MAKALAH ALKUNA, SIKLOALKANA KIMIA ORGANIK
DISUSUN OLEH
KELOMPOK 2 NAMA
: AYU KHOIRIYAH ANGGUN ASTRIAN FRATIWI M. REZA PAHLEVI RAHMAT AKBAR MUZATA YUSERLI : 3 KA : IDHA SILVIYATI, S.T., M.T.
KELAS PEMBIMBING
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG TAHUN PEMBELAJARAN 2013 - 2014
K
KIMIA ORGANIK | 1
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur yang sebesar-besarnya kepada Allah SWT, berkat rahmat dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan penulisan Makalah Kimia Organik tentang Alkuna, Sikloheksana, Asam Karboksilat dan turunannya dapat diselesaikan sesuai waktunya. Shalawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW yang selalu menjadi motivasi untuk keinginan selalu bekerja keras. Penulisan makalah ini disusun untuk memenuhi memenuhi tugas presentasi dan diskusi kelompok. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan mengucapkan terima kasih kepada : 1. Idha Silviyati, S.T., M.T. sebagaidosen pembimbing pembimbing 2. Kedua orangtua penulis, terima kasih atas segala doa kepada penulis, saudara saudariku, atas segala segala doa dan dorongan semangat semangat dari kalian. 3. Teman-teman Mahasiswa POLSRI kelas 3KA terimakasih atas support kalian. Tim penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan Makalah ini, sehingga penulis sangat mengharapkan mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun membangun dari segenap pembaca demi kebaikan dan kesempurnaan kesempurnaan Makalah ini.
Palembang, Palembang, Oktober 2013
Tim Penulis
K
KIMIA ORGANIK | 2
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................... .................................................................. ............................................. ......................... ... 2 DAFTAR ISI ............................................ .................................................................. ............................................ ........................................ .................. 3 BAB I PENDAHULUAN 1.1 LatarBelakang ........................................... ................................................................. ............................................ ............................. ....... 4 1.2 Rumusan Masalah............................ Masalah.................................................. ............................................ ....................................... ................. 4 1.3 Tujuan Penulisan..................... Penulisan........................................... ............................................ ............................................ ......................... ... 5 BAB II PEMBAHASAN 2.1 Alkuna ............................................ .................................................................. ............................................ ........................................ .................. 6 2.2 Siklo Alkuna ............................... ..................................................... ............................................ .......................................... .................... 12 2.3 Asam Karboksilat dan turunannya ......................................... ............................................................. .................... 20 2.3.1 Asil Klorida.......................................... Klorida................................................................ ............................................ ...................... 21 2.3.2 Anhibrida Asam............................................ Asam.................................................................. ................................... ............. 23 2.3.4 Ester.................................................. Ester........................................................................ ............................................ .......................... .... 24 2.3.4 Amida........................................... Amida................................................................. ............................................ ...............................32 .........32 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan................................................ ...................................................................... ............................................ ........................... ..... 42 3.2 Saran ........................................... ................................................................. ............................................ .......................................... .................... 42 DAFTAR PUSTAKA .......................................... ................................................................ ............................................ ........................... ..... 43
K
KIMIA ORGANIK | 3
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Suatu pengetahuan mengenai kimia organik tidak dapat diabaikan begitu saja, karena sistem kehidupan terutama terdiri dari air dan senyawa organik, hampir setiap studi yang berhubungan dengan tumbuhan, hewan, atau mikroorganisme tergantung pada prinsip kimia organik. Bidang-bidang studi ini mencakup obatobatan ilmu kedokteran, biokimia, mikrobiologi dan banyak ilmu pengetahuan yang lainnya. Senyawa organik mempunyai struktur yang beragam dengan sifat fisika dan kimia yang berbeda beda. Sehingga dari sifat-sifat khasnya kita dapat melakukan analsis terhadap senyawa-senyawa tersebut apabila. Analisis yang dilakukan meliputi analisis secara kulitatif dan secara kuantatif. Studi mangenai senyawa alifatik khususnya alkana, alkena, alkohol dan eter perlu dipalajari dan dipahami, karena apabila senyawa tersebut berada secara bersamaan sulit untuk diidentifikasi secara langsung, tetapi identifikasi yang dilakukan harus secara bertahap dan berkesinambungan dari yang bersifat umum sampai spesifik. Makalah ini akan membahas mengenai analisis alkuna dan sikloalkanabeserta reaksi reaksi yang terjadi, sehingga kita dapat melakukan proses identifikasi dan analisis dengan pengujian yang tepat.
I.2 Rumusan Masalah
Apakah yang di maksud dengan senyawa alkuna dan sikloalkana ?
Bagaimana reaksi dari analisis senyawa-senyawa tersebut?
Bagaimana aplikasi penggunaan senyawa tersebut dalam kehidupan sehari-hari ?
Bagaimana cara penamaan untuk masing alkuna dan siklo alkana ?
K
KIMIA ORGANIK | 4
I.3 Tujuan
Dalam makalah ini, kami membagi tujuan atas 2 macam : I.3.1 Tujuan Khusus
Tujuan khusus dari makalah ini tak lain adalah untuk memenuhi tugas kelompok mata kuliah Satuan Proses berupa melakukan suatu diskusi dan mempresentasikan hasil diskusi tersebut dengan materi Alkuna dan Sikloalkanadengan penugasan akhir yaitupenyerahan makalah dari hasil presentasi tersebut. I.3.2 Tujuan Umum
Tujuan umum dari pembuatan makalah ini, antara lain: - Memahami tentang analisis senyawa-senyawa alkuna dan sikloalkana. - Mengetahui reaksi-reaksi senyawa tersebut. - Mengetahui bagaimana pengaruh antar senyawa yang dimaksud - Mengetahui cara penamaan pada masing – masing – masing masing alkuna dan siklo alkana
K
KIMIA ORGANIK | 5
BAB II PEMBAHASAN
Senyawa hidrokarbon hidrokarbon adalah senyawa yang tersusun atas unsur hidrogen hidrogen dan karbon. Senyawa hidrokarbon dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu :
Senyawa hidrokarbon alifatik,yaitu senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai lurus (terbuka) dan atau bercabang. Berdasarkan ikatan yang terdapat dalam rantai karbonnya,senyawa hidrokarbon alifatik dapat dibagi atas dua jenis ,yaitu : 1. Hidrokarbon jenuh ,yaitu pada rantai karbonnya semua berikatan tunggal Hidrokarbon jenis ini disebut alkana. 2. Hidrokarbon tak jenuh ,yaitu pada rantai karbonnya terdapat ikatan rangkap dua atau tiga. Hidrokarbon yang mengandung ikatan rangkap dua disebut alkena,sedangkan hidrokarbon yang mengandung ikatan rangkap tiga disebut alkuna.
Senyawa hidrokarbon siklik,yaitu senyawa hidrokarbon yang mempunyai struktur cincin (melingkar). Senyawa ini dibagi menjadi dua jenis,yaitu : 1. Hidrokarbon alisiklik,yaitu pada struktur cincinnya semua berikatan tunggal. 2. Hidrokarbon aromatik ,yaitu senyawa organik yang mempunyai cincin benzene.
K
KIMIA ORGANIK | 6
2.1 Alkuna 2.2.1 Pengertian Alkuna
Alkuna adalah hidrokarbon yang mengandung satu ikatan rangkap tiga di antara dua atom karbon. Catat bahwa akhir nama masing-masing adalah -una. Akhiran ini menunjukkan adanya rangkap tiga di dalam molekul. Rumus umum untuk alkuna ini adalah C nH2n-2. Alkuna juga merupakan contoh dari deret homolog. Alkuna merupakan senyawa Hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga antar atom karbonnya untuk menyusun suatu alkuna minimal diperlukan dua atom dan dengan menggunakan model molekul dapat di gambarkan sebagai berikut : H – C = C – C – H H atau CH = CH
Ikatan-ikatan rangkap tiga telah menjadi bangunan penting untuk blok sintesis organik. Keasaman alkuna memungkinkan dengan mudah dikonversi menjadi acetylide logam, karena acetylide ini mempunyai ikatan rangkap tiga yang di kenal dengan berbagai jenis khususnya dalam ikatan rangkap dua dan dengan tingkat tinggi stereoselektivitas.
K
KIMIA ORGANIK | 7
Dalam uji karakterisasi, alkuna menyerupai alkena: kedua senyawa tersebut dekolorisasi bromin dalam karbon tetraklorida tanpa evolusi hidrogen bromida, dan keduanya dekolorisasi dingin, netral, permanganat encer: mereka tidak teroksidasi oleh kromat anhidrida. Seperti diena, bagaimanapun, mereka lebih tak jenuh yang alkena. Sifat ini dapat dideteksi dengan penentuan rumus molekul mereka (CnH2n-2) dan oleh hidrogenasi kuantitatif (dua mol hidrogen diambil per mol hidrokarbon).
2.2.2 Tata nama Alkuna
Alkuna diberi nama seperti pada Alkena, akhiran “ena” diganti dengan “Una”, tata cara pemberian nomor ikatan dan ikatan dan cabang sama dengan lakena.Nama alkuna sesuai dengan nama alkana dengan mengganti akhiran ana menjadi una.
Rumus molekul
Rumus struktur
Nama
C2H2
Hc = CH
Etuna/Asetilena
C3H4
H = C – CH CH 3
Propuna
C4H6
H3C – C C = C – C – CH CH3
Butuna
C5H8
H3C – C C = C – C – H H2C – CH CH3 Pentuna
CnH2n – 2 adalah rumus umum dari Alkuna.
Aturan pemberian nama pada alkuna adalah sebagai berikut. a. Rantai utama dipilih rantai terpanjang b. Atom C yang mengandung ikatan rangkap pada rantai utama diberi nomor sekecil mungkin. Contoh : 1CH≡2C─ 3CH2 ─ 4CH3 c. Bila rantai alkena bercabang, penomoran dimulai dari ujung yang paling dekat dengan cabang, nama cabang di dahulukan. Contoh : 3-metil-2-butuna 3-etil-4-metil-1-pentuna
K
KIMIA ORGANIK | 8
d. Jika suku alkuna mempunyai dua ikatan rangkap atau lebih, maka namanya diberi awalan sesuai jumlahnya (2=diuna, 3= triuna, dan seterusnya) Contoh : 3-metil-1,4-pentadiuna
2.2.3 Isomer
Isomer pada suku alkuna terjadi karena perbedaan letak ikatan rangkap 3 (isomerposisi)dan adanya cabang pada rantai utama(isomer rantai). Contoh : Isomer pada pentuna (C 5H8) Isomer Posisi CH≡C─CH2 ─CH2 ─CH3 --> 1-pentuna CH3 ─C≡C─CH2 ─CH3 --> 2-pentuna Isomer rantai CH≡C─CH─CH3 --> 3-metil-1-butuna ........II ........ .......CH ....... CH3
CONTOH SOAL
1. Tuliskan rumus struktur senyawa 3,4-dimetil-1-pentuna! Pemecahan CH≡C─CH─CH─CH3 .............II........ ............. ........II ..
.....CH3.. .....CH ..CH CH3
2. Tuliskan isomer senyawa pentuna (C 5H8) Pemecahan Isomer posisi CH≡C─CH2 ─CH2 ─CH3 --> 1-pentuna CH3 ─C≡C─CH2 ─CH3 --> 2-pentuna
K
KIMIA ORGANIK | 9
Isomer rantai CH≡C─CH─CH3 --> 3-metil-1-butuna .................II ................. .............CH ............. CH3
Ciri-ciri alkuna
Hidrokarbon tak jenuh mempunyai ikatan rangkap tiga Sifat-sifatnya menyerupai alkena, tetapi lebih reaktif Pembuatan : CaC2 + H2O → C2H2 → C2H2 + Ca(OH)2 Sifat-sifat : -
Suatu senyawaan endoterm, maka mudah meledak
-
Suatu gas, tak berwarna, baunya khas Penggunaan etuna :
-
Pada pengelasan : dibakar dengan O 2 memberi suhu yang tinggi (±3000oC), dipakai untuk mengelas besi dan baja
-
Untuk penerangan
-
Untuk sintesis senyawa lain
Sifat Fisika Alkuna
Sifat fisis alkuna, yakni titik didih mirip dengan alkana dan alkena. Semakin tinggi suhu alkena, titik didih semakin besar. Pada suhu kamar, tiga suhu pertama berwujud gas, suhu berikutnya berwujud cair sedangkan pada suhu yang tinggi berwujud padat. Sifat Kimia Alkuna
Adanya ikatan rangkap tiga yang dimiliki alkuna memungkinkan terjadinya reaksi adisi, polimerisasi, substitusi dan pembakaran 1.
Reaksi adisi pada alkuna * Reaksi alkuna dengan halogen (halogenisasi) * Reaksi alkuna dengan hidrogen halida * Reaksi alkuna dengan hidrogen
2. Polimerisasi alkuna
K
KIMIA ORGANIK | 10
3. Substitusi alkuna Substitusi (pengantian) pada alkuna dilakukan dengan menggantikan satu atom H yang terikat pada C=C di ujung rantai dengan atom lain. 4. Pembakaran alkuna Pembakaran alkuna (reaksi alkuna dengan oksigen) akan menghasilkan CO 2 dan H2O. 2CH=CH + 5 O 2 4CO2 + 2H2O
Pembuatan Pembuatan Alkuna
Dehidrohalogenasi alkil halida Reaksi metal asetilida dengan alkil halida primer Alkuna adalah suatu hidrokarbon dengan satu ikatan rangkap tiga. Senyawa paling sederhana dari alkuna adalah asetilena dengan rumus bangun CH{CH dan rumus molekul C2H2, lihat Gambar 12.25. Rumus umum untuk senyawa alkuna (CnH2n-2). Asetilena adalah induk deret homolog alkuna, maka deret ini juga disebut deret asetilena.
Gambar 12.25. Struktur Alkuna. Pembuatan gas asetilena telah dikenal sejak lama dengan dengan mereaksikan kalsium karbida dengan air.
K
KIMIA ORGANIK | 11
Dalam skala kecil, reaksi ini akan memberikan nyala asetilena untuk lampu karbida. Dulu pekerja tambang menggunakan lampu semacam ini; banyaknya gas yang dihasilkan diatur dengan mengendalikan laju air yang diteteskan ke dalam tempat reaksi. Metode komersial yang baru untuk membuat asetilena adalah dengan memanaskan metana dan homolog-homolognya pada temperatur tinggi dengan menambahkan suatu katalis. Kegunaan Alkuna
Alkuna sama dengan alkena juga merupakan bahan baku untuk pembuatan bahan-bahan sintesis, ex : Plastik salah satu anggota alkuna yaitu asehlena (Butana) merupakan gas yang dihasilkan jika karbid direaksikan dengan air yang berfungsi sebagai bahan bakar untuk proses pengelasan.
2.2 Siklo Alkana 2.1 Pengertian Siklo Alkana
Sikloalkana adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang memiliki sekurang-kurangnya 1 cincin atom karbon, dengan rumus umum umum CnH2n. Sikloalkana paling sederhana adalah siklopropana yang memiliki 3 atom C dengan konformasi berbentuk planar. Sedangkan pada sikloalkana dengan jumlah atom C penyusun cincin lebih dari 3 memiliki bentuk yang tidak planar dan melekuk, membentuk suatu konformasi yang paling stabil (memiliki energi paling rendah), ingat bentuk molekul gula yang berbentuk segi enam, berupa pelana kuda dan bentuk kursi adalah bentuk yang stabil. Tabel 12.8 di bawah ini menyajikan beberapa bentuk sikloalkana.
K
KIMIA ORGANIK | 12
Tabel 12.8. Struktur dan bentuk geometris dari beberapa senyawa
Siklo alkana merupakan golongan senyawa hidrokarbon jenuh yang rantai atom karbonnya tertutup. Sehingga termasuk hidrokarbon siklik, karena sifatnya siklo alkana sangat mirip dengan golongan alkana (hidrokarbon alifatik), maka sikloalkana
dikategorikan
sebagai
hidrokarbon
alisiklik.
Kamus
umum
sikloalkana adalah CnH2n. Struktur siklo alkana biasanya di gambarkan dalam bentuk segi banyak (poligon), titik sudut pada poligon tersebut merupakan atom-atom karbon yang membentuk cincin, dan garis-garis merupakan c-c.
Teori Regangan Baeyer
Pada tahun 1885 seorang ahli kimia jerman, Adolf Von Baeyer mangemukakan senyawa-senyawa siklik membentuk cincin-cincin datar. Menurut Baeyer semua senyawa siklik (kecuali siklopetana) mengalami ragangan karena terjadinya penyimpangan dari sudut ikatan tetrahedal. Makin besar penyimpangan dari sudut iaktan tetrahedalmakin besar ragangannya, yang berakibat makin reaktif pula. Akibatnya sikli propana yang mempunyai sudut ikatan 60 dan siklo butana 90 lebih reaktif dari pada propana dan butana. Menurut baeyer siklo prapana adalah sistem yang paling stabil karena sudut
K
KIMIA ORGANIK | 13
ikatannya 108, yang hampir sama dengan sudut tetrahedal dan kemudian reaktifitasnya maningkat lagi mulai siklo hetsana. Namun teori Baeyer tidak tida k seluruhnya benar, karena kenyataan bahwa siklo heksana dan cincin yang lebih besar tidak lebih reaktif dari siklo petana. Siklo heksana ternyata bukan merupakan cincin datar dengan sudut ikatan 120 melinkan suatu cincin yang agak terlipat dengan sudut ikatan 109, yang berarti hampir sama dengan sudut tetrahedal.
1. Tata nama siklo alkana
a.
Pemberian nama siklo alkana di lakukan dengan menambah awalan siklo pada nama alkana yang bersesuaian, jika terdapat cabang (sustituen), maka nama cabang tersebut disebut labih dulu. Sebagai contoh, sikloalkana yang mengandung 3 atom C dinamakan siklopropana, yang mengandung 4 atom C dinamakan siklobutana, dan seterusnya
b.
Pada sikloalkana yang mengandung substituen, pemberian namanya adalah dengan terlebih dahulu menyebut nama substituen tersebut, diikuti dengan nama sikloalkananya. Sebagai contoh, siklopentana yang mengandung sebuah substituen metil diberi nama metilsiklopentana. Bila substituennya lebih dari sebuah diperlukan penomoran dan dengan memperhatikan urutan alfabetik huruf pertama masing-masing substituen. Sebagai contoh, 1,4dimetilsikloheksana,
4-etil-1-metilsikloheksana,
dan
1-tersierbutil-4-
metilsikloheksana.
2.
Kegunaan Siklo Alkana
Di alam sikloalkana terkandung dalam minyak bumi bersama-sama dengan alkana. Kandungan sikloalkana dalam minyak bumi berkaitan erat dengan tempat mendapatkannya minyak bumi tersebut. Sebagai contoh, minyak bumi yang berasal dari California banyak mengandung sikloalkana. Dalam industri minyak bumi, sikloalkana dikenal dengan nama naftale na.
K
KIMIA ORGANIK | 14
Pada umumnya Siklo Alkana digunakan sebagai bahan bakar misalnya : Gas alam, minyak bumi, bensin,dll.. 3.
Sifat-sifat siklo alkana
Sifat-sifat fisika kimia siklo alkana hampir sama dengan alkana, yaitu bersifat nonpolasi, relatif inert, titik didih, dan titik leburnya sebanding dengan berat molekulnya, siklo alkana tersusun lebih rapat,sehingga sifat-sifat fisikanya lebih menyerupai alkana bercabang. Sifat Fisik Titik Didih
Titik didih yang ditampilkan adalah semua untuk " rantai lurus " isomer di mana terdapat lebih dari satu .
Perhatikan bahwa empat alkana pertama adalah gas-gas pada suhu kamar . Padat tidak mulai muncul sampai sekitar C17H36 . masing-masing isomer memiliki leleh dan titik didih yang berbeda . Pada saat Anda mendapatkan 17 atom karbon dalam alkana , maka sangat banyak isomer. Sikloalkana memiliki titik didih yang sekitar 10-20 K lebih tinggi dari yang sesuai rantai lurus alkana . Tidak ada banyak perbedaan antara elektronegativitas karbon dan hidrogen , sehingga hampir tidak ada polaritas ikatan . Molekul-
K
KIMIA ORGANIK | 15
molekul itu sendiri juga memiliki polaritas yang sangat kecil . Sebuah molekul yang simetris penuh seperti metana non-polar . Ini berarti bahwa satu-satunya atraksi antara satu molekul dan tetanggatetangganya akan gaya dispersi Van der Waals . Ini akan sangat kecil untuk sebuah molekul seperti metana , tapi akan meningkat dengan molekul menjadi lebih besar . Itulah mengapa titik didih alkana meningkat dengan ukuran molekul . Di mana Anda memiliki isomer , semakin bercabang rantai , semakin rendah titik didih cenderung . Gaya dispersi van der Waals yang lebih kecil untuk molekul yang lebih pendek , dan hanya beroperasi pada jarak yang sangat pendek antara satu molekul dan tetangga-tetangganya . Hal ini lebih sulit bagi molekul lemak pendek ( dengan banyak percabangan ) untuk berbohong sedekat bersama sebagai yang tipis panjang .
Sebagai contoh, titik didih dari tiga isomer dari C5H12 adalah: Nama
Titik didih (K)
Pentana
309.2
2 – metilbutana – metilbutana
301,0
2,2- dimethylpropane
282.6
Yang sedikit lebih tinggi titik didih untuk sikloalkana kemungkinan diakibatkan karena molekul bisa saling mendekati akibat struktur cincin yang membuatnya lebih rapi dan kurang " wriggly " !
4.
Sumber siklo alkana
Siklo alkana terdapat bersama-sama dengan alkana dalam minyak bumi, minyak bumi dari daerah tertentu banyak mengandung siklo alkana,misalnya sikloheksana, metilsikloheksana, dan 1,2 desimetilsiklopentana. Pembuatan siklo alkana dari senyawa rantai terbuka disebut reaksi siklisasi, reaksi ini menggunakan bahan dasar senyawa diholidi. Untuk membuat sikloalkana, dapat digunakan bahan dasar senyawa alifatik, atau senyawa aromatik. Sebagai contoh, siklopropana dibuat dengan
K
KIMIA ORGANIK | 16
reaksi Freud, yaitu dengan mereaksikan 1,3-dibromopropana dengan logam seng. Untuk membuat sikloheksana dapat ditempuh dengan cara hidrogenasi benzena dengan katalis Ni, pada suhu dan tekanan tinggi.. Kestabilan
Kestabilan (ketidakreaktifan) sikloalkana pada mulanya dijelaskan dengan “teori regangan Baeyer” (Baeyer’s strain theory). Menurut teori ini, senyawa siklik seperti halnya sikloalkana membentuk cincin datar. Bila sudut-sudut ikatan dalam senyawa siklik menyimpang dari sudut ikatan tetrahedral (109,5 0) maka molekulnya mengalami regangan. Makin besar penyimpangannya terhadap sudut ikatan tetrahedral, molekulnya makin regang, dan berakibat molekul tersebut makin reaktif. Jika ditinjau dari segi regangan cincinnya, yang dihitung berdasarkan harga kalor pembakaran, terbukti bahwa harga regangan total cincin yang terbesar adalah pada siklopropana, disusul dengan siklobutana, dan siklopentana. Pada sikloheksana harganya = 0, yang sama dengan harga senyawa rantai terbuka. Besarnya harga regangan pada siklopropana tersebut disebabkan oleh adanya regangan sudut dan regangan sterik. Makin besar penyimpangannya dari sudut tetrahedral, makin besar pula regangan sudutnya. Dalam usaha mengurangi regangan agar diperoleh kest abilan, molekul sikloalkana mengalami konformasi. Pada siklopentana konformasinya mengakibatkan keempat atom karbonnya berada dalam satu bidang dan atom karbon kelima membentuk ikatan bengkok. Pada sikloheksana konformasinya mengakibatkan semua ikatan C-C-C mempunyai sudut 109,5 0. Salah satu dari konformasi pada sikloheksana dinamakan konformasi kursi, yang ditandai oleh adanya dua macam orientasi ikatan C-H, yaitu enam buah ikatan C-H aksial dan enam buah ikatan CH ekuatorial. Dikenal pula adanya konformasi perahu pada sikloheksana, yang kestabilannya lebih rendah daripada konformasi kursi. Jika satu atom H pada sikloheksana diganti oleh gugus – CH CH3 atau gugus lain, maka gugus – CH CH3/ gugus lain tersebut dapat berposisi aksial/ ekuatorial. Dalam hal ini konformasi yang lebih stabil adalah konformasi dengan gugus – gugus – CH CH3 berposisi ekuatorial. Bila sikloalkana mengikat substituen pada dua atau lebih atom karbon, maka terjadi isomer cis-trans. Salah satu contohnya adalah pada 1,2dimetilsiklopentana. Dalam penggambaran strukturnya, cincin siklopentana digambarkan sebagai segilima datar, dengan ketentuan bila kedua substituennya terletak pada sisi yang sama dari bidang cincin dinamakan isomer cis, sedangkan bila berseberangan dengan bidang cincin dinamakan isomer trans. Pada sikloheksana juga dijumpai isomer-isomer cis-tans, yang bila digambarkan
K
KIMIA ORGANIK | 17
dengan konformasi kursi, yang masing-masing substituen dapat berposisi aksial atau ekuatorial. Sifat-sifat fisika dan kimia sikloalkana hampir sama dengan alkana, yaitu nonpolar, titik didih dan titik leburnya sebanding dengan berat molekulnya, dan inert (lambat bereaksi dengan senyawa lain). Reaksi sikloalkana dengan oksigen dapat menghasilkan CO 2 dan H 2O, sedangkan dengan halogen terhadi reaksi substitusi atom H oleh atom halogen. Khusus untuk siklopropana dan siklobutana, dengan kondisi reaksi khusus, dapat mengalami pemutusan cincin. Sikloalkana lagi hanya mengandung ikatan karbon-hidrogen dan ikatan tunggal karbon-karbon , tapi kali ini atom-atom karbon bergabung dalam cincin. sikloalkana terkecil adalah siklopropana .
Untuk menghitung karbon dan hidrogen , harus melihat bahwa rangkaian tidak lagi sesuai dengan rumus umum CnH2n +2 . Dengan bergabung dengan atom karbon dalam sebuah cincin , Anda harus kehilangan dua atom hidrogen .
Semua sikloalkana dari atas cyclopentane ada sebagai " cincin mengerut " . Sebagai contoh Sikloheksana : misalnya, memiliki struktur cincin yang terlihat seperti ini :
K
KIMIA ORGANIK | 18
Hal ini dikenal sebagai "kursi " bentuk sikloheksana - dari bentuknya yang samarsamar mirip kursi. Molekul ini terus berubah , dengan atom di sebelah kiri yang saat ini menunjuk ke bawah membalik ke atas, dan satu di sebelah kanan membalik ke bawah. Selama proses tersebut, yang lain (sedikit kurang stabil ) berupa sikloheksana terbentuk dikenal sebagai " perahu " bentuk . Dalam pengaturan ini , kedua atom tersebut bisa mengarah ke atas atau bawah pada waktu yang sama.
Kelarutan
Berikut berlaku sama untuk alkana dan sikloalkana .Alkana hampir tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik . Alkana cair pelarut yang baik untuk banyak senyawa kovalen lainnya lainnya . Kelarutan dalam air Ketika zat molekul molekul larut dalam air , berarti
gaya
antarmolekul dalam substansi . Dalam kasus alkana , ini adalah gaya dispersi Van der Waals .Berarti hukkum gaya anatar molekul tidak dapat digunakan di dalam air sehingga zat dapat sesuai antara molekul air . Dalam air atraksi antarmolekul utama adalah ikatan hidrogen . Meskipun jumlah energi untuk memecahkan der Waals gaya dispersi Van dalam sesuatu seperti metana cukup diabaikan . Itu tidak benar dari ikatan hidrogen dalam air , meskipun. Sebagai sesuatu penyederhanaan , zat akan larut jika ada cukup energi yang dilepaskan ketika obligasi baru yang dibuat antara substansi dan air untuk menebus apa yang digunakan dalam memecahkan atraksi asli .
Satu-satunya atraksi baru antara alkana dan molekul air Van der Waals . Ini tidak melepaskan sesuatu seperti energi yang cukup untuk mengimbangi apa yang Anda butuhkan untuk memutus ikatan hidrogen dalam air . Alkana tidak larut . Alasan bahwa ini adalah penyederhanaan adalah bahwa Anda juga harus
K
KIMIA ORGANIK | 19
mempertimbangkan perubahan entropi ketika hal-hal larut. Jika Anda belum tahu tentang entropi , jangan khawatir tentang hal itu. Daya larut dalam pelarut organic . Dalam pelarut organik yang paling , kekuatan utama tarik antara molekul pelarut Van der Waals - baik gaya dispersi atau tarik dipol-dipol .
2.3 Asam Karboksilat dan Turunannya
Turunan asam karboksilat adalah senyawa yang apabila dihidrolisis akan menghasilkan asam karboksilat. Beberapa turunan asam karboksilat dapat diperoleh dengan cara mengganti gugus OH dari asam karboksilat dengan gugusgugus lain.
Pada reaksi pembentukan turunan asam karboksilat di atas terjadi reaksi dimana nukleofil (:Nu) menyerang atom karbon karbonil melalui pembentukan zat antara tetrahedral.
Tipe reaksi ini sering menggunakan asam sebagai katalis. Dengan penambahan proton aatau penambahan H + pada atom oksigen dari gugus karbonil akan menyebabkan karbon karbonil menjadi lebih mudah diserang oleh nukleofil (:Nu-H).
K
KIMIA ORGANIK | 20
Pada mekanisme reaksi di atas kelihatan orbital atom karbon karbonil berubah orbital sp2 menjadi sp3, kemudian setelah melepaskan H2O, kembali menjadi orbital sp2. Meknisme seperti ini disebut6 melalui pembentukan zat antara tetrahedral. 2.3.1
Asil Klorida
Asil klorida dapat dibuat dengan mereaksikan asam karboksilat dengan tionil klorida (SOCL2), fosfor triklorida (PCl3) atau dengan fosfor pentaklorida, dengan mengganti gugus OH pada asam karboksilat dengan gugus klorida (Cl). Secara umum reaksi-reaksi pembuatan asil klorida dapat dituliskan sebagai berikut:
Asil halida merupakan turunan asam karboksilat yang paling reaktuip. Senyawa ini dapat bereaksi dengan bermacam-macam nukleofil. Beberapa contoh reaksinya ditunjukkan di bawah ini :
K
KIMIA ORGANIK | 21
1. Reaksi dengan air membentuk asam karboksilat
Reaksi 1) adalahhidrolisasilhalidamembentukasamkarboksilatkembali, sedangkanreaksi 2) adalahsintesis ester melaluiasilhalidaMetodeiniseringdigunakankarenaasilhalidalebihreaktipdaripadaa samkarboksilatsepertidalamreaksi Fisher.Adapunreaksi 3) adalahreaksipembentukanamida. Asilhalidabiladihidrolisisakanmenghasilkanasamkarboksilat.
Penamaansenyawaasilhalidaditurunkandarinamaasamkarboksilat managugusaslinyaberasal; akhiran padaasamkarboksilatdigantidenganakhiranilhalida.
K
di at
KIMIA ORGANIK | 22
2.3.2
Anhidrida Asam
Anhidrida asam biasanya tidak dibuat langsung dari asam karboksilat, tetapi dibuat dari turunan asam karboksilat yang lebih reaktip misalnya asil klorida direaksikan dengan asam karboksilat.
Anhidrida asam lebih reaktip dari pada asam karboksilat. Oleh karena itu senyawa ini sering digunakan untuk mensintesis senyawa lain misalnya keton, ester, amida. Mekanisme reaksi asam anhidrida dengan nukleofil sama seperti pada asil halida, hanya laju reaksinya lebih lambat.
Anhidridabiladihidrolisisakanmenghasilkanasamkarboksilat. Lajureaksiberbandinglangsungdengankepekatanlarutananhidrida Lajureaksiberbandinglangsungdeng ankepekatanlarutananhidrida di dalam air.
Penamaan anhidrida asam diawali oleh kata anhidrida kemudian diakhiri oleh nama asam karboksilatnya.
K
KIMIA ORGANIK | 23
2.3.3
Ester
Ester diperoleh jika gugus gugus – OH dari gugus karboksil diganti dengan – OR. OR. – OH Beberapa senyawa ester beserta dengan namanya dicantumkan berikut ini:
Pada penamaan, gugus R dari OR disebut terlebih dahulu nama alkilnya kemudian diikuti dengan nama asamnya. Senyawa ester umumnya memiliki bau dan rasa enak.Beberapa diantaranya adalah:
K
KIMIA ORGANIK | 24
Esterifikasi Fischer
Ester dapat dibuat dengan mereaksikan asam karboksilat dan alkohol menggunakan katalis asam (HCl atau H 2OSO4). Biasanya reaksi berjalan dengan disertai pemanasan. Pembuatan ester dengan cara demikian disebut estefikasi Fischer. Persamaan umumnya dituliskan:
Reaksi tersebut merupakan reaksi kesetimbangan. Untuk mendapatkan hasil yang banyak, dapat dilakukan dengan menggunakan alkohol atau asam berlebihan. Hasil ester yang banyak bis a juga diperoleh dengan cara memisahkan ester yang banyak terbentuk agar kesetimbangan bergeser ke kanan. Tinjau pembuatan n-butil asetat dengan mereaksikan asam asetat dan n-butil alkohol dan menggunakan katalis asam. Persamaan reaksinya adalah:
Mekanisme reaksi esterifikasi yang dapat difikirkan adalah: Mekanisme I:
Pertanyaan yang timbul, benarkan mekanisme tersebut?
K
KIMIA ORGANIK | 25
Cara untuk menguji kebenaran mekanisme tersebut adalah dengan menggunakan R -18)-H. Dari mekanisme tersebut terlihat bahwa oksigen pada gugus – gugus – OR OR dari ester bukan berasal dari alkohol melainkan dari asam karboksilat. Konsekuensinya, jika digunakan R -18)-H maka pada senyawa ester hasilnya harus tidak ada isotop
18
O. Untuk mendeteksi adanya isotop
18
O, dapat dilakukan
dengan spektrummassa. Hasil percobaan menunjukkan bahwa senyawa ester yang dihasilkan mengandung isotop
18
O. Jadi mekanisme seperti dituliskan di atas adalah tidak
benar. Mekanisme II
Dengan mekanisme ini terlihat bahwa atom oksigen -OR ester berasal dari alkohol, sehingga pada molekul ester terdapat isotp
18
O.
Pembicaraan tersebut di atas menggambarkan penggunaan metode sain dalam Kimia Organik Modern. Dalam metode sain ada tiga hal yang harus diikuti, yaitu fakta, hipotesis dan verifikasi. Pada analisis di atas faktanya adalah:
K
KIMIA ORGANIK | 26
Hipotesis adalah mekanisme yang dapat dipertimbangkan untuk reaksi esterfikasi yaitu mekanisme I atau mekanisme II. Verifikasi adalah penggunaan isotop R-18OH untuk menentukan kebenaran diantara ke dua mekanisme yang diramalkan secara pasti. Secara sederhana mekanisme reaksi di atas dapat dituliskan:
Reaksi seperti ini merupakan umum substitusi nukleofilik terhadap gugus karboksil. Atom karbon gugus karbonil pada masa karboksilat dan ester berada dalam sp2 dihibrid, sedangkan atom karbon tersebut pada senyawa antara memiliki orbital hibrida sp3 yang berbentuk tettahedral. Esterifikasi merupakan reaksi kesetimbangan. Oleh karena itu, ester dapat dihidrolisis dengan adanya air berlebihan. Hidrolisis ester dapat dikerjakan dengan katalis asam atau basa.
Penyabunan (Saponifikasi)
Ester dapat dihidrolisis dengan menggunakan asam atau basa. Hidrolisis ester dengan basa dise4but penyabunan. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut:
K
KIMIA ORGANIK | 27
Mekanisme reaksi penyabunan (saponifikasi) dapat ditulis sebagai berikut:
Dengan memperhatikan mekanisme diatas, basa yang ditambahkan pada awal reaksi tidak muncul pada akhir reaksi. Ini menunjukkan bahwa basa bukan sebagai katalis. Berbeda dengan esterifikasi, reaksi penyabunan bukan merupakan reaksi kesetimbangan. Hal ini terjadi karena pada akhir reaksi, ion alkoksida yang merupakan basa kuat mengikat proton asam karboksilat membentuk ion karboksilat dan alkohol secara irreversibel. Contoh soal : Tuliskan persamaan dalam reaksi penyabunan metil benzoat Jawab:
Trans-esterifikasi Pertukaran gugus alkohol dari suatu ester berjalan dalam larutan asam atau basa melalui reaksi reversibel antara ester dan alkohol. Reaksi trans-esterfikasi adalah dimana terjadi pertukaran langsung gugus alkohol (RO) akibat hidrolisis
K
KIMIA ORGANIK | 28
dengan interefikasi kembali dengan gugus alkohol yang lain (RO). Reaksi transesterfikasi dapat dijalankan baik dalam larutan asam maupun larutan basa. Karena reaksi ini adalah reversibel, maka alkohol pengganti yang ditambahkan dibuat berlebihan.
Contoh soal Ramalkan mekanisme trans-esterifikasi metil butirat dengan etanol menggunakan katalis asam. Jawab:
Transesterifikasi sering digunakan untuk identifikasi kandungan asam lemak pada lemak atau minyak. Dengan melakukan trans-esterifikasi pada trigliserida (misalnya minyak kelapa), akan menghasilkan ester-ester asam lemak sehingga komposisi asam lemak yang terdapat pada minyak kelapa dapat dianalisis melalui metode kromatografi gas. Secara umum reaksi trans-esterifikasi dari trigliserida dapat ditulis sebagai berikut:
K
KIMIA ORGANIK | 29
Reaksi hidrolisis alkil sianida Ester dapat juga dibuat dengan mereaksikan alkohol dengan alkil sianida menggunakan asam sebagai katalis. Reaksi ini sering juga disebut alkoholisis nitril, karena alkil sianida (senyawa nitril) dihidrolisis terlebih dahulu menghasilkan asam karboksilat kemudian asam karboksilat yang terjadi bereaksi dengan alkohol menghasilkan ester.
Reaksi di atas dapat juga langsung menghasilkan ester tanpa harus melalui reaksi hidrolisis terlebih dahulu.
K
KIMIA ORGANIK | 30
Mekanisme reaksi alkil sianida menjadi ester tanpa melalui hidrolisis (bila tidak ada air) adalah sebagai berikut:
Pembuatan ester dari asil klorida dan anhidrida as am Selain pereaksi-pereaksi yang telah disebutkan di atas, pada pembuatan ester dapat digunakan asil klorida dan anhidrida asam. Masalah ini telah dibirakan pada sub sebelumnya. Secara umum esterifikasi antara alkohol dengan asil klorida adalah sebagai berikut:
Esterifikasi antara alkohol dengan anhidrida asam adalah seba gai berikut :
K
KIMIA ORGANIK | 31
2.3.4
Amida
Amida dapat dibuat dari turunan asam karboksilat sebagai bahan dasar, misalnya ester, asil halida, anhidrida asam. 2.3.4.1
Reaksi Asam Klorida Dengan Amonium Atau Amina Amonia dan amina sebagai nukleofil yang baik dapat bereaksi dengan asil
klorida menghasilkan senyawa amida yang dapat ditulis sebagai berikut:
HCl yang terjadi dapat bereaksi lebih lanjut dengan amonia atau amina menghasilkan NH4Cl, R’NH3+Cl- .
2.3.4.2
Reaksi anhidrida asam dengan amonia atau amina Amonia, amina primer dan amina sekunder dapat bereaksi dengan
anhidrida asam menghasilkan amida. Para reaksi ini yang umum digunakan adalah anhidrida asam asetat.
K
KIMIA ORGANIK | 32
Asam asetat yang terjadi dapat bereaksi lebih lanjut dengan NH 3 menghasilkan + CH3COO- NH4, CH3 COO NH 3R atau CH 3COO NH3R 2+.
Contoh : Tuliskan mekanisme reaksi pembuatan amida dari anhidrida asam asetat.
2.3.4.3
Reaksi ester dengan amonia atau amina
Sebagaimana reaksi-reaksi di atas, ester juga dapat bereaksi dengan amonia atau amida, walaupun reaksi ini berjalan lebih lambat dibandingkan dengan reaksi-reaksi di atas. Secara umum reaksi pembuatan amida dari ester ditulis sebagai berikut:
K
KIMIA ORGANIK | 33
Contoh : Tulislah mekanisme reaksi ester dengan amina
Suatu imida adalah suatu senyawa yang mempunyai gugus – C0-NH- C0dimana kedudukan atom nitrogen berada di antara dua gugus karbonil seperti atom oksigen pada senyawa anhidrida asam. Senyawa imida dapat dibuat dari reaksi antara ammonia dan anhidrida asam. Misalnya anhidrida siklik asam suksinat bereaksi dengan amonia ada pemanasan yang cukup tinggi akan dihasilkan imida siklik yang disebut suksinimida dan dengan perlakuan yang sama anhidrida ftalat akan menghasilkan ftalimida.
K
KIMIA ORGANIK | 34
Imida tidak seperti amina, tidak bersifat basa dalam larutan air. Pasangan elektron pada nitrogen sebagian disebarkan ke gugus karbonil, seperti ditunjukkan oleh struktur resonansi di bawah ini sehingga terstabilkan.
Suksinimida dan ftalmida pada hakekatnya agak bersifat asam dan mudah larut dalam larutan alkali menghasilkan garam alkali.
2.4 Reaksi Turunan Asam Karboksilat Dengan Pereaksi Grignard 2.4.1
Reaksi dengan ester Telah dibicarakan pada sub sebelumnya, bahwa pereaksi Grignard dapat
bereaksi dengan senyawa karbonil (aldehida dan keton). Demikian juga, ester dapat bereaksi dengan pereaksi Grignard menghasilkan alkohol tersier. Secara umum reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut:
K
KIMIA ORGANIK | 35
Contoh Soal : Tuliskan struktur alkohol (tertier) yang diperoleh dari :
Jawab : Reaksi yang terjadi adalah :
2.4.2
Reaksi asil halida dengan pereaksi Grignard Asil halida dapat bereaksi dengan pereaksi Grignard menghasilkan keton.
Kondisi percobaan reaksi ini sangat baik pada temperatur rendah dan sering digunakan feriklorida (FeCl3) sebagai katalis. Reaksi lebih lanjut akan terjadi apabila digunakan pereaksi Grignard berlebihan dan kemudian dihidrolisis akan menghasilkan alkohol tersier. Reaksi umum dapat ditulis sebagai berikut:
K
KIMIA ORGANIK | 36
Asetil klorida apabila direaksikan dengan butil magnesium klorida dalam pelarut eter dan katalis F2Cl3 dapat dihasilkan butil metil keton.
Soal: 1. Selesaikanlah persamaan reaksi di bawah ini :
2.4.3
Reaksi nitril dengan pereaksi Grignard Nitril dapat bereaksi dengan pereaksi Grignard menghasilkan keton. Mula-
mula terjadi reaksi adisi, dimana MgCl + terikat pada N dan akilnya menyerang atom C dari gugus nitril.
Contoh :
K
KIMIA ORGANIK | 37
Soal : Tulislah persamaan reaksi apabila sikloheksena sianida direaksikan dengan C6H5MgBr. Jawab :
2.5 Reaksi Reduksi Asam Karboksilat dan Turunannya Asam karboksilat dan turunannya dapat mengalami reaksi reduksi apabila direaksikan dengan reduktor yang sesuai. Namun asam karboksilat relatif lambat bereaksi dengan kebanyakan reduktor walaupun disertai dengan katalis. Oleh karena itu untuk mempercepat jalannya reaksi reduksi, asam karboksilat perlu diubah menjadi turunannya seperti ester, senyawa asil, senyawa aril, atau senyawa amida terlebih dahulu sebelum direduksi. Reduksi asam karboksilat secara langsung menghasilkan alkohol dapat menggunakan litium hibrida (LiAIH 4). Tetapi reduktor ini dapat mereduksi senyawa yang mengandung gugus karbonil.
K
KIMIA ORGANIK | 38
2.5.1
Reduksi ester
Sebagainaba telah dibicarakan dalam sub sebelumnya bahwa dengan merubah asam karboksilat menjadi esternya terlebih dahulu dapat mempercepat proses reduksi dengan cara yang lebih sederhana dibandingkan apabila reduksi dilakukan langsung terhadap asam karboksilat. Ester dapat direduksi melalui reaksi haloge4nasi katalitik yang sering disebut hidrogenolisis. Reduksi ester akan menghasilkan alkohol primer.
Meknisme reaksi reduksi ester serupa dengan mekanisme reduksi aldehida dan keton yaitu sebagai berikut:
Tahap I pembentuk aldehida :
Tahap II Pembentukanalkohol primer :
K
KIMIA ORGANIK | 39
Contoh soal : Tentukanlah alkohol yang terbentuk dari reaksi berikut:
Soal: Ramalkan alkohol apa yang terjadi apabila lilin lebah (C 25H51COOC28H57) direduksikan dengan LiAlh 4. Jawab :
2.5.2
Reduksi Asil dan Aril Halida
Asil halida bila direduksi juga akan menghasilkan alkohol primer. Reduktor yang biasa digunakan adalah LiAlh4 :
Keuntungan reduksi asil atau aril halida adalah dapat dengan mudah menjadi aldehida biula digunakan reduktor yang lebih lemah. Yang bisa digunakan adalah (Litium-(tri-t-butoksi aluminim)-hidrida) LiAlH [OC (CH3)3]3. Hal ini tidak mudah dilakukan terhadap asam karboksilat.
K
KIMIA ORGANIK | 40
2.5.3
Reduksi amida
Berbeda dengan turunan asam karboksilat yang telah dibicarakan di atas.
K
KIMIA ORGANIK | 41
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan
Senyawa hidrokarbon hidrokarbon adalah senyawa yang tersusun atas unsur hidrogen hidrogen dan karbon. Senyawa hidrokarbon terbagi menjadi dua, yaitu senyawa hidrokarbon alifatik dan siklik. Alkuna adalah hidrokarbon yang mengandung satu ikatan rangkap tiga di antara dua atom karbon.Sikloalkana adalah senyawa hidrokarbon jenuh yang memiliki sekurang-kurangnya 1 cincin atom karbon, dengan rumus umum umum CnH2n.Turunan asam karboksilat adalah senyawa yang apabila dihidrolisis akan menghasilkan asam karboksilat. 3.2 Saran
K
KIMIA ORGANIK | 42
DAFTAR PUSTAKA
http://bandycom.blogspot.com/2011/03/senyawa-karbon.html http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/senyawahidrokarbon/sikloalkana/ http://bungaalkuna.blogspot.com/ http://rakikmacoyes.blogspot.com/2012/10/sikloalkana.html http://www.chemguide.co.uk/organicprops/alkanes/background.html
K
KIMIA ORGANIK | 43
