BAB 1 BAB 1
RUANG LINGKUP SINTESIS KIMIA ORGANIK RUANG LINGKUP SINTESIS KIMIA ORGANIK
Latar Belakang Latar Belakang
Berabad-abad para ahli mengira bahwa senyawa yang terjadi dalam jasad hidup berbeda Berabad-abad para ahli mengira bahwa senyawa yang terjadi dalam jasad hidup berbeda dengan senyawa lainnya karena adanya semacam gaya gaib (Vital Force). Gagasan ini dengan senyawa lainnya karena adanya semacam gaya gaib (Vital Force). Gagasan ini menyebabkan ahli kimia tidak mencoba membuat senyawa organik di laboratorium. Tetapi menyebabkan ahli kimia tidak mencoba membuat senyawa organik di laboratorium. Tetapi pada thun 1928, ahli kimia Jerman, Friedrich Wohler, pada saat itu berumur 28 tahun, secara pada thun 1928, ahli kimia Jerman, Friedrich Wohler, pada saat itu berumur 28 tahun, secara kebetulan membuat urea, yakni unsur penting dalam urine, dengan memanaskan zat kebetulan membuat urea, yakni unsur penting dalam urine, dengan memanaskan zat anorganik (mineral) yaitu amonium sianat. Ia begitu gembira dengan hasilnya, lalu menulis anorganik (mineral) yaitu amonium sianat. Ia begitu gembira dengan hasilnya, lalu menulis surat kepada gurunya, ahli kmia swedia J.J. Berzelius sebagai berikut: ³saya bisa membuat surat kepada gurunya, ahli kmia swedia J.J. Berzelius sebagai berikut: ³saya bisa membuat urea tanpa memerlukan sebuah ginjal atau manusia atau hewan´. Percobaan ini dan yang urea tanpa memerlukan sebuah ginjal atau manusia atau hewan´. Percobaan ini dan yang serupa lainnya sedikit demi sedikit melenyapkan (Vital Force) dan membuka jalan menuju serupa lainnya sedikit demi sedikit melenyapkan (Vital Force) dan membuka jalan menuju dunia kimia organik sintetik
dunia kimia organik sintetik moderenmoderen..
Sintesis biasanya terdiri dari penggabungan kepingn kecil dan sederhana menjadi Sintesis biasanya terdiri dari penggabungan kepingn kecil dan sederhana menjadi molekul besar yang kompleks. Untuk membuat sebuah molekul yang mengandung banyak molekul besar yang kompleks. Untuk membuat sebuah molekul yang mengandung banyak atom dari molekul-molekul yang mengandung atom lebih sedikit, perlu diketahui bagaimana atom dari molekul-molekul yang mengandung atom lebih sedikit, perlu diketahui bagaimana membuat dan memecah ikatan kimia. Walau sintesis urea dari Wohler suatu kebetulan, membuat dan memecah ikatan kimia. Walau sintesis urea dari Wohler suatu kebetulan, sintesis akan lebih efektif dan terkendali jika dilakukan dengan cara-cara yang rasional, sintesis akan lebih efektif dan terkendali jika dilakukan dengan cara-cara yang rasional, sehingga semua atom tersusun, mereka akan berhubungan satu samalainya dengan benar dan sehingga semua atom tersusun, mereka akan berhubungan satu samalainya dengan benar dan menghasilkan produk yang dihasilkan.
menghasilkan produk yang dihasilkan.
Ikatan kimia dibuat dan dipecah melalui reaksi-reaksi kimia. Dengan demikian kita dapat Ikatan kimia dibuat dan dipecah melalui reaksi-reaksi kimia. Dengan demikian kita dapat mempelajari bagaimana menyambung molekul-molekul secara spesific, suatu pengetahuan mempelajari bagaimana menyambung molekul-molekul secara spesific, suatu pengetahuan yang sangat berguna dala
yang sangat berguna dalam sintesis.m sintesis.
Pada saat ini sejumlah senyawa organik yang telah disintesis dalam laboratorium dan Pada saat ini sejumlah senyawa organik yang telah disintesis dalam laboratorium dan industri kimia jauh lebih banyak dari pada yang diisolasi (dipisahkan) dari alam-tetumbuhan industri kimia jauh lebih banyak dari pada yang diisolasi (dipisahkan) dari alam-tetumbuhan dan hewan. Ada beberapa alasan mengapa penting sekali mensintesis molekul. Pertama, dan hewan. Ada beberapa alasan mengapa penting sekali mensintesis molekul. Pertama, dapat mensintesis produk alam dilaboratorium dengan mudah, dalam jumlah besar dengan dapat mensintesis produk alam dilaboratorium dengan mudah, dalam jumlah besar dengan harga yang lebih murah dibandingkan dengan pemisahan dari alam. Contoh senyawa yang harga yang lebih murah dibandingkan dengan pemisahan dari alam. Contoh senyawa yang mula-mula di isolasi dari alam dan sekarang diproduksi secara sintesis untuk tujuan komersil mula-mula di isolasi dari alam dan sekarang diproduksi secara sintesis untuk tujuan komersil adalah vitamin-vitamin, asam amino, zat-zat warna, kamper penghalau ngengat, penisilin adalah vitamin-vitamin, asam amino, zat-zat warna, kamper penghalau ngengat, penisilin antibiotika dan lain-lain. Sekalipun istilah sintetis kadang menyiratkan arti 'palsu', antibiotika dan lain-lain. Sekalipun istilah sintetis kadang menyiratkan arti 'palsu', produk- produk alam sintesis pada
produk alam sintesis pada kenyataanya identik dengan senyawa yang dipisahkan dari alakenyataanya identik dengan senyawa yang dipisahkan dari ala m.m. Alasan lain untuk sintesis ialah menciptakan zat-zat baru yang mungkin mempunyai Alasan lain untuk sintesis ialah menciptakan zat-zat baru yang mungkin mempunyai sifat-sifat lebih berguna dibanding dengan hasil-hasil alami. Serat sintetik seperti nyilon dan sifat-sifat lebih berguna dibanding dengan hasil-hasil alami. Serat sintetik seperti nyilon dan orlon, misalnya mempunyai sifat tertentu yang lebih berguna dan lebih baik dari serat alami orlon, misalnya mempunyai sifat tertentu yang lebih berguna dan lebih baik dari serat alami seperti sutra, kapas dan sisal. Banyak senyawa dalam obat-obatan adalah sintetik (termasuk seperti sutra, kapas dan sisal. Banyak senyawa dalam obat-obatan adalah sintetik (termasuk
aspirin, eter, novocain dan barbiturat). Daftar produk sintetik yang kita kenal dalam aspirin, eter, novocain dan barbiturat). Daftar produk sintetik yang kita kenal dalam masyarakat industri antara
masyarakat industri antara lain adalah lain adalah plastik, deterjen, insektisida dan plastik, deterjen, insektisida dan tablattablat-tablet-tablet kontrasep
kontraseptik. Semua prtik. Semua produk tersebut merupakan senyawa karbon atau soduk tersebut merupakan senyawa karbon atau s enyawa organik.enyawa organik. Akhirnya, kimiawan organik kadang-kadang mensintesis senyawa baru untuk menguji Akhirnya, kimiawan organik kadang-kadang mensintesis senyawa baru untuk menguji teori-teori kimia dan kadang tidak mempunyai tujuan khusus sama sekali. Beberapa struktur teori-teori kimia dan kadang tidak mempunyai tujuan khusus sama sekali. Beberapa struktur geometrik, misalnya mempunyai nilai-nilai estetis yang baik, dan merupakan tantangan untuk geometrik, misalnya mempunyai nilai-nilai estetis yang baik, dan merupakan tantangan untuk dapat
dapat membumembuatnya.atnya.
Dalam mempelajari sintesis senyawa organik,kita harus juga melibatkan prespektif yang Dalam mempelajari sintesis senyawa organik,kita harus juga melibatkan prespektif yang lebih luas, yaitu industri vs sintesis laboratorium, keterbatasan waktu, pertimbangan lebih luas, yaitu industri vs sintesis laboratorium, keterbatasan waktu, pertimbangan teknis-ekonomis, dan perbedaan mendasar dari kriteria yang akan digunakan dalam pemilihan ekonomis, dan perbedaan mendasar dari kriteria yang akan digunakan dalam pemilihan metode sintesis. Tiga contoh yang menunjukkan paradigma tersebut adalah sintesis senyawa metode sintesis. Tiga contoh yang menunjukkan paradigma tersebut adalah sintesis senyawa siklobutadiena(1.1) asam gibberelat(1.2) dan a
siklobutadiena(1.1) asam gibberelat(1.2) dan a krilonitril(1.3).krilonitril(1.3).
Sintesis molekul dengan reaktivitas tinggi seperti siklobutadiena memerlukan kondisi Sintesis molekul dengan reaktivitas tinggi seperti siklobutadiena memerlukan kondisi reaksi yang mungkin hanya diketahui dan dipahami oleh orang-orang tertentu ,karena reaksi reaksi yang mungkin hanya diketahui dan dipahami oleh orang-orang tertentu ,karena reaksi tersebut harus di lakukan pada suhu -260
tersebut harus di lakukan pada suhu -260ooC. Sintesis ini melibatkan eliminasi fotokimiaC. Sintesis ini melibatkan eliminasi fotokimia karbon dioksida dari perkusor lakton bisiklis dalam matriks argon padat. Pertimbangan karbon dioksida dari perkusor lakton bisiklis dalam matriks argon padat. Pertimbangan ekonomi sungguh tidak relevan; tujuannya hanya untuk mendapatkan senyawa, sedangkan ekonomi sungguh tidak relevan; tujuannya hanya untuk mendapatkan senyawa, sedangkan biaya dan usaha yang harus di bayar tidak
biaya dan usaha yang harus di bayar tidak dipikirkan.dipikirkan.
Asam gibberalt adalah contoh keberhasilan ahli kimia sintesis karena dibutuhkan 41 Asam gibberalt adalah contoh keberhasilan ahli kimia sintesis karena dibutuhkan 41 langkah untuk mensintesis total senyawa tersebut. Ini merupakan satu prestasi intelektual langkah untuk mensintesis total senyawa tersebut. Ini merupakan satu prestasi intelektual yang hebat dan mendemonstrasikan kekuatan dari sintesis senyawa organik. Ahli kimia yang hebat dan mendemonstrasikan kekuatan dari sintesis senyawa organik. Ahli kimia sintesis secara akademik memang akan termotivasi oleh keindahan mensintesis suatu sintesis secara akademik memang akan termotivasi oleh keindahan mensintesis suatu senyawa, tetapi mereka pun sangat mudah untuk kehilangan kontak dengan dunia nyata yaitu senyawa, tetapi mereka pun sangat mudah untuk kehilangan kontak dengan dunia nyata yaitu bahwa ilmu kimia harus diaplikasikan.
bahwa ilmu kimia harus diaplikasikan.
Pertimbangan ekonomi mserupakan bagian terpenting dalam preparasi industri pada Pertimbangan ekonomi mserupakan bagian terpenting dalam preparasi industri pada skala yang besar, dengan syarat meliputi proses yang jelas dean sederhana, biaya sintesis skala yang besar, dengan syarat meliputi proses yang jelas dean sederhana, biaya sintesis sedapat mungkin rendah, dan reaksi diupayakan berjalan dalam satu langkah. Namun sedapat mungkin rendah, dan reaksi diupayakan berjalan dalam satu langkah. Namun demikian, hal ini dapat terjadi pada kondisi reaksi sangat spesifik (ekstrem) seperti metode demikian, hal ini dapat terjadi pada kondisi reaksi sangat spesifik (ekstrem) seperti metode aliran-kontinu, reaksi dengan orde detik dan suhu mencapai 500-700
aliran-kontinu, reaksi dengan orde detik dan suhu mencapai 500-700 00C, contohnya padaC, contohnya pada sintesis senyawa akrilonitril. Contoh di atas menunjukan variasi yang khas dari kondisi yang sintesis senyawa akrilonitril. Contoh di atas menunjukan variasi yang khas dari kondisi yang terlibat dalam sintesis senyawa organik.
terlibat dalam sintesis senyawa organik.
Hal-hal yang dipelajari dalam sintesis senyawa organik, untuk memberikan pwnjelasan Hal-hal yang dipelajari dalam sintesis senyawa organik, untuk memberikan pwnjelasan tentang filosofi sintesis dan metodologi yang menyangkut bagaimana menyiapkan desain tentang filosofi sintesis dan metodologi yang menyangkut bagaimana menyiapkan desain suatu molekul organik, di tambah metode tertentu dan kriteria umum yang diperlukan agar suatu molekul organik, di tambah metode tertentu dan kriteria umum yang diperlukan agar reaksi tersebut dapat berjalan.
aspirin, eter, novocain dan barbiturat). Daftar produk sintetik yang kita kenal dalam aspirin, eter, novocain dan barbiturat). Daftar produk sintetik yang kita kenal dalam masyarakat industri antara
masyarakat industri antara lain adalah lain adalah plastik, deterjen, insektisida dan plastik, deterjen, insektisida dan tablattablat-tablet-tablet kontrasep
kontraseptik. Semua prtik. Semua produk tersebut merupakan senyawa karbon atau soduk tersebut merupakan senyawa karbon atau s enyawa organik.enyawa organik. Akhirnya, kimiawan organik kadang-kadang mensintesis senyawa baru untuk menguji Akhirnya, kimiawan organik kadang-kadang mensintesis senyawa baru untuk menguji teori-teori kimia dan kadang tidak mempunyai tujuan khusus sama sekali. Beberapa struktur teori-teori kimia dan kadang tidak mempunyai tujuan khusus sama sekali. Beberapa struktur geometrik, misalnya mempunyai nilai-nilai estetis yang baik, dan merupakan tantangan untuk geometrik, misalnya mempunyai nilai-nilai estetis yang baik, dan merupakan tantangan untuk dapat
dapat membumembuatnya.atnya.
Dalam mempelajari sintesis senyawa organik,kita harus juga melibatkan prespektif yang Dalam mempelajari sintesis senyawa organik,kita harus juga melibatkan prespektif yang lebih luas, yaitu industri vs sintesis laboratorium, keterbatasan waktu, pertimbangan lebih luas, yaitu industri vs sintesis laboratorium, keterbatasan waktu, pertimbangan teknis-ekonomis, dan perbedaan mendasar dari kriteria yang akan digunakan dalam pemilihan ekonomis, dan perbedaan mendasar dari kriteria yang akan digunakan dalam pemilihan metode sintesis. Tiga contoh yang menunjukkan paradigma tersebut adalah sintesis senyawa metode sintesis. Tiga contoh yang menunjukkan paradigma tersebut adalah sintesis senyawa siklobutadiena(1.1) asam gibberelat(1.2) dan a
siklobutadiena(1.1) asam gibberelat(1.2) dan a krilonitril(1.3).krilonitril(1.3).
Sintesis molekul dengan reaktivitas tinggi seperti siklobutadiena memerlukan kondisi Sintesis molekul dengan reaktivitas tinggi seperti siklobutadiena memerlukan kondisi reaksi yang mungkin hanya diketahui dan dipahami oleh orang-orang tertentu ,karena reaksi reaksi yang mungkin hanya diketahui dan dipahami oleh orang-orang tertentu ,karena reaksi tersebut harus di lakukan pada suhu -260
tersebut harus di lakukan pada suhu -260ooC. Sintesis ini melibatkan eliminasi fotokimiaC. Sintesis ini melibatkan eliminasi fotokimia karbon dioksida dari perkusor lakton bisiklis dalam matriks argon padat. Pertimbangan karbon dioksida dari perkusor lakton bisiklis dalam matriks argon padat. Pertimbangan ekonomi sungguh tidak relevan; tujuannya hanya untuk mendapatkan senyawa, sedangkan ekonomi sungguh tidak relevan; tujuannya hanya untuk mendapatkan senyawa, sedangkan biaya dan usaha yang harus di bayar tidak
biaya dan usaha yang harus di bayar tidak dipikirkan.dipikirkan.
Asam gibberalt adalah contoh keberhasilan ahli kimia sintesis karena dibutuhkan 41 Asam gibberalt adalah contoh keberhasilan ahli kimia sintesis karena dibutuhkan 41 langkah untuk mensintesis total senyawa tersebut. Ini merupakan satu prestasi intelektual langkah untuk mensintesis total senyawa tersebut. Ini merupakan satu prestasi intelektual yang hebat dan mendemonstrasikan kekuatan dari sintesis senyawa organik. Ahli kimia yang hebat dan mendemonstrasikan kekuatan dari sintesis senyawa organik. Ahli kimia sintesis secara akademik memang akan termotivasi oleh keindahan mensintesis suatu sintesis secara akademik memang akan termotivasi oleh keindahan mensintesis suatu senyawa, tetapi mereka pun sangat mudah untuk kehilangan kontak dengan dunia nyata yaitu senyawa, tetapi mereka pun sangat mudah untuk kehilangan kontak dengan dunia nyata yaitu bahwa ilmu kimia harus diaplikasikan.
bahwa ilmu kimia harus diaplikasikan.
Pertimbangan ekonomi mserupakan bagian terpenting dalam preparasi industri pada Pertimbangan ekonomi mserupakan bagian terpenting dalam preparasi industri pada skala yang besar, dengan syarat meliputi proses yang jelas dean sederhana, biaya sintesis skala yang besar, dengan syarat meliputi proses yang jelas dean sederhana, biaya sintesis sedapat mungkin rendah, dan reaksi diupayakan berjalan dalam satu langkah. Namun sedapat mungkin rendah, dan reaksi diupayakan berjalan dalam satu langkah. Namun demikian, hal ini dapat terjadi pada kondisi reaksi sangat spesifik (ekstrem) seperti metode demikian, hal ini dapat terjadi pada kondisi reaksi sangat spesifik (ekstrem) seperti metode aliran-kontinu, reaksi dengan orde detik dan suhu mencapai 500-700
aliran-kontinu, reaksi dengan orde detik dan suhu mencapai 500-700 00C, contohnya padaC, contohnya pada sintesis senyawa akrilonitril. Contoh di atas menunjukan variasi yang khas dari kondisi yang sintesis senyawa akrilonitril. Contoh di atas menunjukan variasi yang khas dari kondisi yang terlibat dalam sintesis senyawa organik.
terlibat dalam sintesis senyawa organik.
Hal-hal yang dipelajari dalam sintesis senyawa organik, untuk memberikan pwnjelasan Hal-hal yang dipelajari dalam sintesis senyawa organik, untuk memberikan pwnjelasan tentang filosofi sintesis dan metodologi yang menyangkut bagaimana menyiapkan desain tentang filosofi sintesis dan metodologi yang menyangkut bagaimana menyiapkan desain suatu molekul organik, di tambah metode tertentu dan kriteria umum yang diperlukan agar suatu molekul organik, di tambah metode tertentu dan kriteria umum yang diperlukan agar reaksi tersebut dapat berjalan.
Dalam sintesis senyawa organik, beberapa reaksi yang spesifik akan menjadi pokok Dalam sintesis senyawa organik, beberapa reaksi yang spesifik akan menjadi pokok bahasan dengan disertai penjelasan, perluasan, atau pensistematikan transformasi gugus bahasan dengan disertai penjelasan, perluasan, atau pensistematikan transformasi gugus fungsi. Proses membangun kerangka karbon, oksidasi dan reduksi, penggunaan reaksi fungsi. Proses membangun kerangka karbon, oksidasi dan reduksi, penggunaan reaksi organologam, serta interkonversi, aktivitas dan proteksi gugus fungsi merupan topik yang organologam, serta interkonversi, aktivitas dan proteksi gugus fungsi merupan topik yang akan dibahas.
akan dibahas.
1.3.1 Reaksi sintesis 1.3.1 Reaksi sintesis
Kemungkinan terbuka bagi ahli kimia sintesis adalah memanfaatkan sebesar mungkin Kemungkinan terbuka bagi ahli kimia sintesis adalah memanfaatkan sebesar mungkin apa yang diketahuinya secara lebih mendalam tentang ketersedian seleksi reaksi kimia. apa yang diketahuinya secara lebih mendalam tentang ketersedian seleksi reaksi kimia. Woodward mengatakan bahwa ahli kimia organik telah menunjukan pentingnya transformasi Woodward mengatakan bahwa ahli kimia organik telah menunjukan pentingnya transformasi sintesis dalam bidang sintesis senyawa organik. Syarat dalam merancang
sintesis dalam bidang sintesis senyawa organik. Syarat dalam merancang jalur sintesis yaitu:jalur sintesis yaitu:
y
y Telah diketahuiTelah diketahui y
y Dapat diprediksi dan saDapat diprediksi dan sangat dibutuhkngat dibutuhkan.an.
Sintesis dalam menggunakan pereaksi organologam, baik menggunakan logam berat Sintesis dalam menggunakan pereaksi organologam, baik menggunakan logam berat maupun logam transisi, telah secara mantap dibuat dala
maupun logam transisi, telah secara mantap dibuat dala m skala pabrik.m skala pabrik.
Oleh karena itu, penerapan sintesis dari kompleks precious-metal juga berkembang pesat Oleh karena itu, penerapan sintesis dari kompleks precious-metal juga berkembang pesat dan memungkinkan untuk membangun transformasi senyawa organik yang berguna secara dan memungkinkan untuk membangun transformasi senyawa organik yang berguna secara sintetik. penggunaan senyawa heterosiklik dalam sintesis senyawa organik merupakan sintetik. penggunaan senyawa heterosiklik dalam sintesis senyawa organik merupakan perkembangan yang banyak memberikan sumbangan pada ilmu sintesis senyawa
perkembangan yang banyak memberikan sumbangan pada ilmu sintesis senyawa organik.organik. 1.3.2 teknik sintesis
1.3.2 teknik sintesis
Katalis tranfer fase adalah salah satu teknik sintesis, dengan dua versi, yaitu Katalis tranfer fase adalah salah satu teknik sintesis, dengan dua versi, yaitu menggunakan garam amonium kuarterner dan penggunaan katalis makrosiklik, seperti eter menggunakan garam amonium kuarterner dan penggunaan katalis makrosiklik, seperti eter mahkota dan poliamin makrosiklik. Reaksi tranfer fase secara klasik harus dianggap sebagai mahkota dan poliamin makrosiklik. Reaksi tranfer fase secara klasik harus dianggap sebagai keadaan yang
keadaan yang dinamis, yaitu sdinamis, yaitu sintesis interfasial. Selain katintesis interfasial. Selain katalis tranfer fase alis tranfer fase caircair-cair, juga-cair, juga termasuk didalamnya r
termasuk didalamnya reaksi yang terjadi eaksi yang terjadi pada gaspada gas-cairan, bidang batas -cairan, bidang batas padatanpadatan-cairan ata-cairan ata uu gas-padat, reaksi pada fase koloid, dan topokimia pada
gas-padat, reaksi pada fase koloid, dan topokimia pada multilmultilapisan.apisan.
Tonggak penting dalam bidang teknik sintesis adalah pengenalan reaksi terbantu Tonggak penting dalam bidang teknik sintesis adalah pengenalan reaksi terbantu polimer(polimer supported reaction).
polimer(polimer supported reaction). Pengaruh faktor fisik luar juga telah t
Pengaruh faktor fisik luar juga telah terasa dalaerasa dalam sintesis melalui penggunm sintesis melalui penggunaan arus listrik aan arus listrik untuk mendorong reaksi seperti pada elektrolisis kolbe. Namun demikian, jumlah dan variasi untuk mendorong reaksi seperti pada elektrolisis kolbe. Namun demikian, jumlah dan variasi dari transformasi sintesis yang dipromosikan oleh arus listrik sekarang cukup banyak, sering dari transformasi sintesis yang dipromosikan oleh arus listrik sekarang cukup banyak, sering menghasilkan reaksi kimia yang baik sehingga sering di kenal dengan istilah ³elektrosintesis´ menghasilkan reaksi kimia yang baik sehingga sering di kenal dengan istilah ³elektrosintesis´ dan bahkan sudah dilakukan dalam skala pabrik.
dan bahkan sudah dilakukan dalam skala pabrik. Cahaya sebagai faktor
Cahaya sebagai faktor fisik, menghasilkan hasil reafisik, menghasilkan hasil reaksi fotokimia yang merksi fotokimia yang merupakan bagianupakan bagian penting dalam sintesis senyawa organik.
Yang terakhir dan merupakan bidang yang berkembang sangat pesat yang terkait dengan bidang biokimia adalah penggunaan enzim dalam sintesis senyawa organik.reaksi yang
didorong oleh enzim sebagai biokatilis mempunyai kelebihan dibandingkan dengan reaksi organik murni, yaitu kondisi sangat lunak(mild)misalnya pH dan suhu fisiologi, terhindari dari rreaksi penataan ulang dan rasemisasi, laju reaksi sampai 1012 kali lebih cepat, dan total kemospesifik, regiospesifik, atau dengan kata lain katalis akan mengarahkan reaksi hanya pada satu jalur reaksi.
1.3.3 faktor tiga dimensi dalam sintesis senyawa organik
Dalam mempelajari sintesis senyawa organik adalah pertimbangan dari adanya faktor tiga dimensi. Setiap penjelasan sintesis senyawa organik harus memasukkan aspek stereokimianya sehingga menimbulkan gejelah bahwa sintesis stereoselektif berkembang sangat cepat.
Pengaruh stereokimia dari reaksi sintesis klasik dan kelebihan dari pereaksi dan metode baru yang berpengaruh terhadap stereoselektivitas berkembang sangat cepat.
Pendekatan sintesis stereoselektif lainnya adala h penggunaan katalis khiral dan bukannya pereaksi khiral.katalis tranfer fase khiral khususnya memberikan enantiomerik yang sangat baik dengan garam amonium kuarterner dan eter mahkota.
1.3.4 desain sintesis
Dalam mempelajari sintesis organik adalah harus melibatkan rencana dan strategi, yaitu desain metodelogi dengan cara analisis retrosintesis.
1.3.5 Analisis Retrosintesis
Dua tahap yang memberikan kemajuan strategi sintesis. Pertama adalah konsep synton yang didefinisikan oleh Corey sebagai unit struktur dalam molekul yang terkait pada kemungkinan operasi sintesis. Synton merupakan unit yang dapat dibentuk atau dirangkai berdasarkan reaksi sintesis yang dikenal. Yang kedua, adalah konsep inversi polaritas atau umpolung. Desain sintesis merupakan rasionalisasi menyeluruh dan penyederhanaan atas kejelasan reaktan dengan reaktifitas normal dan kebalikannya. Atom ini menentukan reaktifitas polar rantai karbon yang mengikatnya, dengan pusat donor dan akseptor yang umumnya dalam posisi rantai. Prosedur penentuan inversi polaritas tersebut dihasilkan pada proses kebalikannya, yang akan menghasilkan kemungkinan sintesis yang dapat
dipertimbangkan.
1.3.6 Sintesis Spektra masa retro
Kametani menciptakan metode yang dinamakan retro mass spectra synthesis. Yaitu fragmentasi molekul pada spektometer massa adalah proses pemutusan ikatan, maka dapat diparalelkan dengan degradasi molekular. Jadi skema fragmentasi dari molekul dalam spektrum massa memungkinkan desain dari jalur sintesis untuk senyawa tersebut.
EROS (Elaboration of Reaction for Organic Synthesis) merupakan program komputer yang dapat memberikan reasoning tanpa dibatasi oleh jumlah file reaksi. Inti dari pendekatan ini adalah asumsi bahwa reaksi organik dapat diperlakukan sebagai pemutusan dan pembentukan, serta meletakkan pertimbangan pada pergeseran elektron. Komputer dapat memunculkan transformasi sintesis dengan prinsip menyajikan reaksi yang masuk akal, meliputi metode untuk mengatasi arsitektur molekular yang dihasilkan, berupa usulan yang dibuat oleh mesin.
B B
R R
Perubahan gugus fungsi merupakan tranformasi dar i satu gugus fungsi men jadi gugus fungsi yang lain.
Transformasi didefenisikan sebagai perubahan tepat dar i suatu reaksi sintesis
Sebagai contoh, asam pentanoat (2.7) sebagai target sintesis, dan diskoneksi ikatan karbon-karbon menghasilkan 1-Pentanol (2.8) .
reaksi-reaksi senyawa organik maupun jenis- jenisnya ser ta mekanismenya dan merupakan kebalikan dar i sintetik (retrosintetik).
Pendiskoneksian ikatan dua pada gambar di bawah akan menghasilkan fragmen 1 dan 2.
Kedua pendiskoneksianyang mungk in ini harusermati. evaluasi yang di ingikan adalah suatu molekul yang real, dan reaksi yang real akan digunakan untuk
menentukan ikatan yang didiskoneksi dengan benar dalam sintesis.
untuk menyelesaikan masaalah ini, ada dua asumsi yang di buat, yaitu: 1. ikatan-ikatan kunci akan di bentuk melalui se jumlah reaksi
2. Ikatan-ikatan akan di bentuk oleh reaksi yang meli batkan intermediat(zat antara) ionik .
Pendiskoneksian ikatan 1 pada 2.22 akan menghasilkan 2 fragmen (hasil diskoneksi) 2.24 dan 2.25. Pendiskoneksian ikatan 2 pada 2.23 menghas ilkan fragmen 2.26 dan 2.27.
Kedudukan atom ± atom donor di ber i tanda dengan huruf d , dan kedudukan atom ±atom akseptor di ber i tanda dengan huruf a.
Sebagai contoh, hasil diskoneksi 2.24 dan 2.25 masing ± masing men jadi 2.29 dan 2.30 atau 2.32.
Penger tian Ekuvalensi sintetik
Merupakan fragmen molekul yang ekuvalen dengan molekul real berdasarkan atas keidentikan reak tivitas k imianya sebagai contoh, kedudukan Cd , adalah ekuvalen dengan C parsial pada reaksi gr iknard, dan kedudukan Ca ekk ivalen dengan karbon elek trof ilik pada
alk il halida
A. Sintesis Organik.
Senyawa organik pada umumnya dihasilkan oleh organisme hidup. Dalam tubuh makhluk hidup, senyawa organik disintesis melalui proses biosintesis dan dikatalisis oleh biokatalis yg disebut enzim. Enzim ini tentu sa ja sangat spesif ik. Biosintesis atau lebih dikenal dengan istilah metabolisme sehingga produk sintesisnya dikenal dengan nama metabolit. Ada dua jenis produk metabolisme yaitu metabolit pr imer dan sekunder.
relatif rendah, padahal kebutuhan akan senyawa-senyawa organik terus meningkat, sehingga ahli kimia organik berusaha mensintesis senyawa yang sama, mirip atau berfungsi mirip di laboratorium . di laboratorium tentu sangat sulit sehingga prosesnya lebih tepat bila disebut sebagai proses semisintetik (Sitorus :2008). Proses
semisintetik mencakup transformasi metabolit primer dan sekunder menjadi senyawa lain yang lebih bermanfaat.
B. Retrosintesis
Merupakan teknik pemecahan masalah untuk mengubah struktur dari molekul target sintesis menjadi bahan-bahan yang lebih sederhana melalui jalur yang berakhir pada suatu material start ysng sesuai dan mudah didapatkan untuk keperluan sintesis(Smith,1994)Dengan cara ini, struktur molekul yang akan disintesis ditentukan terlebih dahulu yang dikenal sebagai molekul tar get (MT).
selanjutnya MT dipecah/dipotong/diputus dengan seri diskoneksi. Diskoneksi merupakan operasi balik suatu reaksi melalui suatu pembelahan yang Pedoman yang sangat penting untuk meripta suatu sintesis dengan pendekatan diskoneksi adalah sebagai berikut :
1. Analisis :
a. Mengenal gugus fungsional dan molekul target (MT)
b. Melakukan diskoneksi dengan metode yang berhubungan dengan reaksi-reaksi yang mungkin.
c. Memastikan bahwa reagen pereaksi hasil pemutusan (sinton) tersedia sebagai starting Material.
2. Sintesis :
a. Membuat rencana berdasarkan analisis Starting Material dan kondisi sintesis. b. Bila tidak berhasil dalam sintesis dilakukan pengkajian ulang analisis.
Dengan demikian hal yang mutlak harus dipahami agar sukses dalam melakukan sintesis dengan pendekatan diskoneksi adalah memahami reaksi-reaksi senyawa organik maupun jenis-jenisnya serta mekanismenya. Ada kalanya pada waktu melakukan analisis terhadap bahan awal (Starting Material) hasil diskoneksi harus diperoleh dari suatu hasil sintetik yang dikenal dengan IGF tadi, karena reaksoi senyawa organik tidak lain dan tidak bukan adalah transformasi gugus fungsional. dari penjelasan ini, jelaslah bahwa diskoneksi pada hakekatnya adalah merupakan kebalikan langkah sintetik (retrosintesis). Ikatan yang didiskoneksi adalah yang diyakini reaksi tersebut dapat dapat berlangsung berdasarkan kaedah-kaedah dan jenis-jenis reaksi yang mungkin.
Retrosintesis
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam retrosistesis ialah sebagai berikut: 1. Rancangan
2. Telah diketahui
3. Dapat diprediksi produk yang akan terjadi.
kesimpulan
Cara penyelesaian masalah untuk transformasi dari suatu target molekul sintetik,melalui serangkaian tahapan reaksi yang akhirnya akan menuju pada bahan awal yang sederhana atau bahan awal yang dapat diperoleh dengan mudah
Pendekatan retrosintesis untuk sintesis dengan bahan awal yang sudah diketahui meliputi:
1.Menentukan kedudukan kaarbon yang terkandung dalam bahan awal yang terdapat pada target.
2. Diskoneksi ikatan yang memberikan penyederhanaan secara maksimum.
3. Menggunakan konsep donor ±akseptor untukn mengubah hasil-hasil diskoneksi menjadi bagian-bagian nukleofilik dan elektrofilik.
4. Menentukan kedudukan pasangan ion intermediate yang paling cocok untuk menyepurnakan sintesis ikatan karbon-karbon yang diinginkan .
BAB III
ASAM BASA DAN TRANSFORMASI GUGUS FUNGSI
A. TRANSFORMASI GUGUS FUNGSI
Dalam sentesis, masalah yang mendapatkan perhatian besar adalah pembentukan kerangka karbon dengan cara reaksi pembentukan ikatan karbon-karbon. Namun demikian, reaksi kimia dalam sintesis meliputi penggabungan gugus fungsi atau penggantian gugus fungsi.
Penerapan perubahan gugus fungsi pada sintesis dapat digambarkan pada kasus sintesis berikut. Konversi sikloheksanon (3.1) menjadi bromohidrin (3.2)
hanya membutuhkan langka transformasi gugus fungsi. Reaksi awal keton dengan litium aluminium hidrida (LiAlH4) menghasilkan alcohol (3.3) melalui reaks adisi asil. Berikutnya adalah reaksi fosfor tribromida yang memberikan bromide (3.4) melalui reaksi substitusi. Basa akan mengeliminasi dan memberikan alkena (3.5), keduanya menggambarkan reaksi eliminasi dan reaksi asam/basa.
Reaksi terakhir dengan asam hipobromida menghasilkan 3.2 yang menggambarkan reaksi adisi. Serngkaian adisi ini menggunakan lima macam tipe reaksi utama yaitu asam/basa, reduksi, substitusi, eliminasi, da adisi.
A. KEASAMAN PADA MOLEKUL OR GANIK
R eaksi HA dan B membentuk HB+ dan A-, merupakan pernyataan umum penulisan reaksi asam/ basa :
HA + B: HB++ A
-Asam (HA) bereaksi dengan basa (B:) menghasilkan asam terkon jugasi HB+ (CA) dan basa terkon jugasi A- (CB). Tingkat ionisasi merupakan ukuran keasaman HA, dan tingkat kesetimbangan sebanding dengan keasaman HA. Kedudukan keasaman bergantung pada banyak factor, mei puti stabilitas relative asam (HX) dan asam kon jugat (HB+)
Pembentukan enolat (CB)dar i 2-butanol (A) dengan natr ium etoksida (B)dalam etanol merupakan reaksi yang dapat balik. Etanol merupakan asam kon jugat yang merupakan asam yang cukup kua t untuk memprotonasi hasil enolat basa. Hal ini memacu kondisi kesetimbangan yang mengarah pada enolat yang lebih stabil. Jika basa pada keadaan tersebut sangat lemah untuk melepaskan proton asam HA, maka
HA dapat di pandang sebagai asam lemah dalam system.
Se jumlah factor yang mempengaruhi kekuatan asam dan hargan K a dijelaskan ber ikut ini:
a. Pada umumnya, asam kuat menghasilkan basa kon jugat yang lemah, dan asam lemah menghasilkan basa kon jugat yang kuat.
b. Pada table per iodic ,pada umumnya keasaman naik ke kanan. CH4< NH3 < H2O < HF
Asam lemah Asam kuat
CH3-> NH2->HO
Sebagai konsekuensi hal tersebut, kebasaan naik dar i k ir i ke kanan.
c. Keasaman naik dar i atas ke bawah, mesk i pun keelek tronegatif itasnya menurun.
HF < HC < HBr < HI, dan H2O < H2S pK a : 3,0 -7 -9 -10 15,74 7,0
Terdapat dua def inisi keasaman/kebasaan : asa lewis merupakan pener ima pasangan electron dan asam Bronsted-lowry merupakan pember i proton sedangkan basa lewis merupakan pember i pasangan electron dan basa Bronsted-lowry
Asam lewis umumnya dinyatakan dalam bentuk MXn, X merupakan ligan (atom halogen, amina, atau fosfin ), sedangkan M menyatakan logam, dan n merupakan valensi normal dari M. asam MXn menunjukan sifat-sift keasaman dalam reaksi kesetimbangan:
MXn B MXn-B
-Asam basa hasil adisi
B. Kebasaan Molekul Organik
Kekuatan relative basa di pengaruhi oleh factor yang sama seperti asam. Kekuatan basa biasanya dinyatakan oleh pK a dari asam konjugatnya. Terdapat banyak jenis basa yang digunakan dala kimia organic. Deprotonasi alcohol memberikan basa
alkoksida, metoksida, dan t-butoksida, yang merupakan basa yang sangat umum dan sering digunakan dalam pelarut alcohol (metoksida dalam methanol, t-butoksida dalam t-butanol). Basa yang digunakan untuk mendeprotonasi air atau alcohol adalah natrium hidrida, kalium hidrida, natrium dan kalium hidroksida, logam natrium, natrium dan kalium amida. Ammonia dapat deprotonasi oleh basa yang sangat kuat seperti pereaksi Grignard dan organolithium yang menghasilkan basa amida.
C. Adisi Asil Nukleofilik
1) Pengikatan nukleofilik
Nukleofil didefinisikan sebagai spesies yang dapat memberikan sepasan electron pada karbon dan membentuk ikatan baru dengan karbon. Kesanggupan nukleofil mengikat elektrofil akan bergantung pada kekuatan nukleofil dan sifat substrat karbonil.
Terdapat dua tipe pokok reaksi :
y Karbonil yang tidak mengandung gugus pergi, misalnya
aldehida dan keton
y Karbonil yang mengandung gugus pergi, misalnya turunan
asam.
Bila karbonil terkonjugasi dengan ikatan phi, maka induksi dapat mempengaruhi karbon beta pada elektrofilik ikatan phi, dan kemungkinan dapat terjadi pengikatan nukleofilik.
2) Adisi Asil pada karbonil tanpa gugus pergi
Adisi nukleofilik pada karbonil cenderung reversible jika spesies nukleofilik yang mengikatnya juga merupakan gugus pergi yang baik seperti reaksi adisi air atau hidroksida pada karbonil. Bila NaC=CCH3 bereaksi dengan karbonil,maka ikatan karbon-karbon dapat di bentuk. Karena ikatan karbon bersifat kuat dan sukar putus maka reaksi kebalikannya lebih sukar. s
Berdasarkan alasan ini, alkoksida (3,6) yang mula-mula dibentuk tidak melepaskan asetilida hingga adisi ireversibel dan hidrolisis 3,6 memberikan hasil adisi 3,7. Pada umumnya adisi nukeofil karbon pada karbonil bersifat ireversibel,dan adisi nukleofilik heteroatom bersifat reversible.
3) Adisi asil pada karbonil dengan gugus pergi (subsitusi asil)
Turunan asam karboksilat seperti asam klorida dan ester di tandai oleh karbonil yang mengikat klor atau gugus OR. Jika nukleofil mengikat karbonil, maka klor dan gugus alkoksi berfungsi sebagai gugus pergi. Bila karbonil mengikat gugus pergi seperti klor,maka adisi asil awal oleh hidroksida menghasikan 3,8 yang diikuti dengan reaksi eliminasi. Sebagai hasil adalah reaksi subsitusi dimana nukleofil menggantikan klor pada karbonil. Pelepasan gugus pergi klorida dari 3,8 memudahkan pembentukan ikatan baru asam benzoate. Pada kondisi basa,asam yang dibentuk diubah menjadi anion
hidroksida.
4) Adisi konjugasi
Bila karbonil terkonjugasi dengan ikatan dari alkena (seperti 3.9), maka pengaruh induksi akan membuat karbon terminal dari alkena elektronik, dan menjadi kedudukan yang cenderung diikat oleh nukleofil. Jenis reaksi ini dikenal sebagai adisi konjugasi atau adisi Michael yang dipacu dengan pembentukan hasil yang distabilkan oleh resonansi, yaitu anion enolat (3.10).
Meskipun pengikatan pada karbon asil bisanya berlangsung lebih cepat, namun bila gugus R pada 3.9 terhalang, maka pengikatan pada karbon asil menjadi sukar dan adisi konjugasi berlangsung sangat kompetif. Bila R kecil (seperti hydrogen pada aldehida terkonjugasi), maka adisi 1,2 pada karbon biasanya lebih disukai.
5) Karakteristik reaksi yang melibatkan nukleofil
Banyak factor yang mempengaruhi terjadinya reaksi nukleofilik, meliputi pelarut, substrat, sifat nukleofil, konsentrasi, dan s ifat gugus pergi.
a. Pelarut
Pelarut digunakan untuk melarutkan semua reaksi, dan juga menyerap panas berlebih yang dilepaskan oleh reaksi. Sifat yang sangat penting dari pelarut adalah polaritasnya. Yang sangat menentukan adalah kesanggupannya melarutkan dan memisahkan ion-ion (solvasi). Solvasi merupakan kunci dari sebagian besar reaksi nukleofilik dan sangat penting pada reaksi asam/basa. Ukuran yang baik untuk menyatakan kesanggupan pelaru untuk memisahkan ion-ion ini adalah tetapan dielektrik.
Pelarut dibagi menjadi dua kelompok, yaitu pelarut yang mengandung proton (X-H, protik) dan pelarut yang tidak mengandung proton (aprotik). Pada setiap kelompok, semakin tinggi tetapan dielektrik, maka pelarut semakin polar. Perbedaan utama antar pelarut protik dan pelarut aprotik adalah kesanggupan pelarut protik untuk mensolvasi baik
kation maupun anion, sedangkan pelarut aprotik hanya mensolvasi secara kuat suatu kation.
b. Substrat
Perbedaan substituen pada substrat karbonil akan mengakibatkan perbedaan yang besar pada laju reaksi adisi asil nukleofilik dengan nukleofil. Proses bimolekul tergantung pada sifat substrat (molekul yang mengandung pusat nukleofil). Untuk reaksi alkil halide primer, biasanya proses bimolekul bersifat dominan.
c. Nukleofil/basa
Jika nukleofil kuat, maka pengika terhadap karbon
lebih kuat, sehingga proses bimolekuler lebih memungkingkan terjadi. Dalam
pelarut aprotik, proses bimolekuler terjadi karena nukleofilitasnya dipacu, seperti halnya kebutuhan energy yang naik untuk pembentukan kation.
d. Konsentrasi spesies yang bereaksi
Untuk proses bimolekul, laju reaksi dinyatakan dalam persamaan : Laju reaksi = k [nukleofil atau basa][RX]
Dengan k adalah tetapan laju reaksi. Kenaikan konsentrasi nukleofil, halida, atau basa akan mengakibatkan kenaikan laju reaksi. Penurunan konsentrasi pada setiap spesies akan menurunkan laju reaksi. Kelebihan basa atau nukleofil umumnya digunakan untuk memacu laju reaksi.
e. Gugus pergi
Gugus pergi adalah gugus yang dipindahkan atau diganti dalam reaksi substitusi atau eliminasi.Gugus pergi yang ³baik´harus mempunyai ikatan C-X yang lemah dan terpolarisasi tinggi. Setelah lepas atau pergi, X-harus merupakan ion yang sangat stabil.
E). REAKSI SUBTITUSI
1) Subtitusi nukleofilik bimolekul
y Reaksi Sn2
Substat 3.12 mengandung gugus pergi yang diganti dengan nukleofil menghasilkan produk 3.13. proses ini dapat dinyatakan sebagai substitusi bimolekuler yang melibatkan nukleofil, umumnya ditulis S N2.
Reaksi S N2 dapat melibatkan beberapa perubahan gugus fungsi yang berbeda dan menggunakan molekul kompleks baik substrat maupun pereaksinya.
Reaksi ini merupakan cara untuk mengubah molekul yang mengandung gugus pergi yang jelek menjadi turunannyayang dapat bereaksi melalui mekanisme S N2, bahkan meskipun merupakan nukleofil lemah. Disini gugus pergi yang jelek diubah menjadi gugus pergi yang baik melalui suatu intermediet. Proses ini melibatkan reaksi dietilazodikarboksilat (3.14) dengan trifenilfosfin(Ph3P) untuk membentuk 3.15. ion dipolar ini bereaksi dengan HX menghasilkan 3.16. alkohol kemudian ditambahkan pada garam fosfonium ini, dan reaksi selanjutnya menghasilkan
diimida 3.17 dan garam alkoksifosfonium 3.18
y Reaksi Sn2¶
Pada umumnya alilik halida bereaksi lebih cepat dengan nukleofil dari pada alkil halida karena ikatan membantu melepaskan gugus pergi.
2) Subtitusi nukleofilik unimolekul
Pada umumnya reaksi subsitusi unimolekul,S N1 (atau reaksi ionisasi),kurang bermanfaat dalam sintesis,namun demikian sering merupakan reasi yang sangat spesifik mempengaruhi perubahan gugus fungsi.
3) Penataan ulang kationik
Pusat kation yang kekurangan elektron seperti 3.32 dapat mempunyai muatan total yang disebabkan oleh pelapasan kerapatan elaktron dari atom yang berdekatan, para lel terhadap ikatan.
Reaksi alkohol tersier dengan HBr atau HCl menghasilkan halida melalui intermediet kation. Reaksi 1-butanol dengan HBr menghasilkan halida primer, tetapi mengikuti mekanisme reaksi S N2 dengan bromida menggantikan H2O
¡
. Pada umumnya reaksi antara alkohol primer, sakunder, dan tersier dengan HBr dan HCl merupakan cara yang baik untuk pembuatan alkil halida.
F). REAKSI ELIMINASI
1) Eliminasi bimolekul 1,2
Reaksi perubahan gugus fungsi berdasarkan proses asam/basa adalah eliminasi. Eliminasi ditandai dengan pelepasan atom atau gugus (gugus pergi,X) yang disebabkan oleh penggantian proton oleh basa untuk membentuk ikatan yang baru. Muatan negatif terjadi pada karbon (basa memberikan 2 elektron ke hidrogen) dan terbentuknya kecapatan elektron ini memungkinkan terjadinya kelepasan gugus fungsi. Ikatan baru terbentuk selama eliminasi dan menghasilkan alkena, dan reaksi tersebut dikenal sebagai reaksi E2 (eliminasi bimolekul).
2) Eliminasi unimolekul 1,2
Pemanasan bromida 3.67 dalam media berair menghasilkan pasangan ion yang terpisahkan oleh pelarut (3.68), yang akan mengalami penataan ulang menuju ion yang lebih stabil. Hidrogen- (H pada 3.68) terpolarisasi lebih besar dari pada halida netral, karena hidrogen berdekatan dengan muatan positif. Suatu basa yang tepat akan melepaskan
H, dan perpindahan pasangan elektron kearah pusat elektofilik akan menghasilkan ikatan dari produk alkena, 3.69.
Rotasi ikatan pada 3.68 menghasilkan menghasilkan 3.69 sebagai campuran isomer E-Z. Hal ini tampak dari kenyataan bahwa H dapat dilepaskan oleh basa baik dari arah ³atas´ atau ³bawah´ terhadap halida. Reaksi merupakan unimolekul, karena langka yang paling lambat pada proses ini adalah lepasnya gugus pergi yang akan membentuk karbokation,
dan reaksi ini disebut E1 (eliminasi unimolekul) 3) Eliminasi syn
Jika basa merupakan bagian dari substrat, maka hidrogen hanya dapat dilepaskan bila hidrogen mempunyai kedudukan eklips terhadap atom yang bersifat basa dalam konfigurasi syn. Jika tetheerd base juga merupakan gugus pergi, maka pelepasan hidrogen syn dapat
merupakan proses yang efisien, meskipun proses ini akan membutuhkan suhu reaksi yang tinggi untuk terjadinya populasi yang efisien pada konfigurasi eklips. Eliminasi seprti ini dikenal sebagai eliminasi syn.
y Eliminasi hoffmann
Eliminasi hoffman yaitu contoh klasik dari proses eliminasi syn.
y Eliminasi 1,3 (dekarboksilasi)
Reaksi eliminasi syn menunjukan bahwa hidrogen yang bersifat basa dapat dilepaskan oleh atom yang bersifat basa yang terdapat pada molekul yang sam, mengakibatkan lepasnya gugus pergi dan pembentukan ikatan . Dasar ini juga dapat diterapkan pada sistem yang mempunyai hidrogen yang bersifat asam dan gugus pergi dipisahkan oleh 3 atom. Reaksi tersebut dikenal sebagai eliminasi 1,3.
4) Reaksi-reaksi yang berkaitan dengan Eliminasi 1,3
Terdapat sejumlah tipe reaksi yang berkaitan dengan proses eliminasi 1,3. Senyawa 3.86 yang direa ksikan dengan hidroksida mula-mula membentuk 3.87, namun kemudian terjadi perubahan cincin menghasilkan enolat 3.88. transfer proton menghasilkan 3.89, dan hidrolisis memberikan produk asam keton.
G). REAKSI ADISI
1) Adisi yang melibatkan inter mediet ion bebas
Tipe reaksi ini biasanya melibatkan ikatan alkena yang bersifat basa yang memberikan pasangan elektron ke asam (H
¢
). Ikatan menjadi putus dan ikatan baru C-H terbentuk. Karbon yang pada awalnya berikatan rangkap yang tertinggal akan kekurangan elektron, dan disebut
karbokation. Contoh poses ini adalah reaksi sikloheksana dengan asam yang membentuk karbokation sekunder, 396. Pusat kationik kemudian bereaksi dengan nukleofil (Br - dari HBr) menghasilkan bromosikloheksana. Biasanya reaksi awal melibatkan pembentukan
intermediet karbokation. Hasil keseluruhan reaksi kationik ini adalah adisi H dab Br pada ikatan
Alkena merupakan basa yang relatif lemah dan hanya akan bereaksi dengan asam kuat. Asam kuat HX (seperti HCl, HBr, H2SO4, HNO3, dsb) akan bereaksi dengan alkena menghasilkan alkil halida, sulfat, nitrat dll. Alkil sulfat dan nitrat sering tidak stabil, sehingga tidak dapat dibentuk. Jika terdapat air (berasal dari penggunaan pelarut berair) atau jika menggunakan pereaksi yang lebih nukleofilik seperti KCN yang
ditambahkan ke dalam reaksi, maka air atau sianida akan menjadi kation (masing-masing menghasilkan alkohol dan nitril). Proses ini berada di bawah kontrol termodinamika dan cenderung menghasilkan ion yang lebih
stabil dan hasil akhir yang lebih stabil. Sebelum mekanisme reaksi ini diketahui, telah diamati bahwa reaksi alkena dan asam selalu menghasilkan produk yang lebih tersubstitusi yang kemudian dikenal sebagai adisi Markovnikov.
2) Adisi yang melibatkan ion-ion logam yang distabilkan
Seperti yang telah dijelaskan didepan, intermediet kation yang berasal dari proses adisi cenderung mengalami penataan ulag menuju ion yang stabil. Stabilisasi terjadi bila heteroatom terikat pada karbon elektrofilik. Sebagai contoh, kation oksigen yang mengalami stabilisasi (3.102) dihasilkan oleh reaksi asam dengan keton (3.101.)
3) Adisi yang melibatkan intermediet jembatan yang si metris Pada reaksi dengan HX, alkena mempunyai sifat kurang lebih sebagai basa Bronsed-Lowry. Alkena dapat juga berfungsi sebagai basa Lewis pada reaksi dengan elektrofilik halogen. Pereaksi yang simetris seperti bron atau klor umumnya tidak terpolarisasi, namun bila didekatkan dengan ikatan , maka dipol akan terjadi (C=C X
£
X-). Tipe reaksi ini kadang-kadang dinyatakan sebagai transfer muatan kompleks. Alkena kemudian dapat memberikan elektron ke X
£
, melepaskan X-. Pusat kationik yang dihasilkan oleh reaksi ini berdekatan dengan ikatan C-X yang baru terbentuk. Karena guguus X mengandung pasangan elektron bebas, maka elektron tersebut dapat diberikan kepusat kation sehingga
H). SUBTITUSI AROMATIK
Tipe proses ini ditunjukan pada reaksi benzena dengan spesies elektrofilik (X-). Pengikatan cincin aromatik akan membentuk ikatan C-X dan pusat sp3. Kation ini (3.116) mengalami stabilisasi resonansi. Lepasnya proton bersamaan
dengan pembentukan kembali senyawa aromatik berlangsung sangat cepat (membentuk 3.118). Kation intermediet (3.116) kadag-kadang dinyatakan sebagai ion benzenonium, namun lebih umum disebut intermediet Wheland, yang digambarkan sebagai kation ya ng terdelokasikan, 3.117
1) Subtitusi elektrofilik aromatik
Ikatan-ikatan pada benzena merupakan pemberi elektron yang tidak efisien (benzena merupakan basa Lewis yang lemah). Bila benzena direaksikan dengan spesies elektrofilik seperti HCl, tidak akan
terjadi reaksi. Meskipun benzena dapat membentuk kompleks yang mentrasfer muatan lemah dengan klor (3.125), namun klor tidak dapat ditransfer kebenzena. Namun demikian, jika asam Lewis kuat seperti AlCl3 ditambahkan, maka akan dibentuk kompleks trasfer muatan seperti 3.126. dalam kompleks ini, ikatan klor-klor diperlemah yang kemudian dapat diikat oleh benzena, transfer satu klor ke benzen, dan transfer klor yag lain ke AlCl3. Asam Lewis yang kuat akan memberikan reaksi yang cepat antara halogen dengan benzena. Reaksi ini menghasilkan intermediet Wheland, yang kemudian melepaskan proton menghasilkan klorobenzena.
2) Subtitusi nukleofilik aromatik
Cincin aromatik memiliki sifat seperti basa Lewis dalam reaksi dengan asam Lewis, namun pengikatan nukleofil cicncin aromatik yang kaya elektron lebih sukar. Contohnya, bila diniriklorobenzena (3.152) ditambah dengan natrium hidroksida dalam media berair, ternyata tidak terjadi reaksi. Jika campuran tersebut dipanaska sekitar 100oC, maka terjadi reaksi substitusi yang melibatkan transformasi 2,4-dinitroklorobenzena menjadi 2,4-dinitrofenol. Ini merupakan cara komersial untuk memproduksi turunan-turunan fenol, meskipun dilakukan pada kondisi suhu yang cukup tinggi. Kondisi dengan suhu tinggi ini mempunyai enargi aktivasi tinggi untuk pengikatan awal pada cicin aromatik. Reaksi harus terjadi oleh pengikatan hidroksida nukleofil pada
karbon i pso, yang menghasilkan ntermediet karbanion yang distabilkan
oleh resonansi, 3.153.
3) Turunan benzuna (benzyne)
Halogen membuat hidrogen pada kedudukan or t o mempunyai sifat lebih asam. Basa akan melepaskan hidrogen- or t o dan menghasilkan karbanion, namun orbital yang terisi ini mempunyai kedudukan ortogonal terhadap bidang kabut aromatik. (lihat 3.159). ini merupakan intermediet yang tidak stabil, karena muatan terletak pada karbon yang berdekatan dengan halogen, sehingga menjadi gugus pergi yang baik. Eliminasi halida membentuk ikatan baru yang tegak lurus pada kabut cincin benzena, dan spesies yang reaktif ini (3.160a) disebut benzuna ( benzyne). Bila 3.158 direakskan dengan natriu amida, maka deprotonasi akan menghasilkan 3.159a. bromida kemudian akan dilepaskan dan dihasilkan intermediet benzuna 3.160a. bila 3.159a digambarkan kembali seperti 3.159b, terlihat bahwa karbanion dalam posisi ortogonal terhadap kabut aromatik dan pararel terhadap ikatan C-Br. Pelepasan gugus pergi yang berdekatan ini
membentuk ikatan baru pada intermediet benzuna, 3.160b. ikatan ini merupakan sasaran terhadap pengikatan nukleofilik, dan nukleofilik amida akan bereaksi dengan 3.160a menghasilkan campuran 3.161 dan 3.162. hasil ini merupakan pengikatan terhadap kedua karbon ikatan rangkap. Produk substitusi 3.162 mempunyai substituen baru amino yang berdekatan dengan karbon yang mengikat gugus pergi bromida, ini sering
4) Reaksi subtitusi terhadap gara m-garam aril diazonium
Bila amina aromatik primer seperti anilin direaksikan dengan asam nitrit (HONO) ± yang umumnya dihasilkan dengan mereaksikan natrium nitrit dan HCl atau asam sulfat ± maka dihasilkan senyawa aril diazonium, dalam hal ini benzenadiazonium klorida, 3.163. ion diazonium merupakan salah satu gugus pergi yang paling baik dan merupakan sasaran untuk digantikan oleh berbagai nukleofil untuk menghasilkan produk substitusi 3.164
Terdapat sejumlah spesies nukleofilik yang dapat bereaksi dengan garam-garam aril diazonium. Pemanasan 3.164 dalam asam berair menghasilkan fenol. Contoh reaksi ini adalah konversi 3-nitroanilin (3.165) menjadi garam diazonium (3.166), yang kemudian dipanaskan dalam asam sulfat berair menghasilkan 3-nitrofenol, 3.167.
BAB IV
REAKSI OKSIDASI
Pengertian Reaksi Redoks
Sheldon dan Kochi menyatakan bahwa oksidasi pada kimia organik dapat berupa: 1. Eliminasi hydrogen seperti pada serangkaian Dehidrogenasi Etana.
2. Penggantian atom hydrogen yang terikat pada karbon dengan unsur lain yang lebih elektronegatifseperti Oksigen.
Sebagai Contoh adalah pada serangkaian Transformasi oksidatif terhadap Metana : CH4 CH3OH CH2OH HCO2HCO2
Oksidasi dapat juga didefinisikan sebagai reaksi suatu unsur dengan Oksigen, seperti yang dinyatakan pada pernyataan kedua. Untuk definisi yang lebih umum, yang sebagian besar diterapkan pada kimia AnOrganik, oksidasi melibatkan lepasnya satu electron atau
lebih dari atom-atom gugus.
ALKOHOL MENJADI KARBONIL (CH-OHC=O)
alkohol dioksidasi menjadi turunan karbonil dengan berbagai zat pengoksidasi.Produk yang dihasilkan bergantung pada struktur alkohol dan pereaksi yang digunakan. Alkohol primer mula-mula dioksidasi menjadi aldehi da, namun dapat bereaksi lebih lanjut menjadi
asam. Alkohol sekunder dapat dioksidasi menjadi keton. Oksidasi dengan Kromium (VI)
Kromium (VI) merupakan z t pengoksidasi yang kuat. Dalam asam sulfat, reaksi Cr (VI) dapat ditulis: Cr 6 ¤ 3e Cr 3 ¤ (2NH2SO4) Cr 2O72- 14H ¤ 6e 2Cr 3 ¤ 7 H2O HCrO4- 7H ¤ 3eCr 3 ¤ 4H2O
Oksidasi terhadap alkohol akan disertai dengan reeaksi Kromium Cr (VI) menjadi Cr(III). Terdapat sejumlah pereaksi kromium (VI), namun yang paling umum adalah kromium trioksida yang berwujud Polimer yang umum ditulis sebagai [CrO3]n. dalam media berair, kromium trioksida berada dalam kesetimbangan dengan sejumlah Kromium (VI) lainnya, meliputi HOCrO3H, H2CrO4, HCrO4-,Cr 2O72-, H2Cr 2O7, dan HCrO7-. Karena oksidasi alkohol harus dilakukan dalam keadaan yang dilakukan dalam keadaan terlarut, maka sebagian besar reaksi oksidasi dilakukan pada media berair. Pada konsentrasi tinggi (air
sedik it), maka yang dominan adalah polimer kromium tr ioksida dan asam kromat. Dalam larutan encer, konsentrasi Cr (VI) tidak bergantung pada asam. Kesimpulan dar i berbagai percobaan adalah bahwa posisi kesetimbangan bergantung pada asam. Jika asam yang berbeda (HA) ditambahkan pada campuran, maka asam tersebut akan mempengaruhi
kedudukan kesetimbangan keseluruhan. Hal ini sesuai dengan: HCrO4-+ 2H++ A- Cro3A + H2O
Wi berg member ikan skema oksidasi alkohol sekunder men jadi keton sebagai ber ikut:
R 2CHOH + Cr(VI) R 2C O + Cr(IV)
R 2CHOH + Cr (IV) R 2COH + Cr(III)
R 2COH + Cr(VI) R 2C O + Cr(V)
R 2CHOH + Cr(V) R 2C O + Cr(III) +
3 R 2CHOH + 2Cr(VI) 3R 2C O + 2 Cr (III)
Mekanisme ini menun jukan bahwa spesies Cr (VI), Cr(IV), dan Cr (V) ter li bat dalam keseluruhan proses Oksidasi. Spesies Cr(VI) biasanya adalah HCrO4- dan CrO3, Cr(V) biasanya adalah HCrO4-, dan Cr(IV) biasanya adalah HCrO3-.
Fak ta eksper imental menyatakan bahwa oksidasi dimulai dengan pembentukan ester kromat, dan pada reaksi, Cr(VI) mengalami reduksi men jadi Cr(IV). Jika asam sulfat digunakan sebagai asam dalam media berair yang mengandung kromium tr ioksida dan isopropanol, maka kemungk inan ester kromat yang terbentuk adalah 4.2 yang berasal dar i reaksi HCrO4-, dan asam sulfat (HA pada persamaan diatas).
Penguraian ester kromat meli puti pelepasan proton yang ter ikat pada karbon yang mengikat oksigen. Semula westheimer menyatakan bahwa air berperan sebagai basa untuk melepaskan hidrogen ini. Paling tidak ada dua mekanisme yang diusulkan untuk langkah ini. Westheimer mengusulkan pengikatan intermolekul oleh air, seper ti yang dijelaskan pada 4.4, namun akhirnya usul ini tidak dapat diter ima. Kwar t dan Francis mengusulkan reaksi intermolekul untuk melepaskan proton.
Rocek mengabaikan kedua mekanisme reaksi tersebut dan mengusulkan Intermediet seperti pada 4.6, dimana oksigen dari ester kromat melepaskan kedua hidrogen dari karbon dan dari Oksigen. Rocek akhirnya mengusulkan pembentukan kompleks koordinasi seperti pada 4.7
Oksidasi kromium (VI) yang termodifikasi
Banyak variasi kondisi reaksi yang ditujukan untuk mengoksidasi alkohol, meliputi pengubahan asam yang ditambahkan pada media. Karena sebagian besar senyawa organic
tidak larut dalam air, maka pelarutan umumnya dibutuhkan, yang tidak hanya akan melarutkan pereaksi kromium saja, tetapi juga Substat alkohol. Pelarut yang tahan terhadap oksidasi seperti asan asetat atau aseton, umumnya digunakan untuk mengkonversi alkohol menjadi karbonil. Sejumlah pereaksi kromium (VI) dapat digunakan, termasuk kromium trioksida dalam air atau asam asetat berair yang dikatalis oleh asam mineral; natrium bikromat dalam aseton berair yang dikatalis oleh asam asam mineral; natrium bikromat dalam asetat, seperti halnya kompleks Cr 2O3 piridin dan t-butil kromat. Alkohol primer dan alkohol sekunder, keduanya dapat dioksidasi, masing-masing menjadi aldehid atau keton. Aldehid dapat teroksidasi lebih lanjut menjadi asam karboksilat.
a. Kromium trioksida dalam air atau a sam asetat berair
Beberapa alkohol dapat larut dalam air sehingga tidak diperlukan pelarut untuk mengoksidasinya dengan kromium. Isopropanol memberikan hasil yang baik dalam aseton berair, meskipun asetton larut dalam air yang menyebabkan isolasi produk menjadi sukar.
Adanya gugus ± gugus yang dapat dioksidasi pada substrat organik seperti alkena, sulfida, fenolat dan amina sering menghasilkan produk samping pada oksidasi terhadap alkohol-alkohol yang larut dalam air, dan hal ini dapat menurunkan produk karbonil yang dihasilkan. Sebagai contoh, sulfida teroksidasi menjadi sulfokdsida, amina teroksidasi menjadi hidroksi amina.hidroksi-amina, dan fenol teroksidasi menjadi kuinon. Fenil alkil karbinol dapat dipecah secara oksidasi dengan kromium trioksida dalam asam berair. Bila R pada 4.9 adalah iso-propil (iPr), maka produk yang dihasilkan hanya 6%, tetapi bila R diganti dengan t-Butil, maka diperoleh hasil produk 60%. Hal ii disebabkan kesempatan terbentuknya kation tersier yang lebih besar.
Oksidasi terhadap alkohol primer mula-mula menghasilkan aldehida, namun aldehida dapat bereaksi lebih lanjut menjadi asam karboksilat. Bila dapat mengisolasi aldehida yang dihasilkan, maka akan mengurangi terbentuknya asam. Paling tidak terdapat dua mekanisme yang dapat menerangkan konversi aldehida menjadi asam. Dua pendekatan mekanisme tersebut meliputi pembentukan ester kromat seperti 4.10. pelepasan hydrogen-.
Oksidasi menjadi asa m juga dapat terjadi mula-mula dengan pembentukan hidrat, kemudian pelepasan hydrogen- pada kompleks seperti 4.12.
Kesetimbangan antara aldehida yang mula-mula dibentuk dengan alkohol primer dapat menghasilkan reaksi samping, dimana alkohol yang tidak bereaksi dikonversi menjadi Hemiasetal, dan senyawa ini dapat teroksidasi lebih lanjut menjadi ester. Pembentukan ester seringkali disertai oksida terhadap aldehida primer yang memiliki berat molekul kecil. Sebagai contoh, n-butanol menjadi n-butirrat.
Sejumlah persoalan terjadi bila digunakan pelarut air. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan tambahan pelarut seperti asam asetat berair
b. Kromium trioksida dalam aseton
Ioksida Selain asam asetat, pelarut organik lain dapat digunakan bersama-sama dengan kromium trioksida berair. Bila aseton digunakan dalam larutan encer asam sulfat, ternyata hasil oksidasi terhadap alkunil karbinol meningkat. Contohnya, oksidasi 4.14 menjadi keton 4.15 dengan produk besar 77%. Pereaksi kromiumtrioksida-aseton-asam sulfat sering dikenal sebagai Jones. Reaksi ini berguna, khususnya untuk molekul yang mengandung gugus-gugus Alkenil atau Alkunil
Oksidasi terhadap alkohol biasanya berlangsung lebih cepat dalam aseton dari pada dalamasam asetat, dan penggunaan aseton yang berlebihan akan melindungi produk keton dari oksidasi lebih lanjut. Sejumlah alkohol primer telah dioksidasi menjadi aldehida dengan menggunakan prosedur ini, namun karena kondisi reaksi dalam keadaan sangat asam, maka produk finalnya adalah asam karboksilat. Sintesis mayuron yang dilakukan oleh Smith melibatkan oksidasi jones cocok terhadap molekul-molekul kompleks yang mengandung berbagai gugus fungsi seperti Alkena, tersier, alkohol, ester, keton dan amida.
c. Kromium Trioksida-piridin
Oksida dengan campuran kromium trioksida dan piridi sebagai pelarut dikenal dengan sebutan oksidasi jarret. Jarret mengoksidasi alkohol, suatu steroid dengan hasil 89%. Pereaksi yang kemungkinan mempunyai struktur trigonal bipiramidal terbukti berguna untuk mengoksidasi alkohol primer dan sekunder, meskipun terdapat ikatan rangkap dua dan tioster. Oksidasi jarret telah digunakan oleh yamada untuk mengoksidasi menjadi keton pada sintesis Patchouli alkohol. Masalah yang dihadapi adalah kesulitan mengisolasi produk yang dihasilkan dari larutan piridin. Keuntungan reaksi oksidasi jarret alkena,ketal,sulfide,dan tetrahidropiranil eter teroksidasi jauh lebih lambat dari pada alkohol dan jarang terjadi reaksi samping.
Modifikasi oksidasi jarret dilakukan oleh Collins dan penggunaannya terhadap oksidasi alkohol dikenal dengan Oksidasi Collins. Tujuannya adalah mengatasi masalah produk yag rendah pada oksidasi alkohol primer menjadi aldehida dan memudahkan isolasi produk karbonil. Pereaksi Sisler-Jarret dibuat dengan mereaksika n kromium trioksida dengan piridin. Pelarut piridin kemudian dihilangkan dan setelah itu ditambahkan dengan dikloroometana, selanjutnya pada campuran ini direaksikan dengan alkohol. Oksidasi yang khususnya mebutuhkan perbandingan 5:1 hingga 6:1 atau kompleks alkohol dan reaksi berlangsung pada suhu kamar.
d. Piridinium kloro Kromat (PCC)
Usaha untuk meningkatkan oksidasi terhadap alkohol primer dan untuk lebih mempermudah isolasi produk yang dihasilkan mendorong pengembangan pereaksi kromium (VI). Corey mendapatkan, bila penambahan piridin pada larutan kromium trioksida dalam HCl berair dilanjutkan dengan kristalisasi Kristal, akan dikatrakterisasi pereaksi. Piridinium kloro kromat (PCC). Pereaksi ini sangat tepat untuk mengkonfersi alkohol primer menjadi aldehida dalam diklorometan, tetapi kurang efisien bila diterapkan pa da alilik alkohol.
Contohnya,oksidasi 1-Heptanol dengan PCC dalam diklorometana meghasilkan 78% Heptanal.
Reaksi Sitronelol dengan PCC dalam Diklorometana mula-mula akan menghasilkan oksidasi aldehida, tetapi protonasi aldehida karbonil yang diikuti dengan pengikatan alkena akan menghasilkan kation tersier. Reaksi siklisasi ini diikuti dengan eliminasi yang akan
menghasilkan alkena. Cairan alkohol sekunder dioksidasi lebih lanjut membentuk (-) pulegon.
e. Pridinium dikromat (PDC)
Untuk mengeliminasi sifat asam dari PCC, maka digunakan pereaksi yang lebih netral, yaitu piridinium dikromat (PDC). Sikloheksanol bila dioksidasi akan berlangsung sepuluh kali lebih cepat dari pada dengan PDC dalam diklorometana pada 250C. Oksidasi yang terjadi dalam keadaan netral ini ditunjukan pada reaksi dengan PDC yang menghasilkan produk Aldehida sebanyak 92%. Bila pelarut diganti dari diklorometan menjadi dimetilfosmamida (DMF), perbedaan yang cukup signifikan antara oksidasi terhadap alkohol Alifatik dengan oksidasi terhadap alkohol Alilik. Sikloheksanol bila dioksidasi dengan PDC dala m DMF pada 00C, akan menghasilkan 86% Sikloheksanon. Oksidasi terhadap Sitronelol dengan PDC dalam DMF pada 250C, menghasilkan produk asam sebanyak 83%.
Dimetilsulfoksida (DMSO)-Disikloheksil karbodimida (DCC)
Dimetilsulfoksida dapat berfungsi sebagai pelarut maupun sebagai reaktan untuk berbagai substrat alkohol. Oksigen Nukleofilik dapat bereaksi dengan pusat elektrofilik
membentuk garam sulfoksonium, yang dapat dikonversi menjadi keton atau aldehida pada keadaan netral. Kornblum menyatakan bila -haloketon direaksikan dengan DMSO pada suhu yag agak tinggi, akan mengasilkan Glioksal yang sesuai (-ketoaldehida).
Alkil iodida primer dan sekuder atau tosilat dapat dikonfersi menjadi aldehida atau keton, namun senyawa t ersebut bersifat kurang reaktif bila dibandingkan dengan -haloketon. Reaksi 1 bromooktana dengan DMSO dan NaHCO3 pada suhu 1000C selama 5 menit akan menghasilkan oktanol 74%. Mekanisme reaksinya kemungkinan meliputi pelepasan Nukleofilik Halida oleh DMSO yang membentuk garam Alkoksisulfoksonium.
-proton kemungkinan diperantarai oleh DMSO, dan menghasilkan produk karbonil dan dimetil sulfida (yang berfungsi sebagai gugus pergi)
Tipe oksida yang sejenis telah dilakukan, yaitu bila alkohol bereaksi dengan DMSO. Dalam hal ini, benzilik dan alilik alkohol dikonversi menjadi aldehida melalui proses merefluksnya dalam DMSO, dengan gelembung udara melalui media. Pada reaksi ini, udara merupakan pereaksi, dan sinamil alkohol dioksidasi menjadi sinamil aldehida dengan hasil 90%. Udara merupakan oksidator dan DMSO berfungsi sebagai pelarut. Untuk mengoksidasi alkohol ³dengan DMSO´, oksigen dari DMSO harus menggantikan gugus hidroksil, yang bersifat gugus pergi yang jelek. Campuran DMSO dan disikloheksil karbodiimida (DCC), dengan adanya katalis asam, merupakan pereaksi oksidasi yang efisien untuk alkohol. Tipe reaksi ini dikenal sebagai oksidasi moffat. Sebagai contoh adalah konversi tertosteran menjadi androst -4-ena-3,17-dion.
Mekanisme oksidasi ini dikemukakan oleh moffatt dan merupakan reaksi pembentukan dan pemisahan disikloheksil urea yang sangat tidak larut. DMSO bereaksi dengan DCC membentuk intermediet sulfoksonium, yangsekarang mengandung gugus pergi urea yang diikuti proses pengikatan belerang dan alkohol. Disikloheksil urea dilepaskan, menghasilkan garam sulfoksonium. Deprotonasi garam sulfoksonium merupakan proses intramolekul dan terjadi dengan basa yang kekuatannya menyerupai ion asetat. Proses ini menghasilkan senyawa yang mengandung belerang yang distabilkan oleh orbital d dari belerang. Hasil interpretasi dari mekanisme ini menyatakan bahwa pusat karbonium pada senyawa belerang melepaskan -hidrogen secara intramolekul, dan lepasnya proton bukan disebabkan oleh basa melalui reaksi intermolekul. Berdasarkan mekanisme tersebut, produk karbonil dan dimetil sulfida dapat diperoleh. Pelepasan atom hidrogen kelihatannya analog dengan mekanisme eliminasi Oksidasi Moffatt memiliki beberapa kendala. Salah satu masalah yang timbul adalah pembentukan urea yang sangat sukar dipisahkan. Cara yang sering dilakukan untuk memisahkan disikloheksil urea adalah dengan mereaksikannya dengan asam oksalat.
4.3.1 Dimetil Sulfoksida ± Anhidrida Asetat
Albright dan Goldman mengembangkan pereaksi oksidasi yang sejenis. DMSO dan anhidrida asetat digunakan untuk membentuk kompleks aktif sulfoksonium. Seperti halnya dengan DCC, DMSO mula-mula bereaksi dengan anhidrida asetat membentuk garam sulfoksonium, yang kemudian bereaksi dngan Alkohol.
Oksidasi Oppenauer
Dalam reaksi yang melibatkan kromium (IV) dan pereaksi DMSO, Alkohol di konversi menjadi sustu kompleks dan -hidrogen Akohol dapat dilepaskan seperti asam. Cara Alternatif dan klasik untuk mengoksidasi Alkohol difokuskan pada reaksi yang dapat dibalik antara keton dan logam alkoksida. Reaksi ini sangat efektif bila logamnya adalah aluminium. Reaksi reversibel Alumina Alkoksida, pertama kali ditunjukan oleh Verley dan Ponndorf pada reaksi keton dengan Aluminium Alkoksida. Reaksi ini menghasilkan pembentukan aluminium alkoksida baru dan keton baru. Pada tahun 1937, Oppenauer menerapkan reaksi ini pada oksida Alkohol Steroidal tak jenuh dengan menggunakan aluminium triisopropoksida (Al(OiPr)3) dan Aseton. Aseton berfungsi sebagai penerima Hidrogen, dan adanya aseton dalam jumlah berlebih akan mendorong reaksi kearah produk oksidasi. Reaksi ini telah diterapakan pada sejumlah oksidasi, streroid dan alkohol-alkohol sederhana, yang kemudian dengan oksidasi Oppenauer. Perluh diperhatikan bahwa reaksi ini adlah kebalikan dri reduksi meerwein-ponndorf- Verley. Reaksi berlangsung melalui kompleks aluminium koordinasi(4.49). transfer hindrogen antara dua karbon alkoksil menghasilkan4.50. aluminium pada kompleks alkoksida(4.48) berfungsi sebagai asam lewis , yang bereaksi pada oksigen karbonil membenuk kompleks yang kekurangan elektron , 4.49. kompleks ini kemudian mentransfer Hadari karbon alkoksida 4.48 dan 4.49, menjadi ³karbon keton´ seperti 4.50, melalui keadaan transisi enam-pusat. Hidrogen Hadapat di transfer antara 4.49 dan 4.50, dalam proses reversibel. Seperti halnya 4.48 dan 4.49 yang berada dalam keadaan kesetimbangan, kompleks 4.50 berada dalam keadaan kesetimbangan dengan alkoksida baru dan keton baru
Jika keton asal (RCOR 1) ditambahkan secara berlebih, maka kesetimbangan bergeser ke arah 4.51 dan pembentukan keton baru (R 2COR 3). Keton awal (RCOR 1) berperan sebagai penerima hidrogen, yang menginisiasi oksidasi alkohol yang terikat dengan alkoksida pada 4.48. jika tujuannya adalh mengoksidasi alkohol, maka aseton yang digunakan berperan sebagai pelarut dan aluminium triisopropoksida yang digunakan merupakan pereaksi. Oksidasi Oppenauer tehadap alkohol jenuh sering mengalami hambatan, namun masalah ini dapat diatasi dengan mengubah struktur logam alkoholat atau penerima hidroksida. Upaya lainnya yang sering dilakukan yaitu dengan penggantian pelarut aluminium-t-butoksida, triisopoksida atau tri-n-propoksida. Aseton (sering dengan benzena sebagai pendukung pelarut) sebagian besar digunakan sebagai penangkap hidrogen, meskipunsikloheksana dalam larutan toluena atau silena juga sering digunakan. Pada umunya,oksida oppenauer terhadap alkohol primer menghasilkan aldehid dalam juml;ah yang rendah.meskipun demikian oksida terhadap benzil alkohol menghasilkan benzaldehida sekitar 60 ,sedangkan oksidasi
terhadap geraniol 4.52a, hanya menghasilkan 35% geranal (4.52 b). pada reaksi oksidasi geraniol ini,kuinon digunakan sebagai penagkap hidrogen.bila titik didih aldehida 50
lebih tinggi dari pada produk yang di harapkan, maka produk aldehida dapat di pisahkan dengan cara distilasi. Dua reaksi samping yang umum terjadi adalah migrasi atau pergeseran ikatan rangkap non-terkonjugasi menjadi terkonjugasi,dan kondensasi produk aldehida dengan penangkap hidrogen karbonil(kondensasi aldol yang dikatalisasi oleh asam). Sebagai
