalam etana adalah 1 :3 atau 3. 3 dalam etana ini dikenal dengan nama rumus empiris sedangkan 2 6 adalah rumus molekul. Rumus empiris menggambarkan jenis atom dan perbandingan terkecilnya dalam suatu molekul. Rumus molekul menggambarkan jumlah atom yang sesungguhnyaa dalam molekul dan bukan hanya perbandingannya. Rumus struktur menunjukkan struktur dari molekul yaitu muatan dari kaitan atom-atomnya. Rumus struktur ini perlu diketahui untuk dapat menerangkan atau meramalkan kereaktifan kimia sehingga rumus struktur adalah yang paling berguna dari berbagai jenis rumus rumus empirik etana rumus molekul etana rumus strukturetana Penggambaran struktur molekul dapat menggunakan rumus titik, rumus garis, dan rumus termampatkan (rumus ringkas). Rumus lewis atau rumus titik jarang digunakan, yang umumnya rumus garis atau rumus kekule untuk setiap pasangan electron. Rumus titik Rumus garis 12

20 Kimia rganik Pada rumus garis sebagian atau semua garis ikatan dapat diabaikan, sehingga disebut sebagai rumus yang dimampatkan atau rumus ringkas. Semua garis ikatan pada hidrogen dapat diabaikan sehingga hidrogen ditulis langsung setelah atom yang mengikatnya. Pada gugus bercabang garis vertikal yang menunjukkan posisi percabangan pada rantai utama dapat dituliskan. Tetapi pada rumus ringkas lebih jauh, semua ikatan diabaikan, bila molekul mempunyai dua atau lebih gugus atom yang identik dapat digunakan tanda kurung untuk gugus atom yang mengulang diikuti subskrip yang menunjukkan berapa kali banyaknya gugus ditemukan pada posisi tersebut dalam molekul. Dapat dimampatkan menjadi 3 3 Selain rumus garis suatu molekul organik dapat digambarkan dengan garis ikatannya saja, atom karbon dan hidrogen diabaikan tetapi untuk heteroatom (N,, X) dapat ditampilkan. 2-kloropentana dapat digambarkan sebagai berikut dalam rumus garis-ikatan = l l Senyawa dengan ikatan rangkap juga dapat digambarkan dengan rumus garis ikatan 3 = 3 = 3 Pada senyawa siklik rumus ringkas garis ikatan dapat digambarkan dengan bentuk poligon sesuai jumlah atom karbon penyusunnya = = 13

21 Kimia rganik LATIAN 1. ibridisasi apa yang terbentuk pada ikatan molekul karbon di bawah ini yang ditunjukkan dengan tanda panah? a b 2. Tentukan rumus yang lebih ringkas dari : l l 3. Tentukan rumus garis-ikatan untuk molekul Tentukan rumus empirik, rumus molekul, rumus struktur, dan rumus struktur garisikatan untuk sikloheksana. 5. Tentukan rumus ringkas dari molekul dibawah ini : Petunjuk Jawaban Latihan 1. Untuk mengetahui jenis hibridasi pada suatu atom karbon, yang perlu diperhatikan adalah jenis ikatan dan berapa banyak jumlah atom lain yang terikat pada atom karbon tersebut. Struktur yang ditanyakan tersebut adalah struktur untuk 3-n-propil- 1-heptena. Rumus yangt ditunjukkan di atas adalah rumus garis ikatan dimana tidak semua atom digambarkan dalam ikatannya. Pada atom karbon terdapat 3 hibridisasi yaitu sp 3, apabila karbon mengikat 4 atom lain, sp 2 apabila karbon mengikat 3 atom lain, dan sp apabila karbon mengikat 2 atom lain. Pada tanda panah a merupakan atom karbon mengikat 4 atom lain yaitu 2 atom dan 2 atom, sehingga atom karbon a ini mengalami hibridisasi sp 3. Pada karbon yang ditunjukkan tanda panah b, menunjukkan atom karbon yang mengikat 3 atom yang lain yaitu 2 atom dan 1 atom atom hidrogen. Sehingga karbon b ini mengalami hibridisasi sp 2. 14

22 Kimia rganik l l Molekul senyawa ini mengandung gugus metil ( 3 ), metilena ( 2 ), dan l. Karena ada gugus yang mengalami pengulangan yaitu gugus metilena, maka gugus ini bisa diringkas dengan menggabungkan dalam tanda kurung dan diberi subskrip. Terdapat 2 gugus l sehingga gugus ini diletakkan sesuai dengan perlekatannya. Sehingga rumus diatas dapat diringkas lagi menjadi : 3 ( 2 ) 4 l( 2 ) 2 l 3. Penggambaran struktur garis-ikatan untuk molekul berdasarkan pada orbital dari hibrid dari atom karbon , sehingga rumus garis-ikatan untuk struktur ini adalah : 1-pentanol 4. Sikloheksana merupakan senyawa siklik 6 anggota karbon dengan ikatan tunggal, sehingga jumlah hidrogen yang terikat pada masing-masing karbon adalah 2. Sehingga dapat dibuat rumus molekulnya adalah 6 12, rumus empiriknya dalah 2, rumus strukturnya : Struktur garis-ikatan 5. Untuk membuat rumus ringkas harus dipahami bahwa setiap ujung dari struktur dan perpotongan garis adalah atom karbon. Setiap karbon akan mengikat 4 atom lain pada ikatan tunggal, dan 3 atom lain pada ikatan rangkap dua. Percabangan dapat dituliskan dalam tanda kurung. Jadi, rumus ringkas untuk senyawa tersebut adalah : 3 2 = 2 ( 3 ) 3 RINGKASAN 1. Pada awal perkembangannya kimia organik didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari benda-benda hidup. 2. Sekarang ini kimia organik dikenal sebagai ilmu yang mempelajari senyawa organik atau senyawa karbon. 3. Karbon merupakan atom terpenting yang dipelajari dalam ilmu kimia organik. 15

23 Kimia rganik 4. Karbon dapat berikatan dengan atom-atom lain seperti,, N, S dan unsur halogen dengan berbagai jenis ikatan seperti ikatan tunggal, ikatan rangkap dua, atau rangkap tiga. 5. Ikatan karbon dengan atom lain dapat menggunakan orbital hidrid sp 3 seperti pada metana dimana karbon mengikat 4 atom lain, sp 2 bila karbon mengikat 3 atom lain dengan ikatan rangkap 2, dan orbital hibrid sp bila karbon mengikat 2 atom lain dengan ikatan rangkap tiga. 6. idrokarbon dapat memiliki rumus empirik yaitu rumus yang menggambarkan perbandingan terkecil dari atom-atom penyusunannya, rumus molekul menggambarkan jumlah atom yang sesungguhnyaa dalam molekul dan bukan hanya perbandingannya. Rumus struktur menunjukkan struktur dari molekul yaitu muatan dari kaitan atom-atomnya. TES 1 1. Karbon menempati bagian utama dalam studi ilmu kimia karena karbon adalah atom yang unik, sifat khas dari atom karbon adalah : A. anya dapat terikat dengan atom hidrogen B. Dapat membentuk ikatan hidrogen. Dapat membentuk ikatan kovalen D. Karbon dalam 2 berikatan ion 2. Yang termasuk dalam golongan senyawa organik adalah A. 2 dan 4 B. 2 dan a 3. 4 dan 3 2 D. a 3 dan Pasangan molekul yang membentuk ikatan kovalen adalah : A. 4 dan l 2 B. 2 dan Nal. l dan Nal D. a 3 dan 4 4. Rumus empirik untuk senyawa A. ( 2 ) 4 B ( 2 4 ) D. ( 2 4 ) 2 16

24 Kimia rganik Dari struktur diatas manakah yang menunjukkan hibridisasi sp 2 A. 1 dan 3 B. 2 dan 4. 3 dan 4 D. 2 dan 3 6. Bagaimanakah rumus ringkas dari senyawa berikut ini : A. 3 2 = B. 3 ( 2 ) 2 = ( 2 ) 2 = 2 3 D. 3 = Pada struktur diatas nomor 1, 2, dan 3 menunjukkan hibridisasi : A. sp, sp 2, dan sp 3 B. sp, sp3, dan sp3. sp, sp2, dan sp2 D. semuanya sp 8. Banyaknya hibridisasi sp 3 pada senyawa ini adalah : 17

25 Kimia rganik A. 2 B D Rumus garis-ikatan untuk senyawa ( 3 ) 3 2 = 2 3 yang seusai adalah : A. B.. D. 10. Geraniol adalah suatu monoterpenoid yang mempunyai struktur seperti di bawah ini. Bagaimana rumus molekul untuk geraniol : A B D

26 Kimia rganik TPIK 2 Isomer, Stereoisomer, Gugus Fungsional dan Tatanama Pada topik 1 telah dipelajari tentang rumus kimia, suatu molekul dapat mempunyai rumus empirik, rumus molekul, dan rumus struktur. Sebagai contoh senyawa dengan rumus molekul 4 10 bila diringkas akan menjadi ( 2 5 ) 2. Rumus 2 5 ini merupakan rumus empirik. Sedangkan 4 10 bila digambarkan sesuai susunan atom-atomnya akan mempunyai beberapa struktur yang berbeda. Penyusunan dalam struktur-struktur yang berbeda inilah yang akan kita bahas dalam bagian isomer n- butana metilpropana Isomer dari 4 10 Di bidang farmasi tentu kita tidak asing dengan alkohol yang mempunyai berbagai fungsi, sebagai bahan bakar, antiseptik atau bahan pelarut. Nama alkohol sendiri merupakan nama untuk penggolongan senyawa organik yang mempunyai gugus fungsi hidroksil atau. Senyawa yang sering kita sebut alkohol yang dapat digunakan sebagai antiseptik merupakan jenis senyawa alkohol yang mempunyai nama etanol atau etil alkohol ( 3 2 ). Gambar 1.12 Etanol atau etil alkohol 19

27 Kimia rganik Selain alkohol tentu kita juga sudah mengenal asam cuka, bahan yang sering kita jumpai untuk memberi rasa asam pada makanan seperti bakso atau acar. Asam cuka merupakan nama lain dari asam asetat atau asam etanoat yang merupakan golongan senyawa asam karboksilat, yaitu senyawa organik mempunyai gugus karboksil (-). Dari uraian ini ternyata senyawa organik mempunyai ciri yang berbeda-beda yang tentunya akan mengakibatkan penamaan yang berbeda. Untuk memudahkan mempelajari senyawa organik yang beraneka ragam maka dikembangkan sistem yang mengklasifikasikan senyawa organik berdasarkan gugus fungsionalnya. Gugus fungsional merupakan bagian molekul senyawa organik yang menjadi sifat khas dari molekul dan pusat kereaktivan dari molekul tersebut. Mengapa asam cuka mempunyai nama asetat dan asam etanoat? apa yang membedakan kedua penamaan tersebut?. Pada awal penemuan suatu senyawa organik, penamaan senyawa tersebut belum memiliki keteraturan, senyawa organik bisa diberi nama berdasarkan penemunya atau sumbernya. Sebagai contoh, asam semut merupakan nama lain dari asam formica atau asam format, yaitu suatu golongan senyawa karboksilat yang paling sederhana yang diperoleh dari penyulingan semut merah. Semut merah dalam bahasa latin adalah formica. Nama asetat dan formiat ini yang disebut nama trivial atau nama lazim. Tetapi dengan makin banyaknya senyawa organik yang telah ditemukan maka diperlukan suatu sistem penamaan yang sistematis dan teratur untuk itu digunakan sistem tatanama senyawa organik yang disebut dengan IUPA yaitu The International Union of Pure and Applied hemistry. A. ISMER Suatu molekul kimia organik bisa jadi memiliki jenis dan jumlah atom yang sama tetapi penyusunannya dalam strukturnya berbeda. Peristiwa dimana senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya tidak sama disebut sebagai isomer. Berdasarkan penyusunannya dalam bidang isomer dibedakan menjadi dua yaitu isomer struktur dan isomer ruang atau stereoisomer. Isomer struktur dibedakan menjadi isomer rantai, isomer gugus fungsi dan isomer tempat/posisi. Sedangkan isomer ruang atau stereoisomer dibedakan menjadi isomer geometris (cis-trans) dan isomer optis. Variasi dalam struktur molekul karena urutan atom yang terikat dalam rantai karbon disebut sebagai isomer rantai. Sebagai contoh 5 12 bisa jadi menunjukkan tigastruktur yang berbeda yaitu : n-pentana metilbutana ,2-dimetilpropana 20

28 Kimia rganik atau dapat berupa senyawa asam karboksilat yang berbeda susunan atom-atom dalam strukturnya, contohnya : Asam butanoat asam 2-metil propanoat Asam karboksilat dan ester merupakan pasangan isomer dimana jumlah dan jenis atom penyusunnya sama. Tetapi asam karboksilat dan ester mempunyai gugus fungsi yang berbeda. Jenis isomer ini disebut sebagai isomer gugus fungsi. ontoh pasangan isomer gugus fungsi lainnya adalah alkohol dengan eter dan aldehid dengan keton. ontoh isomer gugus fungsi asam butanoat dengan metil propanoat ( ), propanol dengan etil metil eter ( 3 8 ), propanal dengan propanon ( 3 7 ). 3 Asam butanoat metilpropanoat Propanol metoksi etana (metil etil eter) propanal propanon 21

29 Kimia rganik Asam 2-hidroksi propanoat dan asam 3-hidroksi propanoat merupakan golongan senyawa karboksilat dengan adanya gugus hidroksil pada rantai karbonnya. Kedua senyawa ini mempunya jumlah dan jenis atom yang sama tetapi posisi dari gugus fungsi hidroksilnya berbeda. Isomer jenis ini disebut sebagai isomer posisi atau tempat. Isomer ini bersangkut paut dengan posisi dari gugus fungsi pada rantai. Asam 2-hidroksi propanoat Asam 3-hidroksi propanoat asam oksalat asam tartrat B. STEREISMER Pembahasan mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi, yaitu bagaimana atom-atom dalam sebuah molekul ditata dalam ruangan satu relatif terhadap yang lain. Isomer yang masuk dalam kategori stereoisomer adalah isomer geometri atau biasa disebut isomer cis-trans dan isomer optis. Isomer geometri (cis-trans) ini disebabkan adanya ikatan rangkap dua sehingga molekul menjadi kaku (rigid), sehingga susunan atomnya tertentu. Isomer optis terjadi pada senyawa yang mempunyai atom asimetris. Atom asimetris adalah atom yang keempat gugus/atom yang terikat padanya mempunyai kelektronegatifan yang tidak sama. Senyawa yang mempunyai atom asimetris demikian 22

30 Kimia rganik akan dapat memutar bidang polarisasi cahaya terkutub sifat yang demikian ini disebut senyawa yang optik aktif. Apabila senyawa tersebut dapat memutar bidang polarisasi ke kanan disebut dexter (d) atau diberi tanda (+), sedangkan yang dapat memutar ke kiri disebut levosa (l) atau diberi tanda (-). Berdasarkan teori Van t off- Le Bel asam tartrat (bentuk d dan l) merupakan bayangan cermin satu sama lain. Sehingga kristal atau zat tersebut asimetrik. Jika pada suatu zat pada setiap molekulnya mempunyai n buah atom asimetris maka jumlah maksimum isomer ruangnya = 2 n buah Tabel I.1 Rumus proyeksi asam tartrat I II III IV atatan : 1. Bentuk I dan II disebut enantiomer (isomer antipoda) merupakan bayangan cermin total. 2. Bentuk I dan III adalah stereoisomer (isomer sebagian). 3. Bentuk III dan IV identik. Suatu bentuk meso. 4. Bentuk enantiomer mempunyai sifat-sifat fisis yang sama, misalnya ; titik leleh. Kelarutan, K a sama. Kecuali rotasinya yang satu kanan (d) yang lainnya kiri (l) 5. campuran rasemat/rasemik adalah campuran dua macam zat optik aktif (bentuk d- dan l-) sehingga daya putarnya saling meniadakan.. GUGUS FUNGSINAL DAN TATA NAMA Gugus fungsi merupakan bagian molekul yang mempunyai kereaktivan kimia. Senyawayang mempunyai gugus fungsi sama akan mengalami reaksi kimia yang sama. Untuk senyawa dengan gugus fungsi sama maka akan lebih mudah menggunakan rumus umum untuk senyawa-senyawa tersebut. Sebagai contoh : etana merupakan senyawa alkana mmepunyai rumus molekul 3-3 pada senyawa ini hanya mempunyai ikatan -. rumus umum untuk alkana dituliskan sebagai R-, dimana R menyatakan gugus alkil. Gugus alkil pada 3 3 adalah dan 3 2 merupakan contoh senyawa alkohol yang mempunyai gugus fungsi, sehingga rumus umum untuk alkohol dituliskan sebagai R-, dimana pada 3 2 gugus R atau gugus alkilnya adalah

31 Kimia rganik Beberapa gugus fungsional untuk senyawa organik seperti ditunjukkan dalam tabel 1.1 berikut ini : Tabel 1.1 Beberapa gugus fungsional dan golongan senyawa organik Gugus fungsional Nama golongan Rumus umum Nama umum --- alkana R- alkana -=- alkena R 2 =R 2 alkena - - alkuna R R alkuna --X haloalkana R-X haloalkana (X=halogen) -- alkohol R- alkanol ---- eter R-R alkoksialkana - aldehid R- alkanal -- keton R--R alkanon -- asam karboksilat R-- Asam alkanoat -- ester R--R Alkilalkanoat -N 2 amina RN 2, R 2 N, R 3 N alkilamina --N 2 amida R--N 2 alkanamida - N nitril R- N alkananitril Setelah mempelajari tentang penggolongan senyawa organik berdasarkan gugus fungsinya maka akan lebih mudah untuk mempelajari senyawa kimia berdasarkan golongannya dan cara penamaannya. Pada akhir abad 19 nama kimia organik disistematikkan dengan menghubungkan nama senyawa dan strukturnya. Sistem ini disebut dengan nama Jenewa atau sistem IUPA (International Union of Pure and Applied hemistry). IUPA adalah organisasi yang bertanggung jawab meneruskan perkembangan tata nama kimia. 24

32 Kimia rganik 1. Alkana dan sikloalkana Dasar sistem IUPA ialah nama alkana rantai lurus. Senyawa-senyawa alkana diatur sedemikian rupa sehingga dalam satu deret akan berbeda hanya satu gugus metilena ( 2 ) dengan tetangga terdekatnya. Pengelompokkan senyawa ini yang disebut dengan deret homolog dan senyawanya disebut homolog. Tabel.1.2 Deret homolog sepuluh senyawa alkana pertama Jumlah Karbon Struktur Nama 1 4 metana etana propana 4 3 ( 2 ) 2 3 butana 5 3 ( 2 ) 3 3 pentana 6 3 ( 2 ) 4 3 heksana 7 3 ( 2 ) 5 3 heptana 8 3 ( 2 ) 6 3 oktana 9 3 ( 2 ) 7 3 nonana 10 3 ( 2 ) 8 3 dekana Dalam deret homolog di atas, semua senyawa alkana berakhiran dengan ana, suatu akhiran IUPA untuk tata nama dalam bahasa Indonesia atau akhiran ane dalam bahasa Inggris. Alkana merupakan senyawa hidrokarbon jenuh yang hanya terdiri dari atom karbon dan atom hidrogen. Alkana disebut sebagai hidrokarbon jenuh karena hanya mempunyai ikatan tunggal antar atom karbonnya. Senyawa alkana disebut juga sebagai senyawa alifatik Bila alkana alifatik merupakan senyawa alkana dengan rantai terbuka, maka terdapat senyawa alkana yang strukturnya membentuk cincin. Golongan senyawa ini yang disebut sebagai senyawa alisiklik (alifatik siklik). Penamaan senyawa alisiklik berdasarkan banyaknya atom karbon dalam cincin dengan penambahan awalan siklo. Siklopentana sikloheksana Bila senyawa alkana rantai terbuka tanpa percabangan diberi nama berdasarkan jumlah atom karbon penyusunnya sesuai deret homolog, untuk senyawa kimia organik yang bercabang penamaan dilakukan dengan mempertimbangkan rantai induk dengan cabang atau rantai sampingnya. rantai induk adalah rantai lurus yang terpanjang. Rantai samping 25

33 Kimia rganik atau rantai cabang adalah gugus alkil yang terikat pada rantai induk. Suatu gugus alkil dari rantai samping atau cabang dinamai menurut jumlah karbon penyusunnya sesuai deret homolog dengan mengubah akhiran ana menjadi il Pada contoh di atas rantai induknya adalah alkana dengan anggota tujuh karbon sehingga disebut sebagai heptana. Rantai cabangnya berupa alkana dengan satu karbon sehingga diberi nama metil yang terletak pada posisi karbon ketiga. Sehingga senyawa tersebut diberi nama sebagai 3-metilheptana. Senyawa organik bisa jadi tidak hanya memiliki rantai samping tunggal yang sederhana, kadang senyawa organik bisa mempunyai rantai samping yang bercabang. Beberapa gugus Untuk rantai samping mempunyai nama khusus misalnya untuk propil dan butil. ontohnya pada propil , gugus propil yang tidak bercabang diberi namadengan awalan n-(normal),sedangkan bila ada cabang metil pada ujung rantai samping alkil diberi awalan iso-(dari kata isomerik) yaitu isopropil. ontoh lain pada gugus butil, bisa berupa n-butil, isobutil, sekunder (sec-butil) atau tersier butil (tert-butil). Isobutil merupakan gugus butyl yang mempunyai cabang metil pada karbon ujung rantai. Sekunder butil mempunyai dua cabang metil yang terikat pada karbon kepala. Karbon kepala adalah karbon rantai samping yang terikat langsung pada induk. Gugus butil tersier (tert-butil atau t-butil) memiliki tiga karbon yang terikat pada karbon kepala n-butil isobutil ontoh: propil (n-propil) n-butilsiklopentana Sec-butil isopropi l 3 3 Ter-butilsikloheksana ter-butil Rantai induk suatu senyawa organik dapat memiliki lebih dari satu percabangan. Penamaan untuk cabang yang lebih dari satu ini memakai aturan penamaan diurutkan secara alfabetis menurut ejaan bahasa inggris, misalnya metil dan fenil maka penamaan 26

34 Kimia rganik untuk fenil diletakkan setelah metil, masing-masing cabang diberikan nomor yang menunjukkan posisi lekatan, jika ada lebih dari satu cabang yang sama pada induk maka gugus cabang tersebut digabung etil-3-metilheksana ,3,5-trimetilsikloheksana 2. Alkena dan alkuna Alkena dan alkuna merupakan hidrokarbon tidak jenuh dengan ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Penamaan pada alkena dan alkuna menggunakan akhiran ena dan una untuk ikatan ganda tiga. Bila rantai induk mengandung empat karbon atau lebih digunakan nomor awalan untuk menunjukkan posisi ikatan rangkap atau ganda tiga tersebut yang nomornya serendah mungkin pentena 3 3-metilsikloheksena metil-2-heksuna penomoran untuk menunjukkan posisi ikatan rangkap pada karbon pertama yaitu angka 1 pada struktur diatas dapat dihilangkan bila hanya ada satu posisi yang memungkinkan dan tidak ada masalah dalam kedudukan gugus fungsinya. Suatu senyawa organik kadang bisa memiliki lebih dari satu ikatan rangkap. Pada senyawa dengan lebih dari ikatan rangkap maka penamaannya harus mencantumkan nomor yang menunjukkan posisi dari ikatan rangkap tersebut ,3-butadiena metil-1,3-heksadiena ,4-heptadiuna 27

35 Kimia rganik 3. Alkohol Alkohol adalah senyawa organik dengan gugus fungsi (hidroksil). Penamaan untukalkohol (R-) menggunakan nama hidrokarbon induk dari deret alkanadengan huruf - a akhir diubah menjadi ol. Prinsip penamaan pada alkohol gugus hidroksil tersebut memperoleh nomor serendah mungkin butanol metil-2-pentanol 4. Amina Penamaan untuk amina sederhana atau alkil amina (RN 2, R 2 N atau R 3 N) adalah dengan gugus alkil tersebut yang diikuti dengan akhiran amina. Untuk Substituen yang terikat pada nitrogen penamaannya kadang-kadang didahului oleh awalan N N 2 ( 3 ) 2 N ( 3 ) 2 N 2 3 propilamina dimetilamina etildimetilamina (N,N-dimetiletilamina) 5. Aldehid dan keton Aldehid adalah senyawa organik dengan gugus fungsi karbonil (-=) pada ujung rantai. Penamaan untuk aldehid disesuaikan dengan alkana dimana akhiran a diganti dengan al. Karena gugus fungsi aldehid terletak pada karbon ujung makagugus aldehid dianggap karbon propanal 3 3-metilbutanal Keton adalah suatu senyawa organik dengan gugus fungsi keto, yaitu gugus karbonil yang terletak bukan pada karbon ujung. Gugus keto 28

36 Kimia rganik Gugus keto tidak dapat berada pada awal sebuah rantai karbon, sehingga pada senyawa keton diperlukan penomoran, kecuali untuk propanon atau karbon sederhana lainnya. Penomoran untuk gugus keto adalah serendah mungkin dengan akhiran nama keton adalah on propanon 3-metil-2-heksananon 6. Asam karboksilat dan ester Asam karboksilat merupakan senyawa dengan gugus karboksil pada karbon ujung. Penamaan untuk asam karboksilat seperti halnya pada aldehid karena gugus karboksil harus berada pada awal sebuah rantai karbon sehingga tidak diperlukan nomor. Dan imbuhan nama untuk asam karboksilat adalah asam oat. 3 Asam etanoat (nama trivial = asam asetat) Ester merupakan senyawa derivat atau turunan asam karboksilat. suatu ester serupa dengan asam karboksilat tetapi hidrogen asam digantikan oleh gugus alkil. Penamaan untuk senyawa ester dilakukan dengan menyebutkan gugus alkil esternya terlebih dahulu kemudian diikuti dengan nama asam karboksilatnya dengan menghilangkan nama asam Gugus alkil ester = metil Gugus karboksilat = butanoat Nama senyawa = metilbutanoat 7. Senyawa benzen Bila senyawa benzena sebagai induk maka penamaannya dimulai dari substituennya dan diikuti dengan nama benzena. Tetapi bila cincin benzen terikat pada rantai alkana yang memiliki suatu gugus fungsi atau pada suatu rantai alkana yang terdiri dari 7 atom atau lebih, maka benzen dianggap sebagai substituen dengan nama fenil. 29

37 Kimia rganik N 2 nitrobenzena Benzena sebagai substituen : isopropilbenzena 2-fenil-2-etanol 8. Prioritas tata nama Suatu senyawa organik kadang memiliki lebih dari satu substituen. Misalnya : 2 = 2 2 bagaimana memberi nama senyawa ini? 2-heksen-5-una atau 4-heksen-1- una? l , apa nama yang sesuai? 1-kloro-4-butanol atau 4-kloro-1-butanol? Untuk itu dikembangkan suatu prioritas untuk nomor awalan. Sehingga substituen dengan prioritas lebih tinggi akan memperoleh nomor awalan lebih rendah. Tabel.I.2 Prioritas tata nama gugus fungsional pilihan Struktur parsial NR 2 Nama asam -oat -al -on -ol -amina -ena -una R-, 6 5 -, l-, Br-, -N, etc Substituen awal 30

38 Kimia rganik Berdasarkan tabel prioritas di atasa maka nama yang tepat untuk senyawa 2 = 2 2 adalah 2-heksen-5-una. l nama yang tepat untuk senyawa ini adalah 4-kloro-1-butanol. D. REAKSI DASAR SENYAWA RGANIK Senyawa organik dapat mengalami berbagai reaksi. Reaksi dasar yang dapat terjadi adalah reaksi adisi, substitusi, eliminasi, dan penataan ulang. 1. Reaksi adisi Reaksi adisi terjadi apabila dua molekul bergabung menjadi satu molekul baru tanpa ada pengurangan atom. ontoh reaksi ini adalah reaksi yang terjadi pada senyawa alkena. 3 2 = 2 + l Reaksi substitusi l Reaksi substitusi terjadi bila 2 molekul bereaksi menghasilkan dua produk baru yang merupakan pergantian atau pertukaran suatu gugus atom oleh gugus atom yang lain Br-Br etana 3 2 Br + -Br bromoetana 3. Reaksi eliminasi Reaksi eliminasi merupakan kebalikan dari reaksi adisi, bila reaksi adisi terjadi dari molekul dengan ikatan rangkap yang akan menjadi ikatan tunggal. Pada reaksi eliminasi terjadi reaksi dari ikatan tunggal yang akan berubah menjadi ikatan rangkap karena adanya penghilangan beberapa atom/gugus atom l 3 2 = 2 + l 4. Penataan ulang (rearrangement) Reaksi penataan ulang terjadi apabila molekul mengalami penataan ikatan tanpa adanya penambahan, penghilangan, atau penggantian gugus atom, hanya akan terjadi perpindahan/perubahan posisi gugus atom. Pada reaksi penataan ulang akan menghasilkan suatu isomer. 3 2 = 2 1-butena katalis asam 3 = butena 31

39 Kimia rganik LATIAN 1. Tuliskan isomer fungsi dari senyawa berikut ini : a. 3 2 B a Apa nama senyawa berikut ini : a. 2 === 2 b c d. ( 3 ) 2 N Tentukan struktur dari senyawa berikut ini : a. 3-etilheptana b. 3-sec-butilsikloheksena c. 3-metil-1-butanol 4. Tuliskan isomer struktur dari Tuliskan reaksi adisi untuk 2-metil-1-pentena dengan Br Petunjuk Jawaban Latihan 1. Isomer fungsi adalah senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi gugus fungsinya berbeda. pasangan isomer untuk isomer fungsi adalah asam karboksilat dengan ester, alkohol dengan eter, dan keton dengan aldehid. Pada soal a merupakan golongan senyawa asam karboksilat yaitu asam pentanoat sehingga isomernya adalah ester yaitu metil etanoat 32

40 Kimia rganik 3 3 Soal b adalah golongan senyawa alkohol yaitu 1-butanol sehingga isomer fungsinya adalah eter. Jadi salah satu isomer fungsinya adalah dietileter Soal c adalah golongan senyawa keton yaitu 3 pentanon, isomer fungsinya adalah aldehid, jadi isomer fungsinya adalah pentanal Untuk menjawab soal nomor 2 maka kita perlu melihat kembali tentang aturan tata nama untuk senyawa organik. a. senyawa ini mempunyai ikatan rangkap dua sehingga termasuk golongan alkena. Terdapat 3 ikatan rangkap pada posisi karbon no 1,3 dan 5 sehingga nama senyawa ini adalah 1,3,5-heksatriena b. senyawa ini mempunyai gugus hidroksil pada posisi karbon nomor 2, gugus alkilnya merupakan alkana rantai lurus yang terdiri dari 5 anggota karbon, sehingga nama senyawa ini adalah 2-pentanol c. seperti pada soal b, senyawa ini juga memiliki gugus hidroksil (-) yang terletak di ujungm sehingga karbon yang mengikat ini diberi nomor 1. Rantai induknya merupakan karbon 4 anggota, dan mempunyai substituen metil pada posisi karbon kedua sehingga nama untuk senyawa ini adalah 2-metil-1-butanol d. terdapat gugus karbonil pada posisi karbon kedua. Gugus karbonil di tengah merupakan ciri untuk senyawa keton. Rantai induknya merupakan hidrokarbon 6 anggota. Terdapat substituen metil pada posisi karbon ketiga. Sehingga nama untuk senyawa ini adalah 3-metil-2-heksanol e, pada senyawa ini terdapat atom N yang mengikat 2 metil ( 3 ) dan etil ( 2 3 ) sehingga penamaannya menjadi etildimetilamina atau N,N-dimetiletilamina. 3. a. 3-etilheptana, senyawa ini mempunyai rantai induk heptana yaitu alkana 7 anggota karbon dengan substituen etil pada karbon nomor 3. Jadi strukturnya : b. 3-sec-butilsikloheksana, merupakan rantai siklik 6 karbon dengan ikatan rangkap (sikloheksena) substituen sekunder butil terikat pada karbon nomor 3. Penomoran dimulai dari karbon yang mempunyai ikatan rangkap. 33

41 Kimia rganik c. 3-metil-1-butanol, senyawa ini merupakan senyawa alkohol dengan anggota 4 karbon, yang mempunyai substituen pada karbon nomor 3, gugus hidroksil () ada di ujung (karbon nomor 1) Isomer struktur dari Isomer adalah senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya berbeda n-heksana metilpentana metilpentana ,3-dimetilbutana ,2-dimetilbutana 5. Reaksi adisi untuk 2-metil-1-pentena dengan Br, reaksi adisi adalah reaksi antara dua reaktan yang akan menghasilkan senyawa baru melalui penggabungan kedua reaktan tersebut. Reaksi adisi dapat terjadi pada senyawa alkena dengan halida yang akan berubah menjadi senyawa alkilhalida. Reaksi antara 2-metil-1-pentena dengan Br akan menghasilkan 1-bromo-2-metil-pentana Br Br 34

42 Kimia rganik RINGKASAN 1. Isomer adalah senyawa yang memiliki jenis dan jumlah atom yang sama tetapi penyusunannya dalam strukturnya berbeda. 2. Berdasarkan penyusunannya dalam bidang isomer dibedakan menjadi dua yaitu isomer struktur dan isomer ruang atau stereoisomer. Isomer struktur dibedakan menjadi isomer rantai, isomer gugus fungsi dan isomer tempat/posisi. Sedangkan isomer ruang atau stereoisomer dibedakan menjadi isomer geometris (cis-trans) dan isomer optis. 3. Gugus fungsi merupakan bagian molekul yang mempunyai kereaktivan kimia. Senyawa yang mempunyai gugus fungsi sama akan mengalami reaksi kimia yang sama. 4. Penamaan untuk senyawa organik menggunakan sistem IUPA (International Union of Pure and Applied hemistry). Penamaan sistem IUPA mengikuti deret homolog. 5. Alkana merupakan hidrokarbon jenuh karena hanya mempunyai ikatan tunggal antar atom karbonnya. Senyawa alkana yang strukturnya membentuk cincin disebut sebagai sikoalkana. 6. Alkena dan alkuna merupakan hidrokarbon tidak jenuh dengan ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap tiga. Penamaan pada alkena dan alkuna menggunakan akhiran ena dan una untuk ikatan ganda tiga.alkohol adalah senyawa organik dengan gugus fungsi (hidroksil). 7. Penamaan untukalkohol (R-) menggunakan nama hidrokarbon induk dari deret alkana dengan huruf -a akhir diubah menjadi ol. 8. Penamaan untuk amina sederhana atau alkil amina (RN 2, R 2 N atau R 3 N) adalah dengan gugus alkil tersebut yang diikuti dengan akhiran amina. 9. Aldehid adalah senyawa organik dengan gugus fungsi karbonil (-=) pada ujung rantai. Penamaan untuk aldehid disesuaikan dengan alkana dimana akhiran a diganti dengan al. 10. Asam karboksilat merupakan senyawa dengan gugus karboksil pada karbon ujung.asam karboksilat merupakan senyawa dengan gugus karboksil pada karbon ujung. 11. Ester merupakan senyawa derivat atau turunan asam karboksilat. suatu ester serupa dengan asam karboksilat tetapi hidrogen asam digantikan oleh gugus alkil. 12. Senyawa benzena merupakan senyawa siklik aromatik. 13. Suatu senyawa bisa memiliki lebih dari satu substituen gugus fungsi, penamaan untuk senyawa dengan lebih dari gugus fungsi ini mengikuti aturan prioritas tata nama. 14. Reaksi yang dapat terjadi pada senyawa organik adalah reaksi adisi, substitusi, eliminasi, dan penataan ulang. 35

43 Kimia rganik TES 2 1. Senyawa-senyawa berikut ini yang mempunyai isomer adalah : A. 4 B D Isomer fungsi dari pentanol adalah : A. pentanal B. etilpropileter. asam pentanoat D. pentanon 3. Penamaan yang kurang tepat adalah : A. asam 5,5-dimetilheksanoat B. 1-bromo-3-nitropentana. 2-etil-3,5-dimetilheksana D. 2-kloro-3-butena 4. Urutan naiknya prioritas tatanama gugus fungsional yang benar adalah : A. R-, 6 5 -, l- B. R-, - -, -NR , -, -NR 2 D. NR 2 -, - -, -R- 5. Apa nama IUPA untuk senyawa berikut ini : ( 3 ) 2 = 3 A. 1,1-dimetil-1-propena B. isopropilpropena. 2-metil-2-butena D. 2-metil-3-butena 6. Reaksi eliminasi senyawa 1-kloroheksana akan menghasilkan : A. 1-kloroheksena B. eksena. eksana D. eksuna 36

44 Kimia rganik 7. butanol merupakan senyawa golongan alkohol yang mempunyai rumus molekul 4 10, struktur berikut ini yang bukan merupakan isomer dari butanol adalah : A B c D Apa nama IUPA untuk senyawa ini : A. 2-metil-3-fenilpentanol B. 3-metil-2-fenilpentanol. 3-fenilpentanol D. 3-fenil-4-metilpentanol 9. Berikut ini pernyataan yang tidak sesuai untuk reaksi substitusi adalah : A. Reaksi terjadi pada alkana dengan X 2 B. asil reaksinya merupakan senyawa alkilhalida. Merupakan kebalikan dari reaksi adisi D. Reaksi etana dengan Br 2 akan menghasilkan bromoetana 10. Banyaknya isomer dari asam pentanoat adalah : A. 3 B D. 6 37

45 Kimia rganik Petunjuk Jawaban Tes Tes 1 1. karbon akan membentuk ikatan kovalen dengan atom lain (,, N, S, dan halogen) dengan ikatan tunggal, rangkap, atau rangkap tiga 2. 2 dan a 3 bukan termasuk senyawa organik walaupun mengandung atom karbon, karena keduanya tidak termasuk dalam deret homolog 3. A Nal dan a 3 tidak terbentuk dengan ikatan kovalen 4. B rumus empirik untuk adalah 2 4 karena menggambarkan perbandingan komposisi atom-atom yang paling kecil 5. D karbon no 1 dan 4 mengikat 4 atom lain sehingga hibridisasinya adalah sp 3 sedangkan karbon 2 dan 3 mengikat 3 atom lain sehingga hibridisasinya adalah sp 2 6. rantai induk dari senyawa ini adalah alkena 5 karbon dengan ikatan rangkap pada nomor 1 dan terdapat rantai samping etil pada karbon nomor 2 sehingga jawaban yang tepat adalah. 7. B pada karbon dengan panah nomor 1 mengikat 2 atom lain, karbon 2 dan 3 mengikat 4 atom lain. 8. atom karbon yang mengikat 4 atom pada senyawa tersebut adalah 4, yaitu : 9. A pada senyawa ( 3 ) 3 2 = 2 3 memiliki 9 atom karbon dengan rantai induknya terdiri dari 7 atom, 2 substituen metil pada karbon no 6, dan ikatan rangkap pada karbon no 3 sehingga rumus garis-ikatan yang seseuai adalah yang A 10. rumus molekul untuk geraniol adalah Susunan atom dalam strukturnya dapat digambarkan sebagai berikut :

46 Kimia rganik Tes 2 1. D senyawa yang memiliki isomer adalah paling sedikit memiliki jumlah karbon 4 2. B isomer fungsi dari alkohol adalah etersehingga isomer fungsi dari pentanol adalah etilpropileter 3. D karena ikatan rangkap (alkena) menempati prioritas penamaan yang lebih tinggi dibandingkan halogen, sehingga penamaan yang tepat adalah 3-kloro-2-butena 4. B pada tabel prioritas tata nama gugus alkil (R) menempati urutan paling bawah diikuti - dan -NR 2 5. rantai induknya adalah alkena dengan jumlah karbon 4 (butena), ikatan rangkap dan substituen metil ada pada karbon nomor 2 sehingga nama yang tepat adalah 2-metil-2-butena 6. B eliminasi alkilhalida akan menghasilkan alkena 7. D jumlah karbon pada D adalah 5 karbon 8. B merupakan senyawa alkohol berupa pentanol, gugus aromatiknya menjadi fenil pada posisi karbon ke-3 dan substituen metil pada karbon ke-2 9. kebalikan dari reaksi adisi adalah eliminasi 10. A asam pentanoat mempunya 3 isomer struktur 39

47 Kimia rganik Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A., 1982, Kimia rganik Jilid 1, edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, rganic hemistry,7th edition, alifornia : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, rganic hemistry, 7th edition, New Jersey: Prentice all Inc. Riawan, S, 1990, Kimia rganik, Jakarta : Binarupa Aksara 40

48 Kimia rganik BAB II SENYAWA IDRKARBN Wardiyah, M.Si, Apt PENDAULUAN Seperti sudah diuraikan di bab 1 bahwa sebagian besar senyawa kimia yang kita jumpai sehari-hari merupakan senyawa organik yang mempunyai atom karbon sebagai penyusunnya. idrokarbon adalah senyawa organik yang tersusun dari atom karbon dan hidrogen. Berdasarkan penyusunannya dalam struktur shidrokarbon dibedakan menjadi hidrokarbon alifatik, alisiklik, dan aromatik. idrokarbon alifatik adalah senyawa organik yang tersusun oleh karbon dan hidrogen dalam rantai terbuka. idrokarbon alifatik dapat berupa alifatik jenuh dan tidak jenuh. Alifatik jenuh apabila di dalam struktur molekulnya hanya mempunyai ikatan tunggal. Sedangkan alifatik tidak jenuh apabila di dalam srtukturnya terdapat ikatan rangkap. idrokarbon alisiklik adalah senyawa organik yang tersusun dalam suatu cincin atau rantai tertutup. senyawa aromatik merupakan hidrokarbon yang tersusun dalam cincin yang memiliki ketidakjenuhan yang tinggi dan memiliki aroma atau bau yang khas. Pembagian senyawa hidorkarbon dapat dilihat dalam bagan dibawah ini : 41

49 Kimia rganik alifatik x y x y z x y Alkana Alkena Alkuna Alkohol Eter Aldehid Keton Asam karboksilat Ester Alkil halogenida Senyawa karbon x y N z alisiklik Alkil amina Sikloalkana sikloalkena siklik omosiklik Aromatik contoh : Benzena Fenol Toluena Asam benzoat Anilin TNT dll eterosiklik polisiklik contoh : Piridin Furan Tiofena Kafein Nikotin dll contoh : Naftalena Antrasena Fenantrena dll 42

50 Kimia rganik Pada bab 2 ini kita akan membahas senyawa hidrokarbon alifatik dan alisiklik yaitu alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna. Banyak senyawa yang mengandung ikatan rangkap yang ditemukan di alam, diantaranya adalah muscalure suatu zat penarik seks dari lalat. Neoprena adalah suatu karet sintetik yang dibuat dari polimerisasi kloroprena. muscalure neoprena Gambar 2.12 Beberapa contoh senyawa alkena Untuk mengenal penggolongan senyawa organik lebih lanjut, maka pada bab 2 akan dibagi dalam dua kegiatan belajar yang akan membahas tentang senyawaa hidrokarbon alkana dan sikloalkana, alkena dan alkuna. Setelah mempelajari bab 2 ini mahasiswa diharapkan mencapai tujuan n instruksional umum pembelajar yaitu mahasiswa dapat : 1. menyebutkan penggolongan senyawa hidrokarbon berdasarkan strukturnya 2. menerapkan prinsip tata nama pada senyawa hidrokarbon 3. menuliskan persamaan reaksi yang dapat terjadi pada senyawa hidrokarbon sederhana 4. menuliskan reaksi pembuatan senyaw hidrokarbon sederhana 5. menyebutkan beberapa contoh senyawa hidrokarbon yang ada di alamm dan terkait bidang kefarmasian Tujuan instruksional umumm di atas dijabarkan dalam tujuan isntruksional khusus yang lebih spesifik. Sehingga mahasiswa diharapkan dapat : 1. membedakan senyawa alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna 2. menyebutkan rumus umumm dari alkana, sikloalkana, alkena, dan alkuna 3. mengidentifikasi senyawa alkana a dan sikloalkana 4. memberikan penamaan pada senyawa alkana dan sikloalkana 5. menuliskan rumus strukturr untuk senyawa alkana dan sikloalkana 6. menjelaskan sifat-sifat senyawa alkana dan sikloalkana 7. menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari alkana 8. menuliskan contoh reaksi pada p senyawa alkana 9. menuliskan reaksi pembuatan alkana 10. menyebutkan contoh senyawa alkana dan sikloalkana yang ada di alam 11. menyebutkan kegunaan senyawa alkana dan sikloalkana dalam bidang farmasi 12. menidentifikasi senyawa alkena 13. memberikan penamaan pada senyawa alkena sederhana 14. menuliskan struktur dari senyawa alkena sederhana 43

51 Kimia rganik 15. menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari alkena 16. menuliskan contoh reaksi yang terjadi pada alkena 17. menuliskan reaksi pembuatan senyawa alkena 18. menjelaskan prinsip reaksi alkena berdasarkan aturan markovnikov 19. menyebutkan contoh senyawa alkena dalam bidang kefarmasian dan kegunaanya 20. mengidentifikasi senyawa alkuna 21. memberikan penamaan pada senyawa alkuna sederhana 22. meuliskan struktur dari senyawa alkuna sederhana 23. menjelaskan hubungan struktur dan sifta-sifat dari alkuna 24. menuliskan contoh reaksi yang terjadi pada alkuna 25. menuliskan reaksi pembuatan senyawa alkuna 26. menyebutkan contoh senyawa alkuna dalam bidang kefarmasian dan kegunaannya 44

52 Kimia rganik Topik 1 Alkana dan Sikloalkana Kita telah pelajari sebelumnya di bab 1 bahwa senyawa alkana adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen. Alkana dikatakan jenuh karena dalam strukturnya hanya terdiri dari ikatan tunggal antara dan. dua molekul alkana yang paling sederhana yang sudah kita bahas di bab 1 adalah metana dan etana. metana etana Ikatan tunggal antara pada alkana terbentuk karena overlap ikatan σ pada orbital hibridisasi sp 3. Metana sebagai molekul alkana yang paling sederhana memiliki bentuk molekul tetrahedra dengan sudut ikatan antara adalah 109,5 0. Etana yang merupakan alkana dengan anggota dua karbon juga mempunyai bentuk tetrahedral dengan sudut ikatan antara adalah metana Gambar 2.2 Bentuk struktur tetrahedral dan bola pada metana Alkana adalah golongan senyawa hidrokarbon alifatik jenuh. Alifatik berasal dari bahasa yunani aleiphatos yang artinya lemak. Sejak dahulu lemak sudah dikenal sebagai contoh senyawa organik yang mempunyai gugus ester dan hidrokarbon. Alkana memiliki rumus umum n 2n+2 atau n 2n+1 - atau R- Jika satu atom hilang, maka rumus molekulnya menjadi n 2n+1 atau R-, maka gugus baru itu disebut alkil. Pemberian nama untuk senyawa alkana menggunakan akhiran ana. Penulisan rumus molekul dari alkana dapat menggunakan rumus termampatkan atau rumus ringkas dengan mengabaikan semua ikatannya. Karbon dengan tiga ikatan dapat digambarkan dengan 3. Apabila ada pengulangan gugus metilena ( 2 ) dapat disatukan dalam tanda kurung 45

53 Kimia rganik dengan menggunakan subskrip. Misalnya, pentana dapat dituliskan dengan atau rumus ringkas menjadi 3 ( 2 ) 3 3. Bila pada BAB 1 sudah disebutkan sepuluh alkana pertama dalam deret homolog, berikut ini merupakan dua puluh alkana pertama dalam deret homolog : Tabel 2.1 Dua Puluh Pertama Alkana Rantai Tidak Bercabang Nama Rumus molekul Nama Rumus molekul Metana 4 Undekana 3 ( 2 ) 9 3 Etana 3 3 Dodekana 3 ( 2 ) 10 3 Propana Tridekana 3 ( 2 ) 11 3 Butana 3 ( 2 ) 2 3 Tetradekana 3 ( 2 ) 12 3 Pentana 3 ( 2 ) 3 3 Pentadekana 3 ( 2 ) 13 3 eksana 3 ( 2 ) 4 3 eksadekana 3 ( 2 ) 14 3 eptana 3 ( 2 ) 5 3 eptadekana 3 ( 2 ) 15 3 ktana 3 ( 2 ) 6 3 ktadekana 3 ( 2 ) 16 3 Nonana 3 ( 2 ) 7 3 Nonadekana 3 ( 2 ) 17 3 Dekana 3 ( 2 ) 8 3 Eikosana 3 ( 2 ) 18 3 Suatu alkana yang kehilangan satu hidrogen disebut sebagai alkil. Gugus alkil bukan merupakan gugus yangstabil sehingga alkil tidak bisa berdiri sendiri. Alkil merupakan suatu substituen dari molekul lain yang lebih besar. Penamaan gugus alkil berdasarkan nama alkananya dimana akhiran ana pada alkana akan berubah menjai il. ontohnya gugus alkil dari metana adalah metil, gugus alkil dari heksana adalah heksil. metil etil propil Beberapa gugus alkil Alkana dengan satu rumus molekul misalnya 4 10 bisa mempunya lebih dari satu rumus struktur, yaitu bisa membentuk normal butana atau metilpropana. Senyawa ini yang disebut sebagai isomer rantai merupakan alkana terkecil yang dapat membentuk isomer. Semakin banyak atom karbonnya maka semakin banyak isomer yang bisa terbentuk. 46

54 Kimia rganik pembahasan tentang isomer sudah kita bahas di Bab 1 Topik 2. Silahkan saudara pelajari kembali apabil ada yang kurang jelas n- butana 2- metilpropana Bila alkana merupakan senyawa hidrokarbon jenuh rantai lurus maka sikloalkana adalah senyawa hidrokarbon yang membentuk cincin (siklik). Sikloalkana memiliki rumus umum ( 2 ) n. Sikloalkana paling sederhana adalah siklopropana yang merupakan cincin tiga anggota. siklopropana siklobutana siklopentana sikloheksana Beberapa senyawa sikloalkana sederhana A. PENAMAAN ATAU NMENKLATUR Alkana diberi nama sesuai dengan penamaan dalam deret homolognya. Pemberian nama berdasarkan tata nama IUPA. Aturan untuk penamaan pada senyawa alkana adalah sebagai berikut : 1. Jika berupa alkana rantai lurus tanpa percabangan, beri nama sesuai dengan jumlah atom -nya (lihat Bab 1, Topik 2, bagian tata nama alkana) 2. Jika alkana mempunyai cabang atau rantai samping, maka gunakan langkah-langkah berikut : 1) tentukan rantai induknya, yaitu rantai terpanjang dalam senyawa tersebut. Rantai diluar rantai induk dianggap sebagai rantai cabang atau substituen. Jika ada dua rantai terpanjang, pilih rantai terpanjang yang mempunyai substituen terbanyak Rantai induk : heptana Substituen : metil Nama : 3-metilheptana metil-3-etilheksana bukan 3-isopropilheksana 47

55 Kimia rganik 2) Beri nomor pada rantai induk sedemikian rupa sehingga gugus cabang akan mendapat nomor terkecil. Jika ada rantai samping dengan urutan yang sama dari kedua ujung, perhatikan salah satu ujung yang substiuen keduanya lebih dekat dengan substituent pertama bukan Nama yang benar adalah : 2,3-dimetilpentana ,7-dietil-4-metilnonana 3) Kenali rantai samping yang terikat pada induknya dan beri nama sesuai nomor urutnya. Jika terdapat lebih dari satu gugus cabang yang sama maka gugus cabang harus diberi awalan di-untuk dua gugus cabang yang sama, tri-untuk tiga gugus cabang yang sama, tetra-untuk empat gugus cabang yang sama, dan seterusnya.bila pada rantai induk terdapat lebih dari satu gugus cabang yang tidak sama, maka urutan pemberian nama (dalam bahasa inggris) berdasarkan abjad ,2,5-trimetilheptana 4) tuliskan nama senyawa organik secara lengkap sebagai kata tunggal ,2,5-trimetil-5-etilheptana 48

56 Kimia rganik Pada rantai alkana terdapat empat macam atom karbon berdasarkan posisi terikatanya atom karbon tersebut, yaitu karbon primer apabila atom tersebut mengikat satu atom yang lain. Karbon sekunder apabila atom tersebut mengikat dua atom yang lain. Karbon tersier apabila karbon tersebut mengikat tiga atom lain. Karbon kuartener apabila atom tersebut mengikat empat atom yang lain Keterangan : 1 : karbon primer 2 : karbon sekunder 3 : karbon tersier 4 : karbon kuartener 1 Untuk tata nama pada senyawa sikloalkana, penamaannya prinsipnya sama seperti pada senyawa alkana hanya saja untuk rantai induknya diberi awalan siklo-. Rantai induk senyawa alkana ditentukan dari jumlah karbon penyusun cincinnya. Apabila sikloalkana mempunyai subtituen atau rantai samping maka penamaannya diawali dengan nama substituennya diikuti dengan nama rantai induknya. 2 3 etilsiklopentana Dari contoh senyawa sikloalkana diatas terlihat bahwa jumlah karbon pada substituen atau rantai samping (metil) lebih kecil dibandingkan dengan senyawa sikliknya, sehingga senyawa tersebut merupakan senyawa sikloalkana tersubstitusi alkil. Bagaimana bila sebaliknya?jika jumlah karbon pada subtituen lebih besar daripada karbon penyusun cincin maka senyawa tesebut merupakan senyawa alkana tersubstitusi sikloalkil siklobutilpentana Bila sikloalkana memiliki lebih dari satu substituen, maka penomoran diberikan sekecil mungkin. 49

57 Kimia rganik 3 3 1,3-dimetilsiklopentana Br bromo-3-etilsikloheksana 3 2 N metil-2-nitro-4-etilsikloheksana B. SIFAT-SIFAT ALKANA Alkana merupakan senyawa nonpolar karena alkana terbentuk melalui ikatan kovalen dari dua atom dengan keelektronegatifan yang hampir sama. Ikatan kovalen nonpolar yang paling umum terbentuk adalah ikatan antara karbon-karbon dan karbon-hidrogen. Alkana dan sikloalkana yang tidak memiliki gugus fungsi seperti senyawa organik lain cenderung kurang reaktif. Karena sifatnya ini maka alkana sering disebut sebagai paraffin yang berasal dari bahasa latin parum affins yang artinya afinitasnya kecil sekali. Alkana dapat berupa rantai paling sederhana yaitu metana yang terdiri dari satu karbon sampai dengan rantai yang panjang yang terdiri dari puluhan atau bahkan ratusan karbon. Bentuk senyawa alkana dapat berupa padatan, cairan, atau gas. Untuk alkana rantai lurus 1-4 berbentuk gas pada temperatur kamar, 5-17 adalah cairan, dan alkana rantai lurus dengan 18 atom atau lebih adalah zat padat. Titik didih senyawa dalam deret homolog akan bertambah sekitar 30 0 untuk tiap gugus metilena ( 2 ) tambahan, jadi setiap kenaikan bobot molekul dari senyawa alkana maka titik didihnya akan semakin tinggi karena titik didih suatu senyawa tergantung dari energi yang diperlukan oleh molekul-molekul untuk berubah dari fase cair menjadi fase gas.kenaikan titik didih ini tergantung dari gaya tarik van der waals. Makin panjang molekul maka makin besar gaya tarik van der waals.sebagai contoh butane mempunyai titik didih 00, sedangkan pentana memiliki titik didih Perubahan titik didih juga dipengaruhi oleh percabangan dalam alkana. Adanya percabangan dalam alkana akan terganggunya gaya tarik van der waals sehingga akan menurunkan titik didih. Alkana bersifat nonpolar, sehingga alkana tidak larut dalam pelarut air. Alkanaakan larut dalam pelarut yang cenderung nonpolar atau sedikit polar misalnya dalam alkana lain, dietil eter atau benzena. Kelarutan ini diperngaruhi oleh gaya tarik van der waals antara pelarut dan zat terlarut. Alkana tidak dapat bercampur dengan air sehingga alkana akan berada di permukaan air. Sebagai contohnya sering kali kita melihat tumpahan minyak di laut yang mengapung di atas permukaan air laut. Ini terjadi karena minyak merupakan senyawa hidrokarbon yang nonpolar. Alkana yang memiliki afinitas kecil sehingga alkanakurang reaktif dan relatif inert terhadap senyawa lain. Walaupun demikian alkana masih dapat bereaksi dengan beberapa senyawa. Uraian lebih lanjut tentang reaksi yang terjadi pada alkana akan dibahas di bagian berikutnya dari kegiatan belajar 1 ini. 50

58 Kimia rganik. REAKSI-REAKSI PADA ALKANA Sudah dibahas dibagian B dua contoh reaksi alkana yaitu pembakaran atau oksidasi dan halogenasi, berikut ini kita akan membahas beberapa contoh reaksi lain yang dapat terjadi pada alkana : 1. ksidasi Alkana dapat mengalami reaksi pembakaran dengan oksigen. Pada reaksi pembakaran ini akan dihasilkan karbon dioksida dan air, serta melepaskan energi dalam bentuk kalor (panas). Sebagai contoh reaksi pembakaran metana membutuhkan dua molekul 2 yang akan membebaskan energi sebesar 890 kj/mol kj/mol 2. Substitusi oleh halogen Selain mengalami reaksi pembakaran, alkana juga dapat bereaksi dengan senyawa halogen. Reaksinya merupakan reaksi subtitusi. Pada temperatur biasa klor dan brom akan dapat mensubstitusi (mengganti) atom-atom hidrogen dari alkana. Berikut ini merupakan contoh reaksi alkana dengan l 2 yang diradiasi dengan sinar ultraviolet. Dari reaksi ini akan dihasilkan campuran produk yang terdiri dari 3 l, 2 l 2, l 3, dan l 4 cahaya 4 + l 2 3 l + l 3 l + l 2 2 l 2 + l 2 l 2 + l 2 l 3 + l l 3 + l 2 l 4 + l 3. Nitrasi Merupakan reaksi antara alkana dengan asam nitrat yang akan menghasilkan nitri alkana. Reaksi ini berlangsung melalui reaksi substitusi oleh gugus nitro (penitroan) N 2 pekat 3-2 -N Pirolisis Terjadi karena peristiwa dekomposisi termal, dimana suatu molekul besar akan pecah menjadi molekul-molekul kecil karena pemanasan tanpa melibatkan oksigen. Peristiwa pirolisis ini disebut juga sebagai cracking. 4. Sulfonasi Alkana dapat bereaksi dengan asam sulfat yang akan menghasilkan asam alkanasulfonat. Sulfonasi merupakan reaksi antara suatu senyawa dengan asam sulfat. dalam reaksi terjadi pergantian satu atom oleh gugus S 3. R- + -S 3 R-S

59 Kimia rganik D. PEMBUATAN ALKANA Alkana dapat dibuat di laboratorium melalui berbagai cara reaksi, diantaranya adalah: 1. Reduksi alkil halida Alkana dapat diperoleh dari reduksi alkil halida dengan menggunakan reduktor logam, misalnya logam Zn dan dengan adanya garam atau asam yang dapat menghasilkan hidrogen misalnya l. Reaksi juga dapat terjadi dengan reduktor logam Na dan alkohol. Reaksi umummya : RX + Zn + 2 l R + 2Znl 2 ontoh : l + Zn + 2 l Znl 2 2. idrogenasi alkena Merupakan reaksi hidrogenasi suatu alkena dengan 2, reaksi ini menggunakan katalis Nikel (Ni) atau Platinum (Pt) 3 = 3 Ni Reaksi wurtz Merupakan reaksi pembuatan alkana dengan memanaskan alkilhalida dengan logam Na. 3 Br + 3 Br + 2 Na NaBr 4. Reaksi Grignard Reaksi ini dimulai dengan pembentukan suatu reagensia grignard dari alkilhalida yang direaksikan dengan Mg dalam eter. asil reaksinya berupa RMgX (reagensia Grignard). Kemudian reagensia grignard yang terbentuk direaksikan dengan senyawa yang mengandung gugus aktif seperti air atau alkohol atau asam, sehingga akan terbentuk sneyawa alkohol eter Br + Mg MgBr MgBr Mg()Br E. SENYAWA ALKANA YANG ADA DI ALAM 1. Gas alam Komposisi gas alam sebagian besar terdiri dari metana sebesar 60 90%. Metana merupakan gas alam yang terbentuk dari penguraian selulosa oleh bakteri, karena seringnya terbentuk di dasar rawa kemudian gas-gas ini timbul ke permukaan sehingga sering disebut 52

60 Kimia rganik sebagai gas rawa. ontoh gas alam lainnya adalah etana dan propane. Gas alam dan minyak bumi umumnya terdapat bersamaan. 2. Minyak bumi Minyak bumi terbentuk karena proses sedimentasi dari sisa tumbuhan dan hewan yang lambat laun akan berubah menjadi hidrokarbon. Perbedaan umur, temperature, dan proses pembentukan mimyak bumi akan menghasilkan bermacam-macam hidrokarbon yang bagian-bagiannya berbeda. Sebagai contoh minyak bumi di Indonesia banyak mengandung senyawa aromatik, di Amerika berisi senyawa hidrokarbon jenuh dan di Rusia berisi senyawa siklis. Minyak bumi yang diperoleh dari alam ini masih merupakan minyak mentah yang belum dapat dimanfaatkan. Minyak mentah ini merupakan campuran dari senyawa alifatik dan aromatic, termasuk sulfur dan nitrogen. Agar dapat diperoleh senyawa yang bisa dimanfaatkan maka minyak mentah harus melalui proses refining atau pemurnian. Minyak bumi ini merupakan sumber energi yang kita manfaatkan sehari-hari. ontohnya adalah bensin, minyak tanah, avtur, dan sebagainya. 3. Batubara Batubara terbentuk dari hasil peluruhan tumbuhan oleh bakteri dalam berbagai tekanan. Komposisi batubara dibedakan berdasarkan kadar karbon penyusunnya. Batubara keras atau antrasit mengandung kadar karbon terbesar, kemudian batubara bitumen atau batubara lunak, lignit dan terakhir adalah gambut. Pemanasan batubara tanpa oksigen akan menghasilkan gas batubara dengan komponen utama 4 dan 2, ter batubara, dan kokas (residu) batubara. Bagian yang digunakan sebagai bahan bakar adalah gas batubara dan kokas. Sedangkan ter barubara merupakan komponen batubara yang kaya akan kandungan senyawa aromatic. Pengolahan minyak bumi sebagai sumber energi lebih murah dan tidak banyak memberikan pencemaran udara dibandingkan batubara sehingga sebagian besar bahan organik disintesis dari minyak organik. Akibatnya cadangan minyak bumi di dunia cepat menyusut. Minyak bumi dan batubara merupakan sumber energi dari alam yang tidak terbarukan, cadangan minyak bumi dan batubara di alam makin lama akan makin habis. Untuki itu perlu dicari sumber-sumber energi alam lainnya. LATIAN 1. Urutkan titik didih senyawa berikut ini dari yang paling tinggi ke rendah. A B D. 3 53

61 Kimia rganik 2. Beri nama pada struktur berikut ini : A. 2 3 B Gambarkan rumus struktur dari senyawa berikut ini A. 4-bromo-1,3-dimetilsikloheksana B. 3-etil-2,4-dimetilheptana 4. Tuliskan reaksi yang terjadi pada alkana berikut ini : a. Nitrasi pada etana b. Sulfonasi dari metana 5. Tuliskan reaksi pembuatan alkana berikut ini a. Butena butana b. Bromopentana pentana Petunjuk Jawaban Latihan 1. Pada senyawa alkana, semakin panjang rantai karbon titik didih akan semakin tinggi titik didihnya, sedangkan percabangan akan menurunkan titik didih. Jadi urutan titik didih senyawa tersebut adalah A,, B, dan D 2. A pada senyawa sikloalkana apabila jumlah karbon penyusun gugus siklik lebih sedikit dibandingkan alkana rantai lurus maka sikloalkana sebagai substituen. Struktur ini memiliki gugus siklopropana dan butana, sehingga yang menjadi induknya adalah butana, siklopropana sebagai substituen diberi nama isopropil dan terikat pada karbon butana nomor 2 sehingga nama senyawa ini adalah : 2- siklopropilbutana B kenali rantai induknya, yaitu rantai terpanjang, beri nomor dari yang terdekat dengan percabangan, kenali substituen dan letaknya. Berikan nama senyawa tersebut dalam satu kata ,4,5-trimetildekana

62 Kimia rganik 3. A. tentukan gugus induknya yaitu sikloalkana 6 karbon. Tentukan letak substituen sesuai aturan penomoran 3 Br 3 B. Tahapan untuk mneyelesaikan soal ini, tuliskan rantai induknya, beri nomor tiap karbon pada induk, letakkan substituen sesuai nomornya A. nitrasi etana N N 2 B. Sulfonasi metana 4 + -S 3 3 -S A. Butena butana Reaksi pembuatan alkana melalui hidrogenasi alkena. 3 2 = Ni B. Bromopentana pentana Reaksi pembuatan alkana dengan menggunakan jalur reagensia Grignard 3 ( 2 ) 4 Br + Mg eter 3 ( 2 ) 4 MgBr ( 2 ) Mg()Br RINGKASAN 1. alkana adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen. Jenuh artinya dalam strukturnya hanya terdiri dari ikatan tunggal antara dan yang terbentuk karena overlap ikatan σ pada orbital hibridisasi sp 3. Alkana yang kehilangan satu hidrogen disebut sebagai alkil. Sikloalkana adalah senyawa hidrokarbon yang membentuk cincin (siklik). Alkana dan sikloalkana yang tidak memiliki gugus fungsi seperti senyawa organik lain cenderung kurang reaktif. 2. Sifat senyawa alkana : bentuk senyawa alkana 1-4 adalah gas pada temperatur kamar, 5-17 adalah cairan, dan alkana rantai lurus dengan 18 atom atau lebih adalah zat padat.titik didih senyawa dalam deret homolog akan bertambah sekitar 30 0 untuk tiap gugus metilena ( 2 ) tambahan. Adanya percabangan dalam alkana akanmenurunkan titik didih.alkana bersifat nonpolar, sehingga alkana tidak larut dalam pelarut air. 55

63 Kimia rganik 3. Reaksi kimia alkana yaitu oksidasi, halogenasi, nitrasi, pirolisis dan sulfonasi. Alkana dapat dibuat melalui jalur reaksi reduksi alkilhalida, hidrogenasi alkena, reaksi wurtz, dan reaksi Grignard. 4. ontoh sumber alkana dari alam adalah gas alam, minyak bumi, dan batu bara. TES 1 1. Apa penamaan yang tepat untuk senyawa berikut ini : A. 3,5-dimetil-3-isopropiloktana B. 3,5-dimetil-3-propiloktana. 3-etil-2,3,5-trimetiloktana D. 6-etil-4,6,7-trimetiloktana 2. Pernyataan berikut ini tentang alkana yang tidak tepat adalah : A. Merupakan senyawa hidrokarbon jenuh B. Mengalami hibridisasi sp 3 dan sp 2. Rumus umumnya n 2n+2 D. Reaktivitasnya lebih rendah dibandingkan alkena 3. Diantara nama-nama berikut ini manakah yang tepat? A. 5-metilheptana B. Isopropiletana. 4-etil-2,4-dimetilnonana D. t-butilsiklopropana 4. manakah diantara senyawa alkana berikut ini yang berwujud cairan pada temperatur kamar : 1) butana 2) heptana 3) eikosana 4) dekana 5) undekana A. 1, 2, dan 3 B. 2, 3, dan 4. 2, 4, dan 5 D. 1, 3, dan 5 56

64 Kimia rganik 5. Manakah pernyataan berikut ini yang sesuai untuk sifat fisika kimia alkana? A. Semakin panjang rantai alkana maka alkana akan berwujud gas B. Setiap penambahan gugus metilena pada rantai alkana akan meningkatkan titik didih. Adanya percabangan akan menaikkan titik didih D. Alkana tidak dapat mengalami oksidasi 6. Manakah penamaan yang tepat untuk senyawa berikut ini : 3 3 sec-butilsiklopentana ,3, 4-trimetilsikloheksana 3 3 n-propilsikloheksana ( 3 ) 3 t-butilsiklopentana A. 1 dan 2 B. 2 dan 3. 3 dan 4 D. 1 dan 3 7. Berikut ini pernyataan tentang reaksi oksidasi 1 mol propana, yang tidak tepat adalah : A. dihasilkan 3 mol 2 B. melepaskan 4 mol 2. dibutuhkan 3 mol 2 D. melepaskan kalor 8. Dari struktur berikut ini berapakah jumlah sekunder : A. 2 B D. 5 57

65 Kimia rganik 9. Komposisi terbesar dari gas alam adalah : A. Metana B. Etana. Propana D. Butana 10. Alkana dapat dibuat melalui reaksi-reaksi di laboratorium, reaksi yang sesuai adalah A. Propana dibuat dengan hidrogenasi propena dengan katalis Ni B. Reduksi alkilhalida akan menghasilkan suatu alkana apabila direaksikan dengan katalis Pt. Reaksi wurtz dapat terjadi dengan melibatkan logam Zn D. alkiliodida yang dioksidasi dengan I 58

66 Kimia rganik Topik 2 Alkena dan Alkuna Alkena adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap karbon-karbon. Ikatan rangkap ini terbentuk karena overlap ikatan σ dan ikatan π pada orbital hibridisasi sp 2. Ikatan sp 2 pada alkena akan membentuk sudut ikatan kira-kira Senyawa alkena merupakan senyawa tidak jenuh. Nama lain alkena adalaholefin, dari kata olefiant gas (gas yang membentuk minyak), yaitu nama lain untuk etilena ( 2 = 2 ). Beberapa alkena rantai pendek biasanya diberi nama dengan nama lazimnya. 2 2 etilena 2 3 propilena isobutilena Adanya ikatan rangkap pada alkena menyebabkan alkena bersifat tidak jenuh karena jumlah hidrogen pada alkena lebih sedikit dibandingkan alkana dengan jumlah karbon yang sama. Alkena mempunyai rumus umum n 2n, berbeda dari alkana yang memiliki rumus umum n 2n+2 satu ikatan rangkap pada alkena terbentuk karena berkurangnya dua atom hidrogen. Jumlah ikatan rangkap pada alkena menunjukkan derajat ketidakjenuhan senyawa alkena tersebut. Jika ada lebih dari satu ikatan rangkap maka jumlah hidrogennya akan makin berkurang. ontohnya bila ada suatu senyawa dengan rumus molekul 8 14 dan diketahui senyawa ini merupakan suatu alkena maka kita bisa menghidung derajat ketidakjenuhan dari alkena tersebut dengan menghitung berkurangnya hidrogen dibandingkan dengan alkananya. Alkana dengan anggota delapan karbon mempunyai rumus molekul 8 18 sehingga alkena yang mempunyai rumus molekul 8 14 menunjukkan berkurangnya empat atom hidrogen dibandingkan alkananya. Setiap ikatan merangkap menunjukkan berkurangnya dua atom hidrogen sehingga senyawa alkena dengan rumus molekul 8 14 menunjukkan derajat ketidakjenuhannya adalah dua jadi senyawa tersebut memiliki dua ikatan rangkap. Alkuna adalah hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga karbon-karbon. Alkuna paling sederhana adalah asetilena ( ) suatu nama trivial dari etuna.dalam alkuna atom karbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga akan mengalami hibridisasi sp. Dalam asetilena ikatan rangkap tiga antar karbonnya membentuk ikatan linier dengan sudut Rumus umum untuk alkuna adalah n 2n-2. A. ISMER IS-TRANS PADA ALKENA Isomer cis-trans adalah suatu senyawa yang mempunyai rumus molekul dan letak ikatan atom-atom penyusunnya sama tetapi berbeda dalam penataanatomnya dalam ruang. Isomer cis-trans akan terjadi apabila satu atom karbon ikatan rangkap mengikat substituen yang berbeda dan ada substituen yang sama pada dua karbon iktan rangkap tersebut. 59

67 Kimia rganik misalnya pada 2-butena, masing-masing karbon ikatan rangkapnya akan mengikat hidrogen dan gugus metil. Isomer cis-2-butena terjadi apabila kedua substituen metil berada pada sisi yang sama. Sedangkan trans-2-butena terjadi apabila kedua substituen metil berada pada sisi yang berlawanan cis-2-butena trans-2-butena Senyawa cis 2-butena dan trans 2-butena merupakan dua senyawa dengan sifat fisik dan kimia yang berbeda. senyawa trans lebih stabil dibandingkan cis karena pada isomer trans kedua gugus sama letaknya berjauhan sehingga tolakan antar kedua gugus menjadi lebih kecil. Isomer cis-trans dapat terjadi tidak hanya pada butena tetapi juga senyawa alkena lain, syaratnya adalah pada ikatan rangkap mempunyai dua gugus yang identik. l 3 l 3 cis-1-kloro-1-propena trans-1-kloro-1-propena B. PENAMAAN (NMENKLATUR) Penamaan untuk alkena digunakan nama alkana tetapi akhiran ana pada alkana diganti ena. Sama seperti pada alkana penamaan untuk alkena langkah pertama yang perlu dilakukan adalah menentukan rantai induknya yang berupa rantai terpanjang. Kemudian tentukan substituent yang terikat pada rantai induknya. 2 = 2 3 = 2 etena propena a. Bila jumlah ikatan rangkap lebih dari satu, maka diberi akhiran diena untuk dua ikatan rangkap, triena untuk tiga ikatan rangkap. 2 == 2 2 === 2 1,3-butadiena 1,3,5-heksatriena b. Letak ikatan rangkap dinyatakan dengan memberi nomor awalan untuk menunjukkan posisi ikatan rangkap. Jika pada rantai alkena terdapatb gugus fungsional yang memiliki prioritas tatanama yang lebih tinggi, maka penomoran dimulai dari karbon yangpaling dekat dengan gugus fungsi tersebut. Nomor awalan menunjukkan atom karbon darimana ikatan rangkap itu mulai. 60

68 Kimia rganik eksen-2-ol l 2-Kloro-2-pentena 3 2 Asam 2-pentenoat Penamaan untuk sikloalkena hampir sama seperti pada alkena, tetapi sikloalkena tidak memiliki ujung sehingga ikatan rangkap pada sikloalkena akan menempati posisi pada 1 dan 2. Br 3 1-metilsikloheksena 3-bromosikloheksena 3-metil-1,4-dimetilsikloheksadiena Bila alkana yang menjadi substituen dikenal dengan nama alkil karena kehilangan satu atom hidrogen, alkena yang menjadi substituen dikenal sebagai alkenil. Beberapa gugus alkenil mempunyai nama trivial yang sering digunakan yaitu, 2 metilena 2 vinil 2 2 alil ontohnya : 2 metilenasiklopentana 2 l vinilklorida 2 2 Br alilbromida Tatanama pada alkuna pada dasarnya sama seperti alkena. Akhiran ana pada alkana diganti menjadi una. Ikatan rangkap tiga mendapatkan nomor posisi pada rantai induknya. Bila ada gugus fungsional yang lebih tinggi prioritasnya maka penomoran dimulai dari ujung yang paling dekat dengan gugus fungsi tersebut. ( 3 ) 3 3,3-dimetil-1-butuna ,6-heptadiuna penten-3-ol Dalam tatanama trivial alkuna yang paling sederhana adalah asetilena sehingga gugus yang terikat pada ikatan rangkap asetilena dianggap sebagai substituen IUPA : 2-pentuna trivial : etilmetilasetilena 61

69 Kimia rganik. SIFAT FISIK ALKENA DAN ALKUNA Sifat fisik alkena dan alkuna praktis identik dengan alkana padanannya. Alkena suku rendah akan berbentuk gas, suku tengah berbentuk cair, sedangkan suku tinggi yang mengandung lebih dari 18 atom karbon berbentuk padatan. Seperti halnya alkana, setiap penambahan gugus gugus metilena titik didihnya akan naik sekitar Adanya percabangan dalam alkena atau alkuna akan menurunkan titik didih sama seperti halnya pada alkana. Alkana, alkena, dan alkuna merupakan senyawa nonpolar, tetapi alkena dan alkuna sedikit lebih larut dalam air dibandingkan alkana padanannya. D. REAKSI-REAKSI ALKENA DAN ALKUNA Walaupun sifat fisik alkena dan alkuna identik dengan alkana, tetapi sifat kimianya berbeda. karena adanya ikatan rangkap menyebabkan alkena dan alkuna lebih reaktif dibandingkan alkana. 1. Reaksi Adisi Alkena dan alkuna dapat mengalami reaksi adisi. Pada reaksi adisi akan terjadi penambahan atom pada ikatan rangkap. a. Adisi hidrogen Reaksi alkena dengan 2 dikenal juga dengan nama reaksi hidrogenasi. Pada reaksi ini melibatkan katalis Pt, Ni, atau Pd. Ni/Pt + alkena alkana 3 + Ni/Pt 3 3 1,2-dimetil-1-sikloheksena 3 1,2-dimetilsikloheksana Reaksi hidrogenasi juga dapat terjadi pada alkuna Pt

70 Kimia rganik b. Adisi halogen Reaksi adisi dengan halogen dapat terjadi pada alkena maupun alkuna. Reaksi adisi dengan halogen dikenal juga dengan nama reaksi halogenasi. Reaksi ini umumnya terjadi pada brom dan klor. Karena fluor akan bereaksi meledak dengan senyawa organik sedangkan iod akan membentuk reaksi yang tidak stabil. Reaksi adisi halogen dapat digunakan untuk mengidentifikasi golongan senyawa alkena. Suatu larutan bromin (Br 2 ) dalam l 4 atau 2 l 2 yang berwarna coklat kemerahan apabila ditambahkan pada suatu larutan yang mengandung senyawa alkena maka warna coklat kemerahan tersebut akan hilang. Br Br Br 2 l butena merah 2,3-dibromobutana (tidak berwarna) Br Br Br 2 l Br Br 2-butuna merah 2,2,3,3-tetrabromobutana (tidak berwarna) c. Adisi oleh hidrogen halida (X) X akan mengadisi ikatan rangkap pada alkena dan menghasilkan alkil halida. Begitu juga dengan alkuna akan mengalami reaksi adisi dengan X seperti pada alkena. Reaksi dengan X dapat terjadi pada Br, l, maupun I Br 3 2 Br etena bromoetana Pada contoh reaksi diatas karena letak ikatan rangkapnya simetris maka hanya akan terbentuk satu jenis senyawa alkilhalida. Bagaimana dengan reaksi yang terjadi pada propena? Pada reaksi dengan propena ada dua kemungkinan senyawa alkil halida yang akan terbentuk yaitu 2-bromopropana dan 1- bromopropana. Tetapi pada kenyataannya 1-bromopropana tidak terbentuk.. Pada tahun 1869 seorang ahli kimia dari rusia yaitu Vladimir Markovnikov membuat suatu aturan empiris bahwa adisi X pada alkena atom akan menuju pada karbon ikatan rangkap yang mempunyai jumlah hidrogen lebih banyak dan X akan menuju pada karbon yang mempunyai subsitituen lebih banyak. 63

71 Kimia rganik Br Br Br propena 2-bromopropena 1-bromopropena tidak terbentuk Jika reaksi adisi terjadi pada senyawa dengan ikatan rangkap yang mempunyai substituen yang derajatnya sama, maka yang terbentuk adalah produk campuran. Seperti pada 2-pentena berikutnya. Ikatan rangkap pada 2-pentena masing-masing mengikat satu substituen alkil sehingga akan menghasilkan produk campuran 3-kloropentana dan 2-kloropentana l l l 2-pentena 3-kloropentana 2-kloropentana Adisi hidrogen halida dengan aturan markovnikov ini juga berlaku pada senyawa alkuna Br 3 2 Br d. Adisi borana Diborana (B 2 6 ) adalah suatu gas toksik yang dalam dietil eter akan berdisosiasi menjadi borana B 3. Borana akan bereaksi dengan cepat dan kuantitatif dengan alkena membentuk organoborana (R 3 B). reaksi adisi borana berlangsung dalam tiga tahap. Pada tiap tahapnya satu gugus alkil ditambahkan pada borana B B B B ksidasi Alkena dapat mengalami reaksi oksidasi yang akan membentuk senyawa glikol (diol), epoksida, pemaksapisahan (cleavage), dan oksidasi sempurna membentuk 2 dan 2 64

72 Kimia rganik a. ksidasi oleh KMn 4 (hidroksilasi) Pembentukan 1,2-diol pada alkena dapat terjadi karena reaksi antara alkena dengan Kmn 4 Sikloheksena + KMn 4 2 Na sikloheksan-1,2-diol b. Pembentukan epoksida Suatu alkena yang direaksikan dengan asam peroksi akan menghasilkan senyawa epoksida atau oksirana. asam peroksi yang lazim digunakan adalah asam peroksibenzoat ( ) dan asam m-kloroperoksibenzoat l l Asam m-kloroperoksibenzoat oksirana asam m-klorobenzoat c. Pemaksapisahan (cleavage) ksidasi alkena dengan pemaksapisahan akan menghasilkan produk yang berbeda, tergantung pada kondisi oksidasi dan struktur alkena. Produk oksidasi pemaksapisahan ditentukan oleh ada tidaknya atom hidrogen yang terikat pada ikatan rangkap (karbon sp 2 ). Bila tiap karbon alkena tidak mengikat hidrogen makan akan dihasilkan dua molekul keton [] Bila karbon alkena mempunyai satu hidrogen, maka produk yang dihasilkan adalah aldehida atau asam karboksilat 65

73 Kimia rganik 3 3 [] [] aldehid 3 + asam karboksilat jika pada satu sisi ikatan rangkap alkena tersubsitusi dua alkil, sedangkan sisi yang lain hanya tersubstitusi satu alkil maka produk yang dihasilkan suatu keton pada sisi yang tersubstitusi dua alkil, dan pada sisi yang hanya tersubstitusi satu alkil akan menghasilkan aldehid atau asam karboksilat [] [] 3 aldehid keton asam karboksilat keton E. PEMBUATAN ALKENA DAN ALKUNA 1. Dehidrasi alkohol (pengambilan / pengeluaran 2 ) Reaksi pembuatan alkena dapat dibuat dengan reaksi eliminasi alkohol dalam asam kuat ( 2 S 4 ) atau menggunakan Al S 4 pekat Bila digunakan alkohol sekunder atau primer maka pereaksi yang digunakan adalah 2 S 4 encer karena penggunaan 2 S 4 pekat akan menghasilkan polimerisasi alkena. Kereaktivan alkohol terhadap reaksi eliminasi adalah sebagai berikut : 66

74 Kimia rganik Alkohol primer > alkohol sekunder > alkohol tersier Eliminasi alkil halida(dehidrohalogenasi) Reaksi eliminasi alkil halida akan menghasilkan alkena dengan menggunakan pereaksi K dalam alkohol dengan pemanasan l etanol + K Kl 3. racking (pemecahan) Adalah pemecahan molekul besar menjadi molekul kecil dengan pengaruh tekanan dan temperature tinggi c Pt Pembuatan alkuna Alkuna dapat juga dibuat dengan menggunakan reaksi eliminasi tetapi dibutuhkan kondisi yang lebih kuat sehingga kadang dijumpai perpindahan ikatan rangkap tiga dari satu posisi rantai ke posisi lain. Reaksi lain untuk pembuatan alkuna adalah dengan reaksi dehidrohalogenasi alkil dihalida : 3 2 l l + 2 K 3 + 2Kl F. SUKU TERPENTING ALKENA DAN ALKUNA 1. 2 = 2 : etena Gas yang tidak berwarna dan hampir tidak berbau, terbakar dengan nyala yang terang sehingga digunakan dalam gas lampu, etena juga digunakan untuk memeram buah-buahan, serta sebagai obat anestetik tetapi untuk penggunaan ini sangat berbahaya karena mudah meledak dengan udara. 2. : ase len : etuna : gas karbid Kegunaan asetilen adalah untuk las, akan menghasilkan panas dengan suhu tinggi ( ), penerangan, untuk membuat asam cuka, alkohol, benzene dan bahan plastik. 67

75 Kimia rganik LATIAN 1. Tuliskan rumus struktur untuk senyawa berikut ini : A. Difeniletuna B. 1-etilsiklopentena. 3-metil-1,5-heksadiuna D. 3-buten-1-ol 2. Apa nama senyawa berikut ini : A. 3 ( 2 ) 7 B D Jelaskan apakah pasangan senyawa dibawah ini yang merupakan isomer geometrik cistrans atau isomer struktur? A B. 3 Br Br

76 Kimia rganik 4. Tuliskan persamaan reaksi untuk alkena dan alkuna berikut ini : A. 3 =( 3 ) 2 dengan 2 B. 2-butuna dengan 2 mol Br 2. 2-metil-2-pentena dengan proses pemaksapisahan D. 3 + I E. Siklopentena dengan KMn 4 5. Tuliskan reaksi pembuatan senyawa berikut ini : a. Pembuatan 1-pentena dari 1-bromopentena dengan larutan K dalam etanol b. Pembuatan 1-butuna dari 1,2-dibromobutana Petunjuk Jawaban Latihan 1. A. difeniletuna, fenil merupakan suatu cincin aromatik dari benzen yang bila terikat pada suatu gugus fungsional maka benzen tersebut menjadi substituen dengan nama fenil. Difenil berarti terdapat dua cincin fenil yang terikat pada etuna suatu alkuna dengan dua karbon. B. 1-etilsiklopentena, induk dari senyawa ini adalah siklopentena yang mempunyai substituen etil pada karbon nomor metil-1,5-heksadiuna, merupakan senyawa alkadiuna dengan 6 karbon yang ikatan rangkap tiga ada pada posisi karbon 1 dan 5, dan mempunyai substituen metil pada karbon D. 3-buten-1-ol, merupakan senyawa alkohol dengan rantai karbon anggota 4 dimana gugus fungsi alkohol (-) ada pada karbon 1 dan mempunyai ikatan rangkap pada karbon nomor A. suatu senyawa alkuna, mempunyai anggota 10 karbon dengan ikatan rangkap 3 terletak pada karbon 1, 1-dekuna B. senyawa alkena dengan gugus yang sama berada pada posisi berseberangan, trans-2-pentena. rantai induknya berupa sikloheksana dengan substituen metil dan metilena, 1- metil-2-metilenasikloheksana D. senyawa alkuna 5 karbon, ikatan rangkap 3 ada pada posisi 1 dan 3, 1,3- pentadiuna 69

77 Kimia rganik 3. A. 2-heksena dan 3-heksena yang letak ikatan rangkap pada karbon yang berbeda, sehingga pasangan alkena ini adalah suaru isomer struktur B. 1-bromo-2-butena dan 1-bromo-1-butena, pasangan isomer struktur karena letak ikatan rangkapnya berbeda. Trans-2-buten-1-ol dan cis-2-buten-1-ol merupakan isomer geometri karena letak gugus yang sama berada pada posisi yang berbeda 4. a b. Br Br Br Br Br [] 3 c [] I d. 3 + I e. 2 + KMn 4 Na a Br+ K etanol Kl b K Kl Br Br 70

78 Kimia rganik RINGKASAN 1. Alkena adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap dua karbonkarbon. Sedangkan alkuna adalah hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga karbon-karbon. 2. Ikatan rangkap pada alkena menyebabkan alkena bersifat tidak jenuh. 3. Rumus umum alkena adalah n 2n dan alkuna n 2n Isomer cis-trans akan terjadi apabila satu atom karbon ikatan rangkap mengikat substituen yang berbeda dan ada substituen yang sama pada dua karbon iktan rangkap tersebut. Penamaan untuk alkena dan alkuna digunakan nama alkana tetapi akhiran ana pada alkana diganti ena untuk alkana dan una untuk alkuna. Karbon pada ikatan rangkap mendapatkan nomor serendah mungkin, kecuali ada gugus fungsi lain yang lebih berprioritas. 5. Sifat fisik alkena dan alkuna praktis identik dengan alkana padanannya, bersifat nonpolar tetapi alkena dan alkuna relatif lebih larut dalam air dibandingkan alkana. 6. Alkena dan alkuna dapat mengalami reaksi adisi dan oksidasi. Reaksi adisi yang dapat terjadi adalah adisi dengan hidrogen, asam halida, halogen, dan borana. Reaksi oksidasi yang terjadi melibatkan KMn 4, pembentukan epoksida (oksirana) dan pemaksapisahan. Pembuatan alkena dan alkuna dapat dilakukan dengan cara eliminasi yaitu dengan alkohol dan alkilhalida. TES 2 1. Berikut ini nama untuk senyawa yang tepat adalah A. etilena B. asetilen. vinil D. alil 2. Substituen = 2 diberi nama : A. metilena B. etilena. vinil D. alil 3. Apa nama IUPA untuk senyawa berikut ini : ( 3 ) 2 = 3 A. 1,1-dimetil-1-propena B. isopropilpropena. 2-metil-2-butena D. 2-metil-3-butena 71

79 Kimia rganik 4. Pernyataan berikut ini yang tidak sesuai untuk senyawa alkena adalah : A. Merupakan senyawa tidak jenuh B. Mempunyai rumus umum n 2n. Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam etanol dan benzena D. Mempunyai ikatan rangkap 5. Reaksi hidrogenasi alkena akan menghasilkan senyawa : A. Alkana B. Alkena. Alkuna D. Alkilhalida 6. Produk oksidasi dengan pemaksapisahan dari 2,3-dimetil-2-butena adalah : A. 2 molekul keton B. Keton dan aldehida. Aldehida dan asam karboksilat D. Keton dan asam karboksilat 7. 1-butanol yang direaksikan dengan asam sulfat pekat pada suhu akan menghasilkan : A. Asam butanoat B. 2-butanol. 1-butena D. 1-klorobutana 8. 1-propena bila direaksikan dengan Br akan menghasilkan senyawa : A. 2-bromopropana B. 1-bromopropana. 1-propanol D. 1,2-dibromopropana 9. Pembuatan alkena dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut ini, kecuali : A. Dehidrasi alkohol B. Eliminasi alkil halida. racking (pemecahan molekul besar) D. Pembentukan epoksida 72

80 Kimia rganik 10. Asetilena suatu senyawa alkuna banyak digunakan untuk : A. bat anastetik B. Pengelasan logam. Memeram buah D. Pelarut 73

81 Kimia rganik Petunjuk Jawaban Tes Tes1 1. penamaan berdasarkan rantai terpanjang yang memiliki substituen lebih banyak 2. B hibridisasi pada alkana adalah sp 3 karena semua karbonnya mengikat 4 gugus atom lain 3. penamaan mengikuti aturan IUPA 4. D alkana berwujud cairan pada temperatur kamar untuk alkana B setiap penambahan 2 pada rantai alkana akan menaikkan titik didih sekitar sesuai penamaan aturan IUPA untuk senyawa sikloalkana dibutuhkan 5 mol 2 8. D sekunder adalah karbon mengikat dua atom yang lain 9. A % gas alam terdiri dari metana 10. A alkana dapat dibuat dari alkena yang dihidrogenasi dengan 2 dan katalis Ni Tes 2 1. B. nama trivial dari etuna adalah asetilena 2. A. metilena atau metiliden untuk substituen = letak metil dan ikatan rangkap pada 2 dari butena 4.. alkena senyawa nonpolar tidak larut dalam etanol 5. A. hidrogenasi adalah reaksi adisi dengan 2 yang pada alkena akan menghasilkan alkana 6. A. 2 molekul keton butena, reaksi dehidrasi alkohol 8. A. 2-bromopropana, adisi asam halida yang mengikuti aturan markovnikov 9. D. epoksida merupakan hasil reaksi oksidasi suatu alkena 10. B. asetilena atau gas karbid digunakan untuk pengelasan logam 74

82 Kimia rganik Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A., 1982, Kimia rganik Jilid 1, edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, rganic hemistry,7 th edition, alifornia : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, rganic hemistry, 7 th edition, New Jersey : Prentice all Inc. Riawan, S, 1990, Kimia rganik, Jakarta : Binarupa Aksara 75

83 Kimia rganik BAB III SENYAWA ALKL, ETER, ALKIL ALIDA, DAN AMINA Wardiyah, M.Si, Apt PENDAULUAN Kita sudah mempelajari tentang senyawa karbon dari golongan hidrokarbon yaitu alkana, alkena, dan alkuna. Pada bab 3 ini kita akan mempelajari tentang senyawa organik yang mempunyai gugus fungsi yaitu alkohol, eter, alkil halida, dan amina. Untuk memudahkan mempelajari bab 3 ini maka anda harus sudah mempelajari dahulu bab 1 dan bab 2. Alkohol merupakan ssnyawa organik dengan gugus fungi hidroksil dalam kehidupan sehari-hari alkohol banyak kita jumpai sebagai bahan bakar, pelarut maupun antiseptik, contohnya adalah metanol dan etanol. Eter banyak digunakan sebagai anaestetik misalnya dietil eter. Senyawa amina tersebar luas dalam tumbuhan dan hewan. Banyak dari senyawa amina yang mempunyai aktivitas farmakalogi misalnya norepinefrin. Senyawa organohalogen atau alkil halida banyak ditemukan dalam bahan-bahan organik sintetik sebagai desinfektan, pelarut, atau insektisida. Untuk memudahkan mempelajari tentang senyawa-senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina maka pada bab 3 ini akan dibagi dalam 3 topik yaitu : Topik 1 : alkohol dan eter Topik2 : alkil halida Topik3 : amina Setelah mempelajari bab 3 ini mahasiswa diharapkan dapat mencapai tujuan pembelajaran yaitu : 1. menyebutkan rumus umum dari alkohol, eter, alkil halida, dan amina 2. mengidentifikasi senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 3. memberikan penamaan pada senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 4. menuliskan rumus struktur untuk senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 5. menjelaskan sifat-sifat senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 6. menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari alkohol, eter, alkil halida, dan amina 7. menuliskan contoh reaksi pada senyawa alkohol, eter, alkil halida, dan amina 8. menuliskan reaksi pembuatan alkohol, eter, alkil halida, dan amina 9. menjelaskan contoh-contoh alkohol, eter, alkil halida, dan amina dalam kehidupan sehari-hari 76

84 Kimia rganik Agar dapat lebih memahami materi kimia organik maka anda harus membaca dan memahami dengan baik materi yang ada kemudian kerjakan latihan-latihan yang ada dan dilanjutkan dengan mengerjakan tes yang ada di bagian akhir tiap topik. 77

85 Kimia rganik Topik 1 Alkohol dan Eter Pada bab 1 kita sudah pelajari tentang alkohol dan eter sebagai isomer gugus fungsi. Alkohol dan eter memiliki rumus molekul yang sama tetapi struktur dan gugus fungsinya berbeda. gugus fungi adalah pusat kereaktifan dan sifat suatu molekul. Alkohol dalam kehidupan sehari-hari banyak kita jumpai. Masyarakat awam menyebut alkohol untuk etanol yaitu suatu jenis alkohol dengan dua karbon pada gugus alkilnya. Etanol digunakan sebagai pelarut, desinfektan atau bahkan minuman keras. Alkohol paling sederhana yaitu metanol lebih dikenal sebagai spiritus yang digunakan sebagai bahan bakar. Metanol merupakan bahan yang sangat toksik yang bisa menyebabkan kebutaan bila dikonsumsi dalam jumlah kecil, sedangkan bila dikonsumsi berlebihan metanol akan dapat menyebabkan kematian. Di bidang industri, metanol digunakan sebagai pelarut dan bahan baku pembuatan formaldehid ( 2 ) dan asam asetat ( 3 ). Golongan alkohol lain misalnya 2-propanol digunakan sebagai pembunuh kuman. Alkohol yang digunakan sebagai minuman dibuat dari fermentasi gula yang terkandung dalam biji-bijian seperti jagung, sorgum, dan juga berasal dari buahbuahan seperti anggur. Alkohol untuk tujuan industrial dibuat dari sintetis etilena yang dihidrasi dengan katalis asam kuat. Gambar 3.1 minuman alkoholik Alkohol memiliki rumus umum n 2n+1 atau R-, R merupakan lambang dari senyawa alkil, yaitu hidrokarbon rantai terbuka. Penggolongan alkohol berdasarkan pada adanya gugus hidroksil yang terikat pada atom karbon dengan hibridisasi sp 3. Sedangkan yang terikat pada karbon terhibridisasi sp 2 disebut sebagai senyawa enol. alkohol enol 78

86 Kimia rganik Eter dikenal dalam kehidupan sehari-hari, misalnya dietil eter digunakan sebagai anestetik. Eter adalah golongan senyawa organik yang memiliki rumus umum n 2n+1 m 2m+1 atau dilambangkan dengan R R. Alkohol dan eter terdiri dari molekul polar. Eter dapat berbentuk rantai terbuka maupun siklik. Untuk eter siklik dengan cincin lima anggota atau lebih, maka sifatnya akan mirip dengan eter rantai terbuka padanannya. Epoksida mengandung cincin eter beranggota tiga, epoksida ini lebih reaktif dibanding eter lainnya karena ukuran cincinnya kecil. Sistem cincin besar dengan satuan berulang disebut eter mahkota yang merupakan pereaksi yang dapat digunakan untuk membantu melarutkan garam anorganik dalam pelarut organik. 2 2 epoksida atau oksirana LATIAN eter mahkota A. Tata nama 1. Alkohol Berdasarkan kedudukan gugus dalam rantai atom, maka alkohol dibagi atas: a. alkohol primer yaitu apabila gugus terikat pada atom primer, yaitu atom yang satuikatannyamengikatsatu atom lain. b. alkohol sekunder yaitu apabila gugus terikat pada atom sekunder, yaitu atom yang telah terikat pada dua buah atom lain. c. Alkohol tersier yaitu apabila gugus terikat pada atom tersier, yaitu atom yang telah diikat oleh tiga atom lain alkohol primer alkohol sekunder alkohol tersier Penamaan secara umum untuk alkohol adalah akhir anana pada alkana diganti dengan anol atau diol atau triol dan atom pada rantai utama diberi nomor sedemikian rupa sehingga gugus menempati nomor terkecil. Urutan pemberian nama untuk alkohol mengikuti aturan sebagai berikut : 79

87 Kimia rganik 1. sebutkan nomor dari atom tempatterikatnyaguguscabang 2. sebutkan nama dari gugus cabang tersebut 3. sebutkan nomor atom yang mengikat gugus tersebut 4. sebutkan nama rantai utamanya metil-2-butanol 1,4-sikloheksanadiol atau sikloheksan-1,4-diol Bila terdapat lebih darisatugugushidroksil, digunakanpenamaandengan awalan di, tri, dansebagainyasebelumakhirn ol ,4-Pentanadiol atau pentan-1,4-diol 2. Eter Eter rantai terbuka yang sederhana biasanya diberi nama dengan nama trivial sebagaieteralkil. Bila terdapat lebih dari satu gugus alkoksil (R-) atau terdapat gugus fungsional yang lebih tinggi prioritasnya penamaannya menggunakan awal analkoksi. contoh : etil propil eter 3-etoksi-2-propanol ,2-dimetoksietana 80

88 Kimia rganik untuk suatu epoksida, dalam sistem IUPA disebut oksirana, dengan nomor cincin, oksigen selalu diberi nomor oksirana 2-etil-3-metiloksirana B. SIFAT FISIS ALKL DAN ETER Alkohol dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekul-molekulnya sehingga titik didih alkohol lebih tinggi daripada titik didih alkil halida atau eter yang bobot molekulnya sebanding. Karena kemampuan membentuk ikatan hidrogen ini maka kelarutan alkohol dibandingkan alkil halida yang sebanding juga lebih besar. Alkohol berbobot molekul rendah larut dalam air, sedangkan alkil halida padanannya tidak larut. Alkohol R- memiliki bagian hidrofob (R-) dan hidrofil (-). Bagian hidrokarbon dari suatu alkohol bersifat hidrofob yakni menolak molekul-molekul air. Makin panjang rantai hidrokarbon maka makin rendah kelarutan alkohol dalam air. Bila rantai hidrokarbon cukup panjang, sifat hidrofobnya akan dapat mengalahkan sifat hidrofil (menyukai air) gugus hidrofil.peningkatan kelarutan sebanding dengan bertambahnya jumlah gugus hidroksil dalam senyawa. Semakin banyak gugus hidroksil maka kelarutannya semakin tinggi. Eter (R R) tidak mempunya atom hidrogen yang terikat pada oksigen sehingga eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya. Tetapi eter dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air, alkohol, atau fenol. Karena kemampuannya ini maka kelarutan dietil eter dan 1-butanol sebanding, keduanya mempunyai 4 karbon.. REAKSI-REAKSI PADA ALKL 1. Reaksi substitusi dalam larutan asam alkohol dapat mengalami reaksi substitusi : Br S Br butanol 1-bromobutana (95%) ( 3 ) 3 + l ( 3 ) 3 l + 2 t-butil alkohol t-butil klorida (88%) tetapi alkohol tidak mengalami substitusi pada larutan netral atau basa. Karena gugus pergi (leaving group) haruslah basa yang cukup lemah. yang akan menjadi gugus pergi dari suatu alkohol dalam larutan netral atau basa adalah suatu basa kuat karenanya alkohol akan menjadi gugus pergi yang buruk. 81

89 Kimia rganik 2. Reaksi Eliminasi alkohol akan bereaksi eliminasi dan menghasilkan alkena. Karena air dilepaskan dalam eliminasi ini maka reaksi ini disebut reaksi dehidrasi. tersier : ( 3 ) 3 2 S 4 pekat ( 3 ) 2 = sekunder : ( 3 ) 2 2 S 4 pekat 3 = primer : S 4 pekat 2 = Reaksi ksidasi Alkohol alkohol dapat dioksidasi menjadi keton, aldehida atau asam karboksilat R 2 R 2 R Suatu alkohol primer yang dapat dioksidasi menjadi aldehida dan asam karboksilat RR [] RR Alkohol sekunder akan dioksidasi menjadi keton sedangkan alkohol tersier tidak dapat dioksidasi. D. REAKSI PADA ETER Eter bersifat sangat tidak reaktif walaupun eter memiliki gugus fungsional. Sifat eter ini mirip dengan sifat alkena. Sangat sulit untuk mereaksikan eter dengan reagensia laboratorium melalui mekanisme oksidasi, reduksi, eliminasi atau reaksi dengan basa. Tetapi eter mudah mengalami reaksi auto-oksidasi dan pembakaran. Tetapi bila eter dipanaskan dengan asam, I atau Br eter dapat bereaksi substitusi menghasilkan alkohol dan alkil halida. Alkohol dari hasil reaksi substitusi ini dapat bereaksi lebih lanjut dengan I atau BI yang akan membentuk alkil halida tambahan. 82

90 Kimia rganik Br kalor 3 2 Br Br E. PEMBUATAN ALKL 3 2 Br Alkohol dapat dibuat dengan beberapa reaksi yaitu reaksi substitusi alkil halida dengan ion hidroksida, reaksi dengan peraksi grignard, reduksi gugus karbonil, hidrasi alkena dan peragian (fermentasi). 1. Reaksi substitusi alkil halida Adalah reaksi antara suatu alkil halida dan ion hidroksida. Alkohol primer dapat dibuat dengan cara mereaksikan alkil halida primer yang dipanasi dengan natrium hidroksida dalam air Br + - kalor Br - 1-bromobutana 1-butanol 2. Reaksi Grignard Alkohol primer, sekunder, dan tersier dapat dibuat dengan menggunakan pereaksi grignard. Pereaksi grignard merupakan senyawa dengan rumus umum RMgX, dimana R adalah alkil atau aril (cincin aromatik), X adalah halogen. Reaksi pembuatan alkohol dengan pereaksi grignard akan memberikan produk alkohol dengan perpanjangan rantai. Reaksi grignard dapat terjadi pada formaldehid, aldehid, atau keton, dimana reaksi dengan formaldehida menghasilkan alkohol primer, dengan aldehid lain menghasilkan suatu alkohol sekunder, dengan keton menghasilkan suatu alkohol tersier. Reaksi grignard ini terjadi dalam kondisi asam dalam pelarut air. RMgX R 2 alkohol primer 2, + R R'MgX 2, + RR' alkohol sekunder R R' R"MgX 2, + RR' R" alkohol tersier 83

91 Kimia rganik ontoh pembuatan alkohol dengan reaksi grignard : 3 MgBr formaldehid MgBr 2, etanol + Mg Br 3 etanal 3 2 MgBr MgBr , butanol + Mg Br MgBr MgBr , Mg Br propanon 2-metil-2-butanol 3. Reduksi senyawa karbonil Pembuatan alkohol dapat juga dilakukan dengan reaksi reduksi gugus karbonil. idrogen ditambahkan pada gugus karbonil tersebut. Reaksi ini dapat dilakukan dengan reaksi hidrogenasi katalitik atau menggunakan suatu reduktor hidrida logam misalnya natrium borohidrida (NaB 4 ) atau litium aluminium hidrida (LiAl 4 ). 2 katalis Ni kalor, tekanan siklopentanon siklopentanol 3 3 NaB 4 2, idrasi alkena Adalah proses pembuatan alkohol dengan pengolahan alkena dengan air dan suatu asam kuat, yang berperan sebagai katalis. Pada reaksi ini unsur-unsur air ( + dan - ) akan 84

92 Kimia rganik mengadisi (ditambahkan ke dalam) ikatan rangkap. Karena adanya penambahan unsur air maka reaksi ini disebut juga dengan reaksi hidrasi butena 2-butanol 5. Peragian (Fermentasi) Proses ini biasanya digunakan dalam pembuatan etanol yang digunakan dalam minuman yang diperoleh dari peragian karbohidrat yang berkataliskan enzyme (fermentasi gula dan pati) enzime 3 2 F. PEMBUATAN ETER 1. Sintesa Williamson Na-alkanoat + alkil halogen eter + Na-halogen Na + X Na-X 2. Dehidrasi alkohol dengan 2 S 4 pekat pada temperature S R X dengan Ag 2 kering 2( 3-2 l) + Ag Agl LATIAN 1. Tuliskan struktur dari : A. 3-buten-1-ol B. 2,2-dimetil-1,4-heksanadiol. diisopropil eter D. 3-metilsikloheksanol E. 1,5-dietoksipentana 2. Tuliskan reaksi yang terjadi pada alkohol berikut ini : A direaksikan dengan Br B. 2-pentanol direaksikan dalam 2 S 4 pekat dan pemanasan 85

93 Kimia rganik 3. Buatlah alkohol dari sikoheksena dengan menggunakan cara hidrasi alkena! 4. Tuliskan reaksi antara propanon dengan 3 MgBr! 5. Tuliskan reaksi substitusi etil propil eter dengan I dan pemanasan Petunjuk mengerjakan latihan 1. Struktur dari : A. 3-buten-1-ol : senyawa ini merupakan golongan alkohol yang mempunyai ikatan rangkap. Rantai induknya terdiri dari empat karbon (dari butana) dengan gugus hidroksil pada karbon nomor satu dan ikatan pada karbon nomor tiga. 2 = 2 2 B. 2,2-dimetil-1,4-heksanadiol : alkohol 6 karbon dengan gugus hidroksil pada posisi karbon 1 dan 4 serta mempunyai dua substituen metil pada karbon diisopropil eter : senyawa eter dengan dua isopropil ( 3 ) 2 ( 3 ) 2 D. 3-metilsikloheksanol : senyawa alkohol siklik 6 karbon dengan substituen metil pada karbon ke-3, gugus hidroksil terletak pada posisi karbon ke-1 3 E. 1,5-dietoksipentana : terdapat dua gugus etoksi pada posisi 1 dan 5 dari pentana Reaksi yang terjadi pada alkohol : A direaksikan dengan Br, merupakan reaksi substitusi gugus hidroksil dengan halogen yang terjadi dalam asam kuat dan pemanasan Br 2 S 4 kalor Br + 2 B. 2-pentanol direaksikan dalam 2 S 4 pekat dan pemanasan, pada reaksi ini akan terjadi eliminasi gugus hidroksil sehingga akan terbentuk senyawa alkena 2 S kalor Alkohol dari sikoheksena dengan menggunakan cara hidrasi alkena diolah dengan air dan asam kuat. 86

94 Kimia rganik Reaksi antara propanon dengan 3 MgBr, reaksi ini melalui jalur reagensia grignard sehingga akan dihasilkan suatu alkohol tersier MgBr Substitusi etil propil eter dengan I dan pemanasan I 3 2 I RINGKASAN Alkohol merupakan senyawa organik dengan gugus hidroksil terikat pada atom karbon. Rumus umum alkohol adalah n 2n+1 atau R-. Eter adalah senyawa organik dengan atom oksigen yang terikat diantara dua alkil, rumus umum dari eter adalah n 2n+1 m 2m+1 atau dilambangkan dengan R R. Sifat Alkohol titik didihnya lebih tinggi dibandingkan alkil halida atau eter padanannya karena dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya. Alkohol mudah larut dalam air karena membentuk ikatan hidrogen dengan air. kelarutan alkohol dipengaruhi oleh ukuran gugus alkilnya karena alkohol mempunyai gugus hidrofob ( R) dan hidrofil (-). Eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya tetapi dapat berikatan hidrogen dengan air atau alkohol. Alkohol dapat mengalami reaksi substitusi dengan halida asam, reaksi eliminasi membentuk alkena dan reaksi oksidasi. Eter lebih sulit bereaksi, eter dapat mengalami reaksi substitusi dengan I atau Br membentuk alkohol dan alkil halida. Alkohol dapat dibuat dengan reaksi substitusi alkil halida dengan ion hidroksida, reaksi dengan peraksi grignard, reduksi gugus karbonil, hidrasi alkena dan peragian (fermentasi). Eter dibuat dengan sintesa williamson, reduksi alkohol dengan asam sulfat pekat dan pemanasan, dan reaksi alkil halida dengan Ag 2 kering. TES 1 1. ksirana adalah. A. epoksida B. cincin eter anggota tiga. etilena oksida D. semua benar 87

95 Kimia rganik 2. Reduksi senyawa propanon dengan NaB 4 akan menghasilkan : A. propanaldehida B. propanal. 2-propano D. 1-propanol 3. 1-bromopentana dipanasi dengan menggunakan Na dalam air akan menghasilkan : A. 1-pentana B. 1-heksana. 1-pentanol D. pentanon 4. Formaldehid direaksikan dengan MgBr dalam air dan suasana asam, maka akan dihasilkan : A. 1-propanol B. 1-butanol. 2-propanol D. 2-butanol Br Pernyataan yang tepat untuk menggambarkan reaksi diatas adalah A. merupakan reaksi substitusi alkohol dengan alkil halida B. reaksi Grignard dengan menggunakan etanal. reaksi substitusi eliminasi alkohol D. reaksi Grignard dengan formaldehid 6. ksidasi alkohol sekunder akan menghasilkan : A. aldehid B. keton. asam karboksilat D. ester 7. sifat fisik alkohol sesuai adalah A. Titik didihnya lebih rendah dibandingkan alkil halida padanannya B Titik didihnya lebih rendah dibandingkan eter padanannya. Semakin panjang gugus R pada alkohol maka kelarutannya semakin rendah D. Bertambahnya gugus hidroksil akan mengurangi kelarutan alkohol 8. pernyataan yang tidak sesuai tentang eter adalah A. Eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya B. Eter dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air dan alkohol 88

96 Kimia rganik. Eter dapat dengan mudah mengalami reaksi eliminasi D. Dietil eter dan 1-butanol mempunyai kelarutan yang sebanding 9. Pernyataan yang sesuai untuk reaksi eliminasi alkohol adalah. A. Menghasilkan senyawa alkil halida B. Disebut dengan reaksi dehidrohalogenasi. Membutuhkan katalis Ni D. Reaksi terjadi dengan asam sulfat pekat dan pemanasan 10. ontoh senyawa alkohol yang banyak digunakan untuk bahan bakar tetapi mempunyai sifat toksik yang cukup kuat, diantaranya dapat menyebabkan kebutaan bila dikonsumsi dalam jumlah kecil dan bila dalam jumlah besar menyebabkan kematian adalah A. Metanol B. Etanol. Propanol D. Butanol 89

97 Kimia rganik TPIK 2 Alkilalida Alkil halida disebut jugaa dengan senyawa organohalogen. Kebanyakan senyawa organohalogen adalah senyawaa sintetik, senyawa ini sangat jarang dijumpai di alam. rganohalogen dikenal sebagai pelarut, p insektisida dan bahan-bahan dalam sintesis senyawa organik. Banyak senyawa organohalogen yang memiliki toksisitas tinggi sehingga penggunaannya harus sangat berhati-hati. Misalnya karbon tetraklorida (l 4 ) dan kloroform (l 3 ) yang merupakan bahann pelarut dapat mengakibatkan kerusakan hati bila dihirup berlebihan. Insektisida (diklorodifeniltrikloroetana atau DDT) yang mengandung organohalogen yang digunakann dalam bidang pertanian dapat menyebabkan kerusakan lingkungan. 1,1,1-Trikloro-2,2-bis(4-klorofenil)etana Atau diklorodifeniltrikloroetana (DDT) Walaupun sebagian besarr senyawa organohalogen adalah senyawa sintetik, tetapi terdapat senyawa organohalogen yang dijumpai di alam contohnya adalah tiroksin suatu penyusun hormon tiroid tiroglobulin dan griseofulvin suatu metabolit darii jamur yang digunakan sebagai terapi antijamur. tiroksina ontoh lain dari senyawa organohalogen yang digunakan dalam bidangg kefarmasian adalah halotana atau fluothan adalah suatu anestetik inhalasi yang berupa cairan bening tidak berwarna, mudah menguapp dan berbau harum. 90

98 Kimia rganik l Br F F F 1,,1,1-trifluoro-2-bromo-2-kloroetana atau halotan Suatu contoh senyawa organohalogen lain yang telah disintesis dari alam adalah Senyawa epibatidin, yaitu senyawa yang diisolasi dari kulit katak Ekuador dann mempunyai efek 200 kali lebih kuat daripada morfin untuk memblokir rasa sakit pada hewan. epibatidin A. TATA NAMA Berdasarkan posisi terikatnya halogen pada atom karbonnya, alkil halida dibedakan menjadi alkil halida primer, sekunder, dan tersier. Alkil halida primer apabila atom halogen terikat pada karbon primer, begitu juga dengan alkil halida sekunder dimana halogen terikat pada karbon sekunder dan untukk tersier atom halogen terikat apda karbon tersier F fluoropropana alkil halida primer 3 I 2-iodobutana 2 3 alkil halida sekunder Br t-butil bromida atau 2-bromo-2-metilpropana alkil halida tersierr Dalam sistem IUPA penamaan untuk alkil halida adalah gugus halogen disebutkan terlebih dahulu baru diikuti dengan d nama alkananya. Sedangkan dalam sistem trivial, penyebutan nama diawali dengan nama alkilnya kemudian diikuti dengan namaa halidanya. 91

99 Kimia rganik 3 2 I nama IUPA : iodoetana nama trivial : etil iodida l l l l nama IUPA :tetraklorometana nama trivial : karbon tetraklorida Berdasarkan gugus yang mengikat atom halogen, senyawa alkil halida dibedakan atas tiga macam yaitu alkil halida, aril halida dan halida vinilik. Alkil halida dilambangkan dengan RX adalah senyawa dimana atom halogen terikat pada rantai alkil terbuka, contohnya iodoetana, fluoropropana, dan lain-lain. Aril halida dilambangkan dengan ArX adalah apabila atom halogen terikat pada sebuah karbon dari suatu cincin aromatik, contohnya : l 3 l klorobenzena l 2,4-diklorometil-benzena alida vinilik merupakan senyawa organik dimana atom halogen terikat pada karbon berikatan rangkap, contohnya : 2 = l kloroetena atau nama trivialnya vinil klorida. Senyawa alkil dihalida yaitu senyawa alkana dengan substituen dua halogen. Pada senyawa dihalida dibedakan menjadi dua yaitu geminal dan visinal. Geminal dihalida adalah dua atom halogen berikatan dengan atom karbon yang sama. Visinal dihalida adalahdua atom halogen berikatan dengan atom karbon yang bersebelahan. Br B. SIFAT FISIK ALKIL ALIDA Br geminal dihalida Br Br visinal dihalida Sifat fisik dari alkil halida dipengaruh oleh jumlah atom karbon dan atom halogennya. Peningkatan bobot molekul senyawa alkil halida akan menaikkan titik didih dan titik leburnya. Titik didihnya lebih tinggi dibandingkan alkana padanannya karena bobot molekulnya lebih tinggi. Titik didihnya bertambah tinggi dengan bertambahnya berat atom halogen, contohnya F titik didihnya paling rendah dan I titik didihnya paling tinggi. Atom halogen yang sama apabila terikat oleh rantai alkil yang berbeda maka bobot jenisnya akan berbeda. Makin panjang rantai alkilnya maka bobot jenisnya akan semakin 92

100 Kimia rganik kecil. Kerapatan (densitas) dari alkil halida cair lebih tinggi dibandingkan senyawa organik lain, misalnya air. Sebagai contohnya kloroform l 3 akan tenggelam dalam air karena densitasnya lebih besar dibandingkan air. Alkil halida tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dan tidak larut dalam air. Alkil halida akan larut dalam alkohol, eter, dan pelarut organik lainnya.. REAKSI-REAKSI ALKIL ALIDA 1. Reaksi substitusi Alkil halida mempunyai muatan positif parsial pada atom karbon ujungnya. Atom karbon ujung ini mudah diserang oleh suatu anion yang memiliki pasangan elektron menyendiri pada kulit terluarnya. Adanya karbon dengan muatan positif parsial ini menyebabkan alkil halida mengalami reaksi subsititusi. Dalam reaksi substitusi alkil halida, halida disebut gugus pergi (leaving group). Gugus pergi adalah gugus yang akan digantikan oleh spesi (anion) lain. Ion halida merupakan basa lemah sehingga ion halida berupakan gugus pergi yang baik. Suatu Basa kuat, misalnya - bukan gugus pergi yang baik. Urutan reaktifitas ion halida dalam reaksi substitusi adalah sebagai berikut : RF Rl RBr RI Naiknya reaktifitas Dalam reaksi substitusi alkil halida, ion iodida adalah halida yang paling mudah digantikan, baru ion bromida dan kemudian klorida. Sedangkan F bukan gugus pergi yang baik karena F merupakan basa yang lebih kuat daripada ion halida lain, dan karena ikatan -F lebih kuat daripada ikatan -X lain Br Br l l - Reaksi substitusi yang terjadi pada alkil halida melibatkan suatu nukleofil. Spesies yang menyerang suatu alkil halida dalam suatu reaksi substitusi disebut nukleofil (penyuka nukleus). Dalam persamaan reaksi di atas - dan 3 - adalah nukleofil. Umumnya nukleofil adalah spesi yang akan tertarik ke pusat positif, jadi sebuah nukleofil adalah suatu basa lewis. Kebanyakan nukleofil adalah anion; namun beberapa molekul polar yang netral seperti 2, 3 dan 3 N 2 dapat juga bertindak sebagai nukleofil. Substitusi oleh nukleofilik disebut substitusi nukleofil (SN) atau pergantian nukleofil. Lawan nukleofil ialah elektrofil (pencinta elektron). Elektrofil adalah spesi apa saja yang akan tertarik ke suatu pusat negatif. 93

101 Kimia rganik 2. Reaksi Eliminasi Reaksi eliminasi dapat terjadi apabila alkil halidad diolah dengan suatu basa kuat. Reaksi eliminasi ini akan menghasilkan suatu alkena. Reaksi eliminasi alkil halida disebut juga dengan reaksi dehidrohalogenasi karena keluarnya unsure dan X dari dalam alkil halida. Br Br - D. PEMBUATAN ALKIL ALIDA 1. dari alkohol dengan X R- + -X R X + 2. alkohol + PX 3 atau PX 5 (X : l, Br, I) contoh : a Pl 3 3 R l + 3 P 3 b Pl 5 R l + Pl 3 + l 3. adisi alkena dengan X (hukum Markovnikov s dan hukum anti Markovnikov s) R = 2 + X R 3 X 4. substitusi alkana dengan halogen, dengan katalisator sinar matahari Br Br + Br E. ALKIL ALIDA DALAM KEIDUPAN SEARI-ARI Senyawa alkil halida yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai bahan pelarut contohnya kloroform (l 3 ). Kloroform merupakan bahan yang berbau khas, selain sebagai pelarut kloroform digunakan juga sebagai bahan anestetik. Bahan anestetik lain dari golongan alkil halida adalah halotan. Alkil halida juga dikenal sebagai bahan pendingin ruangan, nama dagangnya sebagai freon yaitu F 2 l 2 Fl 3. Ada juga alkil halida yang berpolimerisasi yaitu politetrafluoroetena (-F 2 =F 2 -) dikenal dengan PTFE merupakan bahan yang digunakan sebagai pelapis alat masak yaitu teflon. LATIAN 1. Gambarkan struktur dari alkil halida berikut ini : A. Bromosikloheksana B. Iodometana. 2-bromo-5-metilheksana D. 1-iodo-2-metilpropana E. 2-kloro-1-etanol 94

102 Kimia rganik 2. identifikasikan jenis alkil halida berikut ini : 3 3 l 3 2 F 3. Tentukan hasil reaksi dari substitusi : A. 1-bromopentana dengan - B. 1-klorobutana dengan 3- ( 3 ) 3 Br I 4. metilpropena merupana hasil reaksi eliminasi dari 2-kloro-2-metilpropana dengan suatu basa kuat, jelaskan bagaimana reaksi ini dapat terjadi! 5. tuliskan reaksi pembuatan alkil halida berikut ini : A. 1-butanol dengan -Br B. metilsikloheksena dengan I Petunjuk mengerjakan latihan 1. A. bromosikloheksana : senyawa sikloheksana dengan substituen bromo Br B. iodometana : merupakan senyawa metil halida, halogen yang terikat pada metil 3 I. 2-bromo-5-metilheksana : rantai induknya heksana, dengan substituen bromo pada karbon 2 dan metil pada karbon 5 Br D. 1-iodo-2-metilpropana : rantai induknya propana dengan iodo pada karbon 1 dan metil pada karbon I E. 2-kloro-1-etanol : senyawa etanol yang mengikat halogen l l : merupakan senyawa alkil halida sekunder karena l terikat pada sekunder 3 2 F : merupakan alkil halida primer karena F terikat pada primer 95

103 Kimia rganik ( 3 ) 3 Br : merupakan alkil halida tersier karena Br terikat pada tersier I : merupakan aril halida karena iodo terikat pada gugus aromatik 3. A Br Br - B l l - 4. reaksi eliminasi pada alkil halida terjadi dalam basa kuat, unsur dan halogen keluar dari senyawa alkil halida. l l A. 1-Butanol dengan Br + Br Br B. metilsikloheksena dengan I I I RINGKASAN 1. Alkilhalida disebut juga senyawa organohalogen. 2. Alkilhalida dibedakan menjadi alkilhalida primer, sekunder, dan tersier. 3. Sistem IUPA untuk penamaan untuk alkilhalida adalah gugus halogen disebutkan terlebih dahulu baru diikuti dengan nama alkananya. 4. Untuk penamaan sistem trivial, penyebutan nama diawali dengan nama alkilnya kemudian diikuti dengan namah alidanya. 5. Sifatfisik dari alkilhalida dipengaruh oleh jumlah atom karbon dan atom halogennya. Peningkatan bobot molekul senyawa alkilhalida akan menaikkan titik didih dan titik leburnya. Makin panjang rantai alkilnya maka bobot jenisnya akan semakin kecil. Alkilhalida tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dan tidak larut dalam air. Alkilhalida akan larut dalam alkohol, eter, dan pelarut organik lainnya. 6. Alkilhalida dapat mengalami reaksi substitusi menghasilkan alkohol dan reaksi eliminasi membentuk alkena. 7. Alkilhalida dapat dibuat melalui reaksi alkohol dengan X atau PX3, adisialkena dengan X, dan substitusi alkana dengan halogen. 96

104 Kimia rganik TES 2 1. Berikut ini adalah senyawa alkil halida, yang merupakan senyawa halida sekunderadalah : A. 1-iodo-3-metilbutana B. fluorometana. ter-butil klorida D. bromosiklopentana 2. Kloroetena termasuk dalam jenis senyawa alkil halida : A. metil halida B. aril halida. alkilhalida D. halida vinilik 3. manakah diantara senyawa alkilhalida berikut ini yang paling tinggi titik didihnya? A. 3 I B. 3 Br. 3 l D. 3 F 4. Manakah diantara pernyataan berikut ini yang tidak sesuai untuk menyatakan sifat fisik dari alkil halida : A. Peningkatan bobot molekul senyawa alkilhalida akan menaikkan titik didih dan titik leburnya B. Titik didihnya lebih rendah dibandingkan alkana padanannya karena bobot molekulnya lebih tinggi. Titik didihnya menurun dengan bertambahnya berat atom halogen D. Makin panjang rantai alkilnya maka bobot jenisnya akan semakin besar 5. Apa nama IUPA dari alkil halida berikut ini : l l A. 1,1-dikloro-2-sikloheksanol B. 2,2-diklorosikloheksanol. 1,1,2-diklorosikloheksanol D. 1,1-dikloro-2-sikloheksandiol 6. 1-metilsikloheksanol apabila direaksikan dengan l akan menghasilkan : A. 1-metilsikloheksana B. 1-metilsikloheksena 97

105 Kimia rganik. 1-metil-1-klorosikloheksana D. Metilenasikloheksana 7. Reaksi 2-metil-2-pentena dengan Br mengikuti aturan markovnikov akan menghasilkan : A. 2-bromo-2-metilpentana B. 2-bromo-2-metilpentena. 3-bromo-3-metilpentana D. 2-bromo-2-metilpentanol 8. reaksi antara propil klorida dengan basa kuat dalam air akan menghasilkan A. 1-propanol B. 2-propanol. Propena D. kloropropana 9. Tetrafluoroetena merupakan monomer dari polimer alkil halida yang banyak digunakan sebagai bahan pelapis alat masak anti lengket, bagaimana rumus struktur tetrafluoroetena tersebut? A. F 2 =F 2 B. F 4. F 3 D. 2 F Senyawa alkil halida yang berbau khas, digunakan sebagai anestetik dan bersifat mudah terbakar adalah : A. 3 l B. 2 l 2. l 3 D. l 4 98

106 Kimia rganik TPIK 3 Amina Amina adalah senyawa organik o yang merupakan turunan dari ammonia, amina mengandung atom-atom nitrogen trivalen, yang terikat pada satu atom karbon atau lebih. Dalam bidang farmasi amina banyak dikenal sebagai senyawa yang mempunyai aksi farmakologi.berdasarkan posisi ikatannya amina secara umum dikelompokkan dalam tiga jenis yaitu RN 2, R 2 N atau R3N. 3 Amina tersebar luas dalam tumbuhan dann hewan, dan banyak amina yang mempunyai keaktivan faali, misalnya norepinafrina dan epinafrina (adrenalina). Adrenalin (epinefrin) A. KLASIFIKASI DAN TATA NAMA Berdasarkan gugus tempatt terikatnya amina, maka amina dapat dikelompokkan dalam alkilamina dan arilamina. Amina diklasifikasikan berdasarkan jumlah sunstituenn organik yang terikat pada nitrogen yaitu amina primer (R-N 2 ), amina sekunder (R 2 N), dan amina tersier (R 3 N). Amina primer bila satu terikat pada nitrogen contohnya 3 N 2 (metilamina), Amina sekunder bila dua terikat pada nitrogen, contohnya 6 5 N 3. Amina tersier bila tiga terikat pada nitrogen, contohnya ( 3 2 ) 3 N. Amina primer adalah senyawa amina dimana nitrogen hanya mengikat satu gugus alkil atau aril. N 2 R N contoh sikloheksilamina Amina sekunder adalah senyawa amina dimana dua gugus alkil atau aril terikat pada atom nitrogen. R N contoh 3 N 2 3 R etil metil amina 99

107 Kimia rganik Amina tersier terbentuk apabila pada atom nitrogen terikat 3 gugus alkil atau aril. R N R R contoh 3 N etil dimetil amina Perhatikan contoh berikut ini : 3 3N t-butil alkohol t-butilamina alkohol tersier amina primer Perhatikan dua contoh di atas, walaupun posisi gugus dan N 2 terikat pada jenis karbon yang sama tetapi klasifikasi kedua molekul tersebut berbeda. pada klasifikasi alkohol dan juga alkil halida berdasarkan pada jumlah gugus yang terikat pada karbon yang mengikat gugus hidroksil atau halida. Sedangkan pada amina klasifikasinya berdasarkan jumlah gugus alkil atau aril yang terikat pada atom nitrogen. Suatu nitrogen amina dapat memiliki empat gugus yang terikat padanya, dalam hal ini nitrogen merupakan bagian dari suatu ion positif. Jika satu atau lebih yang terikat pada N adalah maka senyawanya disebut garam amina. Jika yang terikat keempatnya adalah alkyl atau aril tanpa ada pada N maka senyawanya disebut garam ammonium kuartener. ontoh : + ( 3 ) 2 N 2 l - ( 3 ) 4 N + l - dimetilamonium klorida tetrametilamonium garam dari suatu amina sekunder garam ammonium kuartener Penamaan untuk amina mengikuti aturan sebagai berikut : 1. Amina sederhana diberi nama berdasarkan system gugus fungsioanal. Gugus alkil atau aril disebut lebih dahulu kemudian ditambahkan akhiran amina N 2 ( 3 ) 2 N butilamina diisopropilamina 2. Untuk senyawa yang mempunyai dua gugus amina diberi nama dengan akhiran diamina dari alkana induknya dengan pemberian angka yang sesuai. 2 N N 2 1,3-propanadiamina 3. Untuk amina yang mempunyai substituen yang sejenis maka penamaannya dengan memberi awalan di- atau tri- pada senyawa alkil yang diikuti dengan amina. 3 N 3 3 trimetilamina N difenilamina 100

108 Kimia rganik 4. Untuk amina sekunder dan tersier yang mempunya substituen lebih dari satu, maka gugus alkil terbesar dianggap sebagai induk. Gugus alkil tambahan dinyatakan sebagai awalan N-alkil. 3 N N N-metil-2-butilamina N,N-dimetilpropilamina 5. Amina yang memiliki gugus fungsi lebih dari satu dan memiliki prioritas tata nama yang lebih tinggi maka N 2 diberi nama menjadi amino N 2 2-amino-1-pentanol N 2 Asam 3-aminobenzoat. SIFAT FISIS AMINA Amina dapat membentuk ikatan hidrogen antara atom nitrogen dari amina dengan hidrogen dari air, amina primer, dan amina sekunder. Tetapi ikatan hidrogen antara N dengan ini lebih lemah dibandingkan ikatan hidrogen dengan karena N kurang elektronegatif dibandingkan N sehingga ikatan N menjadi kurang polar. Amina primer, sekunder, dan tersier yang berbobot molekul rendah mudah larut dalam air. Karena adanya pasangan elektron bebas dari N yang dapat berikatan dengan hidrogen dalam air. Tetapi untuk amina dengan bobot molekul besar kelarutannya akan makin berkurang karena semakin bertambahnya gugus hidrofob yaitu gugus alkil. Urutan kelarutan amina primer, sekunder, dan tersier adalah amina primer > amina sekunder > amina tersier. Karena pada amina primer mempunyai kemampuan membentuk ikatan hidrogen lebih banyak dibandingkan sekunder dan tersier. Amina primer mempunyai 2 hidrogen dan pasangan elektron bebas dari nitrogen, amina sekunder mempunyai 2 hidrogen dan pasangan elektron bebas dari nitrogen, sedangkan amina tersier hanya mempunyai pasangan elektron bebas dari nitrogen. 3 3 N 101

109 Kimia rganik D. REAKSI PADA AMINA 1. Reaksi asam basa amina Amina dapat beraksi dengan asam membentuk suatu garam alkil amonium halida. 3 3 N + + l - N + l dimetil amina garam dimetil amonium klorida Amina dalam larutan air akan bersifat basa lemah karena akan menerima sebuah proton dari air, reaksi ini bersifat reversibel. 3 3 N 3 + N E. PEMBUATAN AMINA 1. Sintesis dengan reaksi substitusi Amina atau ammonia dapat bertindak sebagai suatu nukleofil dalam suatu reaksi substitusi dengan suatu alkil halida karena amina atau ammonia mempunyai pasangan elektron menyendiri. 3 N Br 3 N Br amonia bromoetana etilamoniumbromida suatu garam amina Pengolahan dengan basa : 3 2 N 3 + Br N Br Etilamina Pada sintesis dengan cara ini seringkali diperoleh hasil yang berupa campuran mono, di-,dan trialkil-amina serta garam ammonium kartener dari suatu reaksi antara ammonia dan suatu alkil halida. RX RX RX RX N 3 RN 2 R 2 N R 3 N R 4 N + X - 2. sintesis dengan reduksi a. reduksi senyawa nitro aromatik menjadi arilamina 3 N 2 Fe, l - 3 N 2 102

110 Kimia rganik LATIAN b. Nitril akan mengalami reduksi LiAl 4 untuk menghasilkan amina primer dengan tipe R 2 N 2 dengan rendemen sekitar 70 %. Nitril diperoleh dari alkil halida; oleh karena itu suatu sintesis nitril adalah suatu teknik memperpanjang suatu rantai karbon maupun pembuatan suatu amina. N - (1) LiAl 4 ( 3 ) 2 2 Br - Br - (2) 2, + ( 3 ) 2 2 N ( 3 ) N 2 1-bromo-2-metilpropana 3-metilbutananitril (3-metil-1-butil)amina 1. Amina dan alkohol digolongkan dalam senyawa primer, sekunder, dan tersier. Apa yang membedakan penggolongan kedua senyawa tersebut? 2. Amina dibedakan menjadi alkil amina dan aril amina, berikan contoh kedua senyawa tersebut. 3. Diantara amina primer, sekunder, dan tersier bagaimana sifat kelarutan? 4. Jelaskan sifat basa dari amina! 5. Gambarkan struktur dari senyawa berikut ini : A. 3-amino-2-butanon B. N,N-difenil-propilamina. Trimetilamina D. 1,3-pentanadiamina Petunjuk mengerjakan latihan 1. Pada amina dasar penggolongannya adalah berdasarkan jumlah gugus alkil atau aril yang terikat pada amina. Sedangkan pada alkohol penggolongannya berdasarkan letak gugus hidroksil pada karbon ujung. 2. Alkil amina yaitu amina yang mengikat gugus alkil, sedangkan aril amina adalah amina yang mengikat gugus aromatik Br : bromo propana (alkil amina) Br bromobenzena (aril amina) 3. Urutan kelarutan amina primer, skeunder, dan tersier adalah amina primer > amina sekunder > amina tersier. Karena pada amina primer mempunyai kemampuan membentuk ikatan hidrogen lebih banyak dibandingkan sekunder dan tersier 103

111 Kimia rganik 4. Amina dalam larutan air akan bersifat basa lemah karena akan menerima sebuah proton dari air, reaksi ini bersifat reversibel A. 3-amino-2-butanon, senyawa amina yang terikat pada senyawa keton 3 3 N 2 B. N,N-difenil-propilamina, amina tersier dengan 2 substituen fenil dan 1 propil N ( 2 ) 2 3. Trimetilamina, amina tersier dengan 3 substituen yang sama (metil) 3 N 3 3 D. 1,3-pentanadiamina, senyawa diamina yang terikat pada karbon 1 dan 3 dari pentana RINGKASAN N 2 N 2 Amina adalah senyawa organik mengandung atom-atom nitrogen trivalen, yang terikat pada satu atom karbon atau lebih. Amina diklasifikasikan dalam amina primer, sekunder, dan tersier berdasarkan jumlah substituen yang terikat pada nitrogen. Penamaan amina berdasarkan pada gugus fungsi amina, diawali nama alkil atau aril diikuti nama amina. Bila ada gugus yang lebih berprioritas maka amina diberi nama menjadi amino. Amina dapat membentuk ikatan hidrogen antara atom nitrogen dari amina dengan hidrogen dari air, amina primer, dan amina sekunder. Amina primer, sekunder, dan tersier yang berbobot molekul rendah mudah larut dalam air. Urutan kelarutan amina primer, sekunder, dan tersier adalah amina primer > amina sekunder > amina tersier. Amina dapat beraksi dengan asam membentuk suatu garam alkil amonium halida. Amina dalam larutan air akan bersifat basa lemah karena akan menerima sebuah proton dari air. Amina dapat dibuat melalui reaksi substitusi maupun reduksi. 104

112 Kimia rganik TES 3 1. Penggolongan amina berdasarkan pada : A. Jumlahsubstituenalkilatau aril yang terikat pada Nitrogen B. Jumlah Nitrogen yang mengikatalkil. Jumlah atom yang terikat pada nitrogen D. Jenis atom karbon yang mengikat nitrogen 2. Unsur-unsur penyusun senyawa amina adalah A. Nitrogen, hidrogen, karbon B. Karbon, nitrogen, oksigen. ksigen, nitrogen, hidrogen D. Nitrogen dan hidrogen 3. Yang merupakan contoh senyawa aril amina adalah : A. Sikloheksilamina B. Etilmetilamina. Dietilamina D. Difenilamina 4. ontoh senyawa amina tersier adalah A. t-butilamina B. dimetilpropilamina. N,N-dietilamina D. 1,2-etildiamina 5. Diantara amina berikut ini manakah yang kelarutannya paling rendah : A. Metilamina B. Dimetilamina. Trimetilamina D. Etildiamina 6. Manakah yang kelarutannya paling besar diantara senyawa amina berikut ini : A. Metilamina B. Etilamina. Propilamina D. Butilamina 7. Apakah nama IUPA yang tepat dari rumus molekul berikut ini ( 3 2 ) 2 N A. Dietilpropilamina B. Etilpropilamina 105

113 Kimia rganik. Propiletilamina D. N,N-dietilpropilamina 8. Apakah nama yang tepat untuk senyawa berikut ini : 2 N A. 5-amino-2-pentanon B. 5-amina-2-pentanon. 1-amino-4-pentanon D. 1-amina-4-pentanon 9. 1-bromo-2-metilpropana apabila direaksikan dengan suatu nitril akan diperoleh : A. 2-metil-propilamina B. 3-metil-1-butilamina. 3-metil-1-propilamina D. 2-metil-1-butilamina 10. Berikut ini contoh senyawa amina yang mempunyai keaktifan faali yang digunakan dalam bidang farmasi : A. Karbontetrafluorida B. Kloroform. Iodoform D. adrenalin 106

114 Kimia rganik Kunci Jawaban Tes TES 1 1. D B 5. D 6. B D 10. A TES 2 1. D, bromo terikat pada sekunder 2. D, kloro terikat pada gugus vinil (etena) 3. A, karena I memiliki bobot molekul paling tinggi dibandingkan halogen lain 4. A, kenaikan titik didih berbanding lurus dengan kenaikan bobot molekul 5. B, penomoran dimulai dari gugus hidroksil, sehingga pada nomor 1 dan l pada nomor 2 6., merupakan reaksi substitusi gugus dari alkohol dengan klorida 7. A, bromo akan terikat pada karbon ikatan rangkap yang jumlah hidrogennya paling sedikit (karbon 2) 8., reaksi propil bromida dengan basa kuat dan air akan menyebabkan eliminas sehingga terbentuk alkena 9. A, senyawa etena dengan substituen 4 halogen (F) 10., metil triklorida TES 3 1. A 2. A 3. D 4. B A 7. D 8. A 9. B 10. D 107

115 Kimia rganik Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A., 1982, Kimia rganik Jilid 1, edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, rganic hemistry,7 th edition, alifornia : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, rganic hemistry, 7 th edition, New Jersey : Prentice all Inc. Riawan, S, 1990, Kimia rganik, Jakarta : Binarupa Aksara 108

116 Kimia rganik BAB IV SENYAWA RGANIK DENGAN GUGUS KARBNIL Wardiyah, M.Si, Apt Gambar 4.1 Asam sitrat yang diperoleh dari lemon PENDAULUAN Pada bab sebelumnya telah kita pelajari tentang beberapa senyawa organik dengan gugus fungsional. Selanjutnya kita akan mempelajari senyawa organik dengan gugus karbonil pada Bab 4. Senyawa organik mempunyi gugus karbonil adalah golongan aldehid, keton, dan asam karboksilat dan turunannya. Untuk lebih memahami tentang senyawa dengan gugus fungsi karbonil ini maka akan kita k bahas dalam dua topikyaitu Topik 1 yang membahas tentang aldehid dan keton, Topikk 2 membahas tentang asam karboksilat dan turunannya. Senyawa organik dengan gugus g karbonil banyak kita temukan dalam kehidupan sehari- hari. ontohnya adalah asam sitrat yang banyak ditemukan dalam buah lemon. Senyawa organik lain yang banyak digunakan dalam bidang kefarmasian adalah parasetamol atau asetaminofenn yaitu suatu senyawa golongan amida yangg merupakan turunan asam karboksilat dan masih banyak contoh senyawa karbonil lainnya. 3 Asam asetat (asam cuka) N 3 Asetaminofen (analgesik, antipiretik) 3 Asam asetil salisilat (analgesik, antipiretik) Retinal ( 2 Dakron (suatu polimer sintetik) 2 ) n Beberapa contoh senyawa karbonil 109

117 Kimia rganik Bab ini membagi tiap pokok bahasan dalam beberapa sub topik yang meliputi definisi, tata nama, sifat fisik, reaksi-reaksi yang dapat terjadi, reaksi pembuatan dan aplikasi atau penggunaan senyawa dalam kehidupan sehari-hari. Setelah mempelajari bab ini, maka anda diharapkan dapat : 1. Menjelaskan pengertian senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 2. Mengidentifikasi beberapa turunan senyawa asam karboksilat. 3. menyebutkan rumus umum dari aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 4. memberikan penamaan pada senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 5. menuliskan rumus struktur untuk senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 6. menjelaskan sifat-sifat senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 7. menjelaskan hubungan struktur dan sifat-sifat dari aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 8. menuliskan contoh reaksi pada senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 9. menuliskan reaksi pembuatan aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya 10. menyebutkan contoh senyawa aldehid, keton, asam karboksilat dan turunannya bab ini dilengkapi dengan uraian materi, latihan, ringkasan, dan tes untuk tiap pokok bahasan. Agar anda dapat memahami dengan baik maka lakukan langkah-langkah berikut : 1. Baca dengan seksama dan pahami tiap pokok bahasan dalam masing-masing topik. Karena tiap bagian umumnya saling terkait, maka apabila ada bagian dari topiksebelumnya yang belum dipahami pelajari kembali. 2. Kerjakan latihan soal yang diberikan pada setiap topik, baca petunjuk mengerjakan latihan dengan baik. 3. Baca kembali ringkasan materi tiap topik 4. Ukur kemampuan pemahaman anda pada tiap topikdengan mengerjakan tes. Apabila hasil tes masih belum memenuhi target pencapaian belajar minimal, ulangi untuk membaca materi kembali. 110

118 Kimia rganik Topik 1 Aldehida A dan Keton Aldehida (R) dan ketonn (R 2 ) lazim terdapat dalam sistem makhluk hidup. ontoh yang penting secara biologis dari d aldehid adalah gula ribosa dan keton adalah hormon progesteron. Penggunaan aldehid dan keton sangat luas baik dibidang industri maupun farmakologi. Aldehid yang palingg sederhana adalah formaldehida ( 2 =) atau metanal yang mempunyai nama dagang formalin. Formaldehida banyak digunakan sebagai bahan pengawet karena formaldehida mempunyai kemampuan untuk membunuh bakteri. Karena sifatnya bakterisid ini maka formaldehid banyak disalahgunakan sebagai pengawet makanan dalam baso, tahu, dan lain-lain. Formaldehid juga digunakan dalam industri kayu lapis atau triplek karena formaldehid merupakan bahan baku pembuatan resin untuk lem permanen. Propanon atau aseton (( 3 ) 2=) 2 merupakan keton paling sederhana yang banyak digunakan sebagai pelarut. formaldehida Aseton atau Aldehid juga banyak diekstraksi dari alam, contohnya trans-sinamaldehid yaitu suatu komponen penyusun minyak atsiri a yang diperoleh dari kayu manis. Aldehid umumnya berbau cukup kuat dan merangsang. ontoh senyawa keton minyak jintan ((-)-karvon), dan minyak permen ((+)-karvon). Senyawa keton berbau harum. A. TATA NAMA Aldehida mempunyai sekurangnya satu atom hidrogen yang terikat pada karbon karbonilnya. Gugus lain yaitu R,, bisa berupa alkil, aril atau.keton mempunyai dua gugus alkil (aril) yang terikat pada karbon karbonilnya. 111

119 Kimia rganik sinamaldehid Penamaan untuk aldehida dalam sistem IUPA akhiran a dari alkana diubah menjadi al. berbeda dengan alkohol atauu keton yang membutuhkan penomoran untuk menunjukkan posisi gugus fungsionalnya, aldehida tidak perlu ada penomoran karena gugus selalu memiliki nomor 1 untuk karbonnya. Penamaan untuk keton dilakukan dengan cara mengubah a alkana menjadi on. Gugus karbonil pada keton bila perlu p diberikan nomor, kecuali pada propanon (aseton) yang merupakan keton paling sederhana. R aldehid R R' keton Senyawa aldehida siklik yang berupa rantai siklik alifatik maupun aromatik penamaannya menggunakan akhiran karbaldehida. 3 3 nama IUPA : etanal nama trivial : asetaldehida etil-4-metilpentanal Aldehida dan keton kadang menggunakan nama trivialnya, berikut ini beberapa nama trivial dari aldehida dan keton. 112

120 Kimia rganik Tabel 4.1 Nama IUPA dan trivial beberapa dan aldehida Rumus struktur IUPA trivial metanal formaldehida 3 etanal asetaldehida Propanal 3 2 propionaldehida butanal butiraldehida benzenakarbaldehida benzaldehida Tabel 4.2 nama IUPA dan trivial beberapa keton Rumus struktur IUPA trivial propanon 2-butanon 3-pentanon 2-pentanon aseton Etil metil keton Dietil keton Metil propil keton Untuk senyawa keton siklik baik alifatik maupun aromatik umumnya menggunakan nama trivialnya. ontohnya : 113

121 Kimia rganik 3 metil fenil keton (asetofenon) difenil keton (benzofenon) Bila gugus karbonil sebagaii substituen, maka gugus-gugus tersebut memiliki penamaan khusus dengan akhiran il. R 3 asil asetil formil benzoil Apabila terdapat lebih darii satu gugus karboksil, penamaannya memakai awalan di, tri, dan seterusnya diikuti akhiran on. ontoh : heptan-dion atau hept 3 tan-2,4-dion heksen-2-on atau heks-4-en-2-on. SIFAT FISIK ALDEID DAN KETN Yang berperan dalam menentukan sifat fisik dari aldehid dan keton adalah gugus karbonilnya. Gugus karbonil merupakan m gugus yang terdiri dari atom karbon yang terhibridisasi sp2 dihubungkan dengan d atom oksigen yang mempunyai ikatan rangkap yang merupakan ikatan sigma (σ) dann ikatan pi (π). Ikatan sigma gugus karbonil terletak dalam bidang datar dengan sudut ikatann sekitar Gugus karbonil bersifat polar p karena oksigen bersifat lebih elektronegatif sehingga elektron dalam ikatan sigma dann pi akan tertarik ke oksigen yang akan menghasilkan ikatan yang terpolarisasi. ksigen guguss karbonil memiliki pasangan atom menyendiri.. Karena polaritas dalam gugus karbonil ini maka akan ada bagian yang lebih negatif dan lebih positif yang akan saling berinteraksi. Interaksi ini disebut interasi dipol-dipol yang akan 114

122 Kimia rganik menyebabkan aldehid dan keton memiliki titik didih lebih tinggi dibandingkan senyawa nonpolar yang sepadan. Adanya elektron menyendiri pada oksigen maka senyawa karbonil dapat membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya dan molekul air, akibatnya senyawa karbonil berbobot molekul rendah dapat larut dalam air. Tetapi aldehid dan keton tidak dapat membentuk ikatan hidrogen dengan senyawa karbonil lain yang akibatnya titik didih aldehid dan keton masih lebih rendah dibandingkan alkohol padanannya. D. REAKSI-REAKSI ALDEIDA DAN KETN 1. Reaksi Adisi Reaksi adisi diawali dengan protonasi dari oksigen. Protonasi ini akan menambah muatan positif pada karbon karbonil sehingga karbon akan lebih mudah diserang oleh nukleofil. Reaktivitas relatif reaksi adisi pada aldehida dan keton sebagian disebabkan oleh adanya muatan positif pada karbon karbonil. Makin besar muatan positif makin reaktif. Gugus alkil akan membantu menyebarkan muatan positif sehingga menjadi kurang reaktif.ontoh : formaldehida lebih reaktif dibanding aldehida atau keton lain karena formadehida tidak terdapat gugus alkil untuk membantu menyebarkan muatan positif. Apabila dalam struktur terdapat gugus penarik elektron (misalnya l) maka reaktivitas senya R R R keton aldehid formaldehid naiknya kereaktifan wa akan bertambah. A. dengan 2 Adisi air terhadap gugus karbonil akan membentuk suatu 1,1-diol yang disebut gemdiol atau hidrat. Reaksi reversible dan biasanya kesetimbangan terletak pada sisi karbonil. R R + 2 aldehid atau keton + R R suatu hidrat (-diol) etanal + 3 1,1-etanaldiol 115

123 Kimia rganik B. dengan alkohol Produk adisi satu molekul alkohol pada aldehida disebut hemiasetal. Sedangkan produk adisi dua molekul akcohol disebut asetal (untuk keton disebut hemiketal dan ketal).reaksi ini dikatalisis oleh asam kuat. R aldehid R' + R' R R' + R' R R' hemiasetal suatu asetal + 2 R keton R R' + R' R R R' + R' R R R' hemiketal suatu ketal + 2 ontoh : 3 aldehid hemiasetal suatu asetal. dengan idrogen sianida N - dari N merupakan nukleofil kuat. Tetapi N tidak dapat mengadisi langsung ke suatu gugus karbonil. Adisi terjadi dalam kondisi reaksi sedikit basa seperti dalam larutan buffer NaN-N. N - merupakan nukelofil kuat sehingga N - tidak membutuhkan katalis. Produk reaksi adisi dengan hidrogen sianida merupakan suatu produk sianohidrin. N N R R + aldehid atau keton N N - R R N suatu sianohidrin Sianohidrin merupakan senyaw antara yang penting, karena gugus N pada sianohidrin dapat dihidrolisi menjadi karboksil (-) atau ester (-R). Gugus dalam sianohidrin lebih reaktif dibandingkan dalam alkohol. Gugus sianohidrin dapat disubsititusi oleh amonia sehingga dapat menjadi gugus amino. 116

124 Kimia rganik 3 + N 3 aldehid atau keton 3 3 N suatu sianohidrin Pembentukan asam amino dari adisi karbonil dengan N - : N 2 N N 3 3 N N N 2 asam amino D. dengan reagensia grignard Reaksi dengan reagensia grignard akan menghasilkan alkohol primer, alkohol sekunder dan alkohol tersier. Reaksi adisi dengan reagensia grignard dapat terjadi pada formaldehidyang akan menghasilkan alkohol primer, dengan aldehid menghasilkan alkohol sekunder, dan dengan keton menghasilkan alkohol tersier. Reaksi ini bukan merupakan reaksi reversible. Apabila anda belum jelas, silahkan pelajari kembali materi tentang reaksi dengan reagensia grignard ini pada bab 3 Topik 1 tentang alkohol. 2. Adisi Eliminasi Aldehida dan Keton adalah reaksi yang terjadi pada aldehida dan keton yang diawali dengan adisi kemudian diikuti dengan eliminasi air atau molekul kecil lain untuk memperoleh suatu produk yang mengandung ikatan rangkap. R + N R N 2 2 R=N suatu imina 3. Reduksi aldehida dan keton Produk reduksi aldehida dan keton adalah suatu alkohol, hidrokarbon atau amina. Produk reduksi ini tergantung pada bahan pereduksi dan struktur senyawa karbonilnya. A. idrogenasi idrogenasi gugus karbonil diperlukan kalor dan tekanan. Ni + 2 kalor, tekanan siklohesksanon sikloheksanol apabila dalam sebuah struktur terdapat ikatan rangkap dan gugus karbonil maka ikatan rangkap dapat dihidrogenasi atau keduanya baik ikatan rangkap maupun gugus 117

125 Kimia rganik karbonilnya dapat direduksi. Sedangkan reduksi gugus karbonil saja pada struktur dengan ikatan rangkap dann gugus karbonil tidak dapat dilakukan. Apabilaa hanya gugus karbonilnya saja yang inginn direduksi maka reduksi bisa lakukan dengan hidrida logam. B. idrida logam Reduksi dengan hidrida logam dapat menggunakan Litium aluminium hidrida(lial 4 ) atau Natrium boro hidrida( (NaB 4 ). Produk reaksi adalah suatu alkohol butanon LiAl 4 2, butanol 3 4. ksidasi Aldehida dan Keton Keton tidak mudah dioksidasi sedangkan aldehida akan dioksidasi menjadi asam karboksilat KMn , + Propanal , + KMn 4 asam propanoat tidak bereaksi 5. Reaksi dengan reagensia tollens Reaksi dengan reagensia tollens dilakukan untuk mengidentifikasi senyawa aldehid. Senyawa aldehid akan memberikan hasil positif dengan membentuk cermin perak. Sedangkan senyawa keton tidak akan memberikan reaksi. + + Ag(N R 3 ) 2 R - + Ag ermin perak ermin perak dari reaksi aldehid dengan reagensia tollens 118

126 Kimia rganik E. PEMBUATAN ALDEIDA DAN KETN ara yang paling lazim untuk mensintesis suatu aldehida atau keton sederhana ialah dengan oksidasi suatu alkohol.. ksidasi alkohol primer akan menghasilkann aldehid dan oksidasi alkohol sekunder akan menghasilkan m keton. 3 2 r piridin 1-propanol propanal 3 2 r piridin 3 2 butanon 3 2-butanol F. PENGGUNAAN ALDEID DAN KETN Aldehid dan keton suku rendah, misalnya formaldehid dan aseton banyak digunakan sebagai bahan pelarut. Asetaldehida merupakan aldehida yang cukup berharga karena asetaldehida adalah zat antara untuk u sintesis asam asetat dan anhidrida asetat. Kemudian pada beberapa aldehid yang lebih kompleks banyak digunakan sebagai pemberi aroma karena aldehid dan keton mempunyai aroma yang menarik, sebagai contoh adalah vanilin. Vanilin LATIAN 1. Gambarkan rumus strukturr dari : A. 3,3-dimetil-2-pentanon B. 4-heksenal. 2-metilsikloheksanakalbaldehida D. 4-kloro-2-pentanon E. 2,5-heksanadion 119

127 Kimia rganik 1. Tuliskan reaksi antara propanal dengan 3 MgBr! 2. Reaksikan antara aseton dengan NaB 4! 3. Apabila senyawa berikut ini direaksikan dengan reagensia tollens, bagaimanakah reaksi yang akan terjadi? A B Terangkan reaksi yang terjadi pada pembuatan aldehid dengan menggunakan alkohol! Petunjuk mengerjakan latihan 1. Untuk menggambarkan rumus struktur dengan baik, pahami tata nama untuk senyawa aldehid dan keton. Tentukan rantai induknya terlebih dahulu dan kenali substituennya. Letakkan substituen yang sesuai dengan penomorannya. Bila ada gugus fungsi lain dalam aldehid dan keton maka tentukan gugus mana yang lebih yang lebih berprioritas. 2. reaksi propanal dengan 3 MgBr menggunakan prinsip reaksi dengan reagensia grignard dimana aldehid yang direaksikan dengan reagensia grignard akan menghasilkan suatu alkohol sekunder. 3. reaksi aseton dengan NaB 4 merupakan reaksi reduksi gugus karbonil, reaksi ini akan menghasilkan suatu alkhol 4. reaksi dengan reagensia tollens digunakan untuk mengidentifikasi aldehid, untuk mengetahui reaksi yang terjadi maka kenali jenis senyawanya aldehid atau keton. 5. Reaksi pembuatan aldehid dengan alkohol melalui mekanisme oksidasi dengan r 2 3 dengan piridin, dimana untuk membuat aldehid diperlukan senyawa alkohol primer. RINGKASAN 1. Aldehida (R) dan keton (R 2 ) mempunyai sekurangnya satu atom hidrogen yang terikat pada karbon karbonilnya. Gugus R bisa berupa alkil, aril, atau. prinsip penamaannya akhiran a pada alkana diubah menjadi on untuk keton dan al untuk aldehida. 2. Senyawa aldehida siklik yang berupa rantai siklik alifatik maupun aromatik penamaannya menggunakan akhiran karbaldehida. 3. sifat fisik dari aldehid dan keton ditentukan oleh gugus karbonilnya. Ikatan pi, pasangan elektron menyendiri dan polaritas gugus karbonil akan menentukan reaktivitas dari gugus karbonil. Senyawa karbonil berbobot molekul rendah dapat larut dalam air. Aldehid dan keton memiliki titik didih lebih tinggi dibandingkan senyawa nonpolar yang sepadan. 120

128 Kimia rganik 4. Aldehid dan keton dapat mengalami reaksi adisi, adisi-eliminasi, reduksi, dan oksidasi. Adisi terjadi dengan 2, alkohol, N, dan reagensia grignard. Aldehid dan keton juga mengalami reaksi adisi-eliminasi yang menghasilkan suatu imina. Reaksi reduksi terjadi melalui reaksi hidrogenasi dan reduksi dengan hidrida logam. Reaksi oksidasi terjadi pada aldehid yang akan menghasilkan asam karboksilat, oksidasi sulit terjadi pada keton. 5. Untuk membedakan aldehid dan keton dapat digunakan reaksi dengan reagensia tollens. Aldehid dan keton paling lazim dibuat dengan reaksi oksidasi. ksidasi alkohol primer akan menghasilkan aldehid dan oksidasi alkohol tersier akan menghasilkan keton. TES 1 1. Berikut ini contoh senyawa yang mempunyai gugus karbonil, kecuali : A. Aldehid B. Ester. keton D. Alkohol 2. Manakah yang merupakan senyawa keton? Br A. 1, 2, 3 B. 1,3, 4. 1,3, 5 D. 2, 4, 5 3. Senyawa golongan aldehida yang banyak disalahgunakan sebagai pengawet makanan yang merupakan jenis aldehida paling sederhana adalah : A. Formaldehida B. Asetaldehida. Propionaldehida D. Aseton 4. Apakah IUPA nama struktur di bawah ini : A. 3-butilsikloheksanal 121

129 Kimia rganik B. 1-butilsiklokarbaldehida. 3-butilsiklokarbaldehida D. 3-t-butilsiklokarbaldehida 5. Nama gugus karbonil sebagai substituen berikut ini yang sesuai adalah : A. Asil B. Asetil. Formil D. Benzoil 6. Manakah pernyataan tentang sifat aldehid-keton yang sesuai? A. sifat fisik dari aldehid dan keton ditentukan oleh gugus karbonilnya B. oksigen dalam gugus karbonil kurang elektronegatif. titik didih lebih aldehid-keton tinggi dibandingkan senyawa nonpolar yang sepadan karena interkasi dippol-dipol D. titik didih aldehid dan keton masih lebih rendah dibandingkan alkohol padanannya 7. Diantara aseton, butanon, 2-pentanon, 3-metil-2-pentanon manakah yang paling reaktif? A. aseton B. butanon. 2-pentanon D. 3-metil-2-pentanon 8. Reaksi aldehid dengan 2 molekul alkohol akan menghasilkan : A. Asetal B. emiasetal. Ketal D. emiketal 9. Aldehid dan keton bila diolah dengan hidrogen sianida akan menghasilkan senyawa sianohidrin. Senyawa sianohidrin akan mengalami hidrolisis menghasilkan : A. Alkohol B. Aldehid. Asam karboksilat D. Keton 122

130 Kimia rganik pentanol bila dioksidasi dengan r 2 3 akan menghasilkan : A. Pentanal B. 3-Pentena. 3-pentanon D. Asam pentanoat 123

131 Kimia rganik TPIK 2 Asam Karboksilat Pada Topik 1 sudah kita pelajari tentang senyawa karbonil dari aldehid dan keton. Pada Topik 2 akan kita bahas golongan senyawa organik yang mengandung gugus karbonil yang lainnya yaitu asam karboksilat.golongan senyawa asam karboksilat penting secara biologis dan komersial. uka atau asam asetat, salah satu golongan asam karboksilat yang banyak digunakan sebagai pelengkap makanan. Asam semut atau asam format,suatu senyawa organik yang merupakan golongan asam karboksilat yang paling sederhana dengan nama IUPA asam metanoat. 3 asam format asam asetat Asam karboksilat yang lebih kompleks dan cukup berguna dalam bidang farmasi contohnya adalah aspirin atau asam asetil salisilat 3 aspirin atau asam asetil salisilat cis- 3 ( 2 ) 7 =( 2 ) 7 2 asam oleat Asam karboksilat, R 2, adalah senyawa organik dengan gugus karboksil. Gugus ini mengandung gugus karbonil dan gugus hidroksil. Senyawa karboksilat cukup penting sebagai bahan dasar sintesis golongan senyawa lain seperti ester, klorida asam, amida, anhidrida asam, dan nitril. Senyawa-senyawa ini disebut sebagai derivat atau turunan asam karboksilat yaitu suatu senyawa yang apabila dihidrolisis akan menghasilkan asam karboksilat. Pembahasan tentang derivat asam karboksilat akan kita bahas pada bagian akhir dari pembahasan tentang asam karboksilat. Mungkin pernah diantara kita yang mengenal kosmetika yang mengandung AA atau alpha hidroxy acid. AA cukup banyak digunakan untuk tujuan perawatan kulit. Beberapa senyawa karboksil dengan gugus AA diantaranya adalah : 124

132 Kimia rganik Beberapa asam karboksilat suku rendah lebih dikenal dengan nama trivialnya, berikut ini merupakan 10 nama trivial asam karboksilat pertama dan sumbernya. Tabel 4.3 Nama trivial sepuluh asam karboksilat pertama Jumlah atom Struktur Nama trivial Nama IUPA Sumber 1 2 asam format asam metanoat semut (L. formica) asam asetat asam etanoat cuka (L. acetum) asam propionat asam propanoat susu, mentega, dan keju 4 3 ( 2 ) 2 2 asam butirat asam butanoat mentega (L. butyrum) 5 3 ( 2 ) 3 2 asam valerat asam akar valeria (L. valere) pentanoat 6 3 ( 2 ) 4 2 asam kaproat asam heksanoat kambing (L.caper) 7 3 ( 2 ) 5 2 asam enantat asam kuncup anggur heptanoat 8 3 ( 2 ) 6 2 asam kaprilat asam oktanoat kambing 9 3 ( 2 ) 7 2 asam asam nonaoat Pelargonium roseum pelargonat 10 3 ( 2 ) 8 2 asam kaprat asam dekanoat kambing 125

133 Kimia rganik A. TATA NAMA Penamaan untuk asam karboksilat untuk empat karboksilat pertama menggunakan nama trivial yaitu asam format, asam asetat, asam propionat, dan asam butirat asam format asam asetat asam propionat asam butirat Nama IUPA dari suatu asam karboksilat alifatik diawali dengan kata asam dan akhiran a dari alkana diganti -oat. Seperti halnya aldehida, karbon pada gugus karboksil selalu menempati posisi karbon nomor 1. Bila ada dua gugus karboksil maka penamaan dengan awalan asam dan akhiran dioat. ( 3 ) 3 2 asam 3,3-dimetilbutanoat asam butanadioat 3 2 l asam 2-klorobutanoat Gugus karboksil (- 2 ) yang terikat pada suatu cincin maka penamaannya menggunakan awalan asam dan akhiran karboksilat. 3 asam siklopentanakarboksilat asam 3-metilsikloheksanakarboksilat Gugus karboksil yang terikat pada cincin aromatik 6 karbon diberi nama sebagai asam benzoat, apabila ada substituen maka penomoran mengikuti posisi dari gugus karboksilnya. bila substituen terletak pada karbon 2 dapat diberi nama denga orto (dilambangkan dengan o), substituen pada karbon 3 diberi nama meta (m), dan para (p) bila posisi pada karbon 4. Pembahasan lebih lanjut tentang tata nama senyawa aromatik akan kita bahas di bab

134 Kimia rganik asam benzoat asam 1-etilbenzoat atau asam o-etilbenzoat 2 N asam 4-aminobenzoat atau asam p-aminobenzoat Pada penamaan trivial untuk menentukan posisi suatu substituen dapat menggunakan huruf yunani seperti halnya aldehida atau keton. Penentuan posisi dalam tata nama trivial berdasarkan letaknya terhdap gugus karbonil. Karbon yang paling dekat dengan gugus karbonil diberi nama karbon α, karbon berikutnya adalah β, dan sterusnya Asam α-butirat B. SIFAT ASAM KARBKSILAT Seperti halnya pada aldehid dan keton sifat fisik dari asam karboksilat dipengaruh oleh gugus karbonilnya. Asam karboksilat bersifat polar karena mempunyai dua gugus yang bersifat polar yaitu hidroksil ( ) dan karbonil (=). karena asam karboksilat mampu membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya maupun dengan molekul lain maka memiliki kelarutan yang tinggi terutama untuk molekul kecil (asam karboksilat 1-4 karbon). Sifat fisik karboksilat tidak hanya ditentukan oleh gugus karbonil tetapi gugus hidroksil pada karboksilat juga ikut berperan dalam menentukan sifat fisik dari asam karboksilat. Karena adanya gugus hidroksil maka asam karboksilat dapat membentuk dimer (sepasang molekul yang saling berikatan) melalui ikatan hidrogen antar gugus polar dari dua gugus karboksil. 127

135 Kimia rganik 3 3 dimer asam asetat. REAKSI ASAM KARBKSILAT 1. Reaksi Asam Karboksilat dengan Basa Sifat kimia yang paling menonjol dari asam karboksilat ialah keasamannya. Dibandingkan dengan asam mineral seperti l dan N 3 asam karboksilat adalah asam lemah, namun bersifat lebih asam daripada alkohol atau fenol. Karena keasamannya ini maka asam kartboksilat dapat bereaksi dengan basa. Reaksi suatu asam karboksilat dengan suatu basa akan menghasilkan garam Na + - asam asetat natrium asetat Na Esterifikasi Asam Karboksilat Reaksi esterifikasi adalah reaksi antara asam karboksilat dengan alkohol yang akan menghasilkan suatu ester. Reaksi esterifikasi memerlukan katalis asam dan reaksi berlangsung reversibel. + + R' + 2 R kalor R R' kalor asam benzoat etanol etilbenzoat 3. Reduksi Asam Karboksilat Reduksi asam karboksilat dapat dilakukan dengan menggunakan hidrida logam seperti LiAl 4. LiAl 4 akan mereduksi gugus karboksil langsung menjadi gugus - 2, reduksi ini juga akan mengubah gugus-gugus fungsional karbonil lain dalam molekul. 128

136 Kimia rganik 3 2 asam asetat (1) LiAl (2) 2, - etanol LiAl 4 2, - 2 (1) LiAl 4 2, - 2 D. PEMBUATAN ASAM KARBKSILAT Pembuatan asam karboksilat melalui jalur sintetik dapat dikelompokkan dalam tiga tipe reaksi yaitu (1) hidrolisis derivat asam karboksilat; (2) reaksi oksidasi ; (3) reaksi grignard. idrolisis adalah reaksi yang melibatkan air dengan katalis asam atau basa. Reaksi idrolisis dari beberapa derivat asam karboksilat dapat digambarkan sebagai berikut : ester R R + 2 amida R NR anhidrida R R atau - R 2 + R + atau - R 2 + NR 2 + atau - R R halida asam R X atau - R 2 + X - Nitril R N atau - R 2 + N 3 129

137 Kimia rganik ontoh reaksi hidrolisis : metil benzoat asam benzoat metanol N N 2 Pada bab sebelumnya telah dibahas mengenai oksidasi senyawa alkohol. ksidasi alkohol primer dan aldehida akan menghasilkan asam karboksilat. Perbedaan oksidasi antara alkohol dan aldehida, oksidasi alkohol membutuhkan oksidator kuat, sedangkan oksidasi aldehida membutuhkan oksidator lembut (Ag + ). Selain oksidasi alkohol, asam karboksilat juga dapat diperoleh dari oksidasi alkena. ksidasi alkena membutuhkan oksidator kuat. Berikut ini adalah ringkasan jalur pembuatan asam karboksilat melalui oksidasi. ksidasi : Alkohol primer R 2 + [] R 2 aldehida R + [] R 2 alkena R = R 2 + [] R 2 + R 2 = Alkil arena Ar-R + [] Ar r butanol asam butanoat 3 KMn 4 3 kalor 130

138 Kimia rganik Asam karboksilat dapat dibuat melalui jalur reaksi dengan reagensia grignard. Pada reaksi ini dibuat dari reaksi antara 2 dengan reagensia grignard, dalam air dan katalis asam. Secara umum reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut. RX (1) Mg, eter (2) 2 (3) 2, + R 2 Mg 2, Br MgBr bromopropana (n-propil bromida) asam butanoat (asam butirat) E. DERIVAT ASAM KARBKSILAT Derivat asam karboksilat adalah senyawa yang menghasilkan asam karboksilat bila direaksikan dengan air. Yang termasuk derivat asam karboksilat : 1. Ester 2. alida asam karboksilat 3. Anhidrida karboksilat 4. Amida 5. Nitril Berikut ini tabel tentang derivat asam karboksilat dana contoh-contohnya : Tabel 4.4 derivat asam karboksilat Derivat Rumus umum contoh ester R 3 R' metil benzoat halida asam 3 l asetil klorida R X 131

139 Kimia rganik Derivat Rumus umum contoh anhidrida asam ( 3 ) 2 R R Anhidrida asam asetat amida R N 2 N 2 benzamida nitril R N N benzonitril Asam karboksilat dan beberapa turunan dapat dijumpai di alam. Ester dan amida banyak dijumpai misalnya lemak dan lilin merupakan contoh senyawa ester, protein dengan gugus poliamida merupakan contoh senyawa amida. Derivat asam karboksilat mengandung gugus asil R- kecuali pada nitril. Kita ketahui bahwa gugus karbonil merupakan pusat kereaktifan sehingga senyawa derivat asam karboksilat ini mempunyai sifat kimia serupa. 1. Ester Berdasarkan susunannya, ester terbagi atas tiga golongan, yaitu sari buah-buahan, lemak atau minyak, dan lilin. 1. Sari buah-buahan, yaitu ester dari alkohol suku rendah atau tengah. Ester ini mempunyai aroma yang sedap, banyak digunakan dalam pemberi aroma pada makanan dan parfum. ontohnya : propil asetat mempunyai aroma seperti buah pir etil butirat mempunyai aroma seperti buah nenas 2. Lemak dan minyak, yaitu ester dari gliserol dan asam karboksilat suku tengah atau tinggi. Lemak adalah ester yang terbentuk dari gliserol yang asam karboksilatnya jenuh (memiliki ikatan tunggal), sedangkan minyak asam karboksilatnya tak jenuh (memiliki ikatan rangkap). ontoh : tripalmitin 3. Lilin (waxes), yaitu ester dari alkohol suku tinggi dan asam karboksilat suku tinggi (mirisil palmitat/lilin tawon) (mirisil serotat/lilin carnauba) 132

140 Kimia rganik 1.1 Tata Nama Ester Ester diberi nama dengan menyebutkan terlebih dahulu gugus alkil yang terikat pada oksigen ester dan diikuti dengan nama karboksilatnya Rumus Struktur Nama IUPA Nama Trivial 3 Metil metanoat Metil formiat Etil propanoat Etil propionat 3 ( 2 ) Etil pentanoat Etil valerat 1.2 Sifat Fisik Ester Ester bersuku rendah berwujud cair encer, ester bersuku tengah berwujud cair kental, ester bersuku tinggi berwujud padat. Ester tidak mampu membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya sehingga titik didih dan titik leleh ester rendah dibandingkan asam karboksilat padanannya. 1.3 Reaksi Kimia pada ester Ester dapat mengalami reaksi kimia yang akan membentuk senyawa lain yaitu asam karboksilat, alkohol, amida, dan ester lain. Reaksi hidrolisisdapat terjadi dalam asam dan basa, reaksi hidrolisis dengan asam pada ester akan menghasilkan senyawa alkohol dan asam karboksilat. Reaksi hidrolisis dengan asam ini bersifat riversibel. Asam dalam reaksi ini bertindak sebagai katalis , kalor metil propanoat berlebih asam propanoat metanol Ester dapat bereaksi dengan basa yang akan membentuk suatu garam karboksilat, reaksi ini bersifat tidak riversible. Reaksi ester dengan basa disebut juga dengan reaksi saponifikasi. kalor Na Na + 2 metil propanoat garam propanoat metanol Perhatikan bahwa dalam reaksi ini basa bertindak sebagai pereaksi dan bukan katalis. Apabila garam karboksilat diasamkan maka akan diperoleh kembali asam bebas.. 133

141 Kimia rganik Transesterifikasi, merupakan reaksi pertukaran bagian alkohol dari suatu ester, reaksi ini dapat terjadi dalam asam dan basa yang bersifat riversible Reaksi dengan reagensia grignard, reaksi ester dengan reagensia grignard akan menghasilkan suatu alkohol tersier dengan dua gugus alkil yang identik. Dapat juga menghasilkan alkohol sekunder apabila digunakan suatu ester format (R) MgBr 2, MgBr 2, alkohol tersier 3 3 alkohol sekunder 1.4 Pembuatan Ester Pembuatan ester dapat dilakukan dengan reaksi esterifikasi yaitu reaksi yang melibatkan asam karboksilat dan alkohol , kalor Perhatikan gugus oksigen pada alkoksi pada ester diatas (- 2 3 ), atom pada ester berasal dari alkohol bukan dari asam karboksilat, gugus dari asam karboksilat akan bergabung dengan hidrogen ( + ) dari alkohol sehingga akan dilepaskan molekul air. 2. alida Asam alida asam adalah derivat asam karboksilat yang paling reaktif di antara semua derivat asam karboksilat. Ion halida merupakan gugus pergi (leaving grup) yang baik.diantara halogen yang ada flourida, klorida, bromida dan iodida, klorida merupakan yang paling populer. Sehingga pada bagian ini akan dibahas lebih lanjut tentang klorida asam. 2.1 Tata Nama alida Asam Penamaan pada halida asam berdasarkan pada asam karboksilat induknya dengan akhiran asam at diubah menjadi il diikuti nama halida. 134

142 Kimia rganik 3 l etanoil klorida (asetil klorida) 3 2 l propanoil klorida (propionil klorida) butanoil klorida (butiril klorida) l 2.2 Reaksi alida Asam alida asam dapat mengalai reaksi hidrolisis, reaksi dengan alkohol, reaksi dengan amina dan amonia, pengubahan ke aril keton, reaksi dengan organologam, dan reaksi reduksi dengan hidrida logam. Pada reaksi ini hanya akan diberikan contoh reaksi hidrolisi dan reaksi dengan alkohol saja. Reaksi hidrolisis halida asam : l l propanoil klorida asam propanoat Reaksi dengan alkohol : l l propanoil klorida metil propanoat 2.3 Pembuatan alida Asam alida asam dapat dibuat langsung dari asam karboksilatnya melalui reaksi dengan tionil klorida (Sl 2 ) atau fosforus triklorida (Pl 3 ) Sl l + l asam butanoat butanoil klorida 3. Anhidrida Asam Anhidrida asam karboksilat jarang ditemukan di alam. Salah contoh senyawa anhidrida asam yang ditemukan di alam adalah suatu anhidrida siklik yang terdapat dalam lalat spanyol yaitu kantaridin. Struktur dari anhidrida asam karboksilat merupakan penggabungan dari dua molekul asam karboksilat dengan menghilankan satu molekul air. Anhidrida berarti tanpa air. R R - 2 R R 135

143 Kimia rganik 3.1 Tata Nama Anhidrida Penamaan untuk anhidrida diawali dengan kata anhidrida diikuti dengan nama karboksilatnya, bila gugus asilnya sama maka penamaan dengan menggunakan nama asam karboksilat induknya. Tetapi bila gugus asilnya berbeda penamaan menggunakan nama asam-asamnya. 3 3 anhidrida asam etanoat (anhidrida asam asetat) anhidrida etanoat propanoat (anhidrida asetat propionat) 3.2 Reaksi anhidrida Anhidrida dapat mengalami reaksi hidrolisis, reaksi dengan alkohol dan fenol, dan reaksi dengan amonia dan amina. idrolisis anhidrida akan menghasilkan senyawa asam karboksilat. Reaksi dengan alkohol akan menghasilkan ester, dan reaksi dengan amina akan menghasilkan amida. R R + 2 R + R' R R + R- R R + R' R R + N 2 - R N 2 + R' anhidrida etanoat propanoat asam etanoat asam propanoat 3.3 Pembuatan Anhidrida Anhidrida asam dibuat dari derivat asam karboksilat yang yang lebih reaktif dengan suatu ion karboksilat. + l - Na + 4. Amida Amida merupakan derivat asam karboksilat yang paling tidak reaktif. Amida banyak ditemukan di alam terutama sebagai protein yaitu suatu poliamida. 136

144 Kimia rganik 4.1 Tata Nama Amida Penamaan amida berdasarkan nama asam karboksilatnya dimana imbuhan asam oat digantikan dengan amida. 3 2 N 2 3 ( 2 ) 3 N 2 propanamida pentanamida benzamida N 2 Bila pada Nitrogen mengikat gugus alkil lain maka penamaanya menggunakan nama N- alkil. N 3 2 N( 3 ) N,N-dimetilpropanamida N-etil-benzanamida 4.2 Reaksi Amida Amida dapat mengalami reaksi hidrolisi dan reakdi reduksi dengan hidrida logam. Reaksi hidrolisis amida akan menghasilkan asam karboksilat dan amonia. Sedangkan amida yang direduksi dengan anhidrida logam (LiAl 4 ) akan membentuk senyawa amina. 3 2 propanamida N / N 3 asam propanoat 3 2 propanamida N 2 LiAl N 2 propilamina 4.3 Pembuatan Amida Amida dapat dibuat dari turunan asam karboksilat dengan amoniak. R l RN 2 R R R R RN 2 RN 2 R N 2 137

145 Kimia rganik LATIAN 1. tentukan golongan senyawa karboksil berikut ini : N 2 l (1) (2) (3) 2. Gambarkan rumus struktur untuk senyawa berikut ini : A. asam 3-nitrobenzoat B. N,N-dimetilbutanamida. anhidrida asetat benzoat D. benzoil klorida E. ter-butil sikloheksanakarboksilat 3. Bagaimana reaksi pembuatan dari senyawa berikut ini : A. B. 3. l 4. Terangkan sifat fisik dari asam karboksilat berdasarkan jumlah karbon penyusunnya dan reaktivitas gugus karboksilnya. 5. Selesaikan reaksi berikut ini : A. + Na 3 B , kalor l

146 Kimia rganik Petunjuk mengerjakan latihan 1. penggolongan senyawa karboksilat ditentukan oleh gugus yang terikat pada gugus karbonilnya (R-), ester apabila mengikat alkoksi, amida apabila terdapat amina yang terikat pada karbonil, halida asam apabila karbonil mengikat halogen. 2. A. senyawa asam karboksilat, tentukan induknya dan letakkan substituen nitro pada posisi yang sesuai B. amida, dengan induknya butanamida dan pada gugus N 2, kedua digantikan oleh metil. senyawa anhidrida dengan gugus asetat dan benzoat D. senyawa klorida asam yang terikat pada gugus aromatik, gambarkan struktur aromatiknya kemudian letakkan gugus klorida asamnya (-l). E. ester, dengan gugus ester berupa t-butil dan gugus asam karboksilatnya berupa sikloheksana karboksilat. 3. A. Pembuatan asam karboksilat dapat dilakukan dengan reaksi hidrolisis dengan turunan asam karboksilat, misalnya ester. Reaksi hidrolisis ester akan menghasilkan asam karboksilat dan alkohol B. Pembuatan ester dapat dilakukan dengan reaksi esterifikasi dari asam karboksilat dengan alkohol. Reaksi pembuatan senyawa amida dilakukan dengan mereaksikan asam karboksilat dengan Sl 2 4. Asam karboksilat sifat fisiknya dipengaruhi oleh gugus karboksil yang merupakan senyawa karbonil dan hidroksil. Sehingga kelarutan dan titik didih atau titik lebur dari asam karboksilat dipengaruhi oleh kemampuan asam karboksilat membentuk ikatan hidrogen dan dimer. 5. A. reaksi asam karboksilat dengan basa yang akan menghasilkan garam karboksilat B. reaksihi drolisis ester, lihat poin 2A.. reaksi a klorida asam dengan alkohol yang akan menghasilkan ester dan l RINGKASAN 1. Asam karboksilat, R2, adalah senyawa organik dengan gugus karbonil dan gugus hidroksil. Nama IUPA dari suatu asam karboksilat alifatik diawali dengan kata asamdan akhiran a dari alkana diganti oat. Gugus karboksil (- 2 ) yang terikat pada suatu cincin maka penamaannya menggunakan awalan asam dan akhiran karboksilat. 2. Asam karboksilat bersifat polar karena mempunyai dua gugus yang bersifat polar yaitu hidroksil ( ) dan karbonil (=). karena asam karboksilat mampu membentuk ikatan hidrogen dan dimer antar molekulnya. 3. Asam karboksilat dapat bereaksi dengan basa membentuk garam karboksilat, mengalami reaksi esterifikasi dengan alkohol, dan reduksi gugus karboksil menjadi alkohol. Asam karboksilat dapat dibuat dengan reaksi hidrolisis, oksidasi dan reaksi dengan reagensia grignard. 139

147 Kimia rganik 4. Derivat asam karboksilat adalah senyawa yang menghasilkan asam karboksilat bila direaksikan dengan air. Yang termasuk derivat asam karboksilat adalah ester, halida asam, amida, anhidrida asam, dan nitil. 5. Ester merupakan senyawa yang mempunyai bau khas yang digunakan sebagai pemberi aroma pada makanan atau parfum. Ester tidak mampu membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya sehingga titik didih dan titik leleh ester rendah dibandingkan asam karboksilat padanannya. Reaksi yang dapat terjadi pada ester adalah hidrolisis, transesterifikasi dan reaksi dengan reagensia grignard. Ester dibuat dengan reaksi esterifikasi dari asam karboksilat dengan alkohol. 6. alida asam adalah derivat asam karboksilat yang paling reaktif di antara semua derivat asam karboksilat. alida asam dapat mengalai reaksi hidrolisis, reaksi dengan alkohol, reaksi dengan amina dan amonia, pengubahan ke aril keton, reaksi dengan organologam, dan reaksi reduksi dengan hidrida logam. alida asam dapat dibuat langsung dari asam karboksilatnya melalui reaksi dengan tionil klorida (Sl 2 ) atau fosforus triklorida (Pl 3 7. Struktur dari anhidrida asam karboksilat merupakan penggabungan dari dua molekul asam karboksilat dengan menghilankan satu molekul air. anhidrida asam dapat bereaksi hidrolisis, Reaksi dengan alkohol/fenol, dan reaksi dengan amonia/amina. Anhidrida asam dibuat dari derivat karboksilat dengan ion karboksilat. 8. Senyawa amida merupakan senyawa yang kurang reaktif dibandingkan derivat asam karboksilat lainnya. Amida dapat mengalami reaksi hidrolisi dan reakdi reduksi dengan hidrida logam. Amida dapat dibuat dari turunan asam karboksilat yaitu halida asam, anhidrida asam, dan ester dengan amoniak. TES 2 1. Diantara asam karboksilat berikut ini manakah yang awalnya disintesis dari semut merah? A. Asam metanoat B. Asam etanoat. Asam propanoat D. Asam butanoat 2. Apakah nama IUPA yang tepat untuk senyawa berikut ini : A. 2,3-dimetil heksanoat B. Asam 2,3-dimetilheksanoat. 4,5-dimetilheksanoat D. Asam 4,5-dimetilheksanoat 140

148 Kimia rganik 3. Rumus struktur mana yang sesuai untuk N,N-dietilsiklokarbonamida A. B. N 2 N D N 4. Pernyataan yang tepat untuk menyatakan sifat fisik dari asam karboksilat dalah : A. Asam karboksilat kurang larut bila dibandingkan alkohol padananya B. Asam karboksilat memiliki titik didih yang lebih rendah dibanding alkohol padanannya. Asam karboksilat dapat membentuk dua ikatan hidrogen antar molekul (dimer) D. Asam karboksilat kurang reaktif dibandingkan aldehid 5. idrolisis suatu suatu N-metilbenzamida akan menghasilkan : A. Asam benzaoat dan air B. Asam benzoat dan amoniak. Asam benzoat dan metilamina D. Asam benzoat dan benzilamina 6. Derivat asam karboksilat berikut memiliki gugus asil, kecuali : A. Amida B. Anhidrida. alida asam D. Nitril 7. Turunan asam karboksilat yang terbentuk dari penggabungan dua molekul asam karboksilat dan kehilangan molekul air adalah : A. Amida B. Anhidrida. alida asam D. Nitril 141

149 Kimia rganik 8. Reaksi transesterifikasi antara etil pentanoat dengan metanol akan menghasilkan : A. Metil pentanoat dan etanol B. Etil metanoat dan asam karboksilat. Etil pentanoat dan asam metanoat D. Metil pentanoat dan asam etanoat 9. Anhidrida benzoat etanoat apabila direaksikan dengan amonia akan menghasilkan : A. Benzamida dan asam etanoat B. Asam benzoat dan asam etanoat. Benzilamina dan asam etanoat D. Benzil klorida dan asam etanoat 10. Senyawa turunan asam karboksilat yang paling tidak reaktif adalah A. Nitril B. alida asam. Anhidrida D. Amida 142

150 Kimia rganik Petunjuk Jawaban Tes TES 1 1. D, alkohol merupakan senyawa dengan gugus hidroksil 2., dengan rumus umum R2 maka keton adalah senyawa 1,3, dan 5 3. A, formaldehida atau formalin 4. D, senyawa benzenakarbaldhida dengan substituen t-butil pada karbon ke-3 5., merupakan gugus formil 6. B, oksigen dalam karbonil lebih elektronegatif 7. A, halangan sterik paling rendah 8. A, reaksi aldehid dengan 1 molekul alkohol menghasilkan hemiasetal, reaksi dengan 2 alkohol menghasilkan asetal 9., hidrolisis sianida akan menghasilkan karboksilat dan ester 10., oksidasi alkohol sekunder akan menghasilkan senyawa keton TES 2 1. A, asam semut atau asam format 2. B, posisi karboksil merupakan karbon ke-1 3. B, senyawa amida, dimana induknya berapa senyawa sikloheksana an substituen etil pada N. 4., asam karboksilat mempunyai gugus karbonil dan hidroksil yang dapat membentuk ikatan hidrogen dan dimer 5., hidrolisis amida akan menghasilkan asam karboksilat dan senyawa amina 6. D, gugus fungsi pada nitril adalah 7. B, anhidrida artinya tanpa air 8. A, transesterifikasi merupakan reaksi pertukana gugus ester dengan gugus alkil dari alkohol. 9. A, reaksi anhidrida dengan amonia akan memberikan produk senyawa amida dan alkohol 10. B, amida paling tidak reaktif 143

151 Kimia rganik Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A., 1982, Kimia rganik Jilid 1, edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, rganic hemistry,7th edition, alifornia : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, rganic hemistry, 7th edition, New Jersey : Prentice all Inc. Riawan, S, 1990, Kimia rganik, Jakarta : Binarupa Aksara 144

152 Kimia rganik BAB V SENYAWA ARMATIK Wardiyah, M.Si, Apt PENDAULUAN Senyawa aromatik yang paling sederhana adalah benzena, yaitu suatu senyawa hidrokarbon siklik dengan ikatan rangkap terkonjugasi yaitu ikatan rangkap yang terdapat pada atom karbon yang saling berdampingan. Benzena dengan rumus molekul 66 bila dibandingkan dengan senyawa hidrokarbon lain yang beranggotakan 6 karbon misalnya heksana (614) terlihat bahwa benzena memiliki tingkat ketidakjenuhan yang tinggi. Tetapi apakah anggapan tentang sifat ketidak jenuhan ini benar? Ternyata benzena walaupun memiliki ketidakjenuhan seperti halnya senyawa alkena tetapi benzena tidak memiliki sifatsifat kimia seperti halnya senyawa alkena. Tentang sifat benzena ini akan dibahas lebih lanjut di topik berikutnya tetang senyawa aromatik sederhana. Penamaan sebagai senyawa aromatik untuk benzena dan senyawa turunannya didasarkan pada aroma yang dimiliki sebagian dari senyawa-senyawa tersebut. Tetapi perkembangan kimia berikutnya menunjukkan bahwa klasifikasi senyawa kimia dilakukan berdasarkan struktur dan kereaktifannya, dan bukan atas dasar sifat fisikanya. Bab 5 ini akan membahas tentang senyawa aromatik yaitu benzena dan turunannya. Materi pokok senyawa aromatik akan dibagi dalam dua topik yaitu tentang senyawa aromatik sederhana dan senyawa aromatik heterosiklik. Setelah mempelajari materi dalam bab ini mahasiswa diharapkan mampu : 1. menyebutkan ciri-ciri senyawa benzena dan turunannya 2. menerapkan tata nama senyawa aromatik berdasarkan strukturnya 3. menjelaskan sifat-sifat senyawa aromatik. 4. menuliskan persamaan reaksi pembuatan benzena dan turunannya 5. menuliskan reaksi yang terjadi pada benzena dan turunannya 6. menyebutkan contoh kegunaan senyawa benzena dan turunannya. 7. menyebutkan ciri-ciri senyawa aromatik polisiklik dan heterosiklik 8. menerapkan tata nama senyawa aromatik polisiklik dan heterosiklik 9. menuliskan reaksi sederhana pada senyawa aromatik polisiklik 10. menjelaskan jenis senyawa heterosiklik berdasarkan jumlah atom karbon penyusunnya 11. menyebutkan contoh senyawa heterosiklik di alam. Untuk memudahkan mempelajari materi dalam bab ini, anda dapat membaca dengan seksama materi yang ada kemudian lanjutkan dengan mengerjakan latihan-latihan soal. Setelah satu topik selesai dipelajari maka lanjutkan evaluasi hasil belajar anda dengan menjawab soal-soal pada tes. 145

153 Kimia rganik Topik 1 Senyawa Aromatik Sederhana Benzena adalah senyawa siklik s dengan rumus molekul 6 6 yang memiliki enam atom karbon dengan setiap atom karbonnya terhibidrisasi sp 2. Setiap atom karbon hanya memiliki satu hidrogen yang terikat. Benzena memiliki 3 ikatan rangkap dalam cincinnya, bila dibandingkan dengan senyawaa hidorkarbon lain yang memiliki enam anggota karbon, misalnya heksana ( 6 14 ) atau heksena ( 6 12 ), diduga benzena memiliki m sifat ketidakjenuhan yang tinggi seperti s halnya alkena. Tetapi ternyata benzena tidak menunjukkan sifta-sifat seperti yang dimiliki oleh alkena. Sebagai contoh, benzena tidak dapat bereaksi seperti alkena, bila benzena direaksikan dengan Br2warna coklat dari bromin tidak dapat hilang hal ini menandakan tidak terjadi reaksi adisi pada benzena oleh Br 2.Reaksi yang terjadi pada benzena dengan halogen bukan merupakan reaksi adisi tetapi reaksi substitusi. Sifat-sifat kimia yang diperlihatkan oleh benzena memberi petunjuk bahwa senyawa tersebut memang tidakk segolongan dengan alkena ataupun sikloalkena. Penamaan sebagai senyawa aromatik pada awalnya untuk menggambarkan beberapa senyawa benzena dan turunan benzena yang mempunyai aroma khas, benzena memiliki aroma yang manis, benzaldehida memiliki aroma seperti buah ceri, peach dan almond, aroma toluena juga sangat khas yang merupakan aroma dari suatu resin n tolu balsam yangberasal dari pohon myroxylon. 3 Benzena Benzaldehida Toluena Benzena merupakan senyawa nonpolar yang banyak digunakan sebagai pelarut industri, tetapi penggunaannya harus h sangat hati-hati karena benzena bersifat karsinogenik. Pada bidang kefarmasian senyawa aromatik banyak dijumpai dalam beberapa golongan obat seperti steroid. 146

154 Kimia rganik A. RUMUS STRUKTUR BENZENA Friedrich August Kekule pada tahun 1873 menyatakan rumus struktur dari benzena sebagai suatu struktur heksagonal dengan enam atom karbon yang memiliki ikatan rangkap berselang-seling. struktur kekule dengan semua atom dituliskan Bila benzena direaksikan dengan halogen (l atau Br) dengan katalis Fel 3 maka hanya akan dihasilkan satu senyawa dengan rumus molekul 6 5 X. hal ini menunjukkan bahwa benzena memiliki atom dan yang ekivalen. Tetapi, walaupun benzena mempunyai ikatan rangkap, benzena tidak mempunyai sifat seperti halnya senyawa alkena. Pada senyawa alkena reaksi dengan halogen akan menghasilkan reaksi adisi, sedangkan pada benzena reaksi dengan halogen akan menghasilkan reaksi substitusi. Sifat ini tidak dapat dijelaskan dengan struktur kekule. Ikatan rangkap pada benzena tidak terlokalisasi pada karbon tetentu tetapi dapat berpindah-pindah (delokalisasi), ini yang disebut dengan resonansi. Struktur Kekule memberikan sumbangan yang sama terhadap hibrida resonansi, yang berarti bahwa ikatanikatan - bukan ikatan tunggal dan juga bukan ikatan rangkap, melainkan di antara keduanya. struktur resonansi benzena incin benzena juga dapat ditampilkan dalam bentuk segienam beraturan dengan sebuah lingkaran di dalamnya, dimana pada setiap sudut segienam tersebut terikat sebuah atom. hibrida resonansi dari dan 147

155 Kimia rganik B. TATA NAMA SENYAWA BENZENA TERSUBSTITUSI Beberapa senyawa benzena memiliki nama tersendiri yang tidak tersistem. Beberapa nama yang lazim seperti tercantum dalam tabel berikut ini : Tabel 5.1. struktur dan nama-nama beberapa benzena tersubstitusi yang umum Struktur Nama Struktur Nama 3 3 toluena orto-xilena 3 fenol benzaldehida N 2 anilin asam benzoat stirena 3 Asetofenon Benzena diberi nama seperti alkana ranta lurus bila sebagai induk. Substituen yang terikat apda benzena diberi nama sebagai awalan dan diikuti benzena sebagai induknya. Benzena dapat memiliki satu substituen (monosubstitusi), dua substituen (disubstitusi), atau lebih dari dua substituen (polisubstitusi). Penamaan benzena mengikuti jumlah substituen yang terikat padanya. 1. Benzena monosubstitusi Penamaan untuk benzena monosubstitusi dilakukan seperti pada aturan hidrokarbon lainnya. Nama substituen sebagai awalan diikuti oleh nama benzenanya. 148

156 Kimia rganik Br 2 3 N 2 bromobenzena etilbenzena nitrobenzena Gugus benzena tersubstitusi oleh alkil ini disebut juga sebagai gugus arena. Penamaan untuk senyawa arena tersubstitusi ini tergantung dari jenis substituen yang terikat padanya. Bila alkil yang terikat lebih kecil (kurang dari 6 karbon) daripada jumlah karbon penyusun cincin benzena disebut sebagai benzena tersubstitusi alkil. Tetapi bila jumlah karbon alkil lebih besar (7 atau lebih karbon) daripada jumlah karbon penyusun cincin benzena maka disebut sebagai senyawa alkana tersubstitusi fenil (- 6 5 ). Fenil untuk menyatakan benzena sebagai substituen. Bila benzena mengikat suatu alkana dengan gugus fungsional disebut juga sebagai substituen sehingga penamaan untuk cincin aromatiknya sebagai fenil. Sedangkan penamaan benzil digunakan untuk gugus gugus fenil gugus benzil l 1-fenil-1-etanol 2-fenilheptana benzil klorida 2. Benzena disubstitusi Penamaan untuk benzena dengan dua substituen menggunakan awalan orto (o), meta (m), dan para (p). orto (o) untuk menyatakan substituen pada posisi 1,2 dari cincin benzena. Meta (m) adalah posisi hubungan substituen pada 1,3. Para (p) menyatakan posisi hubungan substituen pada 1,4. Jika salah satu substituen memberikan nama khusus maka penamaannya menggunakan nama turunan senyawa tersebut. Apabila dua substituen yang diikat oleh benzena tidak memberikan nama khusus maka penamaan diurutkan berdasarkan abjad. 149

157 Kimia rganik Br 3 2 Br 3 N 2 l Br o-dibromobenzena m-metilanilina p-klorobenzaldehida m-bromo etilbenzena 3. Benzena polisubsititusi Benzena yang memiliki substituen lebih dari dua maka maka posisi masing-masing substituen ditunjukkan dengan nomor. Posisi karbon 1 ditentukan dengan memperhatikan posisi substituen dua sehingga substituen kedua memiliki posisi serendah mungkin terhadap substituen pertama. Jika salah satu substituen memberikan nama khusus pada senyawa aromatik tersebut, maka diberi nama sebagai turunan dari nama khusus tersebut. Jika semua substituen tidak memberikan nama khusus, posisisnya dinyatakan dengan nomor dan diurutkan sesuai urutan abjad, dan diakhiri dengan kata benzena. 2 N 3 l 2 N Br N 2 l l 2 N 1,2,4-triklorobenzena 2-bromo-3-nitrofenol 2,4,6-trinitrotoluena (TNT). SIFAT FISIS SENYAWA ARMATIK Benzena dan senyawa hidrokarbon aromatik bersifat nonpolar, tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti dietil eter atau pelarut lain yang nonpolar. Penggunaan benzena secara luas sebagai pelarut. Benzena bersifat toksik dan karsinogenik. Titik didih dan titik leleh senyawa aromatik besifat khas, tidak mempunyai pola tertentu. Misalnya benzena mempunyai titik leleh 5,5 0 dan titik didih 80 0, sedangkan toluena mempunyai titik leleh dan titik didih untuk xilena mempunyai titik leleh yang berbeda, p-xilena mempunya titik leleh paling tinggi (13 0 ) dibandingkan m-xilena (48 0 ) dano-xilena (-25 0 ). ciri khas dari senyawa aromatik adalah isomer para akan mempunyai titik leleh lebih tinggi dibandingkan dengan meta dan orto. Karena p-isomer lebih simetris dan membentuk kisi kristal yang lebih teratur dan lebih kuat. D. REAKSI-REAKSI BENZENA 1. alogenasi Reaksi halogenasi merupakan reaksi subsititusi. Pada reaksi ini dibutuhkan katalis misalnya FeX 3 misalnya Fel 3 atau FeBr 3 yang berperan dalam mempolarisakan molekul 150

158 Kimia rganik halogen sehingga menghasilkan elektrofil X+. Fel 3 biasanya dibuat dari Fe dan l 2. Katalis lain yang dapat digunakan adalah All 3. Prosesnya dapat berlangsung sebagai berikut : 2Fe + 3 Br 2 2FeBr 3 Br Br + Fel3 Br+ + FeBr 4- ontoh reaksinya : + Br 2 FeBr 3 Br + Br + l 2 All 3 l + l 2. Nitrasi Reaksi nitrasi terjadi apabila benzena diolah dengan N 3 pekat dengan katalis 2 S 4 pekat. Pada reaksi nitrasi yang berperan sebagai elektrofil adalah N 2+. Pembentukan N 2+ ini dipercepat oleh 2 S 4 pekat. Reaksinya berlangsung sebagai berikut : N N 3 2 S 4 3. Sulfonasi Reaksi sulfonasi terjadi apabila benzena direaksikan dengan 2 S 4 yang akan menghasilkan asam benzena sulfonat. Yang berperan sebagai elektrofil adalah S 3 atau S 3 +. S S 4 panas Alkilasi Friedel-rafts Alkilasi benzena merupakan reaksi subsititusi benzena dengan gugus alkil halida yang menggunakan katalis Al halida, misalnya All3. Reaksi ini pertama kali dikembangkan oleh harles Friedel dan James rafts, ahli kimia dari Amerika, pada tahun ontoh reaksinya : All l l 3 benzena propilbenzena 151

159 Kimia rganik 5. Asilasi Friedel-rafts Reaksi substitusi gugus asil (R= atau Ar=) pada cincin benzena dapat terjadi dengan bantuan katalis Al halida (All 3 ). Reaksi ini dapat digunakan untuk menghasilkan suatu senyawa aril keton. E. PEMBUATAN BENZENA Sumber utama senyawa organik adalah dari coal (batubara) dan petroleum (minyak bumi). Senyawa organik dapat diperoleh dari destilasi ter batubara atau disintesis dari senyawa alkana yang berasal dari minyak bumi. Destilasi dari batubara akan menghasilkan berbagai senyawa aromatik seperti benzena, toluena, xilena, fenol, kresol, dan naftalena.tetapi metode ini mulai digantikan dengan metode produksi dari minyak bumi sejak tahun an, karena hasil produksinya yang rendah yaitu kurang dari 5 %. Minyak bumi yang kaya dengan senyawa sikloalkana dapat menjadi sumber pembuatan senyawa aromatik. Senyawa sikloalkana dapat dibuat menjadi senyawa aromatik melalui proses eliminasi hidrogen (dehidrogenasi), reaksi ini dikenal juga dengan nama catalytic reforming. Produksi dengan cara ini memberikan sumbangan 30 % dari produksi dunia untuk senyawa aromatik. 3 Mo2 3. Al 2 3, metil sikloheksana toluena Pada skala laboratorium benzena juga dapat dibuat dengan beberapa cara diantaranya adalah : 1. Distilasi dari natrium benzoat kering dengan natrium hidroksida berlebih. Na + Na + Na 2 3 natrium benzoat benzena 2. Benzena atau alkil benzena juga dapat dibuat melalui proses pirolisis dari senyawa hidrokarbon alifatik. ontohnya : r 2 3 heksana benzena 3. Mengalirkan gas asetilena ke dalam tabung yang panas dengan katalis Fe-r-Si akan menghasilkan benzena Fe-r-Si asetilena benzena 152

160 Kimia rganik 4. reduksi fenol dengan logam seng + Zn + Zn fenol benzena 5. reaksi asam benzenasulfonat dengan uap air S S 4 asam benzenasulfonat benzena F. BENZENA DALAM KEIDUPAN SEARI-ARI Benzena dan turunannya banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya benzena sebagai pelarut. Stirena digunakan dalam bentuk polimer (polistirena) yang berguna dalam pembuatan isolator listrik, atau bahan pembungkus makanan (gelas, piring polistirena). Fenol dalam kehidupan sehari-hari dikenal sebagai karbol atau lisol yang berfungsi sebagai desinfektan. Toluena sebagai bahan baku pembuat trinitro toluena suatu bahan peledak (dinamit). Benzaldehida yang mempunyai bau khas digunakan sebagai bahan baku pembuatan parfum dan dapat juga digunakan sebagai bahan pengawet. Beberapa senyawa turunan asam benzoat banyak digunakan dalam bidang farmasi, misalnya asam asetil salisilat atau asetosal atau aspirin, metil salisilat yang digunakan sebagai bahan baku obat gosok, natrium benzoat sebagai bahan pengawet makanan, dan parasetamol sebagai analgesik-antipiretik. polistirena trinitro toluena (TNT) 153

161 Kimia rganik Desinfektan Aspirin atau asetosal LATIAN 1. Gambarkan rumus struktur benzena menurut kekule! 2. Manakah diantara struktur yang merupakan orto,meta, dan para? N 2 Br I I 3 N 2 3 l A B D E 3. Tuliskan struktur dari : A. iodobenzena B. p-kloro benzil bromida. 4-bromo-1,2-dimetilbenzena 4. Tuliskan reaksi pembuatan senyawa benzena dari senyawa alifatik dan aromatik. 5. Bagaimana reaksi benzena dengan : A. Asam nitrat pekat dengan katalis asam sulfat B. Asam sulfat. Kloroetana dengan katalis All3 Petunjuk mengerjakan latihan 1. Benzena digambarkan sebagai struktur heksagonal dengan enam atom karbon yang memiliki ikatan rangkap berselang-seling. 154

162 Kimia rganik 2. rto ditunjukkan pada struktur B dan D karena orto adalah posisi substituen pada cincin aromatik pada karbon 1,2. Meta ditunjukkan pada struktur A dan E karena meta adalah posisi substituen pada cincin aromatik pada karbon 1,3. Para ditunjukkan pada struktur karena para adalah posisi substituen pada cincin aromatik pada karbon 1,4. A. 3. A. iodobenzena : menunjukkan benzena monosubstitusi yaitu hanya ada substituen I (iodo) I B. p-kloro benzil bromida : benzena disubstitusi dengan substituen kloro yang terikat pada benzilbromida pada posisi para l 2 Br. 4-bromo-1,2-dimetilbenzena : benzena polisubstitusi dengan 3 substituen pada cincin aromatik. 3 3 Br 4. Reaksi pembuatan benzena dengan senyawa alifatik : Fe-r-Si asetilena benzena Reaksi pembuatan benzena dengan senyawa aromatik : + Zn + Zn fenol benzena 5. A. Reaksi benzena dengan asam nitrat (N 3 ) pekat dengan 2 S 4 akan menghasilkan senyawa nitrobenzena N N 3 2 S 4 155

163 Kimia rganik B. Reaksi benzena dengan 2 S 4 akan menghasikan asam benzena sulfonat S S panas. Reaksi benzena dengan kloroetana (alkil halida) dengan katalis All 3 akan menghasilkan reaksi alkilasi pada senyawa benzena l All l + l benzena etilbenzena RINGKASAN 1. Benzena adalah senyawa siklik dengan rumus molekul 66 yang memiliki enam atom karbon dengan satu hidrogen yang terikat pada setiap karbonnya dan tiga ikatan rangkap. 2. Beberapa benzena dengan substituen tertentu memiliki nama khusus seperti toluena, fenol, anilina, xilena, asam benzoat, benzaldehida, asetofenon, dan stirena. 3. Benzena dapat tersubstitusi mono, di, atau poli. Penamaan benzen nama substituen sebagai awalan diikuti oleh nama benzenanya. 4. Penamaan untuk benzena dengan dua substituen menggunakan awalan orto (o), meta (m), dan para (p). Benzena yang memiliki substituen lebih dari dua maka maka posisi masing-masing substituen ditunjukkan dengan nomor. 5. Benzena dan senyawa hidrokarbon aromatik bersifat nonpolar, tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti dietil eter atau pelarut lain yang nonpolar. Titik didih dan titik leleh senyawa aromatik besifat khas, tidak mempunyai pola tertentu. 6. iri khas dari senyawa aromatik adalah isomer para akan mempunyai titik leleh lebih tinggi dibandingkan dengan meta dan orto. 7. Benzena dapat mengalami reaksi halogenasi, nitrasi, sulfonasi, alkilasi dan asilasi friedel craft. 8. Pembuatan benzena dan turunan dapat dilakukan pada skala industri dengan bahan baku dari batu bara atau minyak bumi. 9. Pada skala yang lebih kecil dapat dilakukan dengah menggunakan senyawa alifatik atau aromatik. Misalnya, destilasi dari natrium benzoat kering dengan natrium hidroksida berlebih, pirolisis dari senyawa hidrokarbon alifatik, reaksi gas asetilena dengan katalis Fe-r-Si, reduksi fenol dengan logam seng, dan reaksi asam benzenasulfonat dengan uap air. 156

164 Kimia rganik TES 1 1. Pernyataan yang sesuai untuk benzena adalah : A. Senyawa siklik dengan keenam karbon dan hidrogen ekivalen B. Mempunyai sifat yang sama seperti alkena. Dapat diadisi oleh senyawa halogen D. Mudah diperoleh di alam 2. Reaksi antara benzena dengan bromin dapat terjadi dengan katalis FeBr3 melalui mekanisme reaksi : A. Adisi B. Eliminasi. Substitusi D. ksidasi 3. Apakah nama IUPA dari senyawa berikut ini : A. Butilbenzoat B. Isobutilbenzoat. Sec-butilbenzoat D. Tert-butilbenzoat 4. Penamaan yang tepat untuk senyawa dibawah ini adalah : A. 1-metil-2,5-diklorobenzena B. 1-4-dikloro-6-metilbenzena. 2,5-diklorotoluena D. 1,4-diklorotoluena 5. Diantara pernyataan berikut : I. Benzena dan senyawa hidrokarbon aromatik bersifat nonpolar II. Benzena tidak larut dalam air dan dietil eter III. Isomer para pada benzena mempunyai titik leleh lebih tinggi dibandingkan meta dan orto IV. Benzena banyak diperoleh dari minyak bumi Manakah yang sesuai untuk benzena? A. I, II, dan III B. I, III, dan IV. I, II, dan IV D. II, III, dan IV 157

165 Kimia rganik 6. Benzena dapat mengalami reaksi halogenasi, nitrasi, sulfonasi, asilasi dan alkilasi melalui reaksi.. A. Adisi B. Eliminisai. Substitusi D. oksidasi 7. Reaksi benzena dengan senyawa klor dengan katalis All3 akan menghasilkan A. Klorosikloheksana B. Klorosikloheksena. Klorobenzena D. Klorobenzoat 8. 3 asetofenon I. Dibuat dengan reaksi dari benzena dengan II. Membutuhkan katalis 2 S 4 III. Reaksinya melalui alkilasi friedelcraft IV. Membutuhkan katalis All 3 pernyataan yang sesuai tentang reaksi pembuatan asetofenon adalah A. I dan II B. I dan III. I dan IV D. II dan III 9. Untuk dapat memperoleh benzena dapat dilakukan dengan reaksi berikut kecuali : A. Destilasi Natrium benzoat dengan Na berlebih B. Nitrasi senyawa anilina. Pirolisis dari hidrokarbon alifatik pada suhu dan katalis r 2 3 D. Reduksi fenol dengan logam seng 10. Senyawa turunan benzena yang banyak digunakan sebagai bahan pembuat wadah makanan adalah A. Toluena B. Asetofenon. stirena D. xilena 158

166 Kimia rganik Topik 2 Senyawa Aromatik Polisiklik dan eterosiklik Pada Topik 1 sudah dipelajari tentang senyawa benzena dan turunannya. Senyawa benzena merupakan senyawa aromatik a monosiklik karena benzena hanya memiliki satu cincin aromatik. Senyawa aromatik polisiklik disebut juga senyawa cincin terpadu. ontoh yang sering kita jumpai sehari-hari adalah naftalena yang digunakan sebagai pengusir serangga. Turunan dari naftalenaa digunakan dalam bahan bakar motor. Gambar 5.1 Naftalena Selain sebagai senyawa aromatik a monosiklik, benzena juga dikenal sebagai senyawa homosiklik karena dalam atom penyusun cincinnya hanya terdiri dari atom karbon. Pada kelompok senyawa aromatik dikenal juga senyawa heterosiklik, yaitu suatu senyawa siklik dimana atom-atom penyusunnya terdiri dari dua atau lebih unsur yang berlainan. Banyak senyawa aromatik di alam yang penting p seperti alkaloid contohnya nikotin dan asam nukleat dengan gula penyusunnya seperti sitosina, timina, adenina, dan guanina. Nikotina Adenin 159

167 Kimia rganik A. TATA NAMA SENYAWA PLISIKLIK Penamaan untuk senyawa aromatik polisiklik memakai nama individual. Aturan penomoran pada cincin aromatiknya sudah ditetapkan melalui perjanjian dan tidak berubah bagaimanapun posisi substituennya. Tiga senyawa aromatik polisiklik yang akan kita pelajari adalah naftalena, antrasena, dan fenantrena Untuk naftalena yang mempunyai substituen posisi substituen tersebut dapat dinyatakan dengan huruf yunani. Terdapat 2 posisi yaitu α dan β. α adalah posisi yang menunjukkan letak karbon yang paling dekat dengan pertemuan cincin, posisi lainnya adalah β. sehingga untuk naftalena ada 4 posisi α dan 4 posisi β. Penamaan dengan sistem huruf yunani ini hanya berlaku untuk naftalena, untuk antrasena dan fenantrena berlaku sistem bilangan. N 2 Br 2 N 2-bromonaftalena (β-bromonaftalena) 3,7-dinitrofenantrena B. REAKSI PADA SENYAWA ARMATIK PLISIKLIK 1. Reaksi ksidasi Senyawa aromatik polisiklik dapat mengalami reaksi oksidasi. Dibandingkan dengan benzena senyawa aromatik polisiklik lebih reaktif terhadap reaksi oksidasi, reduksi, dan substitusi karena senyawa aromatik polisiklik dapat bereaksi pada satu cincin dan masih mempunyai cincin lain yang utuh. Benzena tidak mudah dioksidasi sedangkan oksidasi naftalena dapat menghasilkan anhidrida asam ftalat atau senyawa kuinon. Antrasena dan fenantrena juga dapat mengalami reaksi oksidasi menjadi senyawa kunion. naftalena V 2 5 udara kalor asam o-ftalat - 2 anhidrida asam ftalat 160

168 Kimia rganik ksidasi naftalena, antrasena dan fenantrena menghasilkan senyawa kuinon. r dengan r 3 dengan asam dapat naftalena antrasena fenantrena kalor r 3 2 S 4 kalor r 3 2 S 4 kalor 1,4-naftokuinon 9,10-antrakuinon 9,10-fenantrakuinon 2. Reduksi Senyawa aromatik polisiklik Reduksi senyawa aromatik polisiklik merupakan reaksi hidrogenasi. Reaksi reduksi dengan natrium dan etanol akan menghasilkan hidrogenasi parsial, pada kondisi ini benzena tidak dapat direduksi. incin polisiklik dapat dihidrogenasi dengan lengkap seperti halnya benzena dengan menggunakan kalor dan tekanan. Na, 3 2 kalor Pt 225 0, 35 atm naftalena tetralin dekalin naftalena Pt 225 0, 35 atm dekalin antrasena Na, 3 2 kalor 9,10-dihidroantrasena 161

169 Kimia rganik 3. Reaksi Substitusi Naftalena Naftalena, antrasena, dan fennatrena dapat mengalami reaksi substitusi, tetapi substitusi pada senyawa antrasena dan fenantrena seringkali diperoleh campuran isomer yang sukar dipisahkan. Reaksi substitusi pada naftalena dapat terjadi reaksi brominasi, nitrasi, sulfonasi, dan asilasi. Brominasi Br 2 Br Nitrasi 1-bromonaftalena N 3, 2 S 4 N 2 hangat sulfonasi 2 S 4 pekat, nitroaftalena S 3 hangat Asilasi asam 1-naftalenasulfonat 3 l, All asetilnaftalena. TATA NAMA SENYAWA ETERSIKLIKARMATIK Senyawa heterosiklikaromatik banyak terdapat di alam, baik yang berupa cincin aromatik 5 anggota atau 6 anggota. Senyawa heterosiklik, yaitu senyawa yang memiliki lebih dari satu jenis atom dalam sistem cincinnya.senyawa heterosiklik aromatik ini mempunyai nama khusus. Beberapa nama senyawa aromatik heterosiklik seperti berikut ini : 162

170 Kimia rganik N N N S N S pirola furan tiofena imidazola tiazola N N pirazola N piridina N N pirimidina N N purina N N N kuinolina N isokuinolina N N indola N Penomoran untuk senyawa heterosiklik aromatik dimulai dari atom yang bukan karbon. Tetapi bila ada lebih dari satu atom bukan karbon maka penomoran berasarkan prioritas. Misalnya untuk S dan N, S diberi nomor lebih kecil (prioritas lebih tinggi) dibandingkan N N S N 1 furan tiazola piridina Penamaan dengan huruf yunani dapat dilakukan untuk senyawa heterosiklik. Tetapi hanya berlaku untuk heterosiklik yang hanya mengandung satu heteroatom. Atom karbon yang dekat dengan heteroatom adalah karbon α. Karbon berikutnya dinamakan sebagai karbon. Apabila setelah karbon α dan karbon masih ada karbon, maka karbon tersebut dinamakan karbon γ. γ α N piridina α 163

171 Kimia rganik ontoh : N asam 3-piridinakarboksilat N S 3 asam 2-pirolasulfonat N 2-fenilpiridina D. SENYAWA ETERSIKLIK ARMATIK LIMA ANGGTA ININ Senyawa heterosiklik lima anggota yang paling sederhana adalah pirola, furan, dan tiofena. N S pirola furan tiofena Karakteristik kimia dari senyawa heterosiklik aromatik lima anggota adalah mudah mengalami reaksi substitusi elektrofilik terutama pada posisi kedua cincin. Reaksi substitusi elektrofilik yang dapat terjadi adalah nitrasi, halogenasi, sulfonasi, dan asilasi Friedel-rafts ontoh : N S Tiofena + N 3 N N 2 + l Snl 4 S 2-Benzoiltiofena furan + Br 2 dioksan 25 0 Br 2-bromofuran Pirola dan tiofena dapat diperoleh dalam jumlah kecil dari batubara melalui proses destilasi. Tetapi hasilnya sangat kecil. Tiofena dapat disintesis dalam skala industri melalui reaksi antara n-butana dan sulfur (S) dengan suhu tinggi (560 0 ). 164

172 Kimia rganik S S + 2 S n-butana tiofena Pirola dapat disintesis dalam berbagai cara, diantaranya adalah : + 2 u ,4-butunadiol N 3 tekanan N pirola E. SENYAWA ETERSIKLIK ARMATIK ENAM ANGGTA ININ ontoh senyawa heterosiklik aromatik enam anggota adalah piridina. Piridina memiliki struktur sama dengan benzena, yaitu cincin datar dengan lima atom karbon dan satu atom nitrogen. Setiap atom dalam cincin terhibridisasi secara sp 2. piridina memiliki satu atom nitrogen yang bersifat elektronegatif maka senyawa piridina bersifat polar, sedangkan benzena bersifat nonpolar. Karena nitrogen pada piridina bersifat elektronegatif, maka atom karbon lain dalam cincin menjadi bermuatan positif parsial karena kekurangan elektron. Karena adanya muatan positif parsial ini menyebabkan piridina reaktifitasnya rendah terhadap reaksi substitusi elektrofilik dibandingkan benzena. incin aromatik pada piridina tidak mudah mengalami oksidasi seperti halnya benzena. ksidasi akan terjadi pada rantai samping yang dapat berubah menjadi senyawa karboksilat dan cincin aromatiknya akan tetap utuh. 3 KMn 4, 2, + 2 toluena asam benzoat 3 KMn 4, 2, + 2 N N 3-metilpiridina asam 3-piridinakarboksilat Piridina dapat mengalami reaksi substitusi nukleofilik yang akan berlangsung paling mudah pada posisi kedua dan diikuti posisi keempat. N 3 kalor N Br N N 2 2-bromopiridina 2-aminopiridina 165

173 Kimia rganik Substitusi nukleofilik juga dapat terjadi pada piridina tanpa substituen. Reaksi terjadi jika digunakan basa yang sangat kuat seperti reagensi litium atau ion amida (N 2 -). Reaksi ini tidak akan terjadi pada benzena. F. KUINLINA DAN ISKUINLINA Senyawa heterosiklik aromatik lainnya adalah kuinolina dan isokuinolina. Kuinolina adalah Senyawa heterosiklik aromatik yang strukturnya serupa dengan naftalena tetapi dengan nitrogen pada posisi kesatu. Isokuinolina adalah isomer dari kuinolina dengan atom nitrogen terletak pada posisi kedua. Penomoran pada isokuinolina tidak dimulai dari atom nitrogen tetapi dari atom karbonnya kuinolina N N 2 1 isokuinolina incin nitrogen dalam kuinolina dan isokuinolina dapat mengalami reaksi substitusi elektrofilik dengan lebih mudah dibandingkan piridina. Substitusi elektrofilik terjadi pada posisi 5 dan 8. N 2 N N 3 2 S 4 N + N 2 N kuinolina 5-nitrokuinolina 8-nitrokuinolina N 2 N N 3 2 S 4 N + N N 2 isokuinolina 5-nitroisokuinolina 8-nitroisokuinolina Kuinolina dan isokuinolina dapat mengalami reaksi substitusi nukleofilik seperti halnya piridina. Reaksi ini dapat terjadi pada posisi α terhadap nitrogen. 166

174 Kimia rganik N 3 Li 2 N 3 kuinolina 2-metilkuinolina N isokuinolina N 2-2 N N 2 1-aminoisokuinolina G. NT SENYAWA ETERSIKLIK ARMATIK DI ALAM Alkaloid adalah salah satu senyawa basa bernitrogen yang umumnya berupa senyawa hetrosiklik yang diekstraksi darii bahan alam. ontoh alkaloid adalah nikotinn dan morfin. Nikotin adalah senyawa yang dalam dosis rendah dapat bertindak sebagai stimulan sistem syaraf otonom seperti efek yangg timbul dari rokok. Nikotin dalam dosis tinggi dapat bersifat toksik. Nikotin Alkaloid dari getah biji candu c (Papaver somniverum) salah satunya dalah morfin. Morfina adalah alkaloidanalgesikk yang sangat kuat bekerja langsung pada sistemm saraf pusat untuk menghilangkan rasa sakit. Morfin banyak disalahgunakan oleh para pecandu obat terlarang. morfina 167

175 Kimia rganik LATIAN 1. Berilah nama pada senyawa berikut ini : Br Br A. B Bagaimanakah reaksi antara naftalena dengan : A. natrium dan etanol B. asam nitrat dan katalis asam sulfat 3. Bagaimana reaksi oksidasi yang terjadi pada antrasena dan fenantrena 4. Berikan struktur untuk nama senyawa berikut ini : A. 2-metoksifuran B. 4,5-diklorokuinolina. Asam-3-tiofenakarboksilat 5. Bagaimana hasil dari reaksi berikut ini : A. Tiofena dengan 2 S 4 B. isokuinolina dengan 6 5 Li. 4-bromopirimidina dengan N 3 Petunjuk Mengerjakan Latihan : 1. Nama senyawa tersebut adalah : A. senyawa naftalena dengan substituen Br pada posisi karbon 1 dan 8, 1,8- dibromonaftalena B. senyawa naftokuinon dengn gugus hidroksi pada karbon 8, 8-hidroksi-1,4- naftokuinon. senyawa dihidroantrasena dengan substituen metil pada karbon 1, 1-metil-9,10- dihidrofenantrena 2. A. reaksi antara naftalena dengan natrium dan etanol merupakan reaksi reduksi sehingga akan terjadi hidrogenasi Na, 3 2 kalor naftalena tetralin 168

176 Kimia rganik B. reaksi naftalena dengan asam nitrat (N 3 ) dengan katalis asam sulfat ( 2 S 4 ) merupakan reaksi nitrasi. N 3, 2 S 4 N 2 hangat 1-nitroaftalena 3. Reaksi oksidasi pada antrasena dan fenantrena akan menghasilkan senyawa kuinon, reaksi berlangsung dengan adanya r 3 dan asam sulfat. Reaksi oksdasi berlangsung pada posisi 9 dan 10 sehingga akan dihasilkan 9,10-antrakuinon pada antrasenan dan 9,10-fenantrakuinon pada fenantrena. 4. A. 2-metoksifuran, merupakan senyawa heterosiklik aromatik lima anggota dari furan dengan substituen metoksi ( 3 ) pada posisi kedua. 3 B. 4,5-diklorokuinolina, kuinolina dengan substituen l pada posisi 4 dan 5 l l N. Asam-3-tiofenakarboksilat, senyawa tiofena dengan gugus karboksilat pada posisi 3. S 5. A. Tiofena dengan 2 S 4, reaksi substitusi elektrofilik pada posisi kedua menghasilkan senyawa asam 2-tiofenasulfonat + 2 S 4 S S S 3 asam 2-tiofenasulfonat B. Isokuinolina dengan 6 5 Li, reaksi substitusi nukleofilik dimana serangan terjadi pada posisi α. 6 5 Li N 2 N isokuinolina 1-fenilisokuinolina 169

177 Kimia rganik. 4-bromopirimidina dengan N 3, substitusi nukleofilik pada piridin dengan substituen pada posisi-4. Br N 2 N 3 kalor N 4-bromopiridina N 4-aminopiridina LATIAN 1. ontoh senyawa aromatik polisiklik adalah naftalena, antrasena, dan fenantrena. 2. Aturan penomoran pada cincin aromatiknya sudah ditetapkan melalui perjanjian dan tidak berubah bagaimanapun posisi substituennya. 3. ksidasi senyawa naftalena dapat menghasilkan senyawa anhidrida asam ftalat. Naftalena, antrasena dan fenantrena bila dioksidasi juga dapat menghasilkan senyawa kuinon, yaitu 1,4-naftokuinon pada naftalena, 9,10-antrakuinon pada antrasena, dan 9,10-fenantrakuinon pada fenantrena. 4. Reduksi senyawa aromatik polisiklik merupakan reaksi hidrogenasi. Naftalena, antrasena, dan fenantrena dapat mengalami reaksi substitusi, tetapi substitusi pada senyawa antrasena dan fenantrena seringkali diperoleh campuran isomer yang sukar dipisahkan. 5. Senyawa heterosiklikyaitu senyawa yang memiliki lebih dari satu jenis atom dalam sistem cincinnya. 6. Senyawa heterosiklikaromatik dapat berupa cincin aromatik 5 anggota atau 6 anggota. 7. Penomoran untuk senyawa heterosiklik aromatik dimulai dari atom yang bukan karbon. Tetapi bila ada lebih dari satu atom bukan karbon maka penomoran berasarkan prioritas. 8. Senyawa heterosiklik lima anggota yang paling sederhana adalah pirola, furan, dan tiofena. 9. Senyawa heterosiklik aromatik lima anggota adalah mudah mengalami reaksi substitusi elektrofilik terutama pada posisi kedua cincin. 10. ontoh senyawa heterosiklik aromatik enam anggota adalah piridina. Piridina dapat mengalami reaksi substitusi nukleofilik yang akan berlangsung paling mudah pada posisi kedua dan diikuti posisi keempat. TES 2 1. Senyawa aromatik polisiklik yang terdiri dari 2 cincin benzena adalah A. Antrasena B. Fenantrena. Naftalena D. Toluena 170

178 Kimia rganik 2. Manakah sistem penomoran untuk senyawa aromatik polisiklik berikut ini yang benar? A. I dan II B. I dan III. I, II, dan III D. anya I yang benar 3. Bagaimana penamaan untuk struktur molekul berikut ini : A. Asam 5,7-dimetilantrasena-1-sulfonat B. Asam 6,8-dimetilantrasena-1-sulfonat. 5,7-dimetilantrasena-1-sulfonat D. 1,3-dimetilantrasena-6-sulfonat 4. Manakah pernyataan yang sesuai : I. Benzena tidak mudah dioksidasi II. naftalena dioksidasi menjadi senyawa dihidronaftalena. III. Reaksi oksidasi Antrasena dengan r3 dengan 2S4 menghasilkan 9,10- antrakuinon IV. Reduksi naftalena dengan dengan Natrium dan etanol akan menghasilkan tetralin A. I, II, dan III benar B. I,II, dan IV benar. I dan II benar D. anya IV yang benar 5. Pernyataan yang sesuai untuk reaksi naftalena dengan asam sulfat pekat pada suhu 80 0 adalah A. Reaksi oksidasi manghasilkan senyawa kuinon B. Reaksi substitusi yang akan menghasilkan senyawa nitornaftalena. Reaksi dehidrasi yang kan menghasilkan senyawa dihidronaftalena D. Reaksi substitusi yang akan menghasilkan senyawa asam naftalena sulfonat. 6. Berikut ini adalah senyawa heterosiklik aromatik yang dalam cincinnya mengandung atom nitrogen adalah : A. Pirola, tiofena, dan piridina B. Piridina, pirimidina, dan furan. Piridina, furan, dan tiazola D. Pirazola, pirimidina, imidazola 7. Penamaan yang sesuai untuk struktur berikut ini adalah : A. 1,3-dinitrotiazola B. 2,4-dinitrotiazola 171

179 Kimia rganik. 2,5-dinitrotiazola D. 1,4-dinitrotiofena 8. Reaksi nitrasi pada pirola akan menghasilkan A. 1-nitropirola B. 2-nitropirola. 3-nitropirola D. 4-nitropirola 9. Pernyataan yang sesuai tentang piridina dengan benzena adalah.. A. Piridina dan benzena merupakan senyawa nonpolar B. Piridina dan benzena tidak mudah dioksidasi. Reaktifitas piridina terhadap substitusi tinggi D. Reaksi eliminasi piridina akan menghasilkan benzena 10. Kuinolina merupakan senyawa heterosiklik aromatik yang mempunyai struktur mirip dengan naftalena tetapi dengan satu atom nitrogen. Sifat-sifat senyawa kuinolina yang sesuai adalah I. Mempunyai isomer isokuinolina II. Dapat mengalami reaksi substitusi elektrofilik pada posisi 5 dan 8 III. Mengalami reaksi substitusi nukleofilik pada posisi 5, dan 8 IV. Mengalami reaksi substitusi nukleofilik pada posisi α A. I dan II benar B. I dan III benar. II dan III benar D. III dan IV benar 172

180 Kimia rganik Petunjuk Jawaban Tes Tes I 1. A, sifatnya berbeda dengan alkena dan tidak diadisi oleh halogen 2., reaksi dengan halogen melalui substitusi 3. D, merupakan ester benzoat dengan gugus alkilnya berupa tersier butil. 4., merupakan senyawa toluena, substituen l terletak pada karbon 2 dan 5 5. B, benzena bersifat nonpolar, isomer para titik leleh lebih tinggi, dan minyak bumi salah satu sumber dari benzena 6., reaksi pada benzena melalui substitusi elektrofilik 7., reaksi dengan halogen merupakan reaksi substitusi sehingga tidak ada perubahan pada ikatan rangkap 8., asetofenon dibuat dengan asilasi friedel craft, dengan halida asam dan katalis All 3 9. B, benzena dapat dibuat dengan senyawa alifatik dan aromatik, tetapi bukan melalui reaksi nitrasi 10., stirena dalam bentuk polimer berguna dalam pembuatan wadah makanan (piring, gelas) Tes 2 1., naftalena adalah senyawa aromatik polisiklik yang paling sederhana 2. B, penomoran sistem aromatik polisiklik mengikuti pola baku, untuk naftalena seperti no I dan fenantrena no III 3. A, penomoran untuk antrasena mengikut aturan baku, S 3 berada pada posisi 1, 3 terikat pada posisi 5 dan 7 4. B, oksidasi naftalena akan menghasilkan senyawa kuinon 5. D, reaksi substitusi yang merupakan reaksi sulfonasi yang akan menghasilkan senyawa sulfonat. 6. D, furan dalam cincinnya mengandung atom ksigen dan tiofena mengandung atom S 7., penomoran senyawa dimulai dari atom S. 8. A, reaksi substitusi elektrofilik pada pirola terjadi pada posisi kedua cincin. 9. B, oksidasi pada benzena atau piridina akan terjadi apabila terdapat rantai samping 10. A, isomer kuinolina adalah isokuinolina, reaksi substitusi elektrofilik pada posisi 5 dan 8 173

181 Kimia rganik Daftar Pustaka Fessenden, R.J., Fessenden, J.S, Alih Bahasa Pudjaatmaka, A., 1982, Kimia rganik Jilid 1, edisi ke-3 Jakarta : Erlanggan McMurry, J., 2007, rganic hemistry,7th edition, alifornia : Wadsworth Inc. Morrison, R.T, Boyd,R.N, 1992, rganic hemistry, 7th edition, New Jersey : Prentice all Inc. Riawan, S, 1990, Kimia rganik, Jakarta : Binarupa Aksara 174

182 Kimia rganik BAB VI KARBIDRAT, PRTEIN DAN LIPIDA Wardiyah, M.Si, Apt PENDAULUAN Karbohidrat banyak dijumpai di alam. Gula dan pati yang terdapat pada makanan, selulosa yang terdapat dalam kayu atau kapas merupakan contoh karbohidrat yang banyak dijumpai pada bahan alam. Protein merupakan kelompok senyawa yang dijumpai di alam yang mempunyai berbagai fungsi penting. Sedangkan lipid termasuk dalam kelompok senyawa organik yang tidak larut dalam air yang juga mempunyai berbagai fungsi penting dan derivat senyawa yang termasuk dalam kelompok lipid juga mempunyai fungsi biologis yang beragam. Bab keenam ini akan membahas tiga kelompok senyawa tersebut yaitu karbohidrat, protein, dan lipida. Setelah mempelajari bahasan bab 6 ini diharapkan mahasiswa dapat : 1. menjelaskan definisi karbohidrat, protein, dan lemak 2. menjelaskan klasifikasi dari karbohidrat 3. menjelaskan konfigurasi monosakarida 4. menuliskan reaksi monosakarida 5. menuliskan contoh monosakarida, disakarida, dan polisakarida 6. menjelaskan struktur asam amino sebagai pembentuk protein 7. menuliskan sintesis asam amino 8. menuliskan reaksi asam amino 9. menjelaskan tentang peptida dan protein 10. menuliskan contoh senyawa protein yang penting 11. menjelaskan perbedaan lemak dan minyak 12. menjelaskan perbedaan sabun dan deterjen 13. menjelaskan beberapa senyawa penting yang termasuk dalam kelompok turunan lemak Agar tujuan pembelajaran tercapai peran aktif anda sangat dibutuhkan. Tanggung jawab anda sebagai mahasiswa yang berupa kewajiban belajar mandiri sangat penting agar hasil belajar menjadi optimal. Agar proses pembelajaran berjalan dengan baik anda harus membaca setiap uraian dan contoh materi yang diberikan kemudian lanjutkan dengan mengerjakan soal latihan dan evaluasi hasil belajar pada setiap topik dengan mengerjakan tes. 175

183 Kimia rganik Topik 1 Karbohidrat Istilah karbohidrat berasal dari glukosa sebagai karbohidrat pertama yang berhasil diperoleh secara murni. Glukosa dengan rumus molekul atau ( 2 ) 6 disangka sebagai senyawa hidrat dari karbon. Tetapi kemudian istilah ini diketahui merupakan istilah yang salah karena karbohidrat merupakan suatu polihidroksi dari aldehid dan keton atau turunannya. Glukosa mempunya nama lain dekstrosa. 2 glukosa Karbohidrat diperoleh dari tanaman melalui proses fotosintesis. Dengan bantuan sinar matahari maka 2 dan 2 akan diubah menjadi glukosa dan 2. Karbohidrat ini menjadi sumber energi apabila dikonsumsi melalui proses metabolisme dalam tubuh sinar matahari glukosa A. KLASIFIKASI KARBIDRAT Klasifikasi karbohidrat disusun berdasarkan ukuran molekul penyusunnya dan gugus yang dikandungnya. Berdasarkan ukuran molekulnya karbohidrat dibagi menjadi dua yaitu gula sederhana dan karbohidrat kompleks. Yang disebut dengan gula sederhana adalah kelompok monosakarida. Karbohidrat kompleks tersusun dari dua atau lebih gula sederhana. Sehingga klasifikasi karbohidrat berdasarkan ukuran molekulnya dibedakan menjadi tiga yaitu : a. Monosakarida ; karbohidrat yang tersederhana yang tidak dapat dihidrolisis menjadi molekul karbohidrat yang lebih kecil. ontohnya glukosa, fruktosa, galaktosa. Glukosa disebut juga gula darah (karena dijumpai dalam darah), gula anggur (dijumpai dalam buah anggur), atau dekstrosa (karena memutar bidang polarisasi). Glukosa yang merupakan monosakarida penyusun sukrosa, laktosa, maltosa dan pati dapat diubah oleh mamalia menjadi glukosa yang menjadi sumber energi bagi organisme atau disimpan sebagai sebagai glikogen yang meruapakan cadangan energi. Karbohidrat 176

184 Kimia rganik yang berlebih dapat diubah menjadi lemak, steroid (seperti kolesterol) dan secara terbatas dapat diubah menjadi protein. Fruktosa disebut juga levulosa karena dapat memutar bidang polarisasi ke kiri. Fruktosa terdapat dalam buah-buahan dan madu. Galaktosa merupakan monosakarida penyusun laktosa, suatu gula susu, yang terikat bersama dengan glukosa D-glukosa D-fruktosa D-galaktosa Berdasarkan jumlah atom pada monosakarida dibedakan : 1. triosa : monosakarida terkecil dengan tiga atom, yaitu gliseraldehida dan dihidroksi aseton. 2. tetrosa : terdiri dari 4 atom misalnya eritrosa 3. pentosa : terdiri dari 5 atom misalnya ribosa 4. heksosa : terdiri dari 6 atom misalnya glukosa 5. heptosa : terdiri dari 7 atom, dan seterusnya. b. ligosakarida ; karbohidrat terdiri dua sampai delapan satuan monosakarida. karbohidrat yang terdiri dari dua molekul monosakarida disebut dengan disakarida. ontohnya sukrosa, laktosa, maltosa. Disakarida adalah monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik dari karbon 1 satu monosakarida ke gugus dari monosakarida lainnya. Ikatan ini merupakan ikatan α dan β, yaitu 1,4 -α atau 1,4 β. Sukrosa merupakan gula pasir yang merupakan disakarida yang tersusun dari glukosa dan fruktosa. Laktosa disebut juga gula susu yang komposisi kimianya terdiri dari dua monosakarida glukosa dan galaktosa. Maltosa banyak digunakan dalam makanan bayi dan susu bubuk. Maltosa merupakan disakarida yang terdiri dari glukosa yang diperoleh dari hidrolisis dari pati. Enzim α-glukosidase merupakan enzim yang bertindak sebagai katalis dalam reaksi hidrolisis maltosa menjadi glukosa. 177

185 Kimia rganik sukrosa c. Polisakarida ; karbohidrat yang tersusun lebih dari delapan satuan monosakarida. Polisakarida adalah senyawa yang tersusun dari banyak molekul monosakarida yang dihubungkan dengan ikatan glikosida. Selulosa dan kitin merupakan contoh polisakarida yang berfungsi sebagai bahan bangunan. Selulosa menjadi komponen dalam dahan dan kayu dari tanaman, sedangkan kitin menjadi komponen dalam struktur kerangka luar serangga. Pati merupakan contoh polisakarida yang menjadi sumber nutrisi. eparin merupakan contoh polisakarida yang mempunyai fungsi spesifik yaitu mencegah koagulasi darah. Berdasarkan gugus yang dikandungnya dibedakan : a. Aldosa : mengandung gugus aldehid, misalnya glukosa. b. ketosa : mengandung gugus keton, misalnya fruktosa. Ketosa-ketosa sering diberi akhiran ulosa. Fruktosa merupakan suatu contoh heksulosa (ketosa enam karbon) glukosa aldoheksosa fruktosa ketoheksosa B. KNFIGURASI MNSAKARIDA ribosa aldopentosa ribulosa ketopentosa eritrosa aldotetrosa 1. Proyeksi Fischer dan Konfigurasi R/S Karbohidrat memiliki atam-atom karbon kiral. Emil Fischer (1891) membuat suatu proyeksi tetrahedral dari karbohidrat dalam bidang datar. Di alam, molekul berada dalam bentuk tiga dimensi, proyeksi fischer menggambarkan bentuk tiga dimensi molekul ini menjadi bentuk dua dimensi dalam bidang datar. Proyeksi fischer ini untuk menunjukkan penataan gugus-gugus di sekitar atom karbon kiral. Karbon kiral atau karbon asimetrik adalah karbon yang mengikat empat gugus yang berlainan. Molekul-molekul kiral yang tidak dapat dihimpitkan pada bayangan cerminnya merupakan senyawa enantiomer. 178

186 Kimia rganik menjadi 2 2 proyeksi Fischer Penamaan untuk enantiomer menggunakan konfigurasi R/S. R berarti rectus (kanan) dan S adalah sinister (kiri). Pusat atom kiral diberi nama R atau S berdasarkan aturan han- Ingold-prelog (IP), dimana keempat gugus diurutkan berdasarkan prioritasnya. Nomor 1 adalah gugus dengan nomor atom terbesar dan nomor 4 adalah gugus dengan nomor atom terkecil. Jika urutan no 1-4 searah jarum jam maka disebut konfigurasi R, sebaliknya jika berlawanan arah jarum jam disebut S. penamaan dengan R atau S dapat ditentukan dengan beberapa langkah : 1) tentukan prioritas tiap gugus 2) letakkan gugus yang prioritasnya paling kecil sedemikian rupa sehingga gugus ini akan berada di belakang. 3) Tentukan arah rotasi dari gugus yang paling tinggi prioritasnya ke gugus dengan prioritas tinggi berikutnya 1 2 3, bila searah jarum jam berarti konfigurasi R dan bila berlawanan adalah S konfigurasi S 2. Konfigurasi D dan L pada monosakarida Untuk memberikan tanda D atau L yang digunakan sebagai patokan adalah letak terikatnya gugus pada atom karbon kiral terbesar ( karbon kiral terjauh dari karbon 1). Suatu monosakarida anggota deret D jika hidroksil pada karbon kiral yang terjauh dari karbon 1 terletak di sebelah kanan dalam proyeksi Fischer. Bila hidroksil pada karbon kiral terjauh dari karbon 1 terletak pada sebelah kiri maka monosakarida tersebut merupakan anggota deret L D-ribosa L-ribosa D-liksosa L-liksosa 179

187 Kimia rganik 3. Konfigurasi aldoheksosa Glukosa mempunyai enam atom karbon, empat diantaranya bersifat kiral (karbon 2, 3, 4, dan 5). Proyeksi Fischer dari semua D-aldosa dari D-gliseraldehida sampai dengan D- aldoheksosa dipaparkan dalam gambar di bawah ini. Dimulai dari triosa, yaitu d- gliseraldehida yang menghasilkan sepasang tetrosa. Tiap tetrosa menghasilkan sepasang pentosa, dan tiap pentosa menghasilkan sepasang heksosa. 2 D-gliseraldehida 2 D-eritrosa 2 D-treosa 2 D-ribosa 2 D-arabinosa 2 D-xilosa 2 D-liksosa 2 D-alosa 2 D-altrosa 2 D-glukosa 2 D-manosa 2 D-gulosa 2 D-idosa 2 D-galaktosa 2 D-talosa. MNSAKARIDA BENTUK SIKLIK Glukosa mempunyai suatu gugus aldehida pada karbon 1 dan gugus hidroksil pada karbon 4 dan 5 (seperti juga pada karbon 2,3 dan 6). Reaksi umum antara alcohol dan aldehida ialah pembentukan hemiasetal. Dalam larutan air glukosa dapat bereaksi intramolekul untuk menghasilkan hemiasetal siklik, baik hemiasetal cincin lima anggota atau hemiasetal cincin enam anggota. 180

188 Kimia rganik Monosakarida dalam bentuk hemiasetal cincin lima anggota disebut furanosa dari nama furan, senyawa heterosiklik oksigen lima anggota. Monosakarida bentuk hemiasetal cincin enam anggota disebut piranosa dari nama piran. ontoh penamaannya, D- glukopiranosa dari D-glukosa atau D-fruktofuranosa dari fruktosa. furan piran Pemaparan struktur siklik gula lebih baik dikembangkan rumus perspektif aworth. Pada rumus aworth gugus 2 ditempatkan di atas bidang cincin untuk deret-d, dan di bawah bidang cincin untuk deret L. gugus yang berada di sebelah kanan pada proyeksi Fischer berada di sebelah bawah dalam proyeksi aworth, gugus yang berada di sebelah kiri dalam proyeksi Fischer akan berada di sebelah atas dalam rumus aworth Selain dalam bentuk rumus haworth, cincin pironosa dapat juga digambarkan dalam bentuk rumus konformasi : 2 2 D-glukopiranosa Pada pembentukan piranosa, gugus hidroksil pada karbon 5 dari glukosa akan menyerang karbon aldehid (karbon-1) sehingga akan terbentuk gugus hemiasetal. Pada siklisasi ini akan terbentuk karbon kiral baru, yaitu karbon 1, sehingga akan dihasilkan dua diasttereomer. Diassteromer adalah monosakarida yang berbeda pada konfigurasi karbon 1 yang disebut anomer satu sama lain. pada karbon 1 yang diproyeksikan ke bawah disebut α-anomer, sedang yang diproyeksikan ke atas disebut β-anomer. 181

189 Kimia rganik 2 a-d-glukopiranosa 2 b-d-glukopiranosa D. GLIKSIDA Bila suatu hemiasetal diolah dengan alkohol maka akan dihasilkan suatu senyawa asetal. Asetal yang terbentuk dari reaksi suatu glukopiranosa akan menghasilkan senyawa glikosida. 2 -D-glukopiranosa metil- -D-glukopiranosa suatu glikosida + 2 Glikosida dapat dihidrolisis menjadi bentuk hemiasetal bila direaksikan dengan asam dalam air metil- -D-glukopiranosa suatu glikosida -D-glukopiranosa E. REAKSI MNSAKARIDA 1. ksidasi Monosakarida Gugus aldehida dapat dioksidasi menjadi gugus karboksil, Gula mempunyai gugus aldehid. Salah satu zat pengoksidasi yang dapat mengoksidasi gula adalah regensia Tollens, yaitu suatu larutan basa dari Ag(N3)2+, gula yang mengalami oksidasi karena reagensia Tollens ini disebut sebagai gula pereduksi, karena gula dapat menyebabkan reduksi dari zat pengoksidasi tersebut. Reaksi ini ditandai dengan terbentuknya cincin perak yang merupakan endapan dari Ag. Zat pengoksidasi yang lain yang dapat bereaksi dengan gula adalah reagensia Benedicts (u+ dalam Natrium sitrat) dan reagensia Fehling (u+ dalam Natrium tartrat). 182

190 Kimia rganik Fruktosa tidak memiliki gugus aldehid tetapi fruktosa juga merupakan gula pereduksi karena dalam suasana basa fruktosa berada dalam keseimbangan dengan dua aldehid diastereomerik. 2 2 D-fruktosa Na 2 2 enediol Na D-glukosa 2 D-manosa Reagensi Tollens dapat mengoksidasi suatu aldosa menjadi asam aldonat, tetapi kondisi basa dapat menyebabkan dekomposisi dari karbohidrat. Sehingga untuk mendapatkan hasil asam aldonat yang lebih mudah dan murah dapat digunakan pereaksi larutan brom (Br 2 ). Reaksi oksidasi dengan larutan brom spesifik untuk aldosa, ketosa tidak dapat bereaksi dengan Br 2. 2 D-glukosa Br 2, 2 p 6 2 asam D-glukonat Bila oksidasi monosakarida menggunakan suatu zat pengoksidasi kuat seperti N 3 maka gugus hidroksil ujung dan gugus aldehid pada monosakarida akan dioksidasi menjadi karboksilat. N 3, 2 kalor 2 D-glukosa asam D-glukarat 183

191 Kimia rganik 2. Reduksi monosakarida Reduksi aldosa atau ketosa dapat dilakukan dengan zat pereduksi seperti hidrogen dan katalis atau suatu hidrida logam. asil reduksi berupa polialkohol yang disebut alditol. Produk reduksi D-glukosa disebut D-glusitol atau sorbitol. 2 NaB D-glukosa D-glusitol (sorbitol) LATIAN 1. Tentukan klasifikasi monosakarida berikut ini berdasarkan gugus aldehid atau keton dan berdasarkan jumlah atom karbon penyusunnya : altrosa 2. Tentukan konfigurasi D atau L dari : ribulosa A. B D Gambarkan proyeksi Fischer untuk : A. L-treosa B. L-arabinosa. L-altrosa 184

192 Kimia rganik 4. Gambarkan proyeksi hawort untuk α-d-manosa 5. Tuliskan reaksi oksidasi brom dari D-xilosa Petunjuk mengerjakan latihan 1. Altrosa : mempunyai gugus aldehid dan tersusun dari 6 karbon maka termasuk klasifikasi aldoheksosa Ribulosa : mempunyai gugus keton dan tersusun atas 5 karbon maka termasuk klasifikasi pentulosa 2. Konfigurasi D jika pada karbon kiral yang terjauh dari karbon 1 terletak di sebelah kanan dalam proyeksi Fischer. Bila hidroksil pada karbon kiral terjauh dari karbon 1 terletak pada sebelah kiri merupakan anggota konfigurasi L. sehingga A dan B adalah konfigurasi D, dan D konfigurasi L 3. Deret D dan L merupakan suatu enantiomer yang merupakan bayangan cermin satu sama lain L-treosa L-arabinosa L-altrosa 4. Berdasarkan aturan proyeksi aworth : deret D berarti gugus 2 berada di atas bidang, gugus yang berada di sebelah kiri proyeksi Fischer berada di atas, gugus sebelah kanan berada di sebelah bawah dan posisi α berarti gugus pada karbon 1 berada disebelah bawah dalam proyeksi aworth 2 -D-manosa 5. Reaksi oksidasi dengan larutan brom spesifik untuk senyawa aldosa, oksidasi gugus aldehid dari gula akan menghasilkan gugus karboksilat. Br 2, 2 p

193 Kimia rganik RINGKASAN 1. Karbohidrat merupakan suat polihidroksi dari aldehid dan keton atau turunannya. 2. Berdasarkan ukuran molekulnya karbohidrat diklasifikasikan menjadi monosakarid, disakarida, dan polisakarida. 3. Berdasarkan struktur yang terkandung dalam molekulnya dibedakan menjadi aldosa dan ketosa. 4. Penggambaran konfigurasi monosakarida dapat dilakukan dengan proyeksi Fischer, rumus aworth, dan rumus konformasi. proyeksi fischer menggambarkan bentuk tiga dimensi molekul ini menjadi bentuk dua dimensi dalam bidang datar. 5. Pada proyeksi Fischer suatu monosakarida dikelompokkan dalam deret D atau L berdasarkan letak gugus pada karbon kiral terjauh dari karbon 1, Deret D bila terletak pada sebelah kanan dan L bila terletak di sebelah kiri, gugus 2 ditempatkan di atas bidang cincin untuk deret-d, dan di bawah bidang cincin untuk deret L. gugus yang berada di sebelah kanan pada proyeksi Fischer berada di sebelah bawah dalam proyeksi aworth, gugus yang berada di sebelah kiri dalam proyeksi Fischer akan berada di sebelah atas dalam rumus aworth. 6. Monosakarida dapat mengalami reaksi oksidasi dan reduksi. ksidasi dapat terjadi dengan reagensia Tollens, reagensia Benedicts, dan reagensia Fehlings. 7. Keton juga dapat mengalami reaksi oksidasi dengan pereaksi logam tersebut. ksidasi dengan larutan brom spesifik untuk aldosa akan menghasilkan asam aldonat. ksidasi dengan N 3 akan menyebabkan oksidasi gugus hidroksil dan aldehid dalam monosakarida menghasilkan asam aldarat. 8. Reduksi aldosa dan ketosa akan menghasilkan senyawa polialkohol. TES 1 1. Manakah diantara pernyataan berikut ini yang sesuai I. Karbohidrat meruapakan senyawa hidrat arang II. karbohidrat merupakan suatu polihidroksi dari aldehid dan keton atau turunannya. III. Karbohidrat murni yang diperoleh pertama kali adalah glukosa IV. Proses fotosintesis tanaman akan menghasilkan senyawa karbohidrat A. I, II, dan III benar B. I, II, dan IV benar. I dan III benar D. II, III, dan IV benar 2. Berikut ini yang merupakan kelompok disakarida adalah. A. Sukrosa, laktosa, dan manosa B. Sukrosa, galaktosa, dan manosa 186

194 Kimia rganik. Sukrosa, laktosa, dan maltosa D. Sukrosa, laktosa, dan galaktosa 3. ontoh dari senyawa pentulosa adalah. A. 2 2 B D Proyeksi Fischer yang tepat untuk pasangan enantiomer D dan L berikut ini adalah. A. 2 dan 2 D-fruktosa 2 2 L-fruktosa B. 2 D-ribosa dan 2 L-ribosa 187

195 Kimia rganik 2 D-ribosa 2 L-ribosa. 2 D-galaktosa dan 2 L-galaktosa D. 2 dan 2 D-xilosa L-xilosa 5. Dalam larutan air glukosa dapat bereaksi intramolekul menghasilkan hemiasetal siklik. Monosakarida dalam bentuk hemiasetal cincin 6 anggota disebut. A. Furanosa B. Piranosa. Pirimidin D. Purin 6. Manakah yang bukan merupakan sifat fruktosa : A. suatu monosakarida B. suatu polihidroksi aldehida. suatu heksulosa D. mereduksi fehling 7. Berikut ini pernyataan yang tidak tepat tentang disakarida. A. disakarida terdiri atas 2 molekul monosakarida dengan ikatan glikosidik B. sukrosa adalah disakarida yang terbentuk dari glukosa dan fruktosa. disebut juga ikatan 1,4 -α atau 1,2 -β D. ikatan glikosidik merupakan ikatan dari karbon ke suatu satuan yang lain 8. Proyeksi haworth yang sesuai untuk β-d-idosa adalah. 2 -D-idosa 188

196 Kimia rganik A. 2 B D ksidasi glukosa dengan Br2 dalam air pada p 6 akan menghasilkan senyawa. A. Asam glukonat B. Asam glukarat. Asam aldonat D. Sorbitol 10. Reagensia yang tidak dapat digunakan untuk mengoksidasi fruktosa adalah. A. Pereaksi Fehling B. Pereaksi Tollens. Pereaksi Benedicts D. Larutan brom 189

197 Kimia rganik Topik 2 Asam Amino dan Protein Protein dijumpai dalam organisme hidup, protein terdiri dari beraneka jenis dan fungsi biologi. keratin kulit dan kuku, aneka enzim dalam tubuh termasuk dalam golongan protein. Protein adalah poliamida, yang tersusun dalam rantai asam amino, hidrolisis protein menghasilkan asam-asam amino. A. STRUKTUR ASAM AMIN Asam-asam amino yang terdapat dalam protein adalah asam α-aminokarboksilat. Asam amino mengandung gugus amino (-N 2 ) dan karboksilat (-). Struktur asam amino dapat digambarkan seperti di bawah ini dengan variasi dalam struktur monomer-monomer ini terjadi dalam rantai samping (R). 2 2 N R struktur umum asam amino Asam amino akan berikatan sehingga membentuk poliamida, ikatan yang terbentuk disebut dengan ikatan peptida. R R R R N N N N ikatan peptida Asam amino mengandung suatu gugus amino yang berada dalam bentuk kation amonium dan gugus karboksil yang berada dalam bentuk anion karboksilat. Sehingga asam amino mengandung gugus yang bersifat basa dan gugus bersifat asam dalam molekul yang sama. Suatu asam amino mengalami reaksi asam-basa internal yang menghasilkan suatu ion dipolar, yang juga disebut zwitterion. Karena strukturnya ini maka asam amino tidak selalu bersifat seperti senyawa-senyawa organik. Asam amino mempunyai titik leleh yang tinggi (di atas ), tidak larut dalam pelarut organik tetapi larut dalam pelarut polar. Asam amino berdasarkan fungsi biologisnya diklasifikasikan menjadi : 190

198 Kimia rganik 1. asam amino esensial, yaitu asam amino yang hanya diperoleh dari makanan yang dikonsumsi karena asam amino jenis ini tidak dapat disintesis dalam tubuh. 2. asam amino non esensial, yaitu asam amino yang diperoleh dari makanan juga dapat disintesis dalam tubuh sendiri. Dalam protein tumbuhan dan hewan, hanya terdapat duapuluh asam amino yang lazim dijumpai, ke-20 asam amino tersebut seperti tercantum dalam tabel 6.1 di bawah. Dari ke-20 asam amino tersebut sepuluh diantaranya merupakan asam amino esensial yaitu asam amino yang diperlukan untuk sintesis protein dan tidak disintesis sendiri oleh organisme itu tetapi harus terdapat dalam makanannya. Sepuluh asam amino esensial tersebut adalah arginina, histidina, isoleusina, leusina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofan, dan valina. Tabel 6.1. Dua puluh asam amino Nama Singkatan Struktur Alanina Ala 3 2 N 2 Arginina Arg 2 N N N N 2 Asparagina Asn N N 2 asam aspartat Asp N 2 Sisteina (cysteine) ys S 2 2 N 2 asam glutamat Glu N 2 Glutamin Gln Glisina Gly 2 2 N 2 istidina is N 2 N N 2 N 2 2 N 2 191

199 Kimia rganik Nama Singkatan Struktur Isoleusina Ile N 2 Leusina Leu ( 3 ) N 2 Lisina Lys N Metionina Met 3 S Fenilalanina Phe N 2 N N 2 Prolina Pro N 2 Serina Ser 2 2 N 2 Treonina Triptofan Tirosina (tyrosine) Thr Try Tyr N 2 Valina Val ( 3 ) 2 2 N N N N 2 Asam amino yang mengandung rantai samping karboksil dikelompokkan dalam asam amino asam, sedangkan asam amino yang mengandung rantai samping amino dikelompokkan sebagai asam amino basa, sisa dari kedua kelompok ini disebut sebagai asam amino netral. Asam amino asam adalah asam glutamat dan asam aspartat, asam amino basa adalah lisina, histidina, dan arginina, sedangkan sisanya adalah asam amino netral. 192

200 Kimia rganik B. SINTESIS ASAM AMIN Asam amino dapat disintesis di laboratorium dengan berbagai cara, salah satunya adalah reaksi brominasi asam karboksilat dengan menggunakan Br2 dan PBr3 kemudian dilanjutkan dengan reaksi dengan N asam 4-metilpentanoat Br 2, PBr N Br N 2 asam 2-bromo-4-metilpentanoat leusina 3 2 asam 3-hidroksibutanoat Br 2, PBr 3 2 N Br N 2 asam 2-bromo-3-hidroksibutanoat treonina. REAKSI ASAM AMIN a. Keamfoteran Asam Amino Suatu asam amino dapat bereaksi dengan asam ataupun dengan basa, masing-masing akan menghasilkan suatu kation atau suatu anion. Dalam larutan asam, asam amino akan bersifat basa yang akan menerima proton sehingga akan menghasilkan kation. Dalam larutan basa, asam amino akan bersifat asam yang akan memberikan proton sehingga akan menghasilkan suatu anion. dalam larutan asam : + 3 N 2 - R N R dalam larutan basa + 3 N 2 - R N R 193

201 Kimia rganik b. Asilasi Asilasi gugus amino dengan suatu halida asam atau anhidrida asam akan menghasilkan amida N N anhidrida asam asetat alanina N-asetilalanina asam asetat Tetapi sifat dari amida ini akan berbeda dibandingkan dengan senyawa asam amino karena Nitrogen pada amida tidak bersifat basa, sehingga senyawa amino yang terasilasi membentuk amida ini berbeda sifatnya dibandingkan asam amino. c. Reaksi dengan ninhidrina Reaksi dengan ninhidrin digunakan sebagai uji bercak senyawa asam amino pada pada kertas kromatiografi. Asam-asam amino bereaksi dengan ninhidrin untuk membentuk produk yang disebut ungu Ruherman. ninhidrin N R N - + R ungu ruhermann (biru-ungu) D. PEPTIDA Peptida dan protein adalah polimer yang terbentuk dari satuan asam amino melalui ikatan peptida antara suatu gugus α-amino dari satu asam amino dan gugus karboksil dari asam amino lain. Ikatan peptida ini akan membentuk gugus amida. Asam amino pembentuk peptida disebut sebagai residu. ontoh peptida yang dibentuk dari glisina dan serina disebut glisilserina. Untuk dipeptida ada dua kemungkinan penggabungan seperti dibawah ini. Tripeptida dapat membentuk kombinasi gabungan asam amino dengan enam cara. Jadi semakin banyak residu asam amino penyusun peptida maka semakin banyak kemungkinan kombinasi gabungan asam amino tersebut. Penamaan peptida dimulai dari nama asam amino dari kiri ke kanan. N 2 2 N 2 glisilserina (gly-ser) N 2 N 2 2 serilglisina (ser-gly) Peptida yang tersusun dari dua residu asam amino disebut dipeptida, tiga residu asam amino disebut tripeptida, dan polipeptida adalah peptida yang tersusun atas banyak residu 194

202 Leu-enk aphalin.png Kimia rganik asam amino. Apa yang membedakan peptida (polipeptida) dengan protein? Polipeptida dan protein adalah poliamida, keduanya sama. anya saja untuk poliamida dengann residu asam amino kurang dari 50 dikenal sebagai peptida, sedangkan yang lebih dari 50 disebut sebagai protein. Beberapa contoh peptidaa yang mempunyai aktifitas fisiologis dalam tubuh adalah oksitosin dan enkefalin. ksitosin adalah suatu hormon yang berasal dari kelenjar di bawah otak (pituitary hormone) yang membantu proses persalinan yang bekerja dengan cara menyebabkan kontraksi uterin. tyr-gly-gly-phe-leu Struktur oksitosin Enkefalin adalah zat-zatt yang dihasilkan oleh tubuh yang mempunyai efek menghilangkan nyeri.enkefalin ini adalah peptida-peptida otak yang mengandung hanya lima residu asam amino. ontohh dua enkefalin adalah tyr-gly-gly-phe-met dan tyr-gly-gly- phe-leu. E. PRTEIN Protein adalah suatu polipeptida yang tersusun dari banyak asam amino. Protein merupakan molekul yg sangat vital untuk organisme yang terdapt di semua sell. Rantai asam amino dihubungkan dengan kovalen yg spesifik. Struktur dan fungsi protein ditentukan oleh kombinasi, jumlah, dan urutan asam a amino. Sifat fisika dan kimiawi asam aminoo dipengaruhi oleh asam-asam amino penyusunnya. Protein dalam tubuh dikelompokkann berdasarkan tugas dan fungsi dari protein tersebut. t Kelompok protein tersebut adalah protein serat, protein globular, dan protein konjugasi. Protein serat disebut jugaa protein struktural yang bertugas membentuk kulit, otot, pembuluh darah, dan rambut. Protein-protein pembentuk tersebut diantaranya adalah 195

203 Description: h.schoolw orkhelper.netdna-cdn.com/w p-content/uploads/2010/11/peptide. gif?e 6 e ce a Description: ista.com/cms/images/81/protein-secondary -structure. j pe g Kimia rganik kolagen yang bertugas membentuk jaringan penyambung, elastin yang membentuk urat dan pembuluh darah, dan keratin yang membentuk rambut dan kuku. Protein globular adalah protein larut, yang termasuk dalam kelompok protein ini adalah albumin yang terdapat telur dan serum, globulin terdapat dalam serum, histon terdapat dalam jaringan kelenjar dan bersama dengan asam nukleat, rotamina yang berhubungan dengan asam nukleat. ontoh dari protein globular adalah hemoglobin (bagian dari eritrosit) yang bertanggung jawab atas pengangkutan oksigen dalam aliran darah. Satu satuan hemoglobin mempunyai bobot molekul sekitar , mengandung empat molekul protein yang disebut globin. Keracunan karbon monoksida terjadi bila molekul menggantikan tempat molekul 2 dalam hemoglobin. Molekul terikat erat oleh besi dan dilepaskan tidak semudah molekul oksigen. Protein konjugasi adalah protein yang berhubungan dengan suatu bagian nonprotein misalnya gula yang mempunyai pelbagai fungsi dalam seluruh tubuh. ontoh yang termasuk dalam kelompok ini adalah nukleoprotein yang bersenyawa dengan asam nukleat, mukoprotein dan glikoprotein yang berhubungan dengan karbohidrat, lipoprotein berhubungan dengan lipida, fosfogliserida atau kolesterol. Struktur protein dibedakan menjadi struktur primer, sekunder, tersier, dan kuartener Struktur primer adalah rentetan asam amino dalam suatu molekul protein. Bentuk kerangka atau tulang belakang dari suatu protein disebut sebagai struktur sekunder yang merupakan pola lipatan berulang dari rangka protein. Dua pola terbanyak adalah alpha helix dan beta sheet. Fluvastatin Struktur primer protein Struktur sekunder protein Antaraksi lebih lanjut dari struktur sekunder yang membentuk bulatan disebut struktur tersier, dan antaraksi sub-unit protein tertentu yang membentuk protein besar seperti globin dalam hemoglobin disebut struktur kuartener. 196

204 Description: My oglobin.png Description: j pg Kimia rganik Struktur tersier protein Struktur kuartener protein Denaturasi Protein Protein dapat mengalami denaturasi yang mengakibatkan hilangnya sifat biologis dari protein. Denaturasi adalah rusaknya ikatan hidrogen dan gaya sekunder lain dalam protein sehingga menyebabkan hilangnya sifat-sifat struktur yang lebih tinggi. Faktor-faktor yang menyebabkan denaturasi antara lain : 1. perubahan temperatur, seperti memasak putih telur akan mengakibatkan albumin itu membuka lipatan dan mengendap; dihasilkan suatu zat padat putih. 2. perubahan p, bila susu menjadi asam perubahan p yang disebabkan oleh pembentukan asam laktat akan menyebabkan penggumpalan susu (curdling), atau pengendapan protein yang semula larut. 3. Detergen 4. radiasi 5. zat pengoksidasi atau pereduksi Denaturasi dapat reversibel bila kondisi denaturasi yang lembut seperti sedikit perubahan p. Jika protein ini dikembalikan ke lingkungan alamnya, protein ini dapat memperoleh kembali struktur lebih tingginya yang alamiah dalam suatu proses yang disebut renaturasi. Tetapi umumnya renaturasi ini sangat lambat dan tidak terjadi sama sekali. F. ENZIM Enzim, suatu protein besar, adalah suatu senyawa yang bertindak sebagai katalis dalam reaksi biologi. Enzim merupakan katalis yang lebih efisien daripada kebanyakan katalis laboratorium atau industri. Enzim bekerja menurunkan energi aktivasi reaksi sehingga akan mempercepat terjadinya reaksi. Enzim bekerja secara spesifik. Satu jenis enzim hanya akan bekerja pada substrat tertentu saja. ontohnya enzim amilase yang ditemukan dalam saluran cerna manusia hanya bekerja pada pati yang akan menghasilkan glucosa, amilase tidak bekerja pada selulosa atau karbohidrat jenis lain. Tetapi terdapat enzim yang bekerja 197

205 Kimia rganik dalam substrat yang lebih luas, misalnya papain, suatu protein globular yang diisolasi dari buah pepaya dapat bekerja dengan cara menghidrolisis banyak ikatan peptida sehingga papain dapat digunakan untuk melunakkan daging. Penamaan suatu enzim umumnya memakai akhiran ase. Misalnya suatu polimerase adalah enzyme yang mengkatalisis suatu reaksi polimerisasi. Enzim diklasifikasikan dalam 6 kategori berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisasinya. Keenam kelompok enzim tersebut adalah : 1. ksidoreduktase adalah enzim yang pada reaksi oksidasi-reduksi. Yang termasuk dalam kelompok enzim ini adalah dehidrogenase yang bekerja pada ikatan rangkap, oksidase, dan reduktase. 2. Transferase adalah enzim yang bekerja pada proses perpindahan suatu gugus pada satu substrat ke yang lainnya. ontoh enzim golongan ini adalah kinase yang bekerja pada gugus fosfat dan transaminase yang bekerja pada gugus amino. 3. idrolase adalah enzim yang bekerja pada reaksi hidrolisis amida, ester, dan substrat sejenis. ontohnya adalah protease yang menghidrolisis amida, lipase yang menghidrolisis ester, dan nuklease menghidrolisis phospat. 4. Liase adalah enzim yang bekerja pada reaksi eliminasi dan adisi molekul kecil seperti 2 dari dan terhadap substrat. ontohnya dalah dekarboksilase yang menyebabkan eliminasi 2 dan dehidrasi yang mengeliminasi Isomerase adalah enzim yang bekerja mengkatalis reaksi isomerisasi. ontohnya adalah epimerase yang mengkatalis reaksi pada pusat kiral. 6. Ligase adalah enzim yang mengkatalis ikatan antar dua molekul dan bersamaan dengan hidrolisis ATP. ontohnya adalah karboksilase yang bekerja pada adisi 2 dan sintetase yang bekerja pada pembentukan senyawa baru. Untuk aktivitas biologis, beberapa enzim memerlukan gugus-gugus prostetik atau kofaktor. Kofaktor merupakan bagian nonprotein dari enzim tersebut yang dapat berupa gugus anorganik seperti Zn 2+. Gugus prostetik organik disebut sebagai koenzim. Jika suatu organisme tidak dapat mensintesis suatu kofaktor yang diperlukan, maka kofaktor itu harus terdapat dalam makanan dalam jumlah kecil. Satuan-satuan aktif dari banyak kofaktor adalah vitamin. Enzim bekerja dengan cara menyesuaikan diri dengan di sekitar substrat (molekul yang akan dikerjakan) untuk membentuk kompleks enzim-substrat. Ikatan-ikatan substrat dapat menjadi tegang oleh gaya tarik antara substrat dan enzim. Ikatan tegang memiliki energi tinggi dan lebih mudah terpatahkan ; oleh karena itu, reaksi yang diinginkan berlangsung lebih mudah dan menghasilkan suatu kompleks enzime-produk. E + S E S E P E + P Enzim substrat kompleks kompleks enzim protein enzim-substrat enzim-produk 198

206 Kimia rganik LATIAN 1. Kelompokkan asam amino dibawah ini sebaga asam amino asam, basa, atau netral N N N N 2 N N 2 (A) (B) () S N N 2 N 2 N 2 (D) (E) (F) 2. Bagaimana pembuatan asam amino isoleusina dari asam karboksilat? 3. gambarkan ikatan peptida yang terbentuk antara alanin dan serina 4. Tuliskan contoh reaksi asilasi antara anhidrida asam asetat dengan valina! 5. Tuliskan kombinasi gabungan tiga asam amino glisina, alanina dan fenilalanina dan gambarkan salah satu tripeptida yang terbentuk dalam rumus strukturnya. Petunjuk mengerjakan latihan 1. Asam amino asam bila rantai samping mengandung karboksilat, asam amino basa bila rantai samping mengandung amino, dan asam amino netral rantai samping tidak mengandung karboksil atau amino. Sehingga A, B, D dan F adalah asam amino netral, asam amino basa, dan D asam amino asam. 2. Pembuatan asam amino dari asam karboksilat dapat dilakukan dengan menggunakan Br 2, PBr 3, dan N 3. Pada isoleusina asam karboksilat yang dapat digunakan adalah asam 3-metilpentanoat. Setelah direaksikan dengan Br 2 dan PBr 3 dalam air akan diperoleh asam 2-bromo-3-metilpentanoat, selanjutnya direaksikan dengan N 3 sehingga akan dihasilkan senyawa asam α-amino yaitu isoleusina. 3. Alanina dan serina akan membentuk ikatan peptida yang terbentuk antara karbonil dari alanina dengan amino dari serina. 2 N N Reaksi asilasi adalah reaksi antara asam amino dengan halida asam atau anhidrida asam asetat dengan asam amino. Reaksi ini akan membentuk senyawa amida. Reaksi valina dengan anhidrida asam asetat akan menghasilkan N-asetilvalina dan asam asetat (lihat kembali ke bagian reaksi asam amino). 5. Tripeptida yang terbentuk antara glisina (gly), alanina (ala) dan fenilalanina (phe) dapat menghasilkan enam bentuk tripeptida yaitu : 199

207 Kimia rganik N 2 2 N N 2 3 RINGKASAN phe - ala - gly 1. Asam amino adalah asam α-aminokarboksilat. Struktur asam amino mengandung gugus karboksil, amino, hidrogen, dan alkil (R). Variasi asam amino tergantung dari jenis gugus R nya. 2. Asam amino akan berikatan sehingga membentuk poliamida, ikatan yang terbentuk disebut dengan ikatan peptida. 3. asam amino mengandung gugus yang bersifat basa yaitu amino dan gugus bersifat asam yaitu karboksil dalam molekul yang sama. 4. Asam amino mempunyai titik leleh yang tinggi (di atas ), tidak larut dalam pelarut organik tetapi larut dalam pelarut polar. 5. Asam amino diklasifikasikan menurut fungsi biologisnya menjadi asam amino esensial dan asam amino nonesensial. Terdapat 10 asam amino esensial di antara 20 asam amino di alam. Asam amino esensial adalah asam amino yang terdapat dalam makanan yang tidak dapat disintesis dalam tubuh. 6. Asam amino yang mengandung rantai samping karboksil adalah asam amino asam, sedangkan asam amino yang mengandung rantai samping amino adalah asam amino basa, sisa dari kedua kelompok ini disebut sebagai asam amino netral. Salah satu cara sintesis asam amino adalah reaksi brominasi asam karboksilat dengan menggunakan Br 2 dan PBr 3 kemudian dilanjutkan dengan reaksi dengan N Asam amino bersifat amfoter karena suatu asam amino dapat bereaksi dengan asam ataupun dengan basa, masing-masing akan menghasilkan suatu kation atau suatu anion. Asam amino dapat mengalami reaksi asilasi dan reaksi dengan ninhidrin. 8. Peptida adalah penggabungan asam amino dengan ikatan peptida. 9. Protein adalah suatu polipeptida yang tersusun dari banyak asam amino. Jenis protein adalah protein struktural, protein globular, dan protein konjugasi. 10. Protein dapat mengalami kerusakan sehingga sifat fisik dan aktivitas biologinya dapat berubah yang disebut denaturasi protein. 11. Enzim adalah senyawa yang bertindak sebagai katalis dalam reaksi biologi.kelompok enzim adalah oksidoreduktase, Transferase, hidrolase, liase, isomerase, dan ligase. 200

208 Kimia rganik TES 2 1. Sifat asam amino dipengaruhi oleh gugus. A. Amino dan karbonil B. Amino dan karboksil. Amino dan alkil D. Amino dan hidroksil 2. Manakah yang termasuk dalam kelompok asam amino esensial? A. Alanina, arginina, asparagina B. Glutamina, glisina, leusina. istidina, leusina, lisina D. Asam glutamat, serina, prolina 3. Manakah diantara asam amino dibawah ini yang bila dilarutkan dalam air akan bersifat asam? A. Asam glutamat B. Glutamin. Leusina D. Lisina 4. Manakah diantara asam amino dibawah ini yang bila dilarutkan dalam air akan bersifat asam? A. Asam glutamat B. Glutamin. Leusina D. Lisina 5. Yang termasuk peptida adalah A. ksitosin B. Globulin. Albumin D. Kolagen E. Prostaglandin 6. Peristiwa berikut bisa menyebabkan denaturasi protein, kecuali. A. Putih telur yang dimasak sampai menjadi zat padat B. Penambahan zat pengoksidasi. Radiasi D. Susu yang disimpan dalam kondisi dingin E. Penambahan asam kuat 201

209 Kimia rganik 7. Reaksi asilasi antara asetoil klorida dengan isoleusina akan menghasilkan senyawa dengan gugus. A. Amida B. Amina. Amino D. Asam karboksilat 8. Kelompok protein struktural yang bertugas membentuk kuku dan rambut adalah. A. Albumin B. Elastin. Keratin D. Kolagen 9. Enzim yang betugas untuk menghidrolisis gugus amida adalah. A. Amilase B. ksidase. Lipase D. Protease 10. Ikatan peptida terbentuk antara dua asam amino melalui ikatan antara gugus. A. Karboksil dengan amino B. Alkil dengan amino. Alkil dengan karboksil D. Amino dengan karbonil 202

210 Kimia rganik Topik 3 Lipida Lipida adalah senyawa penyusun jaringan tumbuhan dan hewan yang mempunyai struktur beragam. ontoh kelompok senyawa lipida adalah lemak, minya, lilin, beberapa vitamin dan hormon, dan komponen penyusun membran sel nonprotein. lipida dikelompokkan berdasarkan sifat fisisnya. Sifat fisis dari lipida tersebut adalah : 1. Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti dietil eter, benzena, dan kloroform. 2. Bila dihidrolisis akan menghasilkan asam karboksilat yang dikenal dengan asam lemak 3. Mempunyai fungsi dalam sistem metabolisme organisme 4. Lipida bukan merupakan polimer yang mempunyai satuan berulang. Lipida digolongkan kedalam tiga kelompok yaitu : 1. Lipida sederhana adalah ester dari asam lemak dengan alkohol, contohnya lemak dan lilin (waxes) 2. Lipida kompleks adalah ester asam lemak yang mempunyai gugus tambahan, contohnya fosfolipida 3. Turunan lipida adalah senyawa yang dihasilkan dari hidrolisis lipida misalnya asam lemak, gliserol, dan sterol. 2 2 ( 2 ) 16 3 kolesterol 2 ( 2 ) ( 2 ) 16 3 tristearin (gliseril tristearat) A. LILIN, LEMAK, DAN MINYAK Lilin adalah campuran ester asam karboksilat rantai panjang dengan alkohol rantai panjang. Rantai karboksilatnya umumnya memiliki jumlah karbon 16 sampai dengan 36, dan alkohol dengan rantai karbon 24 sampai dengan 36. Lemak dan minyak adalah kelompok trigliserida atau triasilgliserol, strukturnya saling berhubungan satu sama lain, tetapi terdapat perbedaan sifat fisik diantara keduanya. Trigliserida atau triasilgliserol adalah ester dari gliserol dengan tiga asam lemak. Lemak berbentuk padat dan minyak berbentuk cair dalam suhu kamar. Lemak banyak terdapat dalam hewan, sedangkan minyak dalam tumbuhan, sehingga dikenal dengan nama lemak 203

211 Kimia rganik hewani dan minyak nabati. Lemak terdapat dalam jaringan adiposa dibawah kulit pada hewan, dan minyak nabati terdapat dalam kacang-kacangan, biji-bijian, buah-buahan, dan sayuran. Lemak disebut sebagai trigliserida karena dalam strukturnya terdiri dari satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak, disebut juga dengan triasilgliserol. Asam lemak ini umumnya merupakan rantai hidrokarbon panjang dan tidak bercabang. Jika ketiga asam lemak penyusunnya sama disebut sebagai trigliserida sederhana sedangkan jika asam lemaknya berbeda disebut sebagai trigliserida campuran. idrolisis suatu lemak atau minyak akan menghasilkan asam lemak dan gliserol. 2 R 1 2 R 1 R R 2 2 R 3 2 R 3 trigliserida gliserol asam lemak Penamaan untuk trigliserida, diawali dengan nama gliseril dan diikuti dengan nama asam lemaknya. Untuk asam lemak campuran maka penamaannya dimulai dari asam lemak pertama, kedua, dan ketiga. 1. Klasifikasi Asam Lemak Asam lemak penyusun trigliserida dapat dibedakan berdasarkan ikatan dalam rantai hidorkarbonnya, yaitu : 1. asam lemak jenuh apabila ikatan dalam rantai karbonnya berupa ikatan tunggal 2. asam lemak tidak jenuh apabila ikatannya dalam rantai karbon berupa mengandung ikatan rangkap. 204

212 Kimia rganik Tabel 6.2 kelompok asam lemak Nama Asam lemak Jenuh: Struktur Rumus molekul Asam butirat 3 ( 2 ) Asam palmitat 3 ( 2 ) Asam stearat 3 ( 2 ) Tidak Jenuh : Asam palmitoleat 3 ( 2 ) 5 =( 2 ) Asam oleat 3 ( 2 ) 7 =( 2 ) Asam linoleat 3 ( 2 ) 4 = 2 =( 2 ) Asam linolenat 3 2 = 2 = 2 =( 2 ) Sifat-Sifat Asam Lemak Sifat-sifat lemak dapat diketahui sebagai berikut : 1. Lemak hewani pada suhu ruangan berupa zat padat, sedang minyak nabati berupa cairan. 2. Lemak dengan asam lemak jenuh mempunyai titik lebur tinggi, sedangkan minyak yang mengandung asam lemak tidak jenuh titik leburnya lebih rendah. 3. lemak dengan asam lemak rantai pendek dapat larut dalam air, sedangkan lemak dengan asam lemak rantai panjang tidak larut dalam air. 4. lemak dapat larut dalam pelarut organik seperti benzena, kloroform, dan alkohol panas. 5. Di udara lemak akan mengalami hidrolisis dengan melepaskan asam lemak bebas sehingga timbul bau yang tidak enak. 6. ksidasi lemak akan menghasilkan warna dan rasa tidak enak (tengik). 3. Reaksi Kimia Lemak dan Minyak Lemak dan minyak dapat mengalami reaksi kimia, diantaranya adalah reaksi hidrolisis, penyabunan, hidrogenasi, dan oksidasi. 1. Reaksi hidrolisis Reaksi hidrolisis akan memecah lemak dan minyak menjadi asam lemak dan gliserol. 2 2 ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) tristearin (gliseriltristearat) gliserol Asam stearat 205

213 Kimia rganik 2. Reaksi penyabunan Reaksi antara lemak dengan basa akan menghasilkan sabun dan gliserol. reaksi ini disebut juga dengan reaksi saponifikasi 2 2 ( 2 ) ( 2 ) Na ( 2 ) Na ( 2 ) tristearin (gliseriltristearat) gliserol narium stearat 3. Reaksi hidrogenasi idrogenasi adalah proses untuk mengubah minyak nabati cari menjadi padatan, proses ini dilakukan dalam proses pembuatan margarin. Proses ini juga bertujuan untuk menstabilkan minyak dari pengaruh reaksi oksidasi. 4. Reaksi oksidasi ksidasi lemak dan minyak dapat terjadi apabila terjadi kontak dengan oksigen. Pada proses oksidasi ini akan menimbulkan bau dan rasa tidak enak (tengik). B. SABUN DAN DETERJEN Sabun adalah garam alkali dari asam-asam lemak. Sabun dapat diperoleh melalui reaksi saponifikasi antara lemak atau minyak dengan larutan alkali. Larutan alkali yang biasa digunakan adalah Natrium hidroksida (Na) dan Kalium hidroksida (K). 2 R R 2 R Na 2 3 R - Na trigliserida sabun gliserol Molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang dengan ujung ion. Rantai hidrokarbon merupakan bagian yang bersifat hidrofobik yang akan berinteraksi dengan zat-zat nonpolar. Ujung ion akan bersifat hidrofilik dan akan larut dalam air. sabun akan mengemulsikan kotoran berminyak sehingga memudahkan untuk dibilas dan terpisah. Kerja sabun dengan cara bagian hidrofobik sabun (rantai hidrokarbon) akan berinteraksi dengan tetesan minyak, ujung ion sabun akan tertarik ke air, sehingga akan terjadi 206

214 Kimia rganik pemisahan molekul minyak dengan air. kelemahan dari sabun adalah sabun akan mengendap dalam air sadah yaitu air yang mengandung a 2+, Mg 2+, Fe 3+, dan lain-lain. Sabun termasuk dalam golongan surfaktan yaitu senyawa yang dapat menurunkan tegangan permukaan air. surfaktan adalah senyawa yang mengandung ujung hidrofobik dan hidorfilik. Agar efektif kerja surfaktan maka ujung hidrokarbon surfaktan harus mengandung 12 atom karbon atau lebih. Surfaktan dibedakan dalam tiga kelompok yaitu surfaktan anionik, kationik, dan netral. Sabun termasuk dalam kelompok surfaktak anionik. Surfaktan kationik adalah surfaktan yang mengandung gugus kation seperti amonium contohnya adalah benzalkonium klorida atau N-benzil amonium kuartener klorida. Surfaktan netral adalah surfaktan yang mengandung gugus non ion seperti karbohidrat yang dapat berikatan dengan air. Deterjen adalah kelompok surfaktan anionik seperti halnya sabun, tetapi deterjen dibuat secara sintetis. ontoh deterjen adalah garam dari sulfonat atau sulfat rantai panjang dari natrium. Deterjen sintetik ini bekerja seperti halnya sabun, tetapi kelebihannya deterjen sintetik tidak meninggalkan endapan pada air sadah. R S - deterjen sintetik. FSFLIPID Lilin, lemak, dan minyak adalah lipid yang mengandung gugus asam karboksilat, sedangkan fosfolipid adalah lipid adalah lipida yang mengandung gugus ester fosfat. Fosfolipid ditemukan dalam jaringan tanaman dan hewan yang menyusun % membran sel. Fosfolipid dibedakan dalam dua kelompok besar yaitu gliserofosfolipid atau fosfoglisrida dan sfingomielin. Gliserofosfolipida adalah senyawa fosfolipida yang mengandung ester asam lemak pada dua gliserol dan satu ester fosfat pada posisi ketiga gliserol. asam lemak gliserofoslipida pada 1 biasanya berupa asam lemak jenuh dan pada 2 asam lemak tidak jenuh, sedangkan 3 mengandung gugus fosfat dengan yang terikat pada amino alkohol seperti kolin [ 2 2 N( 3 ) 3 ]_ contohnya adalah lesitin, etanolamin ( 2 2 N 2 ) contohnya sefalin, atau serin [ 2 (N 2 ) 2 ]. 2 pada gliserofosfolipida merupakan karbon kiral dengan konfigurasi L atau R. lesitin dan sefalin adalah gliserofosfolipida yang banyak ditemukan dalam otak, sel syaraf dan hati hewan, ditemukan juga dalam telur, kecambah, gandum, kedelai dan makanan lainnya. 207

215 Kimia rganik 2 R R - 2 P 2 2 N + ( 3 ) 3 fosfatidilkolin (suatu lesitin) 2 R R P 2 2 N 3 fosfatidiletanolamin(suatu sefalin) 2 R R P 2 N 3-2 fosfatidilserin Kelompok kedua fosfolipida adalah sfingomielin, suatu ester fosfat bukan gliserol dengan alkohol alilik berantai panjang dengan suatu rantai samping amida. Sfingomelin banyak ditemukan dalam jaringan otak dan syaraf. D. PRSTAGLANDIN sfingomielin Prostaglandin adalah lipida dengan karbon 20 yang mengandung cincin siklopentana dengan dua rantai samping panjang. Senyawa ini disebut prostaglandin karena pada awalnya diisolasi oleh Sune Bergstrom dan Bengt Samuelsson dari kelenjar prostat dan banyak ditemukan dalam mani (semen). Tetapi ternyata senyawa ini banyak ditemukan dalam jumlah kecil di seluruh tubuh dan juga disintesis dalam paru-paru, hati, uterus, dan organ serta jaringan lain. Beberapa dosis dari prostaglandin dapat memberikan efek biologi seperti merangsang kontraksi uterin selama proses persalinan. Ketidakseimbangan prostaglandin dalam tubuh dapat menyebabkan gangguan saluran cerna seeperti mual dan diare, peradangan, nyeri, demam, kekacauan siklus menstruasi, asma, tukak lambung, tekanan 208

216 Kimia rganik darah tinggi dan penggumpalan darah. Kerja prostaglandin dapat dihambat oleh aspirin (asam asetil salisilat) atau anti radang kortison, aspirin akan mendeaktivasi enzim siklooksigenase yang berperan dalam sintesis prostaglandin. Prostaglandin dapat disintesis dari asam arakhidonat : 2 2 PGE 2 asam arakhidonat 2 PGF 2 PG berarti prostaglandin, E berarti alkohol keto, F berarti diol, angka 2 merujuk pada jumlah ikatan rangkap dan α berarti konfigurasi pada karbon 9. E. TERPENA Terpena adalah senyawa alam dengan komponen penyusun karbon dan hidrogen dengan perbandingan 5 : 8. Terpena mengandung gabungan senyawa isoprena dari kepala ke ekor, posisi kepala adalah posisi yang paling dekat dengan ujung metil. ekor kepala atau terpena Struktur seperti terpena yang mengandung unsur selain dan disebut dengan terpenoid. 2 terpenoid 209

217 Kimia rganik Terpena atau terpenoid dikelompokkan berdasarkan jumlah karbon penyusunnya : Monoterpena merupakan penggabungan dua isoprena (10), seskuiterpena penggabungan dari tiga satuan isprena (15), diterpena penggabungan empat satuan isoprena (20), triterpena merupakan penggabungan enam satuan isoprena (30), dan tetraterpena penggabungan delapan satuan isoprena (40). kamfor suatu monoterpenoid lanosterol suatu triterpenoid Golongan senyawa terpena ini banyak ditemukan dalam tanaman, seperti dalam minyak atsiri yang merupakan komponen minyak mudah menguap yang diisolasi dari tanaman. ontoh senyawa terpena yang diisolasi dari bunga mawar adalah geraniol, sitral dari minyak sereh, limonena dari buah jeruk, atau mentol dari tanaman mint. 2 geraniol sitral (geranial) limonena mentol kamfor Geraniol dan sitral termasuk dalam kelompok monoterpena asiklik. Limonena, mentol, kamfor termasuk dalam kelompok monoterpena siklik. LATIAN 1. Gambarkan rumus struktur dari tripalmitin! 2. Bagaimana reaksi antara tripalmitin dengan suatu basa kuat (Na)? 3. Bagaimana mekanisme sabun dalam membersihkan kotoran pada baju? 210