alkohol, fenol & eter

123
ALKOHOL, FENOL, ETER Pustaka: T.W. Graham Solomons, ORGANIC CHEMISTRY, 5th Ed., 1992 1

Upload: achmad-assolah

Post on 10-Aug-2015

227 views

Category:

Documents


22 download

TRANSCRIPT

ALKOHOL, FENOL, ETER

Pustaka:

T.W. Graham Solomons, ORGANIC CHEMISTRY, 5th Ed., 1992

1

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.

2

Struktur Alkohol

Metanol Etanol 2-Propanol

(isopropil alkohol)

2-Metil-2-propanol

(tert-butil alkohol)

CH3OH CH3CH2OH

CH3CHCH3

OH

CH3CCH3

OH

CH3

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.

CH2OH CH2 CHCH2OH

C CCH2OHH

Benzil alkohol

Suatu alkohol benzilik

2-Propenol (alil alkohol)

Suatu alkohol alilik

2-Propunol

(propargil alkohol)

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

4

OH OHH3C

Ar OH

Fenol p-Metilfenol

Rumus umum suatu fenol

Alkohol dapat dilihat secara struktural:a . sebagai turunan hidroksi dari alkana.a . 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.

5

CH3CH3

CH3CH2

O

H

Gugus etil

Gugus hidroksil

1090

H

O

H

1050

AirEtil alkoholEtana

Alkohol dibagi dalam tiga golongan: a . Alkohol primer (1º)a . Alkohol sekunder (2º)a . Alkohol tersier (3º) Penggolongan didasarkan pada derajat

substitusi dari atom karbon yang langsung mengikat gugus hidroksil.

6

C C O HH

H

H

H

H

Etil alkohol(suatu alkohol 10)

CH2OH

Benzil alkohol(suatu alkohol 10)

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.

7

8

CH2OH

Geraniol(alkohol 10 dgnaroma mawar)

C C C HH

H

H

O

H

Isopropil alkohol(suatu alkohol 20)

H

H

H

CH3

CH3H3C

CH

OH

Mentol(alkohol 20 dalamminyak peppermint)

9

C C C HH

H

H

O

C

tert-Butil alkohol(suatu alkohol 30)

H

H

H

H

HH C CHOH

H

H

H

H

O

H3C

Noretindron(kontrasepsi oral dgn gugus alkohol 30)

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.

10

Struktur Eter

11

C O C

Gugus fungsionalsuatu eter

R

O

R

O1100

Dimetil eterRumus umum suatu eter

CH3

CH3

atau

R’

O

R

CH2H2C

O

Etilen oksida

O

Tetrahidrofuran(THF)

ETER SIKLIK

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

12

Tatanama Alkohol

CH3CH2CHCH2CH2CH2OH

CH3

4-Metil-1-heksanol

lokant awalan lokant induk akhiran

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.

13

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:

a 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.

14

2 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.

15

16

CH3CH2CH2OH

1-Propanol

CH3CHCH2CH3

OH

2-Butanol

CH3CHCH2CH2CH2OH

CH3

4-Metil-1-pentanol

ClCH2CH2CH2OH

3-Kloro-1-propanolCH3CHCH2CCH3

OH

CH3

CH3

4,4-Dimetil-2-pentanol

1 2 3 4 5

5 4 3 2 11 2 3 4

3 2 1

3 2 1

Alkohol sederhana sering dinamai dengan nama radikofungsional umum yang juga telah disetujui oleh IUPAC.

Beberapa contoh alkohol sederhana adalah sebagai berikut ini:

17

CH3CH2CH2OH

Propil alkohol

CH3CH2CH2CH2OH

Butil alkohol

CH3CH2CHCH3

OHsec-Butil alkohol

Alkohol yang mengandung dua gugus hidroksil umumnya diberi nama glikol.

Dalam sistem substitutif IUPAC alkohol tersebut dinamai sebagai diol.

18

C OH

CH3

CH3

H3C

tert-Butil alkohol

CH3CHCH2OH

Isobutil alkohol

CH3

CH3

CH3

CH3CCH2OH

Neopentil alkohol

CH2 CH2

OH OHEtilen glikol

1,2-Etanadiol

CH2

OH OHPropilen glikol

1,2-Propanadiol

CH3CH CH2CH2CH2

OH OHTrimetilen glikol1,3-Propanadiol

Eter sederhana sering dinamai dengan nama radikofungsional umum.

Tuliskan kedua gugus yang terikat pada atom oksigen (sesuai urutan abjad) dan tambahkan kata eter.

19

Tatanama Eter

CH3OCH2CH3 CH3CH2OCH2CH3 C6H5OC

CH3

CH3

CH3

tert-Butil fenil eter

Dietil eterEtil metil eter

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.

20

21

CH3CHCH2CH2CH3

2-Metoksipentana

OCH3

CH3CH3CH2O

1-Etoksi-4-metilbenzena

CH3OCH2CH2OCH3

1,2-DimetoksietanaO

Tetrahidrofuran(oksasiklopentana)

O

O

Dioksana(1,4-dioksasikloheksana)

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.

22

Sifat Fisik Alkohol & Eter

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.

23

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.

24

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.

25

1 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.

26

Alkohol & Eter Penting

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.

27

2 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.

28

Etanol sangat murah, tapi jika digunakan untuk minuman dikenakan pajak yang sangat tinggi.

Etanol yang digunakan untuk keperluan sains (penelitian) dan industri diracuni atau di”denaturasi” sehingga tidak layak untuk diminum. Beberapa denaturant dapat digunakan termasuk metanol.

Etanol adalah senyawa yang penting dalam industri.

29

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.

30

a 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.

31

4 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.

32

1 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.

33

Sintesis Alkohol dari Alkena

Sebagai contoh adalah hidrasi 2-metilpropena

34

C CH2

CH3

H3C + H OHH+

C CH2H3C

CH3

OH

H250C

C C + H OHH+

C C

H OH

2-Metilpropena tert-Butil alkohol

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

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

35

Mekanisme hidrasi alkena secara sederhana merupakan kebalikan dari reaksi dehidrasi alkohol.

H2C CH2 + H OHH3PO4

3000CCH2CH2OH

36

C

CH2

CH3

H3C + H Olambat

CH3C

CH2

CH3

H

H

H

+O

H

HLangkah 1

+cepat

CH3C

CH3

CH3

O

H

HLangkah 2 CH3C

CH3

CH3

O

H

H

Langkah 3 CH3C

CH3

CH3

O

H

H + O

H

Hcepat

CH3C

CH3

CH3

O H H O

H

H+

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.

37

C

CH2

CH3

H3C + H Olambat

CH3C

CH2

CH3

H

H + O

H

Hsangat

H

karbokation 10

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.

38

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

39

2,3-Dimetil-2-butanol(produk utama)

3,3-Dimetil-1-butena

H2SO4

H2OCH3C

OH

CH3

CH

CH3

CH3CH3C

CH3

CH3

CH CH2

2 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 a90% dengan regioselektifitas yang tinggi.

40

Pada tahap 1, oksimerkurasi: air dan merkuri asetat mengadisi ikatan rangkap.

Pada tahap 2, demerkurasi: natrium borohidrida mereduksi gugus asetoksimerkuri dan menggantinya dengan hidrogen.

41

C C + THF

oksimerkurasiH2O + OCCH3

O

2Hg C

OH

C

Hg OCCH3

O + CH3COH

O

C

OH

C

Hg OCCH3

O +demerkurasi

OH NaBH4+ C

OH

C

H

Hg+ + CH3CO

O

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.

42

43

CH3(CH2)2CH CH2

Hg(OAc)2

THF - H2OCH3(CH2)2CH CH2

OH HgOAc(15 s)

NaBH4

(1h)OH

CH3(CH2)2CHCH3

OH

+ Hg

CH3

Hg(OAc)2

THF - H2O

(20 s)

H3C OH

HgOAc

H

NaBH4

(6 min)

OH

H3C OH

+ Hg

1-Pentena

2-Pentanol (93%)

1-Metilsiklopentena1-Metilsiklopentanol

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.

44

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

CH3C

CH3

CH3

CH CH3C

CH3

CH3

CH

OH

CH3

(1) Hg(OAc)2/THF - H2O

(2) NaBH4, OH-CH2

3 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.

45

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.

46

Propena

Tripropilboran

CH3CH CH2 CH3CHCH2 BH2

H

+H BH2

CH3CH CH2(CH3CH2CH2)2BH

CH3CH CH2

(CH3CH2CH2)3B

Lebih tersubstitusi Kurang tersubstitusi

(Faktor sterik)

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.

47

(CH3CH2CH2)3BH2O2

NaOH, 250C3 CH3CH2CH2OH + Na3BO3

Propil alkohol

Oksimerkurasi-demerkurasi dari 1-heksena menghasilkan 2-heksanol (Markovnikov).

Hidroborasi-oksidasi dari 1-heksena menghasilkan 1-heksanol (anti-Markovnikov).

48

1-Heksena

1-Heksena

2-Heksanol

1-Heksanol (90%)

CH3CH2CH2CH2CH CH2

H3O+, H2OCH3CH2CH2CH2CHCH3

OH

CH3CH2CH2CH2CH CH2(2) H2O2, OH-

CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH(1) THF:BH3

Atom oksigen dari suatu alkohol mem-polarisasi ikatan C–O dan ikatan O–H dari alkohol tersebut.

Polarisasi ikatan O–H menyebabkan atom hidrogen bermuatan positif parsial, dan hal ini menjelaskan mengapa alkohol bersifat asam lemah.

Polarisasi ikatan C–O menyebabkan atom karbon bermuatan positif parsial.

49

Reaksi-reaksi Alkohol

CO

H

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).

50

C O H H A

Alkohol Alkohol terprotonasi

++

Asam kuat

C O H

H

A

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.

51

Alkohol terprotonasi

C O H

H

Nu +SN2

CNu + O H

H

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

52

C O H

H

OR

H

+SN2

O CR

HEter terprotonasi

+ O H

H

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

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.

53

R O H O H

H

Alkohol

R O

Ion alkoksida (terstabilkan oleh

solvasi)

O H

H

+ H

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

54

pKa

15,5

15,74

15,9

18,0

25

35

38

50

Harga pKabeberapa asam lemah

CH3OH

H2O

CH3CH2OH

(CH3)3COH

HC CH

H2

NH3

CH3CH3

ASAM

Alkohol bersifat asam yang lebih kuat dibandingkan dengan alkuna, dan sangat lebih kuat dibandingkan dengan hidrogen, amonia dan alkana.

Keasaman relatif :

H2O > ROH > RC aCH > H2 > NH3 > 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¯ > NH2¯ > H¯ > RC aC¯ > RO¯ > OH¯

Natrium dan kalium alkoksida sering dipakai sebagai basa dalam sintesis organik.

55

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 C–O dari alkohol.

56

1 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 > HBr > HCl (HF umumnya tidak reaktif).

Urutan reaktivitas alkohol: 3º > 2º > 1º > 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.

57

58

C O H

CH3

H3C

CH3

H O H

H

+ C O H

CH3

H3C

CH3

H

+ O H

H

Langkah 1

C O H

CH3

H3C

CH3

HLangkah 2

cepat

lambat

C

CH3

H3C

CH3

+ O H

H

Langkah 3

C

CH3

H3C

CH3

+ Clcepat

C Cl

CH3

H3C

CH3

2 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.

59

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. 60

P BrBr

Br

R CH2O PBr2 Br+RCH2OH

H

+

alkil dibromofosfit terprotonasi

RCH2 OPBr2Br +

H

RCH2Br + HOPBr2

Gugus pergi yang baik

R OH + PBr3 R Br H3PO3+33

(10 atau 20)

3 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

¯.

61

Dekomposisi ClSO2¯ menjadi gas SO2 dan ion Cl¯

mendorong kesempurnaan reaksi.

62

R OH + SOCl2 R Cl SO2+

(10 atau 20)

refluks+ HCl

R3N + HCl R3NH + ClH

S ClCl

O

+RCH2OH

+alkil klorosulfit HCl

RCH2 O S Cl

O

RCH2 O S

Cl

O

H

Cl

RCH2 O S Cl

O

Cl + RCH2Cl + O S Cl

O

RCH2Cl + SO2 + Cl

1 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.

63

Sintesis Eter

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.

64

65

CH3CH2OH

CH2 CH2

CH3CH2OCH2CH3

H2SO4

1800C

H2SO4

1400C

Etena

Dietil eter

CH3CH2 OH + H OSO3H CH3CH2 OH2 + OSO3H

CH3CH2OH CH3CH2 OH2+ CH3CH2 O CH2CH3

H

+ H2O

CH3CH2OCH2CH3 + H3O

ROH R'OH+H2SO4

ROR

ROR'

R'OR'

+H2O

++

alkohol 10

2 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.

66

67

R O Na + R' L R O R' + Na L

L = Br, I, OSO2R", atau OSO2OR"

CH3CH2CH2OH + Na CH3CH2CH2O Na + 1/2 H2

Propil alkohol Natrium propoksida

CH3CH2I

CH3CH2OCH2CH2CH3 + Na I

Etil propil eter (70%)

3 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).

68

RCH2OH + CH2 CCH3

CH3

H2SO4RCH2O CCH3

CH3

CH3

Alkohol 10 Isobutilena tert-butil eter

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.

4 Trimetilsilil eter (Sililasi) Suatu gugus hidroksil juga diproteksi dalam

larutan netral atau basa dengan mengubahnya menjadi suatu gugus trimetilsilil eter, –OSi(CH3)3.

69

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

70

R OH + (CH3)3SiCl(CH3CH2)3N

R O Si(CH3)3

Klorometilsilana

Gugus proteksi ini dapat dihilangkan dengan suatu larutan asam.

R O Si(CH3)3

H3O+ / H2OR OH (CH3)3SiOH+

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.

71

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.

72

Reaksi-reaksi Eter

Eter mengalami reaksi halogenasi seperti alkana.

Oksigen dari ikatan eter memberi sifat basa. Eter dapat bereaksi dengan donor proton

membentuk garam oksonium.

73

CH3CH2OCH2CH3 + HBr CH3CH2 O CH2CH3Br

HGaram oksonium

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

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.

74

CH3CH2OCH2CH3 + HBr 2 CH3CH2Br + H2O

CH3CH2OCH2CH3 + HBr CH3CH2O

H

CH2CH3 + Br

CH3CH2O

H

+ CH3CH2Br

Etanol Etil bromida

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

75

CH3CH2OH + HBr CH3CH2 O H

H

Br +

CH3CH2 Br + O H

H

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

76

Epoksida

O

CC

Suatu epoksida

O

CH2H2C

IUPAC: Oksirana Umum: Etilena oksida

1

2 3

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

77

RCH CHR + R'C O

O

OHEpoksidasi

O

CHRRHC R'C OH

O

+

Suatu epoksida (atau oksirana)

Suatu alkena Suatu asam peroksi

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

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.

78

C

C+

C

O

O R'

O

H

OC

C+

CO R'

O

H

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

79

+ C6H5COOH

O

CH2Cl2O

H

H

+ C6H5COH

O

Asam peroksibenzoat

1,2-Epoksi- sikloheksana

(100%)

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.

80

C

C

H3C H

H3C H

RCOOH

O

+O

CH3

HH3C

H

12

3

cis-2-Butena cis-2,3-Dimetiloksirana (senyawa meso)

C

C

H3C H

H CH3

RCOOH

O

+

O

CH3

HH

CH3

trans-2-Butena Enantiomer trans-2,3-Dimetiloksirana

+O

CH3

H H

CH3

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.

81

Reaksi-reaksi Epoksida

Katalisis ini sangat penting terutama jika nukleofilnya adalah suatu nukleofil lemah seperti air atau suatu alkohol:

a Pembukaan cincin dengan katalis asam

82

+ H+

_ H+

O

CC

O

CC

H

O HHCCHO O H

H

CCHO OH_ H+

Pembukaan cincin dengan katalis basa

83

O

CC+RO CCRO OROH

CCHO OH

Nukleofil kuat

Ion alkoksida + RO

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:

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.

84

O

CHCH3H2C+CH3CH2O

Metiloksirana

Atom karbon 10 kurang terhalangi

CH3CH2OCH2CHCH3

O

CH3CH2OH

CH3CH2OCH2CHCH3

OH

+ CH3CH2O

1-Etoksil-2-propanol

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

85

CH3OH +

O

CH2CH3C

CH3

H+

OCH3

CH2OHCH3C

CH3

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.

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

86

CH3OH +

O

CH2CH3C

CH3

H+

OCH3

CH2OHCH3C

CH3

H H

Atom karbon ini menyerupai

karbokation 30

+

+

Epoksida terprotonasi

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:

87

Eter Mahkota (Crown Ether)

O

O

O

OO

O

K+ O

O

O

OO

O

K+

18-Crown-6

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.

88

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.

89

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.

90

K+CN- + RCH2X RCH2CN + K+X-18-crown-6

benzena

18-crown-6C6H5CH2Cl + K+F- C6H5CH2F + K+Cl-

(100%)asetonitril

+ KMnO4disikloheksano-18-crown-6

benzenaHO2C CH2CCH3

O

(90%)

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

91

O

O

O

OO

O

Disikloheksano-18-crown-6

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.

92

TRANSPORT ANTIBIOTIKA DAN ETER MAHKOTA

93

OO

O

H3C

H3C

O

CH3 O

CH3

OCH3

O

O CH3

O

O

O

O

CH3

CH3

Nonactin

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.

94

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.

95

Struktur Fenol

OHH3COH

Fenol 4-Metilfenol

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

96

OH

OH

OH

1

2

3

45

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1-Naftol(a-naftol)

2-Naftol 9-Fenantrol

Pada banyak senyawa, fenol merupakan nama dasar.

97

Tatanama Fenol

OH

Cl

NO2

OH OH

Br

4-Klorofenol(p-klorofenol)

2-Nitrofenol(o-nitrofenol)

3-Bromofenol(m-bromofenol)

Senyawa metilfenol umumnya disebut kresol:

98

2-Metilfenol(o-kresol)

3-Metilfenol(m-kresol)

4-Metilfenol(p-kresol)

Senyawa benzenadiol memiliki nama umum:

CH3

OH

CH3 CH3

OH

OH

OH

OH OH

OH

OHOH

1,2-Benzenadiol(katekol)

1,3-Benzenadiol(resorsinol)

1,4-Benzenadiol(hidrokuinon)

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.

99

Fenol yang terdapat di alam

100

CH2CHCO2-HO

NH3+

Tirosina

OH

CH2CH CH3

CH(CH3)2

OCH3

CO2CH3

OH

CH2

OH

Metil salisilat Eugenol Timol

OH

OH

R

R = (CH2)14CH3

(CH2)7CH CH(CH2)5CH3

(CH2)7CH CHCH2CH CH(CH2)2CH3

Urushiol

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

101

Estradiol Tetrasiklin(Y=Cl, Z=H; Aureomisin)(Y=H, Z=OH; Teramisin)

HO

H

H H

H3COH

OH

Y

O

HO CH3 Z N(CH3)2

OH

H

OH

CONH2

OH

O

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.

102

Sifat Fisik Fenol

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

103

Nama mp (0C) bp (0C)Kelarutan dalam air

g/100 mL

Fenol

2-Metilfenol

3-Metilfenol

4-Metilfenol

2-Klorofenol

3-Klorofenol

4-Klorofenol

2-Nitrofenol

3-Nitrofenol

4-Nitrofenol

2,4-Dinitrofenol

2,4,6-Trinitrofenol

43

30

11

35,5

8

33

43

45

96

114

113

122

182

191

201

201

176

214

220

217

9,3

2,5

2,6

2,3

2,8

2,6

2,7

0,2

1,4

1,7

0,6

1,4

1 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.

104

Sintesis Fenol

NH2ArHONO

N2+Ar

H3O+

OHArpanas

105

(1) NaNO2, H2SO4

(2) H2O, panas

NH2

Br

0 - 50C

OH

Br

3-Bromofenol (66%)

(1) NaNO2, H2SO4

(2) H2O, panas

NH2

NO2

0 - 50C

OH

NO2

3-Nitrofenol (80%)

(1) NaNO2, H2SO4

(2) H2O, panas

NH2

0 - 50CBr

CH3

OH

Br

CH3

2-Bromo-4-metilfenol (80-92%)

2 Sintesis Industrial Fenol merupakan bahan kimia industri yang

sangat penting, sebagai material awal untuk sejumlah besar produk komersial mulai dari aspirin sampai plastik.

a Hidrolisis Klorobenzena (Proses Dow)

106

Cl

(high pressure)

3500C+ 2 NaOH

ONa

+ NaCl + H2O

ONaHCl

OH

+ NaCl

b Fusi Alkali dari Natrium Benzenasulfonat

107

SO3Na3500C

+ 2 NaOH

ONa

+ Na2SO4 + H2O

Dari Kumena Hidroperoksida

Kumena

H2C CHCH32500C

H3PO4

pressure

CHH3C CH3

+

108

C6H5 CH

CH3

CH3

+ O295-1350C

C6H5 C

CH3

CH3

O O H

C6H5 C

CH3

CH3

O O H50-900C

H+, H2OC6H5OH + C

CH3

CH3

O

Kumena hidroperoksida

FenolAseton

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.

109

Reaksi Fenol sebagai Asam

OHOH

SikloheksanolpKa = 18

FenolpKa = 9,89

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.

110

Struktur resonansi fenol

O

H

O

H

O

H

O

H

O

H

Tetapan keasaman beberapa fenol

111

NamapKa

(dalam air pada 250C)

Fenol

2-Metilfenol

3-Metilfenol

4-Metilfenol

2-Klorofenol

3-Klorofenol

4-Klorofenol

2-Nitrofenol

3-Nitrofenol

4-Nitrofenol

2,4-Dinitrofenol

2,4,6-Trinitrofenol

9,89

10,20

10,01

10,17

8,11

8,80

9,20

7,17

8,28

7,15

3,96

0,38

1-Naftol

2-Naftol

9,31

9,55

ª 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.

112

OH + NaOH O Na + H2OH2O

Asam lebih kuatpKa = 10

(sedikit larut)

Basa lebih kuat Basa lebih lemah(larut)

Asam lebih lemahpKa = 16

Fenol bereaksi dengan anhidrida karboksilat dan klorida asam membentuk ester.

Reaksi ini serupa dengan reaksi dari alkohol.

113

Reaksi Gugus O–H dari Fenol

OH O +basa

RC

O

2OCR

O

RCO

O

OHRCCl

O

basaO CR

O

+ Cl

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).

114

ArOHNaOH

ArO NaR X

X = Cl, Br, I, OSO2OR atau OSO2R'

ArOR + NaX

Reaksi Umum

115

Contoh spesifik

Anisol (Metoksibenzena)

+ NaI

OH

OH

NaOH

O

OH

Na

CH3CH2

OCH2CH3

OH

OH

NaOH

H2O

O Na

CH3OSO2OCH3

OCH3

+ NaOSO2OCH3

I

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

116

Pemutusan Alkil Aril Eter

R O RHX pekat

panasR X R' X+ + H2O

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

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

117

Ar O RHX pekat

panasAr OH + R X

Reaksi Umum

OCH3 OH + CH3BrH2O

H3CH3C + HBr

p-Metilanisol 4-Metilfenol

HBr

no reaction

Metil bromida

Contoh spesifik

Brominasi

118

Reaksi Cincin Benzena dari Fenol

OH

H2O

OH

3 HBr+ 3 Br2 +

Br

BrBr

OH

CS2

OH

HBr+ Br2 +

Br

50C

2,4,6-Tribromofenol (~ 100%)

p-Bromofenol (80-84%)

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.

119

OH

20% HNO3

OH

+NO2

250C

(30-40%)

OH

NO2

15%

Sulfonasi

120

OH

H2SO4

pekat

OH

SO3H

OH

SO3H

250C

1000C

H2SO4, pekat,

Produk utama, kontrol kecepatan

Produk utama, kontrol kesetimbangan

Reaksi Kolbe Natrium fenoksida mengabsorpsi CO2 dan dipanaskan pada

125ºC di bawah tekanan beberapa atmosfer CO2.

121

O Na O

C

O

OH

C O

O

Na tautomerisasi

- H+, + H+

O

C O

O

Na

H

H+

O

C OH

O

H

Natrium salisilat Asam salisilat

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

122

Penataan-ulang Claisen

OCH2CH

Alil fenil eter

CH2 OH

o-Alilfenol

CH2CH CH2

2000C

OCH2

CH

CH2

O

H

CH2

CH

H2C

Intermediat tidak stabil

tautomerisasi

- H+, + H+

OH

CH2

CH

H2C

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.

123

Kuinon (Quinon)

OH

OH

O

O

+ 2 H+- 2e-

+ 2e-

Hidrokuinon p-Benzokuinon

O

O1,4-Naftokuinon

O

O

CH2CH C(CH2CH2CH2CH)3CH3

CH3 CH3

Vitamin K1

CH3