Transcript Bab10
BAB 10 MOLEKUL-MOLEKUL ORGANIK DEPARTEMEN KIMIA FMIPA IPB Created by: BAR – TWS Kimia organik kimia senyawa yang mengandung atom C (bersama atom H, N, O, P, S, atau X) Atom C: dapat membentuk 4 ikatan dalam ruang 3D dapat berikatan dengan atom C lain: katenasi dapat berikatan rangkap dua atau tiga Ikatan dalam Molekul Organik Etana: Jenuh (bilangan koordinasi maks. = 4) H H H C C H H H Jumlah e- val = (2 x 4) + (6 x 1) = 14 (7 pasang e- ikatan: 7 ) Tanpa ikatan rangkap: hibridisasi sp3 Geometri molekul: tetrahedral (AX4) Etena: Takjenuh (bil. koord. atom C = 3) H H H C C H Jumlah e- val = (2 x 4) + (4 x 1) = 12 (6 pasang e- ikatan: 5 + 1 ) Ada 1 ikatan rangkap: hibridisasi sp2 Geometri molekul: planar trigonal (AX3) Etuna: Tak jenuh (bil. koord. atom C = 2) Jumlah e- val = (2 x 4) + (2 x 1) = 10 H C C H (5 pasang e- ikatan: 3 + 2 ) Ada 2 ikatan rangkap: hibridisasi sp Geometri molekul: linear (AX2) Isomerisme 1. Isomer struktural: Rumus molekul sama, tetapi susunan atom-atomnya berbeda. a. Isomer kerangka. Contoh: C4H10 CH3CH2CH2CH3 dan (CH3)2CHCH3 b. Isomer posisi/kedudukan. Contoh: C3H7Cl CH3CH2CH2Cl dan (CH3)2CHCl c. Isomer fungsional: CnH2n alkena, sikloalkana Contoh: C3H6 CH2=CH–CH3 dan H2C CH2 C H2 CnH2n-2 alkuna, diena, sikloalkena HC CH C H2 Contoh: C3H4 HCCCH3, H2C=C=CH2, dan CnH2n+2O alkohol, eter Contoh: C2H6O CH3CH2OH dan CH3OCH3 CnH2nO aldehida, keton, alkenol, sikloalkohol, sikloeter Contoh: C3H6O O O CH3CH2CH CH C CH CH2 3 3 OH CH H2C CH2 CHCH2OH O H2C CH2 C H2 dll. CnH2n+2O asam karboksilat, ester Contoh: C3H6O2 O O CH3CH2COH CH3 C OCH3 dll. 2. Isomer ruang (stereoisomer): Rumus molekul maupun susunan atom sama, yang berbeda orientasi dalam ruang 3D. a. Isomer geometri: terjadi akibat terbatasnya rotasi ikatan pada ikatan rangkap dua Contoh: C4H8 CH3 CH3 CH3 C C H H C C H cis-2-butena H CH3 trans-2-butena Syarat: tiap atom C pada C=C mengikat 2 atom/gugus berbeda Contoh: Tak ada isomer geometri dari CH2=CHCH2CH3 karena salah satu atom C mengikat 2 atom H. b. Isomer optik: terjadi jika ada sekurang-kurangnya 1 atom C-kiral, yaitu atom C yang berikatan tunggal dengan 4 atom/ gugus berbeda. Contoh: CH3 CH3CH2* C OH H H3C *C CH2CH3 HO H Kedua isomer merupakan bayangan cermin yang tidak dapat saling diimpitkan: enantiomer Molekul Terkonjugasi 2 ikatan rangkap dua diena; 3 triena; banyak poliena Terkonjugasi: 2 ikatan rangkap dua dipisahkan oleh 1 ikatan tunggal: C=C–C=C BENZENA (C6H6) H H Triena-terkonjugasi segi enam H H H H Bil koord atom C = 3: hibridisasi sp2 Memiliki 6 ikatan C–C, 6 ikatan C–H, dan 3 ikatan . BENZENA, SUATU HIDROKARBON AROMATIK Minyak Bumi Komponen utama minyak bumi: Alkana CH3 H2 C C H2 H2 C C H2 n-heptana H2 C CH3 CH3 CH3 CH C H2 H2 C C H2 H2 C CH3 isooktana n-Heptana memiliki bilangan oktan = 0; isooktana = 100. Bilangan oktan: parameter mutu bensin yang menunjukkan efisiensi pembakaran (semakin tinggi nilainya, bensin semakin baik mutunya). Zat aditif tetraetiltimbel (TEL) dan t-butil metil eter (MTBE) dapat menaikkan bilangan oktan bensin sampai di atas 100 dengan mengurangi ketukan mesin (anti-knocking agent). Sikloalkana CH2CH3 CH3 metilsiklopentana etilsikloheksana Hidrokarbon aromatik (BTX) CH3 benzena toluena CH3 CH3 o-xilena (dan isomer m- dan p-nya) BTX sangat penting untuk sintesis polimer digunakan untuk membuat bahan bakar berkinerja tinggi dengan bilangan oktan di atas 100. Reaksi reformasi (pembentukan kembali): Produksi BTX dari alkana berantai lurus dengan jumlah atom C yang sama (fraksi penyulingan C6–C8). Digunakan suhu tinggi dan katalis logam transisi seperti Pt atau Rh pada penyangga alumina. Senyawa-senyawa lain (belerang, oksigen, organologam, dan hidrokarbon takjenuh). Fraksionasi minyak bumi: Minyak mentah dipanaskan sampai sekitar 400 oC dalam alat distilasi bertingkat (fractional distillation). Uapnya naik melalui kolom fraksionasi yang tinggi. Fraksi atsiri naik lebih cepat dan lebih tinggi di dalam kolom sebelum mengembun; fraksi bertitik didih lebih tinggi tidak naik setinggi itu. Dengan mengeluarkan cairan dari berbagai ketinggian kolom, didapat fraksi-fraksi minyak bumi. DISTILASI BERTINGKAT, PEMISAHAN BERDASARKAN PERBEDAAN TITIK DIDIH Fraksi bensin hanya menyusun sekitar 25% dari minyak mentah. Ada 2 metode untuk mengubah fraksi lain menjadi bensin: Pengertakan (cracking) fraksi dengan titik didih lebih tinggi: * Katalitik: dilewatkan pada katalis silika-alumina pada suhu 450–550 oC. * Termal: suhu lebih tinggi (850–900 oC), tanpa katalis. Proses ini membebaskan banyak sekali gas alkena rantai pendek (etilena, propilena) yang sangat dibutuhkan untuk sintesis senyawa organik dan polimer. Alkilasi fraksi dengan titik didih lebih rendah. Hidrokarbon Alifatik (Alkana, Alkena, dan Alkuna) No. Parameter Alkana Alkena Alkuna 1. Rumus umum CnH2n+2 CnH2n CnH2n−2 2. Ikatan Tunggal (C−C) Rangkap 2 (C=C) Rangkap 3 (C≡C) Jumlah atom yang melekat pada atom C 4 (tetrahedral) 3 (trigonal planar) 2 (linear) Rotasi Bebas Terbatas Terbatas Sudut ikatan 109,5o 120o 180o Panjang ikatan 1,54 Å 1,34 Å 1,20 Å 3. Sifat kimia Tak reaktif Agak reaktif Reaktif 4. Sifat fisik Tak larut air Sedikit larut air Agak larut air Wujud zat: C<5 C>5 Gas Cair Gas Cair Gas Cair Titik didih (BM ≈ sama) Rendah; deret homolog: +CH2 +30 oC Agak tinggi; deret homolog: +CH2 +30 oC Tinggi; deret homolog: +CH2 +30 oC 5. Isomer Kerangka Kerangka, geometri Kerangka 6. Tata nama Akhiran ana Akhiran ena Akhiran una Tata Nama Alkana 1. Alkana tanpa cabang dinamai sesuai jumlah atom C: metana propana butana pentana heksana heptana oktana nonana etana dekana dst. 2. Untuk alkana dengan cabang, nama dasarnya ialah rantai lurus terpanjang yang terbentuk dari atom-atom C. A C C C C C C C C bukan C C C C Jika ada 2 rantai lurus terpanjang yang sama, pilihlah rantai yang paling banyak cabangnya. C C B C C C C C C C C bukan C C C C C C C C 3. Gugus yang melekat pada rantai utama disebut substituen: alkil, halogen. CH3 CH3 F- = fluoro C CH2 CH3 Cl- = kloro neopentil Br- = bromo I- = iodo substituen halogen Lihat tabel berikut untuk substituen alkil penting lainnya. Alkana Substituen alkil Nama CH4 (metana) CH3– metil (Me-) CH3CH3 (etana) CH3CH2– etil (Et-) CH3CH2CH3 (propana) CH3CH2CH2– propil (Pr-) CH3 CH isopropil (i-Pr-) CH3 CH3CH2CH2CH3 (butana) CH3CH2CH2CH2– CH3CH2 CH CH3 (CH3)3CH (isobutana) CH3 CH CH2 CH3 butil (Bu-) sec-butil (s-Bu-) isobutil (i-Bu) CH3 CH3 C CH3 tert-butil (t-Bu) 4. Rantai utama dinomori sehingga substituen pertama yang dijumpai di sepanjang rantai memperoleh nomor terendah. C C C C C C C C C C 5 6 4 3 bukan 1 2 C C C C C C C 1 3 2 4 5 6 Jika ada cabang yang jaraknya sama dari setiap ujung rantai terpanjang, mulailah menomori dari yang terdekat dengan cabang ketiga: D C C C C C C C C C C C C 1 2 3 4 5 6 7 bukan C C C C C C C C 7 6 5 4 3 2 1 Jika tidak ada cabang ketiga, nomor dimulai dari substituen terdekat yang namanya memiliki prioritas dari segi abjad: E C C C C C C C C C C C C C 1 2 3 4 5 6 7 bukan C C C C C C C 7 6 5 4 3 2 5. Bila 2 atau lebih gugus yang identik melekat pada rantai utama, digunakan awalan di-, tri-, tetra-, penta-, dst. 6. Bila terdapat 2 atau lebih jenis substituen, urutkan sesuai abjad Inggris; abaikan awalan di-, tri-, … atau iso-, sec-, … 1 7. (a) Nama IUPAC untuk hidrokarbon ditulis sebagai satu kata. (b) Antarnomor dipisahkan dengan tanda koma sementara nomor dan huruf dipisahkan oleh tanda hubung. (c) Tidak ada spasi di antara substituen yang dinamai terakhir dan nama alkana induk yang mengikutinya. Contoh: Untuk senyawa A–E di atas, nama IUPAC-nya berturut-turut A 3-metilpentana D 2,3,6-trimetilheptana B 3-etil-2-metilheksana E 3-etil-5-metilheptana C 2,4-dimetilheksana Latihan: 1. Berilah nama IUPAC untuk struktur-struktur berikut: CH3 CH3 a. CH3 CH CH CH2 CH3 CH3 d. CH3 b. (CH3)3CCH2CHClCH3 c. ClCH2CH2CHBrCH3 C CH3 CH3 e. CH3CHCH2CH2CH3 CH2CH3 2. Tulislah struktur untuk (a) 2,2,4-trimetilpentana dan (b) isobutil bromida. 3. Jelaskan mengapa 1,3-diklorobutana merupakan nama IUPAC yang benar, tetapi 1,3-dimetilbutana bukan. Tata Nama Alkena dan Alkuna 1. Alkena dengan 1, 2, 3, … ikatan rangkap 2 akhiran -ena, -diena, -triena, ....; alkuna -una, -diuna, -triuna, .... Senyawa dengan ikatan rangkap 2 dan 3 disebut –enuna. 2. Pilihlah rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap: C C C C C C C C bukan C C C C 3. Nomori rantai dari ujung terdekat dengan ikatan rangkap: C C C C C 1 2 3 4 5 bukan C C C C C 5 4 3 2 1 Jika ikatan rangkap berjarak sama dari kedua rantai, nomori dari ujung yang terdekat dengan titik cabang: 2 1 3 4 4 bukan C C C C 3 1 2 C C C C C C 4. Nyatakan posisi ikatan rangkap menggunakan atom C dengan nomor terendah: C C C C 2 1 3 1-butena, bukan 2-butena 4 5. Jika terdapat >1 ikatan rangkap, nomori dari ujung terdekat dengan ikatan rangkap pertama: C C C C C 1 2 3 4 5 bukan C C C C C 5 4 3 2 1 Latihan: 1. Berilah nama IUPAC untuk struktur-struktur berikut: a. (CH3)2C=C(CH3)2 d. CH3 e. f. b. ClCH=CHCH3 c. CH3(CH2)3CCH 2. Tulislah struktur untuk (a) 2-metil-2-butena (d) 1,2-diklorosiklobutena (b) 2,4-dimetil-2-pentena (e) 2-metil-1,3-butadiena (isoprena) (c) 3-heksuna (f) metilpropena (isobutilena) 3. Gambarkan dan beri nama IUPAC untuk semua isomer dari (a) C5H12 (b) C5H10 (c) C5H8 CH3 Gugus-gugus Fungsi Utama Struktur Golongan Senyawa Contoh spesifik C C Alkana CH3-CH3 C C Alkena H2C CH2 C C Alkuna HC CH Arena (aromatik) C X Alkil halida (organohalogen) CH2Cl2, CHCl3 NEXT… Struktur C OH Golongan Senyawa Contoh spesifik Alkohol CH3CH2OH OH OH Fenol C SH C O C … BACK O Tiol (Merkaptan) CH3SH Eter CH3CH2OCH2CH3 Epoksida (Oksirana) O NEXT… Struktur Golongan Senyawa Contoh spesifik C S C Sulfida (Tioeter) (CH2=CHCH2)2S Aldehida H2C=O O C H O C C C Keton O Asam karboksilat C OH O … BACK C X Asil halida (halida asam) O CH3 C CH3 O CH3 C OH O CH3 C Cl NEXT… Struktur O O C O C O C O C O Golongan Senyawa Anhidrida asam Ester Amida primer … BACK N C NH2 O CH3 O C O C CH3 O C NH2 C Contoh spesifik Nitril (Sianida) Amina primer CH3 C OCH2CH3 O H C NH2 CH2 C C H CH3CH2NH2 N ALKOHOL, FENOL, DAN TIOL Tata Nama dan Penggolongan Turunan monoalkil dari air: R OH gugus alkil gugus hidroksil Nama IUPAC = alkana, akhiran –a diganti -ol Nama trivial: nama gugus alkil + alkohol. a RCH2OH: primer (1o) R3COH: tersier (3o) R2CHOH: sekunder (2o) TABEL 11.4 (hlm. 216 diktat baru, hlm. 236 diktat lama) 3 CH3OH CH3CH2OH 1 2 3 CH3CH2CH2OH 2 CH3CHOH 1 CH 3 metanol etanol 1-propanol 2-propanol metil alkohol etil alkohol n-propil alkohol isopropil alkohol 1 (1o) (1o) (1o) 2 3 4 CH3CHCH2CH3 OH 2-butanol sec-butil alkohol (2o) 3 2 (2o) 1 CH3CHCH2OH CH3 2-metil-1-propanol isobutil alkohol (1o) CH3 3 CH3 2 C OH 1 CH3 2-metil-2-propanol tert-butil alkohol (3o) H OH sikloheksanol sikloheksil alkohol (2o) OH CH2 HO CH2 OH 1,2-etanadiol etilena glikol CH2 HO CH CH2 OH OH 1,2,3-propanatriol gliserol OH OH OH CH3 fenol CH3SH metanatiol metil merkaptan o-dihidroksibenzena CH3CH2CH2CH2SH 1-butanatiol n-butil merkaptan m-hidroksitoluena SH tiofenol Titik Didih Elektronegativitas atom O pengutuban gugus –OH ikatan hidrogen antarmolekul alkohol: R - O H R - O H Meski hanya berenergi + 5 kkal mol-1 (sangat lemah dibanding ikatan kovalen), ikatan hidrogen masih lebih kuat daripada gaya van der Waals (interaksi dwikutub/gaya London). CH3CH2OH Bobot molekul 46 CH3OCH3 46 Titik didih (oC) +78,5 –24 CH3CH2CH3 44 –42 Kelarutan Alkohol juga dapat berikatan hidrogen dengan air: H O H H O R H O H alkohol ber-BM rendah bercampur sempurna dengan air. Latihan: Berdasarkan Tabel 11.4, jelaskan urutan kenaikan titik didih dan kelarutan dari (a) metanol, 1-butanol, dan 1-heksanol; (b) 1-butanol, sec-butil alkohol, dan t-butil alkohol; (c) etanol, etilena glikol, dan gliserol. Sintesis dalam Industri dan Kegunaan Metanol: CO(g) + 2 H2(g) 300 oC 250-300 atm CH3OH(g) metanol Etanol: H2C CH2 + H2O H3PO4 o 300-400 C 60-70 atm CH3CH2OH etanol Hasil fermentasi anaerob karbohidrat. Pelarut obat-obatan dan kosmetika. ‘Alkohol’-nya minuman beralkohol. Isopropil alkohol: CH3CH CH2 + H2O H2SO4 OH CH3CHCH3 isopropil alkohol Larutan 70% dalam air alkohol gosok (bersifat antibakteri). Fenol: H H3C C CH3 O2 OH O H3C C CH3 OH H2SO4 + kumena kumena hidroperoksida Ough … this chapter is quite long. I start feeling sleepy. O + H3C C CH3 fenol (disinfektan) aseton ETER, EPOKSIDA, DAN SULFIDA Tata Nama Eter dapat dianggap sebagai turunan dialkil dari air. R OR' rantai induk alkana (atom C lebih banyak) cabang alkoksi (atom C lebih sedikit) Nama IUPAC: alkoksialkana (dahulu menggunakan awalan oksa) Nama trivial: nama kedua gugus alkil (urut abjad Inggris) + eter. TABEL 11.5 (hlm. 218 diktat baru, hlm.238 diktat lama) CH3CH2OCH2CH3 O etoksietana (di)etil eter fenoksibenzena difenil eter (3-oksapentana) ETER SIMETRIK 1 C2H5OCH3 metoksietana etil metil eter (2-oksabutana) ETER TAKSIMETRIK OCH3 metoksibenzena metil fenil eter (anisol) 2 3 4 5 CH3CHCH2CH2CH3 OCH3 2-metoksipentana (3-metil-2-oksaheksana) CH2 CH2 O oksirana etilena oksida O CH3SCH3 C2H5SCH3 metiltiometana dimetil sulfida metiltioetana etil metil sulfida tetrahidrofuran (oksasiklopentana) (oksasiklopropana) 1 2 3 4 CH3CHCH2CH3 ETER SIKLIK SCH3 2-(metiltio)butana Latihan: 1. Berilah masing-masing 3 buah nama yang betul untuk a. CH3CH2OCH2CH2CH3 b. (CH3)2CHOCH3 2. Gambarkan dan beri nama IUPAC semua isomer dari C5H12O. 3. Tulislah struktur untuk 1-metiltio-3-metilbutana. Sintesis 1. Kondensasi 2 molekul etanol pada 140 oC dengan H2SO4 sebagai pendehidrasi: CH3CH2 OH + HO CH2CH3 H2SO4 CH3CH2 O o 140 C + H2O CH2CH3 dietil eter (rendemen rendah) 2. Sintesis eter Williamson sintesis eter komersial CH3O-Na+/K+ + CH3CH2–X CH3OCH2CH3 + Na+ X(X = Cl, Br, atau I) 3. Sintesis oksirana: H2C CH2 + O2 katalis Ag o 250 C, tekanan O H2C CH2 ORGANOHALOGEN Mempunyai satu atau lebih atom halogen terikat pada karbon. Tata Nama R X gugus halogen atau halida alkana atau gugus alkil Nama IUPAC : haloalkana Nama trivial : alkil halida TABEL 11.6 (hlm. 219–220 diktat baru; hlm. 240 diktat lama) CH3 Cl klorometana metil klorida CH3CH2 bromoetana etil bromida Br I iodobenzena fenil iodida CH3 CH3 C CH3 Cl 2-kloro-2-metilpropana tert-butil klorida Cl CH2 C Cl H kloroetena vinil klorida 5 4 CH3 Cl 3 2 1 C C C CH3 H H2 H 2,4-dikloropentana Sifat Fisis ☼ Titik didih sebanding dengan hidrokarbon (BM ≈ sama) Titik didih jika BM dan percabangan TABEL 11.4 ☼ Sebagian besar tidak larut-air dan lebih rapat daripada air bj (g/mL) (20 oC) H2O CHCl3 CH2Cl2 CH3Cl 1 1,483 1,327 0,916 Sintesis dan Kegunaan (250-400)oC CH4 + Cl2 atau cahaya metana CH3Cl klorometana metil klorida Cl2 -h klorometana klorin CH2Cl2 diklorometana metilena klorida CH3Cl + HCl Cl2 -h CHCl3 triklorometana kloroform Cl2 -h CCl4 tetraklorometana karbon tetraklorida Mekanisme reaksi-rantai radikal bebas: Inisiasi (pemulaan) Propagasi (perambatan) Terminasi (penamatan) Kegunaan: pelarut (kloroform, karbon tetraklorida), insektisida Latihan: Gambarkan dan beri 2 nama semua isomer dari C4H9Br. ALDEHIDA DAN KETON Tata Nama gugus karbonil gugus karbonil O O R C H R C R' aldehida Nama IUPAC: alkanal Nama trivial: analog asam karboksilat (huruf Yunani: tidak dibahas) keton Nama IUPAC: alkanon Nama trivial: nama kedua gugus alkil (urut abjad Inggris) + keton Akhiran –karbaldehida (atau –karboksaldehida) digunakan jika gugus – CHO terangkai pada suatu struktur siklik. TABEL 11.8 (hlm. 222 diktat baru; hlm. 243 diktat lama) O O H C H CH3 O C H CH3CH2 O C H CH3CH2CH2 C H metanal etanal propanal butanal formaldehida asetaldehida propionaldehida butiraldehida O O O C H 3 CH3 2 1 C CH3 4 3 CH3CH2 2 1 C CH3 butanon benzenakarbaldehida propanon benzaldehida dimetil keton etil metil keton KETON SIMETRIK KETON TAKSIMETRIK O C6H5 sikloheksanon O O C C6H5 benzofenon difenil keton CH3 C C6H5 asetofenon metil fenil keton Latihan: 1. Berilah masing-masing 2 buah nama yang betul untuk a. O CH3CH2 C CH2CH3 b. O CH3 CH3 C C CH3 CH3 2. Gambarkan dan beri nama IUPAC semua isomer dari C3H6O. 3. Tulislah struktur untuk (a) propenal (akrolein) (b) 2,4-pentanadion Sifat Fisis - O R C R' Ikatan bersifat polar (interaksi dipol-dipol) CH3(CH2)4CH3 CH3(CH2)3CH=O CH3(CH2)3CH2OH Bobot molekul 86 86 88 Titik didih (oC) 69 102 118 (gaya London) (interaksi dipol-dipol) (ikatan hidrogen) Meskipun tidak dapat berikatan hidrogen dengan sesamanya, gugus karbonil dapat berikatan hidrogen dengan air. O H H O H O H R C R' Aldehida dan keton ber-BM rendah larut dalam air Sintesis 1. Oksidasi alkohol di laboratorium: OH O [O] R C H H [O] R C H [H] [H] aldehida alkohol 1o O R C OH asam karboksilat Oksidator khusus digunakan agar oksidasi alkohol 1o terhenti di aldehida, yaitu PCC (piridinium klorokromat): CrO3 + HCl + N NH CrO3 Cl PCC piridin CH3(CH2)6CH2OH 1-oktanol PCC o CH2Cl2, 25 C O CH3(CH2)6C oktanal H OH O [O] R C R' H [H] R C R' alkohol 2o keton Oksidator Jones (anhidrida kromat CrO3 dalam H2SO4 berair) lazim digunakan: H CrO3 O + OH H , aseton sikloheksanon sikloheksanol 2. Oksidasi alkohol dalam hati untuk menghindari terserapnya alkohol oleh tubuh: + CH3CH2OH + NAD etanol O alkohol dehidrogenase CH3 C H + NADH asetaldehida (Asetaldehida beracun, dan dioksidasi lebih lanjut menjadi CO2 dan H2O.) ASAM KARBOKSILAT Tata Nama O C O + karbonil OH C OH karboksil hidroksil Nama IUPAC: asam alkanoat Nama trivial: sumber asal asamnya TABEL 11.9 (hlm. 223–224 diktat baru; hlm. 244 diktat lama) O H C OH asam metanoat asam format O CH3 C OH asam etanoat asam asetat O CH3CH2 C OH asam propanoat asam propionat O CH3CH2CH2 C OH asam butanoat asam butirat 5 4 3 O 2 O 1 CH3CHCH2CH2 C OH CH2 CH3 asam propenoat asam 4-metilpentanoat O H2C C OH asam akrilat COOH H O 3 CH3 OH asam hidroksietanoat asam glikolat C C OH H 2 1 C C OH 1 OH 2 OH asam 2-hidroksipropanoat asam laktat asam o-hidroksibenzoat asam salisilat asam benzena-1,4-dikarboksilat asam tereftalat bahan baku poliester Dacron O HO C O (CH2)n C OH n=0 asam etanadioat asam oksalat n=1 asam propanadioat asam malonat n=2 asam butanadioat asam suksinat n=3 asam pentanadioat asam glutarat n=4 asam heksanadioat asam adipat (bahan baku poliamida Nilon-6,6) n=5 asam heptanadioat asam pimelat Sifat Fisik Asam karboksilat dapat saling berikatan hidrogen membentuk dimer: O H O R C C R O H O CH3CO2H Bobot molekul Titik didih (oC) 60 118 CH3CH2CH2OH 60 97 Asam karboksilat polar & dapat berikatan hidrogen dengan air asam karboksilat ber-BM rendah larut dalam air. TABEL 11.9 Asam karboksilat ber-BM rendah berbau tajam dan tak enak, dan semakin besar BM, semakin tidak berbau. Kegunaan Sabun: garam logam alkali (Na, K atau Li) dari asam lemak Asam lemak asam karboksilat rantai panjang Sintesis Industri O CH3 C H + 1/2 H2 asetaldehida O Mn(CH3COO)2 o 55-80 C CH3 C OH asam asetat Latihan: CH3 1. Berilah nama IUPAC untuk (a) Cl2CHCO2H (d) (b) CH3CH=CHCO2H (c) (CH3)3CCO2H COOH 2. Tulislah struktur untuk (a) asam 3-bromobutanoat (c) asam 2-butunoat (b) asam 2-hidroksi-6-metilpropanoat (d) asam m-nitrobenzoat 3. (a) Gambarkan polarisasi ikatan pada gugus karboksil berdasarkan elektronegativitas atom-atom penyusunnya. (b) Gambarkan ikatan hidrogen antara asam asetat dan air. TURUNAN ASAM KARBOKSILAT Tata Nama Gugus –OH asam karboksilat diganti oleh heteroatom/gugus lain. O R C OH O R C O X asil halida O R C O C R' anhidrida karboksilat O R C OR' ester O R C NH2 amida Hidrolisis senyawa-senyawa tersebut akan menghasilkan asam karboksilat induknya. O O Asil Halida CH3 C Br etanoil bromida C6H5 C Cl benzoil klorida asetil bromida Anhidrida Karboksilat O CH3 O O C O C CH3 anhidrida etanoat anhidrida asetat CH3CH2 C O C CH3 anhidrida etanoat propanoat anhidrida asetat propionat Ester O O O O CH3 C O CH3 CH3 C O R C OR' alkil alkanoat metil etanoat metil asetat fenil etanoat fenil asetat O O C O CH2CH3 etil benzenakarboksilat etil benzoat (CH3)3C C O fenil dimetilpropanoat Amida O H C NH2 metanamida formamida O C NH2 benzenakarboksamida benzamida O CH3CH2 C NHCH2CH3 N-etilpropanamida N-etilpropionamida Latihan: Gambarkan dan beri nama IUPAC semua isomer dari C4H 8O2. Sifat Fisik dan Kegunaan Ester • Cairan atsiri dengan bau dan wewangian buah atau bunga. • Pelarut atau zat antara dalam berbagai reaksi organik. Sintesis Ester 1. Esterifikasi umum, contohnya O CH3 O + C OH + HO CH3 asam etanoat asam asetat metanol metil alkohol H /Q -H2O CH3 C O CH3 metil etanoat metil asetat 2. Pembuatan vinil asetat dalam industri: O CH3 C OH + CH2 asam asetat CH2 + 1/2 O2 etilena CuCl2 O CH3 C O C CH2 + H2O H vinil asetat AMINA Tata Nama dan Penggolongan Turunan organik dari amonia (NH3) H N H H R H N R H N R R N R R N R H R R R 1o 2o 3o 4o Sekarang ini dikenal 3 cara menamai amina, berbeda dari apa yang tertulis di dalam diktat. Dalam Kimia TPB, penamaan amina 2o dan 3o dibatasi pada yang gugus-gugus R-nya sama. 1. Nama umum: Gugus alkil yang melekat pada atom N + akhiran -amina. 2. Nama IUPAC: Gugus amino, -NH2, dianggap sebagai substituen. 3. Nama Chemical Abstracts (CA): alkanamina. Struktur Nama Umum Nama IUPAC Nama CA etilamina aminoetana etanamina (CH3CH2)2NH dietilamina etilaminoetana N-etiletanamina (CH3CH2)3N trietilamina dietilaminoetana N,N-dietiletanamina CH3CH2NH2 Jika gugus –NH2 dapat berada di >1 posisi, penomoran diperlukan: CH3CH2CH2NH2 1-propilamina 1-aminopropana 1-propanamina (CH3)2CHNH2 2-propilamina 2-aminopropana 2-propanamina Struktur Nama Umum Nama IUPAC Nama CA Amina aromatik dinamai sebagai turunan anilina (IUPAC) atau benzenamina (CA): Br – NH2 p-bromoanilina 4-bromo benzenamina Latihan: 1. Berilah nama yang dapat diterima untuk (a) (CH3)3CNH2 (d) (b) (CH3)2NH (c) CH3(CH2)3NH2 (e) O2N (f) NH2 NH2 2. Golongkan amina-amina di atas sebagai 1o, 2o, 3o, atau 4o. Sifat Fisik Sebagian besar amina ber-BM rendah berupa gas atau cairan atsiri dengan bau “seperti ikan” atau amonia. Td asam karboksilat > amina > alkohol, jika BM hampir sama. Sintesis 1. Reaksi amonia dan organohalogen, lalu garamnya dibasakan: 2. Sintesis anilina reduksi nitrobenzena: Fe NO2 HCl nitrobenzena NH2 anilina (1) Substitusi: Penggantian atom/gugus (yang lama digantikan oleh yang baru) Substitusi dapat terjadi pada atom C jenuh atau takjenuh. Contoh-contoh lain reaksi substitusi pada alkil halida, alkohol, benzena, serta asam karboksilat dan turunannya dapat dilihat pada hlm. 228–229 diktat baru. (2) Adisi: Penambahan atom/gugus (yang lama tetap ada, ditambah dengan yang baru) Adisi terjadi pada senyawa takjenuh, misalnya C=C, CC, dan C=O, dan mengurangi jumlah ikatan rangkap. Adisi Br2 lazim digunakan sebagai uji kualitatif untuk identifikasi ikatan rangkap dua atau rangkap tiga, yaitu dari hilangnya warna jingga kemerahan dari Br2. Adisi H2 juga dapat terjadi dengan bantuan katalis heterogen. Pereaksi yang mengadisi dan molekul yang diadisi bisa samasama tidak simetrik berlaku kaidah Markovnikov: atom H mengadisi atom C yang lebih banyak mengikat atom H. Adisi tidak hanya terjadi pada alkena (C=C) dan alkuna (CC), tetapi juga pada aldehida dan keton (C=O): Contoh-contoh lain reaksi adisi dapat dilihat pada Tabel 11.11 (3) Eliminasi: Penyingkiran atom/gugus, biasanya atom H dan atom/gugus lain (seperti X atau OH) dari atom C tetangga, menghasilkan alkena (yang lama hilang, tanpa diganti yang baru) Berkebalikan dengan reaksi adisi, reaksi eliminasi menambah jumlah ikatan rangkap. Catatan: Mahasiswa Kimia TPB hanya dikenalkan jenis-jenis reaksi dan tidak sampai menentukan produk reaksi. Contoh soalnya dapat dilihat di Latihan Soal no. 13. That’s All Folks Have a Nice Day