ALKOHOL DAN ETER Tim Dosen Kimia Dasar II/ Kimia Organik 1
SUMBER ALKOHOL DAN ETER Alkohol didapatkan dengan berbagai cara yaitu dapat dibuat dengan cara fermentasi terhadap bahan bahan yang mengandung pati atau gula Eter didapatkan dengan mereaksikan alkil halida dengan alkoksida, atau dehidrasi alkohol. 2
2. TATANAMA 2.1 TATA NAMA ALKOHOL 2.1.1 Dalam Tatanama Substitutif IUPA suatu nama harus mengandung empat karakter : lokasi, awalan, senyawa induk, dan suatu akhiran. H 2 HH 2 H 2 H 2 OH 4-Metil-1-heksanol lokasi awalan lokasi induk akhiran 3
Lokasi 4 menunjukkan bahwa substituen gugus metil, yang merupakan awalan, terikat pada senyawa induk di posisi -4. Senyawa induk mengandung enam atom karbon dan tidak ada ikatan rangkap, jadi induknya adalah heksana. Dan karena merupakan suatu alkohol, maka memiliki akhiran -ol. Lokasi 1 menunjukkan bahwa -1 mengikat gugus hidroksil. Secara umum, penomoran pada rantai karbon selalu dimulai dari bagian akhir yang lebih dekat dengan gugus yang mendapat nama sebagai suatu akhiran. 4
ontoh : 3 2 1 H 2 H 2 OH 1-Propanol 1 2 3 4 HH 2 OH 2-Butanol 5 4 3 2 1 HH 2 H 2 H 2 OH 4-Metil-1-pentanol 3 2 1 lh 2 H 2 H 2 OH 3-Kloro-1-propanol 1 2 3 4 5 HH 2 OH 4,4-Dimetil-2-pentanol 5
2.1.2 Tata nama Trivial Alkohol diberi nama dengan menyebutkan nama gugus alkil yang mengikat OH kemudian diikuti dengan kata alkohol. contoh alkohol sederhana adalah sebagai berikut ini: H 2 H 2 OH Propil alkohol H 2 H 2 H 2 OH Butil alkohol H 2 H OH sec-butil alkohol H 3 O H HH 2 OH H 2 OH 3 tert-butil alkohol Isobutil alkohol Neopentil alkohol 6
2.1.3 Tata Nama Karbinol Alkohol yang mengandung dua gugus hidroksil umumnya diberi nama glikol. Dalam sistem substitutif IUPA alkohol tersebut dinamai sebagai diol. H 2 H 2 H H 2 H 2 H 2 H 2 OH OH Etilen glikol 1,2-Etanadiol OH OH Propilen glikol 1,2-Propanadiol OH OH Trimetilen glikol 1,3-Propanadiol 7
3.1 Struktur Alkohol 3. STRUKTUR Alkohol adalah senyawa yang molekulnya memiliki suatu gugus hidroksil, yang terikat pada suatu atom karbon jenuh. OH Metanol H 2 OH Etanol H OH 2-Propanol (isopropil alkohol) OH 2-Metil-2-propanol (tert-butil alkohol) 8
Atom karbon dapat berupa suatu atom karbon dari gugus alkenil atau gugus alkunil. Atau dapat pula berupa suatu atom karbon jenuh dari suatu cincin benzena. Benzil alkohol H 2 OH Suatu alkohol benzilik H H 2 H 2 OH OH 2-Propenol (alil alkohol) 9
4. KLASIFIKASI ALKOHOL Alkohol dapat dilihat secara struktural: a b sebagai turunan hidroksi dari alkana. sebagai turunan alkil dari air. Etil alkohol = etana dimana satu hidrogen diganti dengan gugus hidroksil. Etil alkohol = air dimana satu hidrogen diganti dengan gugus etil. Etana Gugus etil H 2 109 0 H Etil alkohol O Gugus hidroksil 105 0 H H Air O 10
Alkohol dibagi dalam tiga golongan: a Alkohol primer (1º) b Alkohol sekunder (2º) c Alkohol tersier (3º) Penggolongan didasarkan pada derajat substitusi dari atom karbon yang langsung mengikat gugus hidroksil. 1. Jika karbon tersebut mengikat satu atom karbon lain, maka disebut karbon primer dan alkoholnya disebut alkohol primer. 2. Jika karbon yg mengikat gugus -OH juga mengikat dua atom karbon lain, maka disebut karbon sekunder dan alkoholnya disebut alkohol sekunder. 3. Jika karbon yg mengikat gugus -OH juga mengikat tiga atom karbon lain, maka disebut karbon tersier dan alkoholnya disebut alkohol tersier. 11
2.2 TATA NAMA IUPA ETER Dalam sistem IUPA, eter dinamai sebagai alkoksialkana Gugus RO- merupakan suatu gugus alkoksi. OH 2 Metoksi etana H 2 OH 2 Etoksi etana 6 H 5 O Butoksi benzena 12
2.3 TATA NAMA ETER TRIVIAL Eter sederhana sering dinamai dengan nama umum. Tuliskan kedua gugus yang terikat pada atom oksigen (sesuai urutan abjad) dan tambahkan kata eter. OH 2 Etil metil eter H 2 OH 2 Dietil eter 6 H 5 O tert-butil fenil eter 13
3.2 Struktur Eter Eter berbeda dari alkohol, dimana atom oksigen dari suatu eter terikat pada dua atom karbon. Gugus hidrokarbon dapat berupa alkil, alkenil, vinil, atau aril. Eter memiliki rumus umum R-O-R atau R-O-R dimana R adalah gugus alkil yang berbeda dari gugus R. Eter = air dimana kedua atom hidrogen diganti dengan gugus alkil. R R O atau R O R Rumus umum suatu eter 110 0 O Dimetil eter 14
O Gugus fungsional suatu eter H 2 O H 2 O Etilen oksida Tetrahidrofuran (THF) ETER SIKLIK HH 2 H 2 H 2 O O 2-Metoksipentana 1-Etoksi-4-metilbenzena O OH 2 H 2 O 1,2-Dimetoksietana O Dioksana (1,4-dioksasikloheksana) 15
LATIHAN H 3 H O H 2 H H 3 H O H 2 H 2 H 3 H O H 2 H 2 OH H 3 H 2 O H 2 H H OH H 3 H 2 O H 2 H H 3 H 2 O H 2 H H H 2 OH OH 16
5.1 Sifat Fisik Alkohol 5. SIFAT FISIK Alkohol memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan eter atau hidrokarbon yang sebanding. Molekul-molekul alkohol dapat berikatan satu sama lain melalui ikatan hidrogen. Metanol, etanol, propil alkohol, isopropil alkohol, dan tertbutil alkohol campur sempurna dengan air. Kelarutan alkohol dalam air menurun secara bertahap sebanding rantai hidrokarbon yang semakin panjang. Alkohol rantai panjang bersifat lebih mirip alkana dan oleh karena itu kurang mirip dengan air 17
5.2 Sifat Fisik Eter Eter memiliki titik didih yang sebanding dengan hidrokarbon dengan berat molekul yang sama. Titik didih dietil eter (MW = 74) adalah 34,6º, dan pentana (MW = 72) adalah 36º. Eter juga dapat membentuk ikatan hidrogen dengan senyawa-senyawa seperti air. Eter memiliki kelarutan dalam air yang sebanding dengan alkohol dengan berat molekul yang sama. Dietil eter & 1-butanol memiliki kelarutan yang sama dalam air, sekitar 8 g per 100 ml pada suhu kamar. Sebaliknya, pentana secara nyata tidak larut dalam air. 18
6. ISOMER ALKOHOL DAN ETER Alkohol dan eter memiliki kesamaan yaitu isomeri fungsi dimana rumus molekulnya sama tetapi berbeda gugus fungsi. Sehingga sifatsifat fisikanya berbeda. contoh : etanol dan metoksi metana 19
7. REAKSI REAKSI PADA ALKOHOL DAN ETER H 3 1. Reaksi-reaksi pada Alkohol Penggantian hidrogen dalam Gugus OH Hidrogen dalam gugus OH alkohol dapat digantikan oleh logam aktif, gugus alkil, dan gugus asam a. Penggantian oleh Logam Aktif Dengan logam Na, alkohol membentuk garam natrium alkoksida disertai pembebasan hidrogen H 2 + 2Na OH H 3 b. Penggantian oleh Gugus Alkil H 2 ONa Reaksi ini terjadi bila alkohol diubah dahulu menjadi garam alkoksida dan kemudan direaksikan dgn alkil halida. 20
c. Penggantian oleh halogen reaksi penggantian gugus OH dengan halogen ( X : F, l, Br, dst) H 3 H 2 OH H 3 H 2 + Hlp + H 2 O l d. Penggantian oleh Gugus Asam (Esterifikasi) H 3 Reaksi penggantian ini berlangsung bila alkohol direaksikan dengan asam, atau klorida asam, dan semuanya menghasilkan ester. H 2 OH + H 3 O OH H 3 O O H 2 21
Oksidasi Hasil reaksi oksidasi alkohol ditentukan oleh jenis alkoholnya. Pada oksidasi alkohol primer diperoleh aldehida, pada alkohol sekunder menghasilkan keton, dan pada oksidasi alkohol tersier dihasilkan campuran asam karboksilat dan keton yg masing masing mengandung atom lebih sedikit daripada alkohol asalnya. 22
Dehidrasi alkohol Dehidrasi alkohol dengan suatu asam sulfat akan menghasilkan alkena dan air. H OH H 2 H 2 - H 2 O H 2 H 2 23
Reaksi alkohol dengan hidrogen halida Jika alkohol bereaksi dengan suatu hidrogen halida, maka terjadi suatu reaksi substitusi menghasilkan suatu alkil halida dan air. Urutan reaktivitas dari hidrogen halida adalah HI > HBr > Hl (HF umumnya tidak reaktif). Urutan reaktivitas alkohol: 3º > 2º > 1º > metil. Reaksi ini dikatalisis oleh asam. Alkohol primer dan sekunder dapat dikonversi menjadi alkil klorida dan alkil bromida melalui reaksi alkil halida dengan natrium halida dan asam sulfat. 24
2. Pembuatan Eter Pembuatan Eter Sintesis Williamson Suatu jalur penting pada preparasi eter nonsimetrik adalah suatu reaksi substitusi nukleofilik yang disebut reaksi Williamson. Merupakan reaksi S N 2 dari suatu natrium alkoksida dengan alkil halida, alkil sulfonat, atau alkil sulfat. Hasil terbaik dicapai jika alkil halida, alkil sulfonat, atau alkil sulfat yang dipakai adalah primer (atau metil). Jika substrat adalah tersier maka eliminasi sepenuhnya merupakan produk reaksi. Pada suhu rendah substitusi lebih unggul dibanding dengan eliminasi. 26
R O Na + R' L R O R' + Na L L = Br, I, OSO 2 R", atau OSO 2 OR" H 2 H 2 OH + Na H 2 H 2 O Na + 1/2 H 2 Propil alkohol Natrium propoksida H 2 I H 2 OH 2 H 2 + Na I Etil propil eter (70%) 27
Tert-butil eter dari alkilasi alkohol Alkohol primer dapat diubah menjadi tert-butil eter dengan melarutkan alkohol tersebut dalam suatu asam kuat seperti asam sulfat dan kemudian ditambahkan isobutilena ke dalam campuran tersebut. (Prosedur ini meminimalkan dimerisasi dan polimerisasi dari isobutilena). RH 2 OH + H 2 H 2 SO 4 RH 2 O Alkohol 1 0 Isobutilena tert-butil eter 28
Metode ini sering dipakai untuk proteksi gugus hidroksil dari alkohol primer sewaktu reaksi-reaksi lainnya dilakukan terhadap bagian lain dari molekul tersebut. Gugus proteksi tert-butil dapat dihilangkan secara mudah dengan penambahan larutan asam encer. Trimetilsilil eter (Sililasi) Suatu gugus hidroksil juga diproteksi dalam larutan netral atau basa dengan mengubahnya menjadi suatu gugus trimetilsilil eter, OSi( ) 3. Reaksi ini, yang disebut sililasi, dilakukan dengan membiarkan alkohol tersebut bereaksi dengan klorotrimetilsilana dengan kehadiran suatu amina tersier. 29
R OH + ( ) 3 Sil Klorometilsilana ( H 2 ) 3 N R O Si( ) 3 Gugus proteksi ini dapat dihilangkan dengan suatu larutan asam. R O Si( ) 3 H 3 O + / H 2 O R OH + ( ) 3 SiOH 30
3. Reaksi reaksi pada eter Dialkil eter bereaksi dengan sedikit pereaksi diluar asam-asam. Eter tahan terhadap serangan nukleofil dan basa. Ketidakkreaktifan dan kemampuan eter men-solvasi kation (dengan mendonorkan sepasang elektron dari atom oksigen) membuat eter berguna sebagai solven dari banyak reaksi. Eter mengalami reaksi halogenasi seperti alkana. Oksigen dari ikatan eter memberi sifat basa. Eter dapat bereaksi dengan donor proton membentuk garam oksonium. 31
H 2 OH 2 + HBr H 2 O H 2 Br H Garam oksonium Pemanasan dialkil eter dengan asam-asam sangat kuat (HI, HBr, H 2 SO 4 ) menyebabkan eter mengalami reaksi dimana ikatan ikatan karbon oksigen pecah. Sekilas EPOKSIDA Epoksida adalah eter siklik dengan cincin tiga anggota. Dalam tatanama IUPA, epoksida disebut oksirana. Epoksida paling sederhana memiliki nama umum etilena oksida. 32
MEMBEDAKAN ALKOHOL DENGAN ETER Alkohol dan eter dapat dibedakan berdasarkan reaksinya dengan logam natrium dan fosforus pentaklorida (Pl 5 ) Alkohol bereaksi dengan logam natrium membebaskan hidrogen, sedangkan eter tidak bereaksi. Alkohol bereaksi dengan Pl 5 menghasilkan gas Hl, sedangkan eter bereaksi tetapi tidak menghasilkan Hl. R OH + Pl 5 R l + H l + POl 3 R O R + Pl 5 R l + R l + POl 3 33
ALKOHOL & ETER PENTING METANOL Memiliki rumus struktur OH dan adalah alkohol yang paling sederhana. Dahulu sebagian besar metanol dibuat dari distilasi destruktif kayu (pemanasan kayu pada suhu tinggi tanpa udara) = alkohol kayu (wood alcohol). Sekarang dibuat melalui hidrogenasi katalitik dari karbon monoksida. Metanol sangat beracun. Konsumsi dalam jumlah yg sangat kecil sekalipun dapat menyebabkan kebutaan; dalam jumlah besar menyebabkan kematian. Keracunan metanol dapat pula terjadi melalui penghirupan uap atau paparan jangka panjang terhadap kulit. 36
ETANOL Merupakan alkohol dari semua minuman beralkohol. Dapat dibuat dari fermentasi gula, dengan menambahkan ragi ke dalam campuran gula dan air. Ragi mengandung enzim yang memicu suatu reaksi berseri yang panjang, dan akhirnya mengubah suatu gula sederhana ( 6 H 12 O 6 ) menjadi etanol dan karbon dioksida. 37
Etanol sangat murah, tapi jika digunakan untuk minuman dikenakan pajak yang sangat tinggi. Etanol yang digunakan untuk keperluan sains (penelitian) dan industri diracuni atau di denaturasi sehingga tidak layak untuk diminum. Beberapa denaturant dapat digunakan termasuk metanol. Etanol adalah senyawa yang penting dalam industri. 38
Sebagian besar etanol untuk keperluan industri dibuat melalui reaksi hidrasi etena dengan katalis asam. Etanol adalah suatu hipnotik (penidur). Ia menekan aktivitas otak atas meskipun memberi efek ilusi sebagai suatu stimulant. Etanol juga toksik, tapi kurang toksik dibanding metanol. Pada tikus (rat), dosis letal adalah 13,7 g per kg berat badan. Penyalahgunaan etanol menjadi problem di banyak negara. 39
ETILEN GLIKOL Etilen glikol (HOH 2 H 2 OH) memiliki berat molekul yang rendah dan titik didih yang tinggi, serta campur dengan air. Sifat ini membuat etilen glikol menjadi suatu antibeku (antifreeze) ideal untuk kendaraan bermotor. 40
DIETIL ETER Berupa suatu cairan dengan titik didih rendah dan mudah terbakar. Sebagian besar eter bereaksi lambat dengan oksigen melalui suatu reaksi radikal yang disebut auto-oksidasi membentuk hidroperoksida dan peroksida (ekplosif). Sering digunakan sebagai pelarut ekstraksi. Dipakai sebagai suatu anestetik (pembius) pada pembedahan. 41