Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 1
BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG
Kimia organik adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari senyawa organik. Pada awalnya (yaitu pada sekitar tahun 1700-an) senyawa organik didefinisikan sebagai senyawa-senyawa yang berasal dari organisme hidup, sehingga mempunyai “daya hidup” atau “vital force”. Karena memiliki “vital force” itulah, maka senyawa organik pada waktu itu dianggap tidak mungkin disintesis di laboratorium seperti halnya senyawa anorganik. Pada tahun 1816, Chevrut menunjukkan bahwa lemak binatang (suatu senyawa organik) dapat dibuat menjadi sabun (suatu senyawa anorganik), dan sebaliknya sabun (suatu senyawa anorganik) dapat diubah menjadi asam lemak (suatu senyawa organik). Hal serupa ditunjukkan pula oleh Wohler (1828) yang menunjukkan senyawa anorganik garam ammonium sianat dapat diubah menjadi senyawa organik urea. Hal tersebut mematahkan pendapat bahwa senyawa organik harus memiliki “vital force” sehingga tidak dapat disintesis di laboratorium. Jadi apakah senyawa organik itu?
Selanjutnya diketahui bahwa asam laktat yang terdapat pada susu mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen. Begitu pula dengan berbagai senyawa organik lain, ternyata selalu mengandung karbon, seringkali bersama dengan hidrogen, dan kadang-kadang ditemukan bersama-sama dengan unsur lain, seperti oksigen, nitrogen, sulfur, dan halogen. Oleh karena itu, pada pertengahan abad ke-19 senyawa organik didefinisi ulang sebagai senyawa berbasis karbon, atau didefinisikan sebagai senyawa hidrokarbon dan turunannya. Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang tersusun dari hidrogen dan karbon. Sejak saat itu senyawa organik sering pula disebut senyawa karbon. Berbeda dengan senyawa anorganik yang umumnya stabil pada pemanasan suhu tinggi, senyawa organik pada umumnya mudah terurai. Walaupun demikian, dari sekitar 8,5 juta senyawa yang telah diketahui, lebih dari 80% di antaranya adalah senyawa organik, sedangkan senyawa anorganik terdapat kurang dari 20%. Senyawa organik ditemukan di berbagai sendi kehidupan, pada tanaman, binatang, mikroba, material geologis (minyak bumi, gas alam), dan produk pabrikan (obat, plastik, cat, kertas, benang, desinfektan, pupuk, pestisida, narkotika, pewarna, perasa, dll). 2
Penyebab begitu beragamnya senyawa organik yang dapat terbentuk adalah karena senyawa organik berbasis karbon, suatu atom yang memiliki sifat khas, yaitu dapat membentuk berbagai jenis ikatan (tunggal, rangkap dua, rangkap tiga) dan berbagai bentuk rantai ikatan (linier, bercabang, atau siklis),
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 2
baik dengan karbon lain, maupun dengan atom-atom lain, seperti H,O,N,S dan halogen.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana karakteristik gugus fungsional senyawa organik seperti Alkil halida, alkohol, eter, aldehid dan keton?
2. Bagaimana sifat kimia dan reaksi dari kelompok senyawa organik? 1.3 TUJUAN
1. Untuk memahami karakteristik gugus fungsional senyawa organik seperti Alkil halida, alkohol, eter, aldehid dan keton.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 3
BAB II PEMBAHASAN Kekhasan Atom Karbon
Atom karbon adalah atom yang memiliki enam elektron dengan dengan konfigurasi 1s2 2s2 2p2. Empat elektron pada kulit terluar dapat membentuk empat ikatan kovalen baik dengan atom karbon maupun dengan atom lain. Kemampuan atom-atom karbon untuk membentuk ikatan kovalen memungkinkan terbentuknya rantai karbon yang beragam. Hal ini merupakan salah satu penyebab bagitu banyak senyawa karbon yang dapat terbentuk.
Rantai karbon diklasifikasikan sebagai berikut: Rantai karbon
Rantai C terbuka Rantai C tertutup
Lurus Bercabang 3
| C
Gambar 1. Klasifikasi rantai karbon
Empat ikatan kovalen yang dapat terbentuk antar atom C dapat berupa ikatan tunggal atau ikatan rangkap, tergantung dari orbital yang digunakan masing-masing atom karbon tersebut.
Pada bab ini akan dibahas beberapa kelompok gugus fungsi dalam senyawa organik, antara lain gugus fungsi halogen atau dikenal sebagai alkil halida, gugus fungsi hidroksil pada alkohol, gugus fungsi karbonil terdapat pada aldehid dan keton.
Gugus fungsi senyawa karbon:
GUGUS GOLONGAN RUMUS UMUM
- OH Alkohol / alkanol R – OH
- O - Alkohol alkana (eter) R – O – R O ║ - C - H Alkanal (aldehid) O ║ R – C - H O O
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 4 ║ - C - Alkanol (keton) ║ R – C - R O ║ - C – OHAsam karboksilat (asam alkanoat
O ║ R – C - OH O ║ - C – O -
Alkil alkanoat (ester)
O ║
R – C – O – R
R adalah suatu alkil yaitu sisa (residu) hidrokarbon atau bagian hidrokarbon yang kehilangan satu atom hidrogen sehingga rumus umumnya CnH2n+1. Jika diperhatikan rumus umum golongan-golongan senyawa karbon pada tabel di atas mengandung R yang merupakan residu hidrokarbon. Dengan demikian biasanya senyawa karbon dipandang sebagai senyawa turunan hidrokarbon.
Pada gugus fungsi senyawa organik yang akan dibahas adalah Alkil halida, Alkohol, Eter, Aldehid dan Keton.
2.1. Alkil Halida
Alkil halida adalah turunan hidrokarbon dimana suatu atau lebih hidrogennya diganti dengan halogen. Hampir setiap hidrogen dalam hidrokarbon dapat diganti dengan halogen, bahkan ada senyawa hidrokarbon yang semua hidrogennya telah diganti. Senyawa terflorinasi sempurna yang dikenal sebagai florokarbon, cukup menarik karena kestabilannya pada suhu tinggi.
R-X sering digunakan sebagai notasi umum untuk organik halida, R menandakan suatu gugus alkil dan X untuk suatu halogen. Konfigurasi elektron dalam keadaan dasar untuk halogen adalah sebagai berikut:
F : 1s2 2s2 2p5
Cl : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Br : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5
I : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p5
Ingat bahwa setiap halogen berelektronegativitas tinggi dan hanya kekurangan satu elektron untuk mencapai konfigurasi gas mulia. Oleh karena itu dapat diharapkan halogen membentuk ikatan kovalen tunggal atau ionik yang stabil.
Metil fluorida, klorida, bromida, dan iodida masing-masing terbentuk oleh tumpang tindih orbital sp3 karbon dengan 2p flor, 3p klor, 4p brom, dan 5p
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 5
iod. Kekuatan ikatan C menurun dari metil fluorida ke metil iodida, karena ikatan lebih efisien antara orbital-orbital yang mempunyai bilangan kuantum utama yang sama, dan efisiensinya menurun dangan meningkatnya perbedaan bilangan kuantum utama. Ikatan semakin lemah jika jari-jari atom semakin besar.
2.1.1. Tata Nama
Halida sederhana umumnya dinamai sebagai turunan hidrogen halida. Sistem IUPAC menamai halida sebagai halo turunan hidrokarbon. Dalam nama umum, awalan n-. Sek- (s-) dan ter- (t-) secara berturut-turut menujukkan normal, sekunder, dan tersier.
CH3F CH3CH2Cl CH3CHCH3
Cl Fluorometana Kloroetana 2-kloropropana (Metil Fluorida) (etil klorida) (isopropil iodida)
CH3 CH3 Br
CH3CCH3 CH3CCH2Br
Br CH3
2-bromo-2-metilpropana 1-bromo-2,2- bromosiklobutama (t-butil bromida) dimetilpropana (siklobutil bromida)
(Neopentil bromida)
Dengan sistem IUPAC, penamaan semua senyawa yang hanya mengandung fungsi univalensi dapat dinyatakan dengan awalan fungsi itu sendiri diikuti dengan nama hidrokarbon induk, penomoran sekecil mungkin harus dipatuhi.
H3C CH3 H3C CH CH3 CH3CH2CCH2CHCH2CH2CCH3 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Br Cl 7-Bromo-2-kloro-5-isopropil-2,7-dimetilnonana
Sering terjadi dalam penamaan umum, hidrokarbon dipandang sebagai gugus.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 6
CH2Cl2 ICH2CH2CH2CH2I
Diklorometana 1,4-Diiodobutana (Metilen klorida) (Tetrametilen iodida)
Istilah geminal (gem-) (latin geminus, kembar) dan vicinal (vic-) (latin vinicus, tetangga) kadang digunakan untuk memperlihatkan posisi relatif subtituein sebagai geminal untuk posisi 1,1 dan vinical untuk posisi 1,2.
CH3CHBr2 BrCH2CH2Br
1,1-dibromoetana 1,2-dibromoetana (gem-dibromoetana) (vic-dibromoetana) 2.1.2. Sifat Fisik Alkil Halida
Sifat fisik beberapa alkil halida di berikan dalam tabel 1 berikut. Kebanyakan alkil halida cair, dan pada umumnya bromida, iodida, dan polihalida mempunyai kerapatan lebih besar dari pada 1. Alkil halida larut dalam air, tetapi dapat saling melarutkan dengan hidrokarbon cair.
Tabel 1. Sifat Fisik Alkil Halida
Nama Senyawa Rumus TI(0C) Td(0C) Kerapatan (cair) Metil fluorida Metil klorida Metil bromida Metil iodida Etil klorida Etil bromida n-propil klorida isopropyl klorida n-butil bromida Isobutil bromida Sec-Butil bromida t-Butil bromida n-oktadekil bromida CH3F CH3Cl CH3Br CH3I CH3CH2Cl CH3CH2Br CH3CH2CH2Cl (CH3)2CHCl CH3(CH2)3Br (CH3)2CHCH2Br CH3CH2CHBrCH3 (CH3)CBr CH3(CH2)17Br -142 -97 -93 -64 -139 -119 -123 -117 -112 -120 -112 -20 34 -79 -23,7 4,6 42,3 13,1 38,4 46,4 36,5 101,6 91,3 68 73,3 170/0,5 0,877 0,920 1,732 2,279 0,910 1.430 0,890 0,860 1,275 1,250 1,259 1,222
2.1.3. Reaksi Alkil Halida
Alkil halida paling banyak ditemui sebagai zat antara dalam sintesis. Dapat dengan mudah di ubah ke dalam berbagai jenis senyawa lain, dan dapat diperoleh melalui banyak cara.
Reaksi alkil halida yang banyak itu dapat dikelompokkan dalam dua kelompok; (1) reaksi subtitusi dan (2) reaksi eliminasi. Reaksi
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 7
subtitusi adalah penggantian gugus halogen oleh nukleofil, sedangkan reaksi eliminasi adalah reaksi pembentukan ikatan rangkap dengan pelepasan halogen.
1.3.1. Subtitusi Nukleofilik
Suatu nukleofil (Z:) menyerang alkil halida pada atom karbon hibrida-sp3 yang mengikat halogen (X), menyebabkan pengusiran halogen tersebut dan digantikan oleh nukleofil. Halogen yang terusir disebut gugus pergi. Nukleofil harus mengandung pasangan elektron bebas yang digunakan untuk membentuk ikatan baru dengan karbon. Hal ini memungkinkan gugus pergi terlepas dengan membawa pasangan elektron yang tadinya sebagai elektron ikatan. Ada dua persamaan umum yang dapat dituliskan :
R X + Z R Z + X
Alkilhalida nukleofil gugus pergi Atau,
R X + Z R Z + X
Alkilhalida nukleofil gugus pergi Contoh reaksi Subtitusi
CH3CH2Cl + NH3 CH3CH2NH3 + Cl
CH3CH2CH2CH2Br + CN CH3CH2CH2CH2CN + Br
Pada dasarnya terdapat dua mekanisme reaksi subtitusi nukleofilik, yaitu reaksi subtitusi nukleofilik mono molekular disingkat SN1, dan
subtitusi nukleofilik bimolekuler atau SN2.
Mekanisme reaksi SN1, melalui dua tahapan yakni pembentukan ion
karbonium dan penyerangan nukleofil terhadap ion karbonium. Kecepatan reaksi dipengaruhi oleh substrat saja, nukleofil tidak berpengaruh terhadap kecepatan reaksi, karenanya disebut subtitusi monomolekular.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 8
C X C + X
Substrat ion karbonium gugus pergi
Tahap 2.
C + Z C atau C Z+ Z+
Mekanisme reaksi SN2, berjalan dengan satu tahapan. Kecepatan reaksi
dipengaruhi baik substrat maupun nukleofil, disebut subtitusi bimolekular.
Z + C X
[
Z C X]
Z C + X Nukleofil substrat keadaan transisi produk g.pergiSN1 lebih dominan berjalan terhadap alkil halida tertier, sedangkan
SN2 lebih muda terjadi pada alkil halida primer.
1.3.2. Reaksi Eliminasi
Reaksi eliminasi adalah reaksi pembentukan ikatan rangkap dengan pelepasan halogen sebagai hidrogen halida.
CH3 CH2Cl CH2 = CH2 + HCl
Etil klorida Etena
Mekanismenya ada dua cara, yaitu reaksi eliminasi monomolekuler atau disingkat E1
-Cl- + -H+
CH3 CH2Cl CH3 CH2 CH2=CH2
Reaksi diatas berjalan dua tahap: pertamapembentukan karbon ion dengan pelepasan klor, kedua pembentukan etena dengan pelepasan proton.
Mekanisme lain adalah eliminasi biomolekuler disingkat E2,
berlangsug hanya satu tahap, pelepasan hidrogen dan halogen yang berkedudukan trans terjadi serentak.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 9
2.2. Alkohol
Atom oksigen yang bervalensi dua, bisa satu atau kedua valensinya berikatan dengan karbon. Bila oksigen mengikat satu hidrogen dan satu karbon [C-O-H] atau ditulis sebagai R-OH, maka senyawa hidroksilat ini disebut sebagai gugus fungsi hidroksil (-OH), dan dikenal sebagai alkohol. Apabila kedua valensi dari oksigen mengikat karbon, dikenal sebagai eter, R– O – R.
Bila gugus –OH terikat pada atom karbon alifatik disebut alkohol alifatik dan bila gugus –OH terikat pada cincin aromatik disebut alkohol aromatik. Sifat kimia keduanya ini berbeda.
CH3CH2OH OH
Etanol
(Alkohol alifatik) Fenol
(alkohol aromatik)
Alkohol alifatik dapat dibagi berdasarkan posisi karbon yang mengikat gugus –OH: yaitu primer (1º), sekunder (2º) dan tertier (3º), dapat ditujukkan sebagai berikut:
CH3-CH2-CH2-OH CH3-CH-OH CH3
CH3 CH3 - C –OH
n-propanol
(alkohol primer) sek, isopropanol CH3
(alkohol sekunder) tert., neopentanol (alkohol tertier)
2.2.1. Tata Nama Alkohol
Penamaan alkohol dapat dilakukan dengan dua cara yaitu: nama trival diberi nama alkil-alkohol (alkohol sebagai nama pokok dan rantai karbonnya sebagai substituen). Cara kedua berdasarkan nama sistematik, nama sistematik diberi akhir “ol” dan posisi gugus –OH diberi nomor terkecil dari ujung rantai karbon, sebagaimana contoh berikut:
Senyawa Nama Trivial Nama sistematik
CH3OH metil alkohol metanol
CH3CHCH3 isopropil alkohol 2-propanol
OH
CH3CH2CHCH3 sek. Butil alkohol 2-butanol
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 10
CH3
CH3- C –OH tersier butil alkohol 2-metil-2-propanol
C
CH2OH
Benzil alkohol fenil metanol
Tata nama alkohol:
1. Rantai karbon terpanjang merupakan nama alkohol dan harus mengikat gugus hidroksil (-OH)
2. Atom C yang mengikat OH harus mempunyai nomor serendah mungkin 3. Rantai C cabang harus diberi nomor sedekat mungkin terhadap atom C
yang mengikat gugus hidroksil (-OH)
Contoh : CH3 – CH2 – CH - CH3 (2-butanol) OH CH3 – CH – CH2 – OH (2metil-1-propanol) │ CH3
2.2.2. Reaksi Alkohol dengan Fenol 2.2.1. Reaksi Alkohol
a. Reaksi alkohol dengan asam sulfat
C2H5OH + HOSO2OH C2H5OSO2H + H2O
b. Reaksi alkohol dengan asam karboksilat O O
C2H5OH + CH3C CH3C – O – C2H5+H2O
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 11
c. Dengan pereaksi PCl3, PCl5 dan SOCl2 3CH3OH+PCl3 3CH3Cl + H3PO3
4CH3OH+PCl5 4CH3Cl + H3PO4 + HCl
CH3OH + SOCl2 CH3Cl + HCl + SO2
d. Dengan pereaksi Lucas
Suatu pereaksi yang terdiri dari campuran ZnCl2 anhidrida
dan HCl pekat, digunakan unuk membedakan alkohol primer, sekunder dan tertier, dimana kecepatan reaksinya adalah tertier > sekunder > primer reaksinya adalah sebagai berikut: ZnCl2 RCH2-OH+HCl RCH2-Cl + H2O Primer (1º) lambat ZnCl2 (R)2CH-OH+HCl (R)2CH2-Cl+H2O Sekunder (2º) sedang ZnCl2 (R)3C-OH + HCl (R)3C-Cl Tertier (3º) cepat e. Reaksi oksidasi
(1). Oksidasi alkohol primer
K2Cr2O7 O O
CH3CH2CH2OH CH3CH2C CH3CH2C
atau KmnO4 H OH
propanol propanal as. Propanoat
(2). Oksidasi alkohol sekunder
CH3 K2Cr2O7 CH3
CH3-C-OH CH3 - C=O
f. Dehidrasi alkohol
Dehidrasi alkohol adalah reaksi pelepasn air dari alkohol menghasilkan karbon ikatan rangkap atau alkena (reaksi eliminasi). Reaksi ini dapat berlangsung dengan penambahan asam sulfat pekat. Dehidrasi lebih mudah berlangsung dalam alkohol tertier kemudian alkohol
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 12
sekunder dan alkohol primer lebih sulit. Jadi reaksi ini dapat digunakan untuk membedakan alakohol primer, alkohol sekunder dan tertier.
2.2.2. Reaksi Fenol
a). Rreaksi fenol dengan asil klorida b). Reaksi fenol dengan NaOH
2.2.3. Isomer alkohol
Alkohol mempunyai keisomeran posisi dan isomer optik. Contoh isomer posisi Alkohol.
OH │
CH3 – CH2 – CH2 – OH dengan CH3 – CH – CH3
1- propanol 2-propanol
Contoh isomer optik alkohol
d-2-butanol l-2-butanol OH H │ │ CH3 – CH2 – C – CH3 CH3 – CH2 – C – CH3 │ | H OH
2.2.3. Perbedaan Fenol dengan Alkohol
Ada dua perbedaan mendasar antara alkohol dan fenol yaitu: pertama, bahwa fenol bersifat asam, sedangkan alkohol tidak asam, kedua gugus –OH pada alkohol alifatik dapat disubtitusi sedangkan – OH pada fenol tidak dapat disubtitusi karena terikat pada cincin aromatik.
Sifat asam dari fenol dapat dijelaskan berdasarkan konsep resonansi. Pasangan elektron bebas dari atom oksigen tertarik kedalam inti benzene dan berdistribusi merata keseluruh molekul, akibatnya atom oksigen bermuatan positif dan segera melepaskan proton(asam). Lagi pula ion fenolat yang terbentuk distabilkan oleh resonansi, sehingga reaksi cenderung ke kanan. Hal serupa tidak terjadi pada alkohol alifatik.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 13
Ion fenolat yang terbentuk relatif stabil oleh adanya resonansi, sebagai mana digambarkan berikut ini:
Mekanisme elektronik tersebut dapat menggambarkan mengapa fenol lebih bersifat asam. Alkohol alifatik, etanol misalnya tidak dapat beresonansi sehingga sanagt sulit melepasakan proton, dan ion etoksid yang terbentuk tidak stabil, kecendrungan reaksi kekanan sangat kecil, artinya tidak asam.
2.3. Eter
Bila kedua valensi atom oksigen mengikat atom karbon senyawa demikian termasuk golongan oksida organik, yang dikenal sebagai “eter” dengan rumus umum R-O-R. Banyak digunakan dilaboratorium sebagai pelarut organik dan dalam industri. Dibanding dengan alkohol dengan berat molekul yang sama eter mempunyai titik didih jauh lebih rendah. Hal tersebut dikarenakan eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen sebagai mana pada alkohol. Sebagai contoh C2H6O mempunyai isomer dengan titik didih yang berbeda.
Eter adalah senyawa karbon dimana terdapat gugus fungsi – O – terikat pada dua gugus alkil yang sama atau berbeda
Rumus-rumus et CnH2n+1 – O – CnH2n+1 R – O – R
Molekul struktur Contoh : CH3 – O – CH3 = metoksimetana (dimetil eter)
Sifat-sifat eter
1. Mudah menguap dan sukar larut dalam air
2. Sukar bereaksi sehingga sering digunakan sebagai pelarut organik
3. Dapat bereaksi dengan asam-asam halida (Hl dan HBr) membentuk alkohol dan alkil halida
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 14
R – O – R + H → ROH + RX
Eter asam halida alkohol alkil halida
Gugus alkil panjang membentuk alkohol dan gugus alkil yang pendek membentuk alkil halida
2.3.1. Tata Nama Eter Ada dua macam yaitu:
1). Nama trivial menggunakan nama alkil + eter
2). Nama sistematik (geneva) menggunakan alkosi+ alkana
2.3.2. Beberapa Eter Siklik
Eter siklik yang banyak dikenl adalah etilen oksida, tetrahidorfuran dan dioksana.
2.3.3. Reaksi Eter
Eter merupakan basa lemah, karena adanya pasangan elektron bebas pada oksigen yang dapat bereaksi dengan proton dari asam-asam kuat atau basa lewis.
Reaksi identifikasi untuk membedakan alkohol dan eter
ALKOHOL ETER
1. Bereaksi dengan logam Na R – O – H + Na →
R – O – Na + ½ H2
2. Bereaksi dengan PX3
R – OH + PX3 →
R – X + P(OH) 3
1. Dapat dioksidasi oleh K2Cr2O7
lingkungan asam
Alkohol primer + (O) → aldehid + air
Aldehid + (O) → asam alkanoat
1. Tidak bereaksi dengan logam Na
R – O – R’ + Na /
2. Tidak berteaksi dengan PX3
R – O – R’ + PX3 /
3. Tidak dapat dioksidasi R – O – R’ + (O) /
2.3.4. Isomer Eter
Eter merupakan isomer fungsi dari alkohol karena mempunyai molekul yang sama (atom C dan atom H) Yaitu : CnH2n+2 + O
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 15
Contoh : CH3 – O – CH2 – CH2 – CH3 Metil propil Eter
CH3 – C – O – CH2 – CH3 Dietil Eter
CH3 – O – CH – CH3 Metil isopropil Eter
CH3
2.4. Aldehid dan Keton (Karbonil)
Aldehida dan keton adalah senyawa-senyawa yang mengandung salah satu dari gugus penting didalam kimia organik, yaitu gugus karbonil C=O, semua senyawa yang mengandung gugus fungsi ini disebut senyawa karbonil.
Gugus karbonil adalah gugus yang paling menentukan sifat kimia aldehid dan keton, oleh karena itu tidaklah mengherankan jika kebanyakan sifat-sifat dari senyawa-senyawa ini adalah mirip satu sama lainnya. Meskipun demikian, oleh karena perbedaan gugus yang terikat pada gugus karbonil antara aldehida dan keton maka menimbulkan adanya dua sifat kimia yang paling menonjol perbedaan dari dua senyawa tersebut, yaitu: (a) aldehid cukup mudah teroksidasi sedangkan keton sulit; (b) aldehida lebih reaktif dari pada keton terhadap adisi nukleofilik.
2.4.1. Gugus Karbonil
Ada beberapa kenyataan tentang gugus karbonil adalah sebagai berikut:
a. Atom karbon adalah hibridasi sp2 sehingga ketiga atom yang terikat padanya terletak pada suatu bidang datar dengan besar sudut ikat adalah 120º.
b. Ikatan rangkap dua karbon-oksigen terdiri atas satu ikatan sigma terbentuk sebagai hasil tumpang tindihdari satu orbital sp2 atom karbon dengan satu orbital sp2 atom oksigen. Sedangkan ikatan phi adalah hasil tumpang tindih abtara satu orbital p atom karbon dengan satu orbital p atom oksigen. Dua orbital sp2 lainnya yang ada pada atom karbon masing-masing membentuk ikatan sigma dengan gugus/ atom lain.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 16
c. Atom oksigennya masih memiliki dua pasang elektron bebas. (atom oksigen dalam gugus karbomil kemungkinan adalah hibrida sp2 meskipun hal ini masih dipertentangkan).
d. Panjang ikatan C=O adalah 1,24 Aº, lebih pendek dari pada ikatan C-O pada alkohol dan eter (1,43 Aº),
2.4.2. Tata Nama Aldehida dan Keton
Aldehida yang mengandung atom karbon sebanyak 5, kerap kali digunakan nama umum, yaitu nama yang diturunkan dari nama umum asam karboksilat dengan mengganti akhiran at dengan aldehida. Untuk menujukkan posisi subtituen (gugus samping/cabang) digunakan huruf Yunani.
Alkanal adalah senyawa karbon yang punya gugus aldehid (-CHO) Tata nama aldehid
1. Rantai karbon terpanjang merupakan nama alkanal yang harus terdapat gugus aldehid
2. Atom C dengan nomor yang paling rendah dalam atom C yang terdapat dalam gugus aldehid
Contoh : CH3 – CH – CHO │ CH3 2 metil propanal
Alkanon adalah senyawa karbon yang terdapat gugus karbonil (-CO-)
Tata nama alkanon
1. Rantai karbon terpanjang merupakan nama alkanonnya yang harus terdapat atom C gugus karbonil
2. Atom karbon yang terdapat gugus karbonil harus mempunyai nomor serendah mungkin.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 17
O ║
CH3 – CH2 – CH2 – C - CH2 – CH3
(3 heksanon = etil propil keton)
Nama IUPAC aldehid diturunkan dari nama rantai induk alkana dengan mengganti akhiran a dengan al. Jika rantai karbon aldehid mengikat subtituen, penomoran rantai utama dimulai dari atom karbon karbonil.
Jika gugus –CHO terikat langsung pada suatu cincin maka senyawa dinamai dengan memberikan akhiran karboksaldehida. Atau karbaldehida pada nama sikloalkananya.
Nama IUPAC untu keton diturunkan dari nama alkana rantai induknya dengan mengganti akhiran a dengan on. Posisi gugus kalbonil ditunjukkan dengan nomor serendah mungkin dan diletakkan sebelum nama induk.
Nama umum ketonterbentuk dari dua gugus alkil yang terikat pada gugus karbonil diikuti dengan kata keton.
Jika gugus keton ada diantara gugus fungsilain yang lebih diutamakan maka untuk menunjukkannya digunakan awalan okso dengan satu nomor yang sesuai.
2.4.3. Sifat Fisik Aldehida dan Keton
Karbonil adalah suatu gugus polar oleh karenaya aldahida dan keton dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Namun aldehida dan keton tidak dapat membentuk ikatan hidrogen yang kuat antara molekul-molekulnya sendiri, karenanya senyawa karbonil mempunyai titik didih yang lebih rendah dari pada alkohol yang berat molekulnya setara.
Melalui gugus karbonil, aldehida dan keton dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Oleh karenanya aldehida dan keton berberat molekul rendah mempunyai kelarutan yang tinggi dalam air.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 18
Aseton dan asetaldehida larut sempurna dalam air pada semua perbandingan.
Sifat-sifat aldehid
1. Merupakan senyawa polar (dapat larut dalam air)
2. dapat direduksi oleh gas hidrogen membentuk alkohol primer. Contoh reaksi :
CH3 – CH2 – CHO + H2 → H3 – CH2 – CH2 – OH
Propanal 1 – propanol 3. Dapat dioksidasi untuk membentuk asam karboksilat. Contoh reaksi :
CH3CHO oksigen CH3COOH
etanol asam etanol
4. Dapat mereduksi CuO (larutan fehling) membentuk endapan merah Cu2O
5. Dapat mereduksi Ag2O (Tollen) membentuk cermin perak
Sifat-sifat alkanon 1. Larut dalam air
2. dapat direduksi dengan gas hidrogen menghasilkan alkohol sekunder Contoh reaksi : O OH ║ │ CH3 – C – CH3 + H2 → H3 – CH – CH3 Propanon 2-propanol
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 19
Isomer Aldehid
Contoh isomer posisi aldehid adalah butanol dengan isobutanol. Rumus umum aldehid
O ║ CnH2n+1 –C – H atau RCHO Contoh : HCHO = metanal C2H5CHO = propanal
Maanfaat aldehid Formalin untuk mengawetkan beberapa benda, sebagai bahan baku plastik, termoset.
Manfaat alkanon 1. Pelarut alkanon
2. Propanon digunakan sebagai pembersih dari pewarna kuku, campuran parfum dan kosmetika
Sifat-sifat fisik dari beberapa senyawa aldehida dan keton dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 2. Sifat-sifat fisik beberapa aldehida dan keton
Rumus Nama TI.(ºC) Td (ºC) Kelarutan dalam air CH2O CH3CHO C6H5CHO CH3COCH3 CH3COCH2CH3 C6H5COCH3 Formaldehida Asetaldehida Benzaldehida Aseton Butanon asetofenon - 92 -125 -57 -95 -86 21 -21 21 178 56,1 79,6 202 Sangat larut Sedikit larut Sangat larut Tidak larut 2.4.4. Isomer Aldehid dan Keton
Isomer alkanon
Merupakan isomer fungsi dari aldehid karena sama-sama mempunyai rumus CnH2nO
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 20
Rumus umum alkanon
Contoh : O O O ║ ║ CH3 – CH2 – C – CH3 2Butanon CnH2n+1 – C – CnH2n+1 atau R – C – R O CH3 – CH2 – CH2 – C – CH3 2 Pentanon O CH3 – CH2 – C – CH2 – CH3 3 Pentanon
2.4.5. Identifikasi Aldehida dan Keton
Reaksi identifikasi untuk membedakan Aldehida dan Keton.
Aldehida Keton
1.Mereduksi reagen Fehling membentuk Endapan merah bata (Cu2O)
2. Mereduksi reagen Tollens membentuk Cermin perak (Ag)
Tidak mereduksi Tidak mereduksi
REAKSI-REAKSI PADA ALDEHID DAN KETON 1. Adisi nukleofilik
Reaksi yang paling karakteristik pada senyawa karbonil adalah edisi terhadap ikatan rangkap karbon-oksigen. Reaksi ini melibatkan serangan suatu nukleofil pada karbon karbonil menghasilkan intermediet (species antara) tetrahedral dalam mana oksigen mengemban muatan negatif. Spesies ini kemudian terprotonasi atau berikatan dengan suatu asam Lewis menghasilkan produk akhir. Reaksi tersebut dapat dikatalisis oleh asam.
2. Reaksi enol atau enolat aldehid dan keton a. Halogenasi
Reaksi dapat dipercepat dengan penambahan asam atau basa. Telah ditemukan bahwa kecepatan halogenasi suatu keton berbanding langsung dengan konsentrasi keton dan konsentrasi asam yang ditambahkan, tetapi tidak tergantung pada konsentrasi atau jenis halogen yang digunakan (klor, brom, atau iod). Oleh karena itu langkah lambat reaksi adalah langkah yang tidak melibatkan halogen, yaitu langkah pembentukan enol. Jika halogen yang digunakan berlebihan maka dapat terjadi trihalometil keton, yang selanjutnya pecah menghasilkan asam dan trihalometan.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 21
Jika suatu aldehida sederhana diolah dengan larutan basa encer akan mengaalami reaksi kondensasi aldol. Dimungkinkan pula terjadi kondensasi campuran dari dua aldehida yang berbeda. Sebagai contoh adalah kondensasi asetaldehida dengan propionaldehida yang menghasilkan empat macam produk aldol.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 22
PENUTUP
A. KESIMPULAN
1. Karakteristik pada gugus fungsi senyawa organik sperti alkil halida, alkohol, eter, aldehid dan keton (karbonil). Masing-masing memiliki tata nama yang sesuai dengan struktur ikatan karbon, hidrogen dan oksigen yang berdasarkan pada aturan IUPAC.
2. - Gugus fungsi senyawa organik seperti alkil halida, alkohol, eter, aldehid dan keton (karbonil) memiliki sifat fisis sperti pada Alkil halida larut dalam air, tetapi dapat saling melarutkan dengan hidrokarbon cair, eter Dapat bereaksi dengan asam-asam halida (Hl dan HBr) membentuk alkohol dan alkil halida, dan aldehida dan keton dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air.
- Reaksi pada senyawa organik
1. Alkil halida terdapat reaksi subtitusi Nukleofil dan reaksi eliminasi.
2. Alkohol terdapat reaksi alkohol dan fenol
3. Eter dapat bereaksi dengan proton dari asam-asam kuat atau basa lewis.
4. Aldehid dan keton terdapat reaksi Nukleofilik dan reaksi enol atau enolat aldehid dan keton.
B. SARAN
Dengan materi gugus fungsional senyawa organik ini, pihak pembimbing sebaiknya menjelaskan agar peserta lebih mudah memahami materi tersebut, seperti pada materi tata nama dan reaksi-reaksi senyawa organik.
Untuk peserta sebaiknya mencari lebih banyak lagi referensi mengenai materi ini, agar lebih memahami dan wawasan mengenai senyawa oraganik lebih dikuasai serta mudah diapahami.
Gugus Fungsional Senyawa Organik
2012
Kelompok X Page 23
DAFTAR PUSTAKA
Zakir,muhammad. 2012. Kimia Dasar. Makassar: UPT MKU UNHAS
Pangajuanto dan Rahmidi. 2009. Kimia 3. Jakarta: Pusat Percetakan, Departemen Pendidikan Nasional
