Pertemuan 6 : Pembentukan dan Reaktifitas senyawa organometalik.

KIMIA ORGANIK II

Pertemuan 6 : Pembentukan dan Reaktifitas senyawa organometalik.

     Cabang ilmu kimia yang membahas tentang ikatan antara senyawa organik (mengandung atom karbon) dan anorganik (logam) yaitu organologam. Organologam sangat erat terjemahnya dengan logam-logam yang terikat dengan Carbon. Perlu dipastikan diketahui senyawa organologam yang sangat kompleks susunannya.

    Reaksi yang terjadi pada organologam bisa dibilang sangat kompleks. Sebabkan reaksi-reaksi ligan organik dan bagaimana ligan tersebut berikatan dengan atom logam. Aplikasi yang organologam yang paling penting adalah sebagai katalis. Seperti contohnya kita memiliki senyawa organik A dan B, dimana kita berkeinginan untuk bisa mengolah karbon milik A dan B. Agar kedua senyawa tersebut dapat bergabung maka diperlukanlah suatu katalis organologam dimana dia akan melakukan berbagai macam reaksi sampai senyawa A dan B bisa bergabung dan katalis Itu sendiri akan melepaskan diri.

     Senyawa kompleks organologam juga memiliki suatu aturan dalam menghitung jumlah elektron sama seperti aturan oktet (aturan 8 elektron) pada kimia pembaca utama. Aturannya adalah Aturan 18 Elektron. Aturan 18 elektron adalah aturan yang menghitung jumlah elektron valensi pada logam pusat yang. Sama seperti kata kunci oktet, aturan 18 elektron ini juga punya banyak batas. Namun, aturan ini masih bisa dijadikan pedoman untuk kompleksitas organologam terjawab ligan yang mengandung akseptor-π yang kuat.

    Senyawa Organologam dibedakan menjadi beberapa tergantung dengan logam apa yang dipakai. Seperti yang dijelaskan dari awal adalah pembuatan senyawa organologam ada 5 cara dan masing-masing memberikan hasil reaksi yang berbeda contohnya Organolitium, Organo-Natrium dan Kalium, Magnesium, Air Raksa, Aluminium, Silikon, Germanium, Stannum dan Plumbum, Fosfor, Arsen, Stibium dan Bismut, dan Logam Transisi Lainnya.

     Sifat senyawa organologam yang umum adalah atom karbon yang lebih elektronegatif dari dasar logamnya. Senyawa komplek logam adalah senyawa yang memiliki satu atau lebih ikatan logam-karbon. Senyawa organologam terdiri dari atom pusat dan ligan.

  Ada beberapa jenis jenis ikatan yang terbentuk pada senyawaan organologam:

Sebuah. Senyawaan ionik dari logam elektropositif Senyawaan organo dari logam yang relatif sangat elektropositif umum, tidak larut dalam pelarut organik, dan sangat reaktif terhadap udara dan udara. Senyawa ini terbentuk bila terjadi radikal pada logam terikat pada logam dengan keelektropositifan yang sangat tinggi, misalnya logam alkali atau alkali tanah. Kestabilan dan kereaktifan senyawaan ionik dalam satu bagian oleh kestabilan ion karbon. Garam logam ion-ion karbon yang kestabilannya diperkuat oleh delokalisasi elektron lebih stabil meski masih relatif reaktif. Seperti contoh gugus organik dalam garam-garaman seperti ini (C6H5) 3C-Na dan (C5H5) 2Ca2.

b. Senyawaan yang memiliki ikatan -σ (sigma)

Senyawaan organologam dimana sisa organiknya terikat pada suatu atom logam dengan suatu ikatan yang digolongkan sebagai ikatan kovalen (walaupun masih ada karakter-karakter ionik dari senyawaan ini) yang dibentuk oleh logam dengan keelektropositifan yang relatif lebih rendah dari golongan pertama di atas, dan dengan beberapa faktor berikut:

1. cara penggunaan orbital d yang lebih tinggi, seperti pada SiR4 yang tidak tampak dalam CR4.

2. kemampuan donor alkil atau aril dengan pasangan elektron menyendiri.

3. Keasaman Lewis dengan kulit valensi yang tidak penuh seperti ada BR2 atau koordinasi tak jenuh seperti ZnR2.

4. Pengaruh perbedaan keelektronegatifan antar ikatan logam-karbon (M-C) atau karbon-karbon (C-C).

c. Senyawaan yang tidak secara nonklasik

Dalam banyak senyawaan organologam ada suatu jenis ikatan logam pada karbon yang tidak dapat dijelaskan dalam bentuk ionik atau pasangan elektron.

1. Reaksi Penyisipan

      Reaksi penyisipan merupakan suatu reaksi yang menyisipkan suatu molekul ke dalam suatu organologam. Molekul yang menyisip kedalam senyawa organologam ini dapat berperan sebagai 1,1 insertion dan 1,2 insertion, kedua hal ini merupakan suatu referensi bagaimana susunan ini sama dengan satu atom untuk mengikat logam dan ligan (1, 1 penyisipan) atau molekul yang memiliki dua atom yang satu ikatan logam sedangkan atom lain mengikat ligan (1,2 sisipan). Contoh reaksi insertion dapat ditunjukan dari siklus reaksi dibawah ini (reaksi penyisipan di dalam kotak).

     Pada reaksi diatas dapat dijelaskan senyawa HNi (CO) 2Cl direaksikan dengan senyawa RCH = CH2 maka senyawa RCH = CH2 akan menyisip logam dengan atom H. Reaksi ini merupakan 1,2 sisipan, dimana ada dua atom C pada zat ini, satu atom C binding logam Ni dan atom C yang lain mengikat H, akibatnya ikatan rangkap pada molekul RCH = CH2 berubah menjadi elektron karena elektronnya dipakai untuk mengikat logam dan atom H.

2. Penyisipan Karbonil (Alkil Migrasi)

    Reaksi penyisipan karbonil pada perintah sama seperti penyisipan biasanya (1,1 sisipan dan 1,2 sisipan), tapi yang ada disini adalah yang masuk logam dan ligan adalah molekul karbonil (CO). Mekanisme reaksi dari penyisipan karbonil ada tiga, yaitu penyisipan secara langsung, migrasi karbonil, dan debit alkil. Dari percobaan ini dilakukan percobaan eksperimental. Hasil gempa penyemenan karbonil yang diterima atau sesuai hasil pengujian adalah migrasi alkil. Jadi alkil bermigrasi dan terikat pada karbonil, tempat yang ditinggalkan alkil tadi ditempati karbonil dari luar. Contoh dari penyisipan karbonil diberikan pada siklus reaksi dibawah ini (dalam kotak):

    Dari kedua gambar diatas, bisa dijelaskan reaksi penyenergi karbonil seperti dijelaskan pada pengantar singkat reaksi penyisipan karbonil diatas, mekanisme reaksinya adalah migrasi alkil. Pada gambar di atas itu CH2CH2R bermigrasi ke CO, tempat kosong pada logam yang tertinggal alkil tersebut selanjutnya diisi oleh CO dari luar.

 3. Penghapusan Hidrida

   Reaksi eliminasi hidrida ini yang sering ditemui adalah reaksi β-eliminasi yang merupakan suatu reaksi transfer atom H pada suatu ligan alkil (pada ligan posisi β terhadap logam) ke logam. Reaksi ini dapat menyebabkan murahnya bilangan oksidasi dan bilangan. Proses transfer atom H pada alkil posisi β ini terjadi. Contoh reaksi ini adalah pada siklus Wacker. Pada siklus ini ada reaksi β-hibrid-eliminasi (dalam kotak).

    Pada reaksi diatas dinamakan reaksi β-hidrid-eliminasi karena pada atom A, atom H yang bergantung pada atom O (pada gugus OH posisi β terhadap logam), ditransfer menuju ke logam Pd. Pada contoh reaksi ini ternyata reaksi β-hidrid-eliminasi tidak hanya atom H milik alkil posisi β, bisa juga dari atom H dari gugus hidroksil (OH) pada posisi β. Atom H yang ditransfer ke logam Pd diakibatkan dari dua menjadi tiga. Hasil akhir dari reaksi ini adalah terbentuknya molekul B.   

4. Reaksi abstraksi

    Reaksi abstraksi merupakan suatu reaksi eliminasi ligan yang tidak akan merubah. Reaksi ini berhubungan dengan kandungan substituen pada ligan dengan posisi karbon α dan β terhadap logam. Pembuat substituent pada ligan ini bisa terjadi karena mempengaruhi suatu reagen eksternal. Contoh dari reaksi ini adalah:

   Pada reaksi diatas (dalam kotak) disebut sebagai reaksi abstraksi yang terjadi akibat substituen atom pada pada ligan η4-5-exo-RC5H5 (tetrahapto) yang disebabkan oleh reagen Ph3CPF6. Dari hasil pembuangan atom H ini, maka ligan η4-5-exo-RC5H5 berubah menjadi η5-RC5H4. Bilangan koordinasi logam pada reaksi ini tidak berubah, jadi oksidasi logam Fe berubah dari Fe (0) menjadi Fe (II).

PERMASALAHAN:

1. Reaksi penyisipan karbonil mekanisme reaksinya adalah migrasi alkil, apa yang dimaksud dengan migrasi alkil dan bagaimana prosesnya ...

2. Apa yang terbukti dari senyawaan organo dari logam yang relatif sangat elektropositif umum, tidak larut dalam pelarut organik ...

3. Mengapa reaksi yang terjadi pada organologam bisa dibilang sangat kompleks ...

Pertemuan 5 : Mekanisme Reaksi Adisi Elektrofilik pada senyawa organik tidak jenuh.

Kimia Organik II

Pertemuan 5 : Mekanisme Reaksi Adisi Elektrofilik pada senyawa organik tidak jenuh.

     Reaksi Adisi adalah reaksi pemutusan ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal. Atau pengubahan bentuk jenuh menjadi tak jenuh. Alkana sebagai golongan senyawa hidrokarbon jenuh tentu tidak bisa reaksi adisi bukan! Alasannya ya karena alkana tidak punya ikatan rangkap.

   Adisi artinya penambahan atau penangkapan. Dalam reaksi adisi, suatu zat ditambahkan ke dalam senyawa C yang mempunyai ikatan rangkap, sehingga ikatan rangkap itu berubah menjadi ikatan tunggal. Reaksi adisi dibedakan atas (a) reaksi adisi elektrofilik dan (b) reaksi adisi nukleofilik.

    Reaksi adisi terjadi pada senyawa tak jenuh. Molekul tak jenuh dapat menerima tambahan atom atau gugus dari suatu pereaksi. Dua contoh pereaksi yang mengadisi pada ikatan rangkap adalah brom dan hidrogen. Adisi brom biasanya merupakan reaksi cepat, dan sering dipakai sebagai uji kualitatif untuk mengidentifikasi ikatan rangkap dua atau rangkap tiga. Reaksi adisi secara umum dapat digambarkan sebagai berikut:

     Contohnya, pada adisi elektrofilik hidrogen bromida, sebuah elektrofil (proton) akan mengganti ikatan rangkap ganda dan membentuk karbokation, lalu kemudian bereaksi dengan nukleofil (bromin). Karbokation dapat terbentuk di salah satu ikatan rangkap tergantung dari gugus yang melekat di akhir. Konfigurasi yang lebih tepat dapat diprediksikan dengan aturan Markovnikov.

Pada reaksi adisi, hal hal - hal sebagai berikut:

1.      Ada atom atau gugus atom yang ditambahkan pada suatu molekul.

2.      Tidak ada bagian dari molekul ini yang hilang atau digantikan.

3.     Hanya terjadi pada yang memiliki ikatan rnagkap dua dn ikatan rangkap tiga.

    Reaksi adisi elektrofilik terjadi apabila gugus yang pertama menyerang suatu ikatan rangkap pereaksi elektrofil. Reaksi adisi elektrofilik ditemukan pada senyawa C yang mengandung ikatan rangkap antara dua atom C seperti alkena dan alkuna. Contoh reaksi adisi elektrofilik adalah reaksi antara etena dengan asam klorida menghasilkan etil-klorida.

Reaktivitas relatif asam halida HI> HBr> HCl> HF.Asam terkuat HI paling reaktif terhadap alken Asam terlemah HF paling tak reaktif terhadap alkena. Sebuah hidrogen halida mengandung ikatan H-X yang sangat polar dan dapat mudah dilepaskan dan dihilangkan dengan ion negatif halida dan hasil alkil halida (R-X).

   Dalam adisi ini atom X terikat pada C rangkap dikiri atau dikanan akan menghasilkan senyawa yang berbeda, kecuali kalau R dengan R 'sama. Untuk itu, ada aturan yang (padat) yang dimaksud oleh Vlademir Markovnikov. Aturan Markovnikov: ikatan rangkap merupakan kumpulan elektron gugus alkil merupakan gugus pendorong elektron. Alkil makin besar, daya dorong makin kuat. Urutan kekuatan alkil: - CH3 <- C2H5 <- C3H7gugus elektronegatif merupakan gugus penarik elektron. Makin elektronegatif, daya tarik elektron makin kuat

Permasalahan :

1. Apakah reaksi adisi elektrofilik dapat juga sebagai senyawa jenuh ? Tolong jelaskan ?

2. Senyawa apa saja yang cenderung untuk melakukan reaksi adisi elektrofilik ?

3. Seberapa besar pengaruh keelektronegatifan suatu senyawa/unsur dalam reaksi adisi ?

Pertemuan 4 : Contoh Reaksi Subtitusi Nukleofilik Alkil Halida

KIMIA ORGANIK II

Pertemuan 4 : Contoh Reaksi Subtitusi Nukleofilik Alkil Halida

     

Reaksi Subtitusi 

 Nukleofil menyerang dari belakang ikatan C-X. Pada keadaan transisi, nukleofil dan gugus pergi berasosiasi dengan karbon di mana substitusi akan terjadi. Pada saat gugus pergi terpisah dengan membawa pasangan elektron, nukleofil memberikan pasangan elektronnya untuk dijadikan pasangan elektron dengan karbon

Contoh :

Reaksi SN1 : Mekanisme reaksi SN1 hanya terjadi pada alkil halida tersier. Nukleofil yang bisa menyerang adalah nukleofil basa sangat lemah seperti H2O, CH3CH2OH. Pada reaksi SN1 terdiri dari 3 tahap reaksi. 

Contoh :

Permasalahan :

1. Apa perbedaan reaksi SN2 Dan SN1 pada mekanisme subtitusi halogen ?

2. Apakah reaksi SN2 Dan SN1 hanya berlangsung pada reaksi alkil halida saja ?

3. Apa yang membuat gugus pergi , pergi dari reaksi tersebut dan diganti oleh gugus baru ?

Pertemuan III : eliminasi pada alkil halida dan alkohol

Kimia Organik II

Pertemuan III : eliminasi pada alkil halida dan alkohol

     Reaksi Eliminasi adalah pelepasan atau penghilangan Reaksi eliminasi dapat dianggap kebalikan dari reaksi adisi. Pada reaksi ini, dua atom atau gugus yang masing-masing tergantung pada dua buah atom C yang letaknya berdampingan dilepaskan oleh suatu pereaksi sehingga menghasilkan ikatan rangkap. Reaksi ini hanya bisa terjadi bila ada zat yang menarik molekul yang akan dieliminasi. Reaksi eliminasi digunakan untuk membuat bahan-senyawa alkena dan alkuna.

Perbedaan Reaksi subtitusi dan eliminasi :

     Suatu jenis reaksi organik dimana dua substituen dilepaskan dari suatu molekul baik dalam satu atau dua langkah mekanisme. Reaksi satu langkah dengan reaksi E2, demikian reaksi dua langkah disebut dengan reaksi E1. Simbol angka pada huruf E (yang berarti eliminasi) tidak melambangkan jumlah langkah. E2 dan E1 menyatakan kinetika reaksi yaitu berturut-turut bimolekuler dan unimolekuler.

     Alkil halida adalah turunan hidrokarbon di mana satu atau lebih hidrogennya diganti dengan halogen. Tiap-tiap hidrogen dalam hidrokarbon potensil digantikan dengan halogen, bahkan ada senyawa hidrokarbon yang semua hidrogennya bisa diganti.

     Alkohol adalah kelompok yang mengandung satu atau lebih gugus fungsi hidroksil (-OH) pada suatu senyawa alkana. Alkohol dapat dikenali dengan rumus umumnya R-OH. Alkohol merupakan salah satu zat yang penting dalam kimia organik karena dapat diubah dari dan ke banyak jenis.

Reaksi Eliminasi Alkil halida

1.      Mekanisme E2

       Reaksi E2 adalah proses satu tahap. Nukleofil bertindak sebagai basa dan mengambil proton (hidrogen) dari atom karbon yang bersebelahan dengan karbon menyala gugus pergi. Pada waktu yang bersamaan, gugus pergi terlepas dan ikatan rangkap dua terbentuk. Konfigurasi yang terbaik untuk reaksi E2 adalah konfigurasi dimana hidrogen yang akan tereliminasi dalam posisi anti dengan gugus pergi. Alasannya ada pada posisi itu orbital ikatan C-H dan C-X tersusun sempurna yang memudahkan pertumpangtindihan orbital dalam susunan ikatan baru.

2.      Mekanisme E1

       E1 merupakan reaksi eliminasi unimolekuler. Mekanisme E1 memiliki tahap awal yang sama dengan mekanisme SN1. E1 terdiri dari dua langkah mekanisme yaitu ionisasi dan deprotonasi. Ionisasi adalah putusnya ikatan hidrogen-halogen membentuk karbokasi intermediet. Reaksi E1 yang terjadi pada alkil halida tersier. Reaksi ini berlangsung tanpa kuat, dilaut dengan basa lemah (dalam suasana asam dan suhu tinggi). Reaksi E1 mirip dengan reaksi SN1, karna sama sama dengan reaksi intermediet karbokation. Tahap tinggi atau. Kemudian, ada dua kemungkinan reaksi untuk ion karbonium. Ion bisa bergabung dengan nukleofil (proses SN1) atau atom karbon bersebelahan dengan ion karbonium lepas protonnya, tambah dengan panah lengkung, dan terbentuk alkena (proses E1).

Tahap Lambat :

Tahap Cepat :

Reaksi Eliminasi Alkohol

         Alkohol yang mengalami reaksi eliminasi akan menghasilkan alkena. Saat ditambahkan udara brom, larutan tetap. Hal ini menandakan terbentuknya ikatan rangkap. Jika ditambahkan udara brom terus menerus, maka akan menjadi jenuh. Begitu kandungan berubah menjadi kemerahan, karena udara brom akan memutuskan ikatan rangkap dan penuh dengan sesamanya. Dalam percobaan ini H2SO4 berfungsi sebagai katalisator dan oksidator. Saat ini reaksi eliminasi gugus -OH akan putus dan membentuk udara. Berikut mekanisme reaksinya:

CH3 - CH2 - OH → CH2 = CH2 + H2O

     Reaksi eliminasi udara dari alkohol / alkanol (dehidrasi)

Alkohol / alkanol dapat terjaga alkena dengan bantuan katalis H2SO4 pekat berlebih.

Alkohol / alkanol berlebih dapat mengalami pembentukan eter dengan bantuan katalis H2SO4 pekat

Permasalahan :

1. Pada reaksi eliminasi alkil halida,tepatnya pada mekanisme E2,seberapa besar pengaruh gugus pergi dan apa yang terjadi jika gugus pergi tidak berikatan dengan baik ?

2. Apa saja hal yang membuat Reaksi eliminasi E1 mempunyai kesamaan proses dengan Reaksi Subtitusi SN 1 ?

3. Apakah semua senyawa alkohol dapat mengalami reaksi eliminasi ? jika tidak , tolong jelaskan secara rinci !

Terimakasih atas kunjungannya , Semoga Bermanfaat ...