TUGAS TERSTRUKTUR 5-6

1. JELASKAN MENGAPA REAKSI BERSAING ANTARA SUBSTITUSI DAN ELIMINASI ITU BISA TERJADI DAN MENGAPA ?

JAWAB:

Eliminasi adalah jalur alternatif ke substitusi. Berlawanan dengan reaksi adisi dan menghasilkan alkena. Eliminasi dapat berkompetisi dengan substitusi dan menurunkan jumlah produk, khususnya untuk S_N1.

Jika alkil halida mempunyai atom hidrogennya pada atom karbon yang bersebelahan dengan karbon pembawa halogen akan bereaksi dengan nukleofil, maka terdapat dua kemungkinan reaksi yang bersaing, yaitu substitusi dan eliminasi.

Halogen X dan hidrogen dari atom karbon yang bersebelahan dieliminasi dan ikatan baru (ikatan ) terbentuk di antara karbon-karbon yang pada mulanya membawa X dan H. Proses eliminasi adalah cara umum yang digunakan dalam pembuatan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan rangkap.

Seringkali reaksi substitusi dan eliminasi terjadi secara bersamaan pada pasangan pereaksi nukleofil dan substrat yang sama. Reaksi mana yang dominan, bergantung pada kekuatan nukleofil, struktur substrat, dan kondisi reaksi. Seperti halnya dengan reaksi substitusi, reaksi elimanasi juga mempunyai dua mekanisme, yaitu mekanisme E2 dan E1.

Aturan Zaitsev untuk reaksi Eliminasi

Pada eliminasi HX dari alkil halida, produk alkena yang lebih tersubstitusi adalah produk yang dominan.

Mekanisme E2

Reaksi adalah bimolekul, V tergantung pada konsentrasi RX dan B^–

V = k[RX][B^–]

\ Tahap penentu laju reaksi melibatkan konsentrasi B^–

reactivity:         RI > RBr > RCl > RF

\ Tahap penentu laju reaksi melibatkan pemutusan ikatan R—X

(Reaksi tidak tergantung pada jenis RX apakah 1º, 2º, atau 3º)

Reaksi E2 adalah proses satu tahap. Nukleofil bertindak sebagai basa dan mengambil proton (hidrogen) dari atom karbon yang bersebelahan dengan karbon pembawa gugus pergi. Pada waktu yang bersamaan, gugus pergi terlepas dan ikatan rangkap dua terbentuk.

Konfigurasi yang terbaik untuk reaksi E2 adalah konfigurasi dimana hidrogen yang akan tereliminasi dalam posisi anti dengan gugus pergi. Alasannya ialah bahwa pada posisi tersebut orbital ikatan C-H dan C-X tersusun sempurna yang memudahkan pertumpang tindihan orbital dalam pembentukan ikatan  baru.

Mekanisme E1

Mekanisme E1 mempunyai tahap awal yang sama dengan mekanisme SN1. Tahap lambat atau penentuan ialah tahap ionisasi dari substrat yang menghasilkan ion karbonium.

Kemudian, ada dua kemungkinan reaksi untuk ion karbonium. Ion bisa bergabung dengan nukleofil (proses SN1) atau atom karbon bersebelahan dengan ion karbonium melepaskan protonnya, sebagaimana ditunjukkan dengan panah lengkung, dan memebentuk alkena (proses E1).

 

Perbandingan E1 dan E2

·          Basa kuat dibutuhkan untuk E2 tapi tidak untuk E1

·          E2 stereospesifik, E1 tidak

·          E1 menghasilkan orientasi Zaitse

PERSAINGAN SUBSTITUSI DAN ELIMINASI

Ditinjau reaksi antara alkil halida dengan kalium hidroksida yang dilarutkan

dalam metil alkohol. Nukleofilnya adalah ion hidroksida, OH-, yaitu nukleofil kuat

dan sekaligus adalah basa kuat. Pelarut alkohol kurang polar jika dibandingkan

dengan air. Keadaan-keadaan ini menguntungkan proses-proses SN2 dan E2 jika

dibandingkan dengan SN1 dan E1.

            Misalnya, gugus alkil pada alkil halida adalah primer, yaitu 1-bromobutana.

Kedua proses dapat terjadi.

Hasilnya adalah campuran 1-butanol dan 1-butena. Reaksi SN2 cenderung terjadi jika digunakan pelarut yang lebih polar (air), konsentrasi basa yang sedang, dan suhu sedang. Reaksi E2, cenderung terjadi jika digunakan pelarut yang kurang polar, konsentrasi basa yang tinggi, dan suhu tinggi.

Seandainya kita mengganti alkil halida primer menjadi tersier, reaksi substitusi akan terhambat (ingat, urutan reaktivitas untuk reaktivitas SN2 adalah 1o >2o >> 3o). Tetapi, reaksi eliminasi akan cenderung terjadi karena hasilnya adalah alkena yang lebih tersubtitusi. Pada kenyataannya, dengan t-butil bromida, hanya proses E2 yang terjadi.

Jadi, bagaimana kita mengubah butil bromida tersier menjadi alkoholnya? Kita tidak menggunakan ion hidroksida, melainkan air. Air merupakan basa yang lebih lemah daripada ion hidroksida, sehingga reaksi E2 ditekan. Air juga merupakan pelarut polar, yang menguntungkan mekanisme ionisasi. Dalam hal ini, E1 tidak dapat dihindari sebab persaingan antara E1 dan SN1 cukup berat. Hasil utama adalah hasil subtitusi (80%), tetapi eliminasi masih terjadi (20%).

 Ringkasannya, halida tersier bereaksi dengan basa kuat dalam pelarut nonpolar memberikan eliminasi (E2), bukan subtitusi. Dengan basa lemah dan nukleofil lemah, dan dalam pelarut polar, halida tersier memberikan hasil utama subtitusi (SN1), tetapi sedikit eliminasi (E1) juga terjadi. Halida primer bereaksi hanya melalui mekanisme-mekanisme SN2 dan E2, karena mereka tidak terionisasi menjadi ion karbonium. Halida sekunder menempati kedudukan pertengahan, dan mekanisme yang terjadi sangat dipengaruhi oleh keadaan reaksi.

CONTOH-CONTOH REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK DAN ELIMINASI

Nukleofil dapat digolongkan menurut jenis atom yang membentuk ikatan kovalen. Nukleofil yang umum adalah nukleofil oksigen, nitrogen, belerang, halogen, atau karbon. Berikut ini kita akan melihat beberapa contoh reaksi yang melibatkan reaksi nukleofil-nukleofil tersebut dengan alkil halida.

2. ALOHOL DAPAT DIUBAH MENJADI ETER / REKALIKANYA. JELASKAN MENGAPA SIFAT KEDUA SENYAWA TERSEBUT BERBEDA KONTRAS. BERIKAN CONTOH- CONTOHNYA ?

JAWAB:

1.      ALKOHOL

Senyawa alkanol atau alkohol memiliki;                         

gugus fungsi ; :             

                         C     OH

                                

rumus umum struktur ;C_nH_2n+1 OH atau R-OH

rumus umum molekul ;C_nH_2n+2 O

          Berdasarkan jumlah gugus hidroksinya, alkohol dibagi menjadi polialkohol dan mono alkohol.

A.Monoalkohol

          Monoalkohol adalah alkohol yang memiliki satu gugus -OH. Rumus umum monoalkohol sama dengan rumus alkana, tetapi satu atom H diganti oleh gugus hidroksi (-OH). Alkohol memiliki gugus -OH, rumus struktur dapat juga ditulis R-OH (R menyatakan gugus alkil). Alkohol merupakan turunanalkana sehingga disebut juga alkanol. Oleh karena, itu penamaannya disesuaikan  dengan alkananya, tetapi huruf akhir a pada alkana diganti dengan ol.

Jenis-jenis alkohol

berdasarkan jenis atom C yang mengikat gugus -OH, alkohol dibedakan atas alkohol primer, alkohol sekunder, dan alkohol tersiaer.

a)    Alkohol primer

yaitu jika gugus -OH terikat pada atom C primer ( atom C yang mengikat atom C lainnya)

ex;  CH₃-CH₂-CH₂-OH

           1-Propanol

ciri khas alkohol primer, yaitu atom C yang mengikat gugus -OH berikatan dengan dua atom H.

 b) Alkohol Sekunder

jika gugus -OH  terikat pada atom C sekunder (atom C yang mengikat dua atom C lainnya).

Ex;     CH₃-CH-CH₂-CH₂-CH₃

                   OH

          2-pentanol

Ciri khas alkohol sekunder ialah atom C yang mengikat gugus -OH berikatan dengan satu atom H.

b)      Alkohol tersier

jika gugus -OH terikat pada atom C tersier (atom C yang mengikat tiga atom C lainnya).

Ex:                 CH₃

     CH₃-C-CH₂-CH₂-CH₃

            OH

   2 metil-2pentanol

Ciri khas alkohol tersier ialah atom C yang berikatan dengan gugus  -OH tidak mengikat atom H.  

SIFAT ALKOHOL

          sifat alkohol di kelompokkan menjadi 2, yaitu; sifat fisikanya dan sifat kimianya

a) Sifat fisik

          alkohol rantai pendek  bersifat polar sehingga dengan baik larut dalam air serta  memiliki titik didih lebih tinggi dibandingkan dengan alkena. Dalam hal kepolaran dan titik didih, alkohol rantai pendek memilki kemiripan sifat dengan air. Hal tersebut disebabkan karena air dan alkohol keduanya memilki gugus -OH. Gugus -OH ini bersifat polar sehingga menyebabkan air dan alkohol bersifat polar pula. Adapun titik didih yang tinggi disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen antara molekul air, antar molekul alkohol atau antar molekul air dan alkohol. Ikatan hidrogen ini juga menyebabkan alkohol larut dalam air.

b)Sifat kimia

          Alkohol bersifat mudah terbakar selain itu gugus OH merupakan gugus yang cukup reaktif sehingga alkohol mudah terlibat dalam berbagai jenis reaksi. Adapun reaksi-reaksi yang umum terjadi pada alkohol adalah sebagai berikut :

*reaksi oksidasi

reaksi oksidasi pada alkohol juga dapat berlangsung melalui reaksi antara alkohol dan oksigen. Misalnya reaksi pembakaran pada spirtus.

*reaksi dengan asam karboksilat

Ester dibuat melalui reaksi antara alkohol dan asam karboksilat yang disebut reaksi esterfikasi.

TATA NAMA ALKOHOL

           penamaan senyawa monoalkohol dapat dilakukan dengan dua cara, yaituberdasarkan aturan IUPAC dan cara trivial.

Tata nama alkohol berdasarkan IUPAC

1) Terlebih dahulu menentukan rantai karbon terpanjangyang mengandung gugus -OH. Selanjutnya, rantai karbon terpanjang tersebut di beri nama rantai alkananya, tetapi akhir huruf a digantikan dengan ol. Ex; butanol, pentanol, heksanol dan sebagainya.

2) Penomoran dimulai dari atom C ujung yang terdekat dengan gugus -OH.

3) Senyawa alkohol yang memilki gugus alkil dan rantai terpanjangnya ekuivalen darikedua ujungnya terhaap gugus -OH, gugus alkil tersebut harus memperolehnomor yang lebih kecil.

Jika pada suatu rantai alkohol terdapat lebih dari satu gugus alkil yang berbeda dan gugus -OH terikat pada ato C dengan posisi yang ekuivalen dari kedua ujung rantai terpanjang, penomoran dilakukan dengan menempatkan gugus alkil yang lebih besar pada atom C dengan nomor yang lebih kecil.

4) Urutan penulisan cabang alkil dilakukan sesuai dengan urutan abjad.

Tata nama monoalkohol berdasarkan cara trivial

pada tata nama alkohol cara trivial ini, rutan penulisan cabang alkil dilakukan sesuai dengan urutan panjang rantai alkil (metil, etil, propil, dan seterusnya ).

KEISOMERAN PADA ALKOHOL

·Keisomeran Struktur

senyawa-senyawa yang memiliki rumus molekul dan gugus fungsi yang sama, tetapi posisi gugus fungsinya berbeda. Ex i-propanol berisomer struktur dengan senyawa 2-propanol. Cara menentukan jumlah isomer pada suatu senyawa alkohol pertama-tama tentukan rangka atom karbonnya, kemudian aturlah posisi gugus fungsi -OH.

·Keisomeran Optik

Yaitu tipe isomer suatu senyawa yang memiliki rumus molekul, gugus fungsi, dan posisi gugus fungsi sama, tetapi letak atom atom atau gugus fungsinya berbeda. Jika atom C yang berikatan dengan gugus -OH pada senyawa alkohol mengikat tiga atom atau tiga gugus atom yang berbeda,senyawa tersebut  memiliki keisomeran optik. Atom C yang mengikat empat atom atau gugus atom yang berbeda disebut C Asimetris (C kiral).

Terdapat 2 jenis alkohol yang memiliki isomer optik, yaitu;

a) alkohol sekunder yang memilki 2 alkil yang berbeda yang terikat pada C – OH;

b) alkohol tersier yang memiliki 3 alkil berbeda yang terikat pada C – OH,

B. Polialkohol

          Polialkohol adalah alkohol yang memiliki gugus –OH lebih dari satu. Tata nama polialkohol sama dengan tata nama monoalkohol,tetapi ditambah awalan untuk menyatakan untuk menyatakan jumlah gugus –OH. Beberapa contoh polialkohol sebagai berikut.

     Ex:       HO-CH₂-CH-CH₂-OH  

                     OH

        1,2,3-propanatriol

senyawa polialkohol yang banyak di gunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah gliserol dan etilen glikol.

KEGUNAAN DAN DAMPAK PENGGUNAAN ALKOHOL

A. Monoalkohol

metanol

*sebagai pengawet mayat atau spesimen biologi.

*bahan baku untuk mensintesis senyawa lain seperti metil butirat,

*dapat menghasilkan bahan bakar yang memiliki nilai oktan yang tinggi,

*bersifat toksik (beracun)dalam jumlah sidikit (15ml) dapat menyebabkan kebutaan dan dalam jumlah banyak dapat menyebabkan kematian

etanol

*digunakan sebagai zat anti septik,pembersih luka, serta pensteril alat-alat kedokteran dan industri.

*digunakan untuk pelarut dalam industri parfurm,obat obatan, zat warna, dan kosmetik.

*dapat menghasilkan bahan bakar yang disebut gosohol, digunakan sebagai bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan.

Spirtus

*digunakan sebagai bahan bakar lampu petromak dan bunsen. Dan lampu spirtus ini biasanya digunakan untuk proses sterilisasi di labolatorium mikrobiologi.

B.Polialkohol

Gliserol

*sebagai bahan cairan pembersih telinga dan pelarut obat obatan, ex sirup obat batuk.

*sebagai bahan kosmetik (pelembab kulit)

*sebagai bahan baku serat plastik

*sebagai bahan untuk membuat peledak,yaitu nitrogliserin

Glikol

*digunakan sebagai pelarut dan bahan baku untuk membuat serat sintesis seperti dacron.

REAKSI ALKOHOL

Reaksi-reaksi pada alkohol dapat digunakan sebagai pengenal alkohol.

a) Reaksi Identifikasi Alkohol Menggunakan Logam Natrium

Reaksi ini digunakan untuk membedakan alkohol dengan eter karena eter tidak dapat bereaksi denganlogam natrium.alkohol bereaksi dengan logam natrium menghasilkan gas hidrogen sesuai dengan persamaan reaksi berikut;

2R- OH +2Na => 2R – Ona + H₂ (g)

2CH₃- CH₂-OH+2Na => 2CH₃ – CH₂ – Ona + H₂ (g)

       Etanol                              Natrium Etoksida

Reaksi ini merupakan reaksi yang digunakan untuk membedakan alkohol dengan eter karena eter tidak dapat bereaksi dengan logam natrium.

b)      Reaksi Identifikasi Alkohol Menggunakan Fosfor Trihalida

jika alkohol direaksikan dengan fosfor trihalida akanmenghasilkan alkil halida.

3R -OH + PX₃ => 3R – X + H₃PO₃

_C) Reaksi Oksidasi (untuk membedakan Jenis Alkohol)

oksidasi alkohol  Primer menghasilkan senyawa aldehid. Jika aldehid dioksidasi lebih lanjut akan menghasilkan asam karboksilat.

sedangkan oksidasi alkohol sekunder menghasilkan keton, melalui mekanisme reaksi berikut.

uji lucas

pereaksi lucas terdiri atas ZnCl2 dalam Hcl pekat.uji lucas ini berdasarkan reaksi antara alkohol dan Hcl dengan katalis ZnCl2. Alkohol tersier bereaksi cepat dengan gejala reaksi berupa terbentuknya kabut di permukaan larutan. Alkohol sekunder bereaksi dalam waktu ssekitar 5 menit, sedangkan alkohol primer tidak menunjukkan terjadinya suatu reaksi.

2.    ETER

Eter atau alkoksialkana merupakan senyawa turunan alkana. Satu atom H rantai alkana diganti oleh gugus alkoksi sehingga eter mamiliki dua gugus alkil.

      R – H       R – OR'

      alkana            eter

                                            

·  rumus umum struktur ;   R – O -R'

_·   Rumus umum molekul ; C_nH_2n+2    

TATA NAMA ETER

 Penamaan eter dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu penamaan alkil eter (Cara Trivial) dan Menurut sistem IUPAC, gugus –OR disebut gugus alkoksi sehingga penataan nama senyawa eter dimulai dengan nama gugus alkoksi (alkoksialkana) diikuti oleh nama rantai utamanya.

1.      Penamaan Alkil Eter (Trivial)

Nama kedua gugus alkil disebut lebih dahulu (diurutkan berdasarkan abjad), kemudian di tambahkan eter. Jika kedua gugus alkil sama, diawalan di.

2.      Penamaan Alkoksialkana (IUPAC

penataan nama senyawa eter dimulai dengan nama gugus alkoksi diikuti oleh nama rantai utamanya. Gugus alkoksi dianggap sebagai cabang yang terikat pada rantai induk.

 Di bawah ini Penataan Nama Eter Menurut Trivial dan IUPAC

Rumus Struktur Eter	Nama Trivial	Nama IUPAC (alkoksialkana)
CH3 ⎯ O ⎯ CH3	Dimetil eter	Metoksi metana
CH3 ⎯ O ⎯ CH2 ⎯ CH3	Etil metil eter	Metoksi etana
CH3 ⎯ CH2 ⎯ O ⎯ CH2 ⎯ CH3	Dietil eter	Etoksi etena
	Isopentil etil eter	2-etoksi pentana
	Fenil propil eter	Fenoksi propana

SIFAT-SIFAT ETER

        Sifat-sifat eter yaitu. Pada keadaan standar, hampir seluruh senyawa eter berwujud cair, kecuali dimetil eter (gas). Jika dibandingkan dengan senyawa alkohol, titik didih dan titik leleh eter lebih keci. Ini terjadi karena antar molekul eter tidak membentuk ikatan hidrogen. Eter juga cenderung bersifat nono polar, sehingga kelarutannya dalam air sangat kecil. Selain itu eter bersifat mudah terbakar. Dibandingkan terhadap alkohol, eter jauh kurang reaktif kecuali dalam hal pembakaran.Eter jauh lebih mantap (lebih kurang reaktif) dibandingkan alkohol. Eter tidak bereaksi dengan logam natrium. Sifat ini dapat digunakan untuk membedakan alkohol dengan eter.

KEISOMERAN PADA ETER

            Eter memilki dua isomer, yaitu isomer struktur dan isomer fungsional.

1)      Isomer Struktur

Isomer struktur ialah senyawa yang memiliki rumus molekul sama, namun rumus strukturnya berbeda. Contohnya dietil eter memiliki isomer struktur dengan metil propil eter dan metil isopropil eter.

2)      Isomer Fungsional

Alkohol dan eter keduanya memiliki rumus umum yang sama, Akan tetapi, keduanya memiliki jenis gugus fungsional yang berbeda. Dua senyawa yang memiliki rumus umum molekul sama namun gugus fungsionalnya berbeda disebut memiliki keisomeran fungsional. Eter berisomer fungsional dengan alkohol.

PEMBUATAN ETER

Umumnya eter dibuat dari dehidrasi alkohol. Dietil eter dapat dibuat melalui pemanasan etanol dengan asam sulfat pekat pada suhu sekitar 140°C hingga reaksi dehidrasi sempurna.

Pembuatan eter dari alkohol CH₃CH₂OH + HOCH₂CH₃⎯^H2SO4→ CH₃CH₂–O–CH₂CH₃ + H₂O

KEGUNAAN DAN DAMPAK  ETER

Senyawa dietil eter biasa digunakan sebagai zat anestetik (pemati rasa atau obat bius) yang diberikan melalaui pernafasan namun penggunaan dietil eter dapat menyebabkan iritasi saluran pernafasan dan merangsang sekresi lendir. Selain itu eter juga digunakan sebagai pelarut non polar untuk melarutkan senyawa non polar pula, seperti lemak, lilin dan minyak. Eter dapat menyebabkan mual dan muntah selama waktu pemulihan. Karena dampak negatif ini, eter sudah jarang dipakai di negara-negara maju.

“Permasalahan “

1. Pada produk eliminasi mengikuti aturan zeitsev, dimana alkena yang lebih stabil akan dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan alkena yang kurang stabil. Mengapa hal demikian dapat terjadi? Mohon pada teman teman yang ingin membantu permasalahan saya?

2.Mengapa alkohol dapat bereaksi dengan  logam natrium sedangkan eter tidak dapat bereaksi dengan logam natrium ?