PEMBENTUKAN
KERANGKA KARBON DAN TRANSFORMASI GUGUS FUNGSI
Pada kesempatan ini
kita bertemu lagi pada kimia organic 3 , yang mana pada kesempatan sebelumnya
saya telah menuliskan terkait kimia organic 2. Pada materi pertama pada blog kimia organic 3 ini
, saya akan membahas pembentukan kerangka karbon dan transformasi gugus fungsi
A.
pembentukan
kerangka karbon
Kerangka karbon adalah
rantai atom karbon yang membentuk "tulang punggung", atau fondasi,
dari setiap molekul organik. Karena kemampuan unik karbon untuk membentuk
senyawa yang besar, beragam, dan stabil, kehidupan tidak akan mungkin terjadi
tanpa karbon. Tulang punggung semua senyawa organik adalah kerangka
karbon.Setiap atom karbon dapat membuat empat ikatan, dan seiring bertambahnya
panjang kerangka karbon, kemungkinan terjadinya perubahan struktural akan
muncul, seperti struktur cincin, ikatan rangkap, dan rantai samping bercabang. Ikatan
karbon-karbon membentuk dasar kerangka karbon. Atom hidrogen mudah terikat
pada atom karbon. Molekul yang hanya mengandung hidrogen dan karbon
disebut hidrokarbon. Hidrokarbon biasanya membentuk rantai panjang atau
memiliki cabang yang menonjol di berbagai titik
pembentukan kerangka
dari molekul yang lebih kecil hampir selalu melibatkan pembentukan ikatan
karbon-karbon. berikut beberapa reaksi di mana ikatan karbon-karbon terbentuk .
Masalah sintesis yang
khas adalah merancang sediaan cis -2-okten
Pertama, kita dapat
melihat bahwa kerangka karbon dari produk yang diinginkan dapat dibagi menjadi
kombinasi fragmen berikut:
Selanjutnya, kita harus
memutuskan reaksi atau reaksi apa yang berguna untuk menyatukan pecahan-pecahan
ini untuk mereformasi rantai. Jika kita melihat daftar reaksi yang
tersedia di Tabel diatas untuk C-C pembentukan ikatan, kita dapat menyingkirkan
yang nomor 1, 2, 4, 8, dan 9. Nah 1 dan
4 tidak bisa digunakan karena reaksi
tidak cocok untuk membuat rantai tidak bercabang. 8 dan 9 juga tidak bisa
digunakan karena mereka membuat cincin, bukan rantai dan terakhir 2 tida
bisa karena tidak bekerja dengan baik tanpa adanya kelompok
penggerak. Reaksi 3 dapat digunakan untuk menggabungkanC1 dan C7 menjadi
C8, seperti dengan penambahan radikal CBrCl3 menjadi 1-hepten
reaksi 6 dan 7 bisa
juga digunakan untuk C8, 6 dengan menghubungkan C7 ke C1 dan 7 dengan
menggabungkan dua unit C4
Reaksi 5 dapat berguna
untuk semua kemungkinan cara membagi C8. Beberapa kemungkinan kombinasi adalah:
Ini tidak menghilangkan
kemungkinan karena, seperti yang ditunjukkan 5b dan 5e, Reaksi 5 dapat
digunakan untuk membuat senyawa C8 yang sama dari set bahan awal yang berbeda.
Sekarang kita harus mempertimbangkan bagaimana mengubah bahan C8 yang mungkin
kita buat menjadi cis-2-okten. Kemungkinannya adalah:
Dari jumlah tersebut, d
adalah pilihan yang jelas untuk pertimbangan pertama karena memiliki fungsinya,
ikatan rangkap tiga, antara dua karbon yang sama yang ingin kita gabungkan.
dengan ikatan rangkap
cis dalam produk. Sekarang, kita harus menanyakan apakah ada reaksi yang akan
mengubah −C≡C− menjadi cis-
Dua kemungkinan telah
disebutkan sebelumnya - hidrogenasi ikatan rangkap tiga dengan katalis Lindlar dan hidroborasi diikuti dengan perlakuan dengan asam propanoat :
Salah satu dari dua
reaksi ini memberikan cara yang sederhana dan lugas untuk mengubah 2-oksi
menjadi cis-2-okten, jadi jawaban yang memuaskan untuk soal aslinya adalah
kita dapat melihat bahwa bahkan dengan hanya tersedia tujuh reaksi pembentukan
ikatan C − C dan dua cara untuk mengubah −C≡C− =>
sejumlah besar
penyaringan logis diperlukan untuk menghilangkan kemungkinan yang tidak sesuai.
B.
Transformasi
Gugus Fungsi
Pada kunci sintesis
organik suatu gugus fungsi dapat diubah menjadi gugus fungsi yang lain dengan
berbagai transformasi seperti subtitusi adisi eliminasi oksidasi dan reduksi.
Suatu molekul target disintesis dengan menggabungkan fragmen molekul yang lebih
kecil untuk membentuk molekul yang lebih besar atau sebaliknya memecahkan
ikatan untuk menghasilkan 2 molekul yang lebih besar
Untuk yang pertama kita
akan membahas:
1.
Alkil klorida

Alkil klorida dapat di
transformasi dengan awalnya yaitu ROH. Yang mana dapat menggunakan reagent
SOCl2 + ZnCl2 , PCl3 or PCl5 , [Ph3P+Cl2 > Ph3P+-Cl]Cl- ,
Ph3P+CCl4> Ph3P+-CCl4l3]Cl-
Seperti contoh ROH di reaksinya menggunakan reagent
SOCl3 dan katalis ZnCl2 menghasilkan R-Cl. Ini merupakan reaksi maju. Kalau
kebalikan nya adalah reaksi mundur
2.
Alkil bromida
Alkil bromida dapat
juga di transformasi awalnya menggunakan ROH dengan reagent yang mirip seperti
alkil bromida. Namun selain ROH , kita bisa menggunakan RCOOH dengan reagent
HgO + Br2. Dan juga alkil bromida bisa juga berawal dari alkena. Alkena ke
alkil bromida menggunakan reaksi adisi. Apabila alkil bromida menggunakan HBr.
Jika mengikuti markovnikov menggunakan bebas radikal (bebas teroksida). Dan
apabila anti markovnikov , maka dari itu bisa menggunakan BH3.THF.
Transformasi
senyawa halogen
Apabila kita lihat gambar.
Ditengah ini ada suatu
senyawa alkil klorida. Kita dapat lakukan substitusi dengan reagen amina (
RNH2) akan menghasilkan suatu amina.
Jenis amina pun beragam yang dihasilkan
, bisa amina primer , sekunder dan tersier tergantung dari reagent yang
digunakan. Untuk mendapatkan amina primer bisa menggunakan NH3 , untuk amina
sekunder bisa memggunakan amina primer dan
amina tersier bisa menggunakan amina sekunder. Kemudian alkil halida
bisa diubah menjadi senyawa eter , bisa juga menjadi tio eter dan bisa juga
menjadi organologam . Ini contoh organologam litium. Jadi kalau kita
reaksikan litium akan menghasilkan
organoligam litium. Kemudian juga bisa
diubah menjadi organogridnad yaitu dengan menggunakan logam Mg dan pelarut
eter. Alkil halida bisa juga
diubah menjadi bentuk alkana atau hidrokarbon bergantung pada yang direaksikan
biasanya nukleofilik karbon. Penyiapan nukleofilik karbon biasanya berasal dari
organologam salah satunya grignad. Dan bisa juga diubah menjadi suatu senyawa
nitril dengan menggunakan nukleofilik , sianida.
3.
Allylic dan propargylic bromida
Allilik itu menggunakan
carbon tiga dan mengandung ikatan rangkap 2
dan propagilik mengandung ikatan rangkap 3. Ada reagent khusus untuk
menyiapkan senyawa allilik bromida atau propagilik bromida bisa menggunakan
bahan baku nya adalah alkena atau allilik alkohol atau suatu propagil alkohol dan ada reagent
khusus untuk mengubah suatu alkena , alilik alkohol , propagil alkohol yaitu dengan menggunakan reagen NBs , NaBr
4.
Alkil iodida
Alkil iodida bisa di
transformasi , awalnya dengan menggunakan
ROH , RBr , ROTs.
Apabila mengunakan bahan baku alkohol
dapat interkonversi menjadi alkil iodida dengan reagen [(PhO)3P + CH3I ]
>>>> [(PhO)3P+ - CH3]-e. Apabila RBr menggunakan natrium iodida
didalan aseton dalam keadaan panas. Dan ROTs dengan menggunakan natrium iodida.
5.
Nitril
Bisa siapkan dengan
awalnya yaitu alkil halida , amida , oksim , dan keton. Bila menggunakan alkil halida menggunakan
reagen natrium sianida dalam dimetil sulfoksida menggunakan reaksi substitusi
(menggantikan halida dengan CN). Jika menggunakan bahan bakunya amida , dapat
dilakukan dengan reaksi sejenis
subtitusi untk menggantikan posisi karbonil dengan vilsmeier reagent. Bisa
mengubah amida menjadi nitril.
6.
alcohol primer dan sekunder
Alkohol dapat disiapkan
dengan bahan dasar suatu senyawa karboksilat melalui reaksi reduksi. Ada
beberapa reduktor yang bisa digunakan LiAlH4 , H3O+ or BH3. Bisa juga dengan bahan baku ester dengan reaksi reduksi. Bisa juga dengan bahan
baku aldehid , keton tetap reaksi dengan
reduksi.
Transformasi
gugus hidroksil
Disini ada suatu senyawa alkohol yang bisa diinterkonversi menjadi
alkil halida dengan cara reaksi substitusi dengan menggunakan suatu molekul
HX ,
bisa jugaa melalui eliminasi menjadi suatu senyawa alkena , bisa juga menjadi
senyawa eter dengan sesama senyawa alkohol atau dengan alkil halida
lewat reaksi eter williemson sehingga dia akan membutuhkan suatu logam
untuk membuat alkoksi dari suatu alkohol kemudian di reaksikan dengan suatu alkil halida maka akan mendapatkan senyawa eter , bisa juga
kita interkonversi menjadi suatu senya ester
dengan menggu akan karboksilat atau derivatnya.

contoh diatas , apabila
hidroksi terikat dari suatu senyawa aromatik atau kita kenal dengan fenol.
Kalau kita lihat , reaksi biasanya hanya
akan terjadi secara terbatas atau dengan
kata lain terjadi pada posisi aromatiknya atau reaksi terjadi pada gugus OHnya.
Apabila pada aromatik maka biasanya reaksi substitusi elektrofilik. Sementara
apabila reaksi itu fokus pada reaksi gugus fungsi OH kita interkonversi
dengan menggunakan (RO)2SO2 atau RX menghasilkan eter aromatik . Atau bisa
dengan menggunakan CH2N2 sehingga menjadi suatu senyawa eter dan bisa juga
menggunakan derivat karboksilat contohnya anhidrida atau suatu klorida
asam atau dengan menggunakan amina tersier makaa akan menghasilkan senyawa
ester lainnya yang mana elektrofiliknya dari senyawa fenolik.
6.
Amina primer , sekunder , tersier
Pada amina primer ,
bisa disiapan dengan bahan baku amida ,
lewat reduksi kita dapaat menjadikan amina. Dengan nitril pun juga bisa dengan
melaluo reduksi. Dengan aldehid melalui proses reaksi reduksi animation. Untuk
amina sekunder bisa berawal dari amida
sekunder dengan menggunakan suatu reduktor. Dan menggunakan aldehid dengan
reaksi reduksi animation. Untuk amina tersier bisa mengggunakan amida tersier
atau juga bahan baku aldehid
PERMASALAHAN:
1.Mengapa dalam melakukan sintesis terdapat pembatasan kurang dari 8 karbon? (Bella veronicia s.)
2. Pembentukan ikatan C-C bisa melalui reaksi radikal bebas dan reaksi antara C nukleofil dan elektrofil, dan beberapa reaksi lainnya seperti reaksi aldol, grignard, claisen, dll. Contoh reaksi nya bisa dilihat pada blog saya. Nah mengapa ikatan tunggal C-C memiliki energi lebih besar dibandingkan dengan ikatan C=C (rangkap dua) ataupun ikatan C≡C (rangkap tiga)? (Vika Seputri)
3. pada transformasi gugus hidroksil, apabila hidroksi terikat dari suatu senyawa aromatik (fenol) reaksi biasanya hanya akan terjadi secara terbatas atau dengan kata lain terjadi pada posisi aromatiknya atau reaksi terjadi pada gugus OH-nya. Apabila pada aromatik maka biasanya reaksi substitusi elektrofilik. mengapa bisa demikian ? (erma johar)
4. Dari gambar berikut ini yang bisa dilihat dari blog saya. Dapat terlihat pada gambar tersebut bahwasannya perbandingan yang dimiliki pada reaksi itu sebesar 85 : 15 jelas terlihat bahwa bagian kiri memiliki nilai yang lebih besar dari pada yang kanan, nah mengapa hal itu bisa terjadi. (Nurhalimah)
5. = Reaksi grignard termasuk salah satu reaksi pembentukan ikatan karbon. Mengapa organolitium nukleofil lebih kuat daripada gridnard yang sebanding ? (Susilawati)
6. Dalam Organotembaga, dijelaskan bahwa organotembaga (RCu atau R2CuLi berfungsi sebagai nukleofilik yang selektif terhadap gugus pergi yang baik. Salah satu contohnya ialah reaksi ( gambar diblog saya). Bagaimana penjelasan dari reaksi dari gambar tersebut? (Siti Ardiah)