ALKOHOL, FENOL, ETER

1
ALKOHOL, FENOL, ETER

• Hadi Poerwono
• Fakultas Farmasi
• Universitas Airlangga
• Pustaka
• T.W. Graham Solomons, ORGANIC CHEMISTRY, 5th Ed.,
  1992

2
Struktur Alkohol

• Alkohol adalah senyawa yang molekulnya memiliki
  suatu gugus hidroksil, yang terikat pada suatu
  atom karbon jenuh.
• Atom karbon jenuh dimaksud dapat berupa atom
  karbon dari suatu gugus alkil yang sederhana.

CH3
CH3CHCH3
CH3OH
CH3CCH3
Metanol
OH
CH3CH2OH
OH
2-Propanol (isopropil alkohol)
2-Metil-2-propanol (tert-butil alkohol)
Etanol
3
Atom karbon dapat berupa suatu atom karbon dari
gugus alkenil atau gugus alkunil. Atau dapat pula
berupa suatu atom karbon jenuh dari suatu cincin
benzena.
CH2
CHCH2OH
CH2OH
2-Propenol (alil alkohol) Suatu alkohol alilik
Benzil alkohol Suatu alkohol benzilik
C
CCH2OH
H
2-Propunol (propargil alkohol)
4

• Senyawa yang memiliki suatu gugus hiroksil, yang
  terikat langsung pada cincin benzena disebut
  fenol.

OH
H3C
OH
p-Metilfenol
Fenol
Ar
OH
Rumus umum suatu fenol
5

• Alkohol dapat dilihat secara struktural
• . sebagai turunan hidroksi dari alkana.
• . sebagai turunan alkil dari air.
• Etil alkohol etana dimana satu hidrogen diganti
  dengan gugus hidroksil.
• Etil alkohol air dimana satu hidrogen diganti
  dengan gugus etil.

Gugus etil
H
CH3CH2
CH3CH3
1050
1090
O
O
H
H
Gugus hidroksil
Air
Etil alkohol
Etana
6

• Alkohol dibagi dalam tiga golongan
• . Alkohol primer (1º)
• . Alkohol sekunder (2º)
• . Alkohol tersier (3º)
• Penggolongan didasarkan pada derajat substitusi
  dari atom karbon yang langsung mengikat gugus
  hidroksil.

H
H
CH2OH
C
C
O
H
H
H
H
Benzil alkohol (suatu alkohol 10)
Etil alkohol (suatu alkohol 10)
7

• Jika karbon tersebut mengikat satu atom karbon
  lain, maka disebut karbon primer dan alkoholnya
  disebut alkohol primer.
• Jika karbon yg mengikat gugus -OH juga mengikat
  dua atom karbon lain, maka disebut karbon
  sekunder dan alkoholnya disebut alkohol sekunder.
• Jika karbon yg mengikat gugus -OH juga mengikat
  tiga atom karbon lain, maka disebut karbon
  tersier dan alkoholnya disebut alkohol tersier.

8
H
H
H
CH2OH
C
C
C
H
H
H
O
H
Geraniol (alkohol 10 dgn aroma mawar)
Isopropil alkohol (suatu alkohol 20)
H
CH3
Mentol (alkohol 20 dalam minyak peppermint)
OH
CH
CH3
H3C
9
H
OH
C
H
H
H3C
CH
C
H
H
H
H
C
C
C
H
H
H
H
H
O
H
O
H
Noretindron (kontrasepsi oral dgn gugus alkohol
30)
tert-Butil alkohol (suatu alkohol 30)
10
Struktur Eter

• Eter berbeda dari alkohol, dimana atom oksigen
  dari suatu eter terikat pada dua atom karbon.
  Gugus hidrokarbon dapat berupa alkil, alkenil,
  vinil, atau aril.
• Eter memiliki rumus umum R-O-R atau R-O-R dimana
  R adalah gugus alkil yang berbeda dari gugus R.
• Eter air dimana kedua atom hidrogen diganti
  dengan gugus alkil.

11
R
CH3
R
O
O
1100
O
atau
R
R
CH3
Dimetil eter
Rumus umum suatu eter
CH2
H2C
C
O
C
O
O
Gugus fungsional suatu eter
Etilen oksida
Tetrahidrofuran (THF)
ETER SIKLIK
12
Tatanama Alkohol

• Dalam Tatanama Substitutif IUPAC, suatu nama
  harus mengandung empat karakter lokant, awalan,
  senyawa induk, dan suatu akhiran.

CH3CH2CHCH2CH2CH2OH
CH3
4-Metil-1-heksanol
lokant
awalan
lokant
induk
akhiran
13

• Lokant 4 menunjukkan bahwa substituen gugus
  metil, yang merupakan awalan, terikat pada
  senyawa induk di posisi C-4.
• Senyawa induk mengandung enam atom karbon dan
  tidak ada ikatan rangkap, jadi induknya adalah
  heksana.
• Dan karena merupakan suatu alkohol, maka memiliki
  akhiran -ol.
• Lokant 1 menunjukkan bahwa C-1 mengikat gugus
  hidroksil.

14

• Secara umum, penomoran pada rantai karbon selalu
  dimulai dari bagian akhir yang lebih dekat dengan
  gugus yang mendapat nama sebagai suatu akhiran.
• Prosedur berikut harus diikuti untuk memberi nama
  alkohol sesuai tatanama substitutif IUPAC
• Pilih rantai karbon utuh yang terpanjang dimana
  gugus hidroksil terikat langsung. Ganti nama dari
  alkana sesuai rantai karbon tersebut dengan
  menghapus huruf a terakhir dan tambahkan akhiran
  ol.

15

• Nomori rantai karbon utuh yang terpanjang
  sedemikian sehingga atom karbon yang mengikat
  gugus hidroksil memiliki nomor terkecil. Tandai
  posisi gugus hidroksil dengan menggunakan nomor
  tersebut sebagai lokant. Tandai posisi
  gugus-gugus lain (sebagai awalan) dengan
  menggunakan nomor yang sesuai dengan posisi
  masing-masing sepanjang rantai karbon sebagai
  lokant.

16
5 4 3 2 1
1 2 3 4
3 2 1
CH3CH2CH2OH
CH3CHCH2CH3
CH3CHCH2CH2CH2OH
1-Propanol
OH
CH3
2-Butanol
4-Metil-1-pentanol
CH3
3 2 1
ClCH2CH2CH2OH
1 2 3 4 5
CH3CHCH2CCH3
3-Kloro-1-propanol
OH
CH3
4,4-Dimetil-2-pentanol
17

• Alkohol sederhana sering dinamai dengan nama
  radikofungsional umum yang juga telah disetujui
  oleh IUPAC.
• Beberapa contoh alkohol sederhana adalah sebagai
  berikut ini

CH3CH2CH2OH
CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CHCH3
Propil alkohol
Butil alkohol
OH
sec-Butil alkohol
18
CH3
CH3
CH3
CH3CCH2OH
C
OH
H3C
CH3CHCH2OH
CH3
CH3
Isobutil alkohol
Neopentil alkohol
tert-Butil alkohol

• Alkohol yang mengandung dua gugus hidroksil
  umumnya diberi nama glikol.
• Dalam sistem substitutif IUPAC alkohol tersebut
  dinamai sebagai diol.

CH2
CH3CH
CH2CH2CH2
CH2
CH2
OH
OH
OH
OH
OH
OH
Propilen glikol 1,2-Propanadiol
Trimetilen glikol 1,3-Propanadiol
Etilen glikol 1,2-Etanadiol
19
Tatanama Eter

• Eter sederhana sering dinamai dengan nama
  radikofungsional umum.
• Tuliskan kedua gugus yang terikat pada atom
  oksigen (sesuai urutan abjad) dan tambahkan kata
  eter.

CH3
CH3OCH2CH3
CH3CH2OCH2CH3
C6H5OC
CH3
Dietil eter
CH3
Etil metil eter
tert-Butil fenil eter
20

• Nama substitutif IUPAC harus dipakai untuk
  menamai eter yang rumit dan senyawa dengan lebih
  dari satu ikatan eter.
• Dalam sistem IUPAC, eter dinamai sebagai
  alkoksialkana, alkoksialkena, dan alkoksiarena.
• Gugus RO- merupakan suatu gugus alkoksi.
• Dua eter siklik yang sering dipakai sebagai
  solven memiliki nama umum tetrahidrofuran (THF)
  dan 1,4-dioksana.

21
CH3CHCH2CH2CH3
CH3
CH3CH2O
OCH3
1-Etoksi-4-metilbenzena
2-Metoksipentana
O
CH3OCH2CH2OCH3
O
1,2-Dimetoksietana
Tetrahidrofuran (oksasiklopentana)
O
Dioksana (1,4-dioksasikloheksana)
22
Sifat Fisik Alkohol Eter

• Eter memiliki titik didih yang sebanding dengan
  hidrokarbon dengan berat molekul yang sama.
• Titik didih dietil eter (MW 74) adalah 34,6ºC,
  dan pentana (MW 72) adalah 36ºC.
• Alhohol memiliki titik didih yang lebih tinggi
  dibandingkan dengan eter atau hidrokarbon yang
  sebanding.

23

• Titik didih butil alkohol (MW 74) adalah
  117,7ºC.
• Molekul-molekul alkohol dapat berikatan satu sama
  lain melalui ikatan hidrogen, sementara eter dan
  hidrokarbon tidak dapat.
• Meskipun demikian, eter juga dapat membentuk
  ikatan hidrogen dengan senyawa-senyawa seperti
  air.

24

• Eter memiliki kelarutan dalam air yang sebanding
  dengan alkohol dengan berat molekul yang sama.
• Sangat berbeda bila dibandingkan dengan
  hidrokarbon.
• Dietil eter 1-butanol memiliki kelarutan yang
  sama dalam air, sekitar 8 g per 100 mL pada suhu
  kamar.
• Sebaliknya, pentana secara nyata tidak larut
  dalam air.

25

• Metanol, etanol, propil alkohol, isopropil
  alkohol, dan tert-butil alkohol campur sempurna
  dengan air.
• Butil alkohol, isobutil alkohol, dan sec-butil
  alkohol memiliki kelarutan antara 8,3 dan 26,0 g
  per 100 mL.
• Kelarutan alkohol dalam air menurun secara
  bertahap sebanding rantai hidrokarbon yang
  semakin panjang.
• Alkohol rantai panjang bersifat lebih mirip
  alkana dan oleh karena itu kurang mirip dengan
  air.

26
Alkohol Eter Penting

• Metanol
• Memiliki rumus struktur CH3OH dan adalah alkohol
  yang paling sederhana.
• Dahulu sebagian besar metanol dibuat dari
  distilasi destruktif kayu (pemanasan kayu pada
  suhu tinggi tanpa udara) alkohol kayu (wood
  alcohol).
• Sekarang dibuat melalui hidrogenasi katalitik
  dari karbon monoksida.

27

• Metanol sangat beracun. Konsumsi dalam jumlah yg
  sangat kecil sekalipun dapat menyebabkan
  kebutaan dalam jumlah besar menyebabkan
  kematian.
• Keracunan metanol dapat pula terjadi melalui
  penghirupan uap atau paparan jangka panjang
  terhadap kulit.

28

• Etanol
• Merupakan alkohol dari semua minuman beralkohol.
• Dapat dibuat dari fermentasi gula, dengan
  menambahkan ragi ke dalam campuran gula dan air.
• Ragi mengandung enzim yang memicu suatu reaksi
  berseri yang panjang, dan akhirnya mengubah suatu
  gula sederhana (C6H12O6) menjadi etanol dan
  karbon dioksida.

29

• Etanol sangat murah, tapi jika digunakan untuk
  minuman dikenakan pajak yang sangat tinggi.
• Etanol yang digunakan untuk keperluan sains
  (penelitian) dan industri diracuni atau
  didenaturasi sehingga tidak layak untuk
  diminum. Beberapa denaturant dapat digunakan
  termasuk metanol.
• Etanol adalah senyawa yang penting dalam industri.

30

• Sebagian besar etanol untuk keperluan industri
  dibuat melalui reaksi hidrasi etena dengan
  katalis asam.
• Etanol adalah suatu hipnotik (penidur). Ia
  menekan aktivitas otak atas meskipun memberi efek
  ilusi sebagai suatu stimulant.
• Etanol juga toksik, tapi kurang toksik dibanding
  metanol.
• Pada tikus (rat), dosis letal adalah 13,7 g per
  kg berat badan.
• Penyalahgunaan etanol menjadi problem di banyak
  negara.

31

• Etilen glikol
• Etilen glikol (HOCH2CH2OH) memiliki berat molekul
  yang rendah dan titik didih yang tinggi, serta
  campur dengan air.
• Sifat ini membuat etilen glikol menjadi suatu
  antibeku (antifreeze) ideal untuk kendaraan
  bermotor.

32

• Dietil eter
• Berupa suatu cairan dengan titik didih rendah dan
  mudah terbakar.
• Sebagian besar eter bereaksi lambat dengan
  oksigen melalui suatu reaksi radikal yang disebut
  auto-oksidasi membentuk hidroperoksida dan
  peroksida (ekplosif).
• Sering digunakan sebagai pelarut ekstraksi.
• Dipakai sebagai suatu anestetik (pembius) pada
  pembedahan.

33
Sintesis Alkohol dari Alkena

• Hidrasi Alkena
• Adisi air pada ikatan rangkap alkena dengan
  katalis asam.
• Metode pembuatan alkohol dengan berat molekul
  rendah (kegunaan utama pada proses industri skala
  besar).
• Katalis asam yg paling sering digunakan asam
  sulfat asam fosfat.

34
Reaksi bersifat regioselektif. Adisi air pada
alkena mengikuti hukum Markovnikov. Reaksi secara
umum sebagai berikut

• Sebagai contoh adalah hidrasi 2-metilpropena

2-Metilpropena
tert-Butil alkohol
35

• Sesuai hukum Markovnikov reaksi tidak
  menghasilkan alkohol primer, kecuali kasus khusus
  pada hidrasi etena.

Mekanisme hidrasi alkena secara sederhana
merupakan kebalikan dari reaksi dehidrasi alkohol.
36
(No Transcript)
37

• Tahap penentu kecepatan adalah tahap 1
  pembentukan karbokation.
• Dihasilkan tert-butil alkohol karena tahap 1
  mengarah pada pembentukan kation tert-butil yang
  lebih stabil dibandingkan kation isobutil yang
  kurang stabil.

38

• Kerumitan yang terjadi adalah adanya penataan
  ulang (rearrangement).
• Karbokation awal yang terbentuk akan mengalami
  penataan ulang menjadi suatu karbokation yang
  lebih stabil.
• Jika 3,3-dimetil-1-butena dihidrasi akan
  dihasilkan 2,3-dimetil-2-butanol sebagai produk
  utama.

39
2,3-Dimetil-2-butanol (produk utama)
3,3-Dimetil-1-butena

• Adanya penataan ulang karbokation membatasi
  penggunaan hidrasi alkena sebagai suatu metode
  laboratoris untuk pembuatan alkohol.

40

• Reaksi Oksimerkurasi-Demerkurasi
• Reaksi dua tahap yang sangat berguna untuk
  mensintesis alkohol dari alkena.
• Alkena bereaksi dgn Hg(OAc)2 dalam campuran THF
  dan air menghasilkan senyawa merkuri(hidroksialkil
  ).
• Senyawa merkuri(hidroksialkil) dapat direduksi
  oleh natrium borohidrida menjadi alkohol.
• Persentase hasil reaksi keseluruhan ?90 dengan
  regioselektifitas yang tinggi.

41

• Pada tahap 1, oksimerkurasi air dan merkuri
  asetat mengadisi ikatan rangkap.
• Pada tahap 2, demerkurasi natrium borohidrida
  mereduksi gugus asetoksimerkuri dan menggantinya
  dengan hidrogen.

42

• Kedua langkah tersebut dapat dilakukan dalam
  bejana yang sama.
• Kedua reaksi berlangsung sangat cepat pada suhu
  ruangan atau dibawahnya.
• Tahap 1 biasanya mencapai kesempurnaan dalam
  kurun waktu 20 detik 10 menit.
• Tahap 2 secara normal membutuhkan waktu kurang
  dari 1 jam.
• Orientasi adisi H2O di atas mengikuti aturan
  Markovnikov atom H dari H2O terikat pada atom
  karbon ikatan rangkap yang mengikat atom H lebih
  banyak.

43
1-Pentena
2-Pentanol (93)
1-Metilsiklopentanol
1-Metilsiklopentena
44

• Penataan-ulang rangka karbon jarang terjadi pada
  oksimerkurasi-demerkurasi.
• Dicontohkan pada reaksi oksimerkurasi-demerkurasi
  dari 3,3-dimetil-1-butena yang menghasilkan
  3,3-dimetil-2-butanol sebagai produk utama.

3,3-Dimetil-1-butena
3,3-Dimetil-2-butanol (94)
45

• Reaksi Hidroborasi - Oksidasi
• Adisi elemen air pada suatu ikatan rangkap dapat
  pula dilakukan di laboratorium dengan menggunakan
  diboran atau THF BH3.
• Adisi air adalah bersifat tidak langsung dan
  melibatkan dua tahap reaksi.
• Pertama adalah adisi boran pada ikatan rangkap
  yang disebut hidroborasi.
• Kedua adalah oksidasi dan hidrolisis senyawa
  antara organoboron menghasilkan suatu alkohol dan
  asam borat.

46
Propena
Tripropilboran

• Atom boron terikat pada atom karbon ikatan
  rangkap yang kurang tersubstitusi, dan satu atom
  hidrogen berpindah dari atom boron ke atom karbon
  lain dari ikatan rangkap.
• Hidroborasi bersifat regioselektif dan mengikuti
  aturan anti Markovnikov.

47

• Alkilboran yang dihasilkan pada tahap hidroborasi
  biasanya tidak diisolasi.
• Dalam bejana yang sama, alkilboran dioksidasi dan
  dihidrolisis menghasilkan alkohol dengan
  penambahan hidrogen peroksida dalam suatu larutan
  basa.

Propil alkohol
48

• Oksimerkurasi-demerkurasi dari 1-heksena
  menghasilkan 2-heksanol (Markovnikov).
• Hidroborasi-oksidasi dari 1-heksena menghasilkan
  1-heksanol (anti-Markovnikov).

1-Heksena
2-Heksanol
1-Heksanol (90)
1-Heksena
49
Reaksi-reaksi Alkohol

• Atom oksigen dari suatu alkohol mem-polarisasi
  ikatan CO dan ikatan OH dari alkohol tersebut.
• Polarisasi ikatan OH menyebabkan atom hidrogen
  bermuatan positif parsial, dan hal ini
  menjelaskan mengapa alkohol bersifat asam lemah.
• Polarisasi ikatan CO menyebabkan atom karbon
  bermuatan positif parsial.

50

• Jadi meskipun OH bukan basa kuat dan bukan gugus
  pergi yang baik, namun atom karbon dari alkohol
  bersifat reaktif terhadap serangan nukleofilik.
• Pasangan elektron pada atom oksigen membuatnya
  bersifat basa dan nukleofilik.
• Protonasi alkohol mengubah suatu gugus pergi yang
  buruk (OH) menjadi gugus pergi yang baik (H2O).

51

• Protonasi juga membuat atom karbon lebih positif
  (karena H2O lebih bersifat penarik elektron
  daripada OH), dan oleh karena itu menjadi lebih
  reaktif terhadap serangan nukleofilik. Reaksi SN2
  menjadi mungkin.

52

• Karena alkohol adalah nukleofil, maka alkohol
  dapat bereaksi dengan alkohol terprotonasi. Ini
  menjadi langkah penting dalam sintesis eter.

Pada suhu yang cukup tinggi dan tanpa kehadiran
suatu nukleofil yang baik, maka alkohol
terprotonasi dapat menjalani reaksi eliminasi E1.
53

• Alkohol sebagai asam
• Alkohol memiliki keasaman yang mirip dengan air.
• Metanol sedikit lebih asam dibanding air (pKa
  15,7). Namun hampir semua alkohol adalah asam
  yang lebih lemah dari air.
• Pada alkohol tanpa halangan ruang, molekul air
  akan melingkupi dan mensolvasi oksigen negatif
  dari ion alkoksida yang terbentuk jika suatu
  alkohol melepaskan sebuah proton.

54

• Pada alkohol dengan halangan ruang besar, solvasi
  ion negatif (alkoksida) terhambat sehingga ion
  alkoksida kurang terstabilkan dan menjadi asam
  yang lebih lemah.

55

• Alkohol bersifat asam yang lebih kuat
  dibandingkan dengan alkuna, dan sangat lebih kuat
  dibandingkan dengan hidrogen, amonia dan alkana.
• Keasaman relatif
• H2O gt ROH gt RC ?CH gt H2 gt NH3 gt RH
• Basa konjugat dari alkohol adalah suatu ion
  alkoksida.
• Karena sebagian besar alkohol adalah asam yang
  lebih lemah dibanding air, maka ion alkoksida
  adalah basa yang lebih kuat dibanding ion
  hidroksida.
• Kebasaan relatif
• R gt NH2 gt H gt RC ?C gt RO gt OH
• Natrium dan kalium alkoksida sering dipakai
  sebagai basa dalam sintesis organik.

56

• Konversi Alkohol menjadi Alkil halida
• Alkohol bereaksi dengan bermacam pereaksi
  menghasilkan alkil halida.
• Pereaksi yang paling sering digunakan adalah
  hidrogen halida (HCl, HBr, atau HI), fosfor
  tribromida (PBr3), dan tionil klorida (SOCl2).
• Semua reaksi di atas merupakan hasil dari
  pemutusan ikatan CO dari alkohol.

57

• Reaksi alkohol dengan hidrogen halida
• Jika alkohol bereaksi dengan suatu hidrogen
  halida, maka terjadi suatu reaksi substitusi
  menghasilkan suatu alkil halida dan air.
• Urutan reaktivitas dari hidrogen halida adalah HI
  gt HBr gt HCl (HF umumnya tidak reaktif).
• Urutan reaktivitas alkohol 3º gt 2º gt 1º gt metil.
• Reaksi ini dikatalisis oleh asam.
• Alkohol primer dan sekunder dapat dikonversi
  menjadi alkil klorida dan alkil bromida melalui
  reaksi alkil halida dengan natrium halida dan
  asam sulfat.

58
(No Transcript)
59

• Reaksi alkohol dengan PBr3
• Alkohol primer dan sekunder bereaksi dengan
  fosfor tribromida menghasilkan alkil bromida.
• Tidak seperti reaksi dengan HBr, reaksi dengan
  PBr3 tidak melibatkan pembentukan karbokation.
• Biasanya berlangsung tanpa penataan-ulang dari
  kerangka karbon.
• Sering menjadi pereaksi terpilih untuk mengubah
  suatu alkohol menjadi alkil bromida yang
  bersesuaian.
• Reaksi diawali dengan terbentuknya suatu alkil
  dibromofosfit terprotonasi.

60

• HOPBr2 dapat bereaksi dengan lebih banyak alkohol
  sehingga hasil akhir dari reaksi adalah konversi
  3 mol alkohol menjadi alkil bromida oleh 1 mol
  fosfor tribromida.

61

• Reaksi alkohol dengan SOCl2
• Tionil klorida mengubah alkohol primer dan
  sekunder menjadi alkil klorida (biasanya tanpa
  penataan-ulang).
• Sering ditambahkan suatu amina tersier ke dalam
  reaksi untuk memacu reaksi melalui reaksinya
  dengan HCl.
• Reaksi diawali dengan terbentuknya suatu alkil
  klorosulfit.
• Kemudian suatu ion klorida (hasil reaksi R3N dan
  HCl) melakukan substitusi SN2 terhadap suatu
  gugus pergi yang baik ClSO2.

62

• Dekomposisi ClSO2 menjadi gas SO2 dan ion Cl
  mendorong kesempurnaan reaksi.

63
Sintesis Eter

• Dehidrasi alkohol
• Alkohol mengalami dehidrasi membentuk alkena
  (lihat Bab Alkena).
• Alkohol primer dapat juga terdehidrasi membentuk
  eter.
• Dehidrasi menghasilkan eter berlangsung pada suhu
  yang lebih rendah dibanding reaksi dehidrasi
  membentuk alkena.
• Dehidrasi menghasilkan eter dibantu dengan
  distilasi eter segera setelah terbentuk.

64

• Dietil eter dibuat secara komersial melalui
  reaksi dehidrasi etanol.
• Dietil eter adalah produk utama pada suhu 140ºC,
  sedangkan etana adalah produk utama pada suhu
  180ºC.
• Reaksi ini kurang berguna pada alkohol sekunder
  karena alkena mudah terbentuk.
• Pada alkohol tersier sepenuhnya terbentuk alkena.
• Tidak berguna pada pembuatan eter non- simetrik
  dari alkohol primer karena terbentuk campuran
  produk.

65
(No Transcript)
66

• Sintesis Williamson
• Suatu jalur penting pada preparasi eter
  non-simetrik adalah suatu reaksi substitusi
  nukleofilik yang disebut reaksi Williamson.
• Merupakan reaksi SN2 dari suatu natrium alkoksida
  dengan alkil halida, alkil sulfonat, atau alkil
  sulfat.
• Hasil terbaik dicapai jika alkil halida, alkil
  sulfonat, atau alkil sulfat yang dipakai adalah
  primer (atau metil).
• Jika substrat adalah tersier maka eliminasi
  sepenuhnya merupakan produk reaksi.
• Pada suhu rendah substitusi lebih unggul
  dibanding dengan eliminasi.

67
(No Transcript)
68

• Tert-butil eter dari alkilasi alkohol
• Alkohol primer dapat diubah menjadi tert-butil
  eter dengan melarutkan alkohol tersebut dalam
  suatu asam kuat seperti asam sulfat dan kemudian
  ditambahkan isobutilena ke dalam campuran
  tersebut. (Prosedur ini meminimalkan dimerisasi
  dan polimerisasi dari isobutilena).

69

• Metode ini sering dipakai untuk proteksi gugus
  hidroksil dari alkohol primer sewaktu
  reaksi-reaksi lainnya dilakukan terhadap bagian
  lain dari molekul tersebut. Gugus proteksi
  tert-butil dapat dihilangkan secara mudah dengan
  penambahan larutan asam encer.
• Trimetilsilil eter (Sililasi)
• Suatu gugus hidroksil juga diproteksi dalam
  larutan netral atau basa dengan mengubahnya
  menjadi suatu gugus trimetilsilil eter,
  OSi(CH3)3.

70

• Reaksi ini, yang disebut sililasi, dilakukan
  dengan membiarkan alkohol tersebut bereaksi
  dengan klorotrimetilsilana dengan kehadiran suatu
  amina tersier.

Gugus proteksi ini dapat dihilangkan dengan suatu
larutan asam.
71

• Pengubahan suatu alkohol menjadi suatu
  trimetilsilil eter membuat senyawa tersebut lebih
  volatil (mudah menguap). (Mengapa?)
• Kenaikan volatilitas (sifat mudah menguap) ini
  menjadikan alkohol (sebagai bentuk
  trimetilsilil-nya) lebih memungkinkan untuk
  menjalani analisis dengan kromatografi gas-cair.

72
Reaksi-reaksi Eter

• Dialkil eter bereaksi dengan sedikit pereaksi
  diluar asam-asam.
• Eter tahan terhadap serangan nukleofil dan basa.
• Ketidakkreaktifan dan kemampuan eter men-solvasi
  kation (dengan mendonorkan sepasang elektron dari
  atom oksigen) membuat eter berguna sebagai solven
  dari banyak reaksi.

73

• Eter mengalami reaksi halogenasi seperti alkana.
• Oksigen dari ikatan eter memberi sifat basa.
• Eter dapat bereaksi dengan donor proton membentuk
  garam oksonium.

Pemanasan dialkil eter dengan asam-asam sangat
kuat (HI, HBr, H2SO4) menyebabkan eter mengalami
reaksi dimana ikatan ikatan karbon oksigen
pecah.
74

• Mekanisme reaksi ini dimulai dari pembentukan
  suatu ion oksonium. Kemudian suatu reaksi SN2
  dengan ion bromida yang bertindak sebagai
  nukleofil akan menghasilkan etanol dan etil
  bromida.

75

• Pada tahap selanjutnya, etanol yang baru
  terbentuk bereaksi dengan HBr membentuk satu mol
  ekivalen etil bromida yang ke dua.

76
Epoksida

• Epoksida adalah eter siklik dengan cincin tiga
  anggota. Dalam tatanama IUPAC, epoksida disebut
  oksirana. Epoksida paling sederhana memiliki nama
  umum etilena oksida.

77

• Metode yang paling umum digunakan untuk
  mensintesa epoksida adalah reaksi dari suatu
  alkena dengan suatu asam peroksi organik, yaitu
  suatu proses yang disebut epoksidasi.

Dalam reaksi ini, asam peroksi memberikan suatu
atom oksigen kepada alkena. Mekanismenya adalah
seperti berikut ini.
78

• Adisi oksigen pada ikatan rangkap dalam suatu
  reaksi epoksidasi adalah adisi syn. Untuk
  membentuk suatu cincin dengan tiga anggota, atom
  oksigen harus mengadisi kedua atom karbon dari
  ikatan rangkap pada sisi yang sama.

79

• Asam peroksi yang paling umum digunakan adalah
  asam peroksiasetat dan asam peroksibenzoat.
  Sebagai contoh, sikloheksana bereaksi dengan asam
  peroksibenzoat menghasilkan 1,2-epoksi-sikloheksan
  a dalam jumlah yang kuantitatif.

80

• Reaksi antara alkena dengan asam-asam peroksi
  berlangsung dengan suatu cara yang
  stereospesifik. Sebagai contoh, cis-2-butena
  hanya menghasilkan cis-2,3-dimetiloksirana,
  sedangkan trans-2-butena hanya menghasilkan
  trans-2,3-dimetiloksirana.

81
Reaksi-reaksi Epoksida

• Cincin tiga anggota dengan tegangan (strain) yang
  sangat tinggi dalam molekul epoksida menyebabkan
  epoksida lebih reaktif terhadap substitusi
  nukleofilik dibandingkan dengan eter yang lain.
• Katalisis asam membantu pembukaan cincin epoksida
  dengan menyediakan suatu gugus pergi yang lebih
  baik (suatu alkohol) pada atom karbon yang
  mengalami serangan nukleofilik.

82

• Katalisis ini sangat penting terutama jika
  nukleofilnya adalah suatu nukleofil lemah seperti
  air atau suatu alkohol
• Pembukaan cincin dengan katalis asam

83

• Pembukaan cincin dengan katalis basa

Jika epoksidanya tidak simetris, serangan
pembukaan cincin dengan katalis basa oleh ion
alkoksida berlangsung terutama pada atom karbon
yang kurang tersubstitusi. Sebagai contoh,
metiloksirana bereaksi dengan suatu ion alkoksida
terutama pada atom karbon primernya
84

• Ini adalah apa yang seharusnya diharapkan Reaksi
  secara keseluruhan adalan reaksi SN2, dan seperti
  telah dipelajari sebelumnya, substrat primer
  bereaksi lebih cepat melalui reaksi SN2 karena
  halangan ruangnya kecil.

85

• Pada pembukaan cincin dengan katalis asam dari
  epoksida tidak simetris, serangan nukleofil
  terutama terjadi pada atom karbon yang lebih
  tersubstitusi. Sebagai contoh

Alasan Ikatan pada epoksida terprotonasi adalah
tidak simetris dengan atom karbon yang lebih
tersubstitusi mengemban suatu muatan yang positif
sekali. Oleh karena itu, nukleofil menyerang atom
karbon tersebut meskipun lebih tersubstitusi.
86

• Atom karbon yang lebih tersubstitusi mengemban
  suatu muatan positif lebih besar karena
  menyerupai suatu karbokation tersier yang lebih
  stabil.

87
Eter Mahkota (Crown Ether)

• Senyawa-senyawa yang disebut eter mahkota (crown
  ether) adalah juga katalis transfer fasa
  (phase-transfer catalyst) dan dapat mengangkut
  senyawa-senyawa ionik ke dalam fasa organik.
• Eter mahkota adalah polimer siklik dari etilena
  glikol seperti 18-crown-6 berikut ini

88

• Eter mahkota diberi nama sebagai x-crown-y dimana
  x adalah jumlah total atom-atom dalam cincin dan
  y adalah jumlah atom-atom oksigen. Hubungan
  antara eter mahkota dan ion yang diangkutnya
  disebut hubungan tuan rumah tamu (host
  guest).
• Eter mahkota bertindak sebagai tuan rumah, dan
  kation terkoordinasi sebagai tamu.
• Jika eter mahkota berkoordinasi dengan suatu
  kation logam, dengan cara demikian mereka
  mengubah ion logam menjadi suatu bentuk dengan
  bagian luar yang bersifat hidrokarbon.

89

• Sebagai contoh, eter mahkota 18-crown-6
  berkoordinasi dengan ion kalium secara sangat
  efisien karena ukuran rongganya tepat/cocok dan
  karena keenam atom oksigen terletak dalam posisi
  yang tepat untuk memberikan pasangan elektron
  bebasnya kepada ion pusatnya.
• Eter mahkota menjadikan banyak senyawa garam
  larut dalam pelarut non-polar.
• Sebagai contoh, senyawa garam seperti KF, KCN,
  dan CH3CO2K dapat dipindahkan ke dalam
  pelarut-pelarut aprotik dengan menggunakan
  sejumlah kecil katalis 18-crown-6.
• Dalam fasa organik, anion dari garam-garam
  tersebut yang relatif tidak tersolvasi dapat
  melakukan suatu reaksi substitusi nukleofilik
  terhadap suatu substrat organik.

90

• Eter mahkota juga dapat digunakan sebagai katalis
  transfer fasa pada bermacam-macam jenis reaksi
  lainnya. Reaksi berikut adalah satu contoh dari
  penggunaan suatu eter mahkota pada suatu reaksi
  oksidasi.

91

• Disikloheksano-18-crown-6 memiliki struktur
  sebagai berikut

92
TRANSPORT ANTIBIOTIKA DAN ETER MAHKOTA

• Ada beberapa antibiotika yang disebut ionofor
  (ionophore) secara khusus nonactin dan
  valinomycin, yang berkoordinasi dengan kation
  logam dengan cara yang sama seperti eter mahkota.
  
• Biasanya sel harus mempertahankan suatu gradien
  antara konsentrasi ion natrium dan kalium di
  dalam dan di luar dinding sel. Ion kalium dipompa
  masuk, sedangkan ion natrium dipompa ke luar.
• Bagian dalam (interior) membran sel bersifat
  seperti hidrokarbon, karena terutama terdiri
  bagian hidrokarbon dari lipid.

93
(No Transcript)
94

• Transport ion natrium dan kalium terhidrasi
  melewati membran sel berjalan lambat, dan
  memerlukan pengeluaran energi dari sel. Nonactin
  mengganggu gradien konsentrasi dari ion-ion
  tersebut dengan cara berkoordinasi lebih kuat
  dengan ion kalium daripada dengan ion natrium.
• Karena ion kalium terikat di bagian interior dari
  nonactin, maka kompleks tuan rumah tamu menjadi
  bersifat seperti hidrokarbon pada bagian
  permukaannya dan dapat melewati dengan mudah
  bagian interior dari membran.
• Dengan cara demikian, membran sel menjadi
  permeabel terhadap ion kalium, dan gradien
  konsentrasi esensialnya dirusak.

95
Struktur Fenol

• Fenol adalah senyawa yang memiliki sebuah gugus
  hidroksil yang terikat langsung pada cincin
  benzena.
• Jadi fenol adalah nama spesifik untuk
  hidroksibenzena dan merupakan nama umum untuk
  kelompok senyawa yang diturunkan hidroksi
  benzena.

Fenol
4-Metilfenol
96

• Senyawa-senyawa yang memiliki sebuah gugus
  hidroksil yang terikat pada cincin benzenoid
  polisiklik adalah mirip dengan fenol secara
  kimiawi, tetapi dinamakan naftol dan fenantrol.

1-Naftol (?-naftol)
2-Naftol
9-Fenantrol
97
Tatanama Fenol

• Pada banyak senyawa, fenol merupakan nama dasar.

3-Bromofenol (m-bromofenol)
4-Klorofenol (p-klorofenol)
2-Nitrofenol (o-nitrofenol)
98

• Senyawa metilfenol umumnya disebut kresol

2-Metilfenol (o-kresol)
3-Metilfenol (m-kresol)
4-Metilfenol (p-kresol)
Senyawa benzenadiol memiliki nama umum
1,2-Benzenadiol (katekol)
1,3-Benzenadiol (resorsinol)
1,4-Benzenadiol (hidrokuinon)
99
Fenol yang terdapat di alam

• Fenol dan senyawa sejenisnya tersebar meluas di
  alam.
• Tirosina adalah asam amino yang terdapat dalam
  protein.
• Metil salisilat didapatkan dalam wintergreen oil
  (tumbuhan).
• Eugenol didapatkan dalam minyak cengkeh.
• Timol didapatkan dalam thyme (tumbuhan).
• Urushiol adalah blistering agent (vesicant) yang
  didapatkan dalam ivy (tumbuhan) beracun.

100
Tirosina
Metil salisilat
Eugenol
Timol
Urushiol
101

• Estradiol adalah hormon seks pada wanita.
• Tetrasiklin adalah antibiotika penting.

Tetrasiklin (YCl, ZH Aureomisin) (YH, ZOH
Teramisin)
Estradiol
102
Sifat Fisik Fenol

• Adanya gugus hidroksil dalam fenol berarti fenol
  adalah seperti alkohol yang dapat membentuk
  ikatan hidrogen intermolekular yang kuat.
• Ikatan hidrogen ini menyebabkan fenol berasosiasi
  sehingga memiliki titik didih yang lebih tinggi
  dibanding hidrokarbon dengan berat molekul yang
  sama.
• Fenol (bp, 182ºC) memiliki titik didih 70ºC lebih
  tinggi dibanding toluena (bp, 106ºC), meskipun
  berat molekulnya hampir sama.

103

• Kemampuan membentuk ikatan hidrogen yang kuat
  dengan air memberi fenol kelarutan yang sedang
  dalam air.

104
Sintesis Fenol

• Sintesis Laboratoris
• Sintesis fenol secara laboratoris yang paling
  penting adalah hidrolisis garam arenadiazonium.
• Metode ini sangat serbaguna.
• Kondisi untuk tahap diazotasi dan hidrolisis
  bersifat mild.
• Gugus lain yang ada dalam molekul tidak berubah.

105
3-Bromofenol (66)
3-Nitrofenol (80)
2-Bromo-4-metilfenol (80-92)
106

• Sintesis Industrial
• Fenol merupakan bahan kimia industri yang sangat
  penting, sebagai material awal untuk sejumlah
  besar produk komersial mulai dari aspirin sampai
  plastik.
• Hidrolisis Klorobenzena (Proses Dow)

107

• Fusi Alkali dari Natrium Benzenasulfonat

Dari Kumena Hidroperoksida
Kumena
108
Kumena hidroperoksida
Fenol
Aseton
109
Reaksi Fenol sebagai Asam

• Meskipun fenol secara struktural mirip dengan
  alkohol tapi fenol merupakan asam yang lebih
  kuat.
• Harga pKa kebanyakan alkohol adalah 18, sedangkan
  pKa fenol lebih kecil dari 11.
• Bandingkan sikloheksanol dan fenol.

Sikloheksanol pKa 18
Fenol pKa 9,89
110

• Meskipun fenol bersifat asam lemah bila dibanding
  dengan asam karboksilat misal asam asetat (pKa
  4,74), namun fenol lebih asam daripada
  sikloheksanol.
• Cincin benzena bertindak sebagai gugus penarik
  elektron sehingga atom O dari gugus OH
  bermuatan positif dan proton mudah dilepaskan.

Struktur resonansi fenol
111

• Tetapan keasaman beberapa fenol

112

• Membedakan dan memisahkan fenol dari alkohol dan
  asam karboksilat
• Fenol larut dalam larutan NaOH, sedangkan alkohol
  dengan enam atom karbon atau lebih tidak larut.
• Sebagian besar fenol tidak larut dalam larutan
  Na2HCO3, tapi asam karboksilat larut.

Asam lebih kuat pKa 10 (sedikit larut)
Basa lebih kuat
Basa lebih lemah (larut)
Asam lebih lemah pKa 16
113
Reaksi Gugus OH dari Fenol

• Fenol bereaksi dengan anhidrida karboksilat dan
  klorida asam membentuk ester.
• Reaksi ini serupa dengan reaksi dari alkohol.

114

• Fenol dalam Sintesis Williamson
• Fenol dapat diubah menjadi eter melalui sintesis
  Williamson.
• Karena fenol lebih asam dibanding alkohol, maka
  fenol diubah menjadi natrium fenoksida dengan
  memakai NaOH (logam Na dipakai untuk mengubah
  alkohol menjadi ion alkoksida).

Reaksi Umum
115
Contoh spesifik
Anisol (Metoksibenzena)
116
Pemutusan Alkil Aril Eter

• Jika dialkil eter dipanaskan dengan HBr atau HI
  berlebih, maka terjadi pemutusan eter dan
  dihasilkan alkil halida dari kedua gugus alkil.

Jika alkil aril eter bereaksi dengan asam kuat
seperti HI dan HBr akan menghasilkan suatu alkil
halida dan fenol.
117

• Fenol tidak akan bereaksi lebih lanjut untuk
  menghasilkan aril halida karena ikatan karbon
  oksigen sangat kuat dan karena kation fenil tidak
  mudah terbentuk.

Reaksi Umum
Contoh spesifik
118
Reaksi Cincin Benzena dari Fenol

• Brominasi

119

• Nitrasi
• Hasil relatif rendah karena oksidasi cincin.
• Dihasilkan campuran o- dan p-nitrofenol.
• Isomer orto dan para dipisahkan dengan distilasi
  uap air. o-Nitrofenol lebih mudah menguap karena
  ikatan hidrogennya adalah intramolekular.
• p-Nitrofenol lebih sukar menguap karena memiliki
  ikatan hidrogen intermolekular yang menyebabkan
  asosiasi antar molekulnya.
• o-Nitrofenol terdistilasi bersama uap air,
  sedangkan p-nitrofenol tertinggal dalam labu
  distilasi.

120

• Sulfonasi

121

• Reaksi Kolbe
• Natrium fenoksida mengabsorpsi CO2 dan dipanaskan
  pada 125ºC di bawah tekanan beberapa atmosfer CO2.

122
Penataan-ulang Claisen

• Pemanasan alil fenil eter sampai 200ºC
  menyebabkan suatu reaksi intermolekuler yang
  dinamakan penataan-ulang Claisen. Produk yang
  dihasilkan adalah o-alilfenol.

123
Kuinon (Quinon)

• Oksidasi hidrokuinon (1,4-benzenadiol)
  menghasilkan suatu senyawa yang dikenal sebagai
  p-benzokuinon.
• Vitamin K1, yang berperan pada pembekuan darah,
  mengandung struktur 1,4-naftokuinon.