Download - Alcohols 2013
ALKOHOL
Struktur, Tatanama dan Sintesis Alkohol
Struktur, Tatanama dan Sintesis Alkohol
3
Struktur Alkohol
• Gugus fungsional : Hidroksil (-OH) • Hibridisasi orbital atom Oksigen : sp3
4
Klasifikasi Alkohol
• Alkohol Primer (1o) : Gugus –OH terikat pada atom C yang mengikat 1 atom C lain.
• Alkohol Sekunder (2o) : Gugus –OH terikat pada atom C yang mengikat 2 atom C lain.
• Alkohol Tersier (3o) : Gugus –OH terikat pada atom C yang mengikat 3 atom C lain.
• Alkohol Aromatis (fenol): Gugus-OH terikat pada cincin benzena.
C
H
H
H3C OH
C
CH3
H
H3C OH
C
CH3
CH3
H3C OH
OH
5
Membedakan alkohol 1o, 2o dan 3o
C
H
H
H3C OH
C
CH3
H
H3C OH
C
CH3
CH3
H3C OH
[ O ]
[ O ]
[ O ]
CH
H3CO
COH
H3CO
[ O ]
C CH3H3C
O
TIDAK BEREAKSI
[ O ]TIDAK BEREAKSI
6
Kelompokan Senyawa Alkohol Berikut
CH3 CH
CH3
CH2OH CH3 C
CH3
CH3
OH
OH
CH3 CH
OH
CH2CH3
7
Tatanama IUPAC
• Cari rantai karbon terpanjang yang mengikat gugus –OH, sebagai nama utama.
• Nama utama seperti alkana dengan mengganti akhiran “a” dengan “ol”.
• Pemberian nomor dimulai dari ujung yang paling dekat dengan gugus OH.
• Sebutkan semua nama dan nomor substituent.
8
Contoh Senyawa Alkohol
CH3 CH
CH3
CH2OH
CH3 C
CH3
CH3
OH
CH3 CH
OH
CH2CH32-metil-1-propanol 2-metilpropan-1-ol
2-metil-2-propanol 2-metilpropan-2-ol
2-butanol butan-2-ol
OH
Br CH3
3-bromo-3-metilsikloheksanol 3-bromo-3-metilsiklohexan-1-ol =>
9
Prioritas Nama Senyawa Organik • Asam Karboksilat • Ester • Aldehid • Keton • Alkohol • Amina • Alkena • Alkuna • Alkana • Eter • Halida
10
Contoh : Alkohol Tak Jenuh
• Gugus –OH mempunyai prioritas yang lebih besar, pemberian nomor dari ujung paling dekat dengan gugus –OH.
• Menggunakan nama alkena atau alkuna.
4-penten-2-ol pent-4-en-2-ol
=>
CH2 CHCH2CHCH3
OH
11
Contoh pada senyawa asam
• Gugus –OH sebagai Substituen dan diberi nama hidroksi
CH2CH2CH2COOH
OH
Asam 4-hidroksibutanoat
12
Nama umum / Tripial • Alkohol dapat diberi nama sebagai alkl alkohol. • Umumnya dipakai pada gugus alkil yang kecil. Contohnya :
CH3 CH
CH3
CH2OH CH3 CH
OH
CH2CH3
isobutil alkohol sek-butil alkohol
13
Penamaan Diol
• Nomor letak gugus – OH ditambah akhiran “diol”
HO OH
heksana-1,6- diol 1,6-heksanadiol
14
Penamaan Glikol
• 1,2 diol (visinal diol) disebut glikol. • Umumnya penamaan glikol menggunakan
nama alkena.
CH2CH2
OH OH
CH2CH2CH3
OH OHetana-1,2- diol 1,2-etanadiol Etilen glikol
propana-1,2- diol 1,2-propanadiol Propilen glikol
15
Contoh Senyawa Alkohol
Benzil alkohol Fenil metanol
Allil alkohol 2-propen-1-ol
Tersier-butil alkohol 2-metil-2-propanol
Etilen glikol 1,2-etanadiol Gliserol
1,2,3-propanatriol
16
Penamaan Fenol
• Gugus – OH diasumsikan pada atom C nomor 1. • Untuk penamaan tripial Fenol tersubsitusi 2 gugus,
menggunakan ortho- untuk 1,2; meta- untuk 1,3; dan para- untuk 1,4.
OH
Cl
3-klorofenol m-klorofenol
OH
H3C
4-metilfenol p-metilfenol p-kresol
17
Penamaan Fenol
3-metilfenol m-metilfenol m-kresol
2,4-dinotrofenol
18
Berikan nama sesuai penamaan IUPAC :
OH OH
OH
H3C CH3
OH
HO
19
Gambarkan strukturnya :
• 2-Etil-2-buten-1-ol
• 1-sikloheksena-1-ol
• 1,4-Pentanadiol
20
Sifat Fisik senyawa Alkohol
• Pada umumnya titik didih alkohol lebih tinggi dari alkana yang mempunyai jumlah atom C sama. (Adanya Ikatan Hidrogen)
• Semakin banyak jumlah atom C, titik didihnya semakin tinggi
• Berat jenis alkohol lebih tinggi daripada alkana, tetapi lebih rendah daripada air.
• Alkohol rantai pendek dapat larut dalam air
21
Titik Didih
Etanol, Mr. : 46 Td : 78oC
Dimetil eter, Mr : 46 Td : -25oC
Propana, Mr : 44 Td. : - 42oC
22
Kelarutan dalam Air
23
Kelarutan dalam Air
Kelarutan menurun dengan meningkatnya ukuran gugus alkil =>
24
Keasaman Alkohol
Alkohol bersifat asam dapat membentuk Alkoksida atau alkoholat. •Reaksi Metanol atau etanol denga logam natrium •Reaksi Tersier-butil alkohol dengan logam kalium
CH3CH2OH + Na CH3CH2O Na + 1/2 H2
25
Pembentukan Alkoksida dari alkohol
• Alkohol dapat diubah menjadi alkoksi menggunakan basa kuat seperti natrium hidrida (NaH), Natrium amida (NaNH2), reagen Grignard (RMgX)
26
CH3OH + NaH
CH3CH2OH + NaNH2
CH3CHCH3
OH+ CH3Li
OH + CH3MgBr
CH3
CCH3
CH3
OH + 2 K
Methanol
Ethanol
Isopropyl alcohol
Cyclohexanol
tert-Butyl alcohol
27
Pembentukan ion fenoksida atau Ion fenolat
Fenol bereaksi dengan ion hdroksida membentuk ion fenoksida
O H + O H
O
+ H O H
28
Metanol
• “Alkohol Kayu” • Diproduksi pada industri dari sintesis gas • Solven yang biasa dipakai dapal industri • Sebagai bahan bakar
– Apinya dapat dimatikan dengan air. – Rating Angka oktannya tinggi – Emisinya rendah, tetapi kandungan
energinya rendah – Nyalanya tidak kelihatan
29
Etanol
• Hasil Fermentasi dari gula atau karbohidrat dengan mikroorganisme.
• Hasil fermentasi : alkohol 12-15%, kemudian sel ragi mati
• Distilasi terjadi azeotrop 95% etanol, titik didih konstan
• Hasil distilasi : etanol 95%. • Digunakan sebagai pelarut • Gasohol : 10% etanol in gasolin • Bersifat racun : 200 mL etanol, 100 mL metanol
30
2-Propanol • “Alkohol pembersih” • Dibuat dengan hidrasi katalitik dari
propena
=>
CH2 CH CH2 H2O100-300 atm, 300°C
catalyst+ CH3 CH
OH
CH3
31
Butanol
• Butil alkohol dibuat dengan fermentasi karbohidrat oleh mikroorganisme Clostridium aseto butylicum
• Sebagai pelarut fernis, pelitur
32
Alkohol Tak Jenuh
Allil alkohol (2-propen-1-ol) CH2=CHCH2OH Hidrogenasi katalitik menghasilkan propanol CH2=CHCH2OH + H2 CH3CH2CH2OH Oksidasi allil alkohol menghasilkan propenal (akrolin) oksidasi lebih lanjut menghasilkan asam etena karboksilat (asam akrilat) CH2=CHCH2OH CH2=CH C
OH CH2=CH C
OOH
Allil alkohol akrolin Asam akrilat
33
Contoh Alkohol Tak Jenuh yang terdapat pada tumbuhan
OH
OH
Sitronellol (dalam minyak sereh)
Geraniol (dalam minyakmawara)
34
Poli alkohol Etilen Glikol (glikol) (HOCH2CH2OH)
This image cannot currently be displayed.
H2C CH2 H2C CH2
Cl Cl
+ Cl2Na2CO3 H2C CH2
OH OH
H2C CH2
OH Cl
H2C CH2
O
H2C CH2
OH OH
- HClCu(OH)2NaOH
H2O
HCl encer
35
Poli alkohol
H2C CH2
OH2SO4
H2C CH2
OH OCH3
H2C CH2
O
H2C
H2C
O OCH2
CH2
H+
36
Poli alkohol • Gliserol (Gliserin) CH2OHCHOHCH2OH
CH3
CH
CH2
Cl2
400oC
CH2Cl
CH
CH2
CH2OH
CH
CH2
CH2OH
CHOH
CH2Cl
OH- HOCl
CH2OH
HC
H2CO
H2OCH2OH
CHOH
CH2OH
Cu(OH)2NaOH
37
Poli alkohol
CH2OH
CHOH
CH2OH
C
CHOH
CH2OH
OOH
[O]HCl
CH2Cl
CHOH
CH2OH
C
C
CH2OH
OH C
C
CH2OH
OH
H
OH OHH
CH2OH
C
CH2OH
O
38
Poli alkohol
CH2OH
CHOH
CH2OH
CH2ONO2
CHONO2
CH2ONO2
+ HNO3H2SO4
10 -20 oC
CH2ONO2
CHONO2
CH2ONO2
3/2 N2 + 3 CO2 + 5/2 H2O + 1/4 O2
gas
39
Pembuatan senyawa alkohol
1. Substitusi nukleofilik halida pada alkil halida dengan gugus OH-
RX + OH- R-OH • Hydration of alkenes
– water in acid solution (not very effective) – oxymercuration - demercuration – hydroboration - oxidation
=>
HO H3C Br CH3HO Br
40
Pembuatan senyawa alkohol
2. Hidrasi alkena
+ HOHH
OH
CH3 CH CH2 + HOH
CH3 CH CH2
OH H
H+
H+
41
Pembuatan senyawa alkohol 3. Oksimerkurasi - Demerkurasi
42
Pembuatan senyawa alkohol
4. Hidroborasi alkena
H2C CH2 + BH3 (CH3 - CH2)3 - B
H2O2OH- / H2O3 CH4CH3OHB(OH)3 +
43
Pembuatan senyawa alkohol 4. Hidroborasi alkena
44
Reagen Grignard
• Rumus R-Mg-X (bereaksi sebagai R:- +MgX) • Stabil pada eter bebas air • Halida yang paling aktif alki iodida • Dapat terbentuk dari alkil halida
– primer – sekunder – tersier – vinil – aril =>
45
Beberapa Reagen Grignard
Br
+ Mgether MgBr
CH3CHCH2CH3
Clether
+ Mg CH3CHCH2CH3
MgCl
CH3C CH2
Br + Mgether CH3C CH2
MgBr
46
Reagen Organolitium
• Rumus R-Li (bereaks sebagai R:- +Li) • Dapat dibentuk dari alkil, vinil, or aril halida,
seperti reagen Grignard.
47
Reaksi Reagen Grignard
RMgX
H2O
RH
1. CO22. H+ RCO2H
R1CHO
R1 R
OH
R1R2CO
R1
OH
R2 R
O
R1
R1 ROH
R1CO2EtR
RR1
OH
1. R1CN2. H+
R1 R
O
48
Reaksi dengan Karbonil
• R:- menyerang karbon parsial positif pada gugus karbonil.
• Zat antara yang terbentuk : ion alkoksida. • Penambahan air atau lar asam encer akan
memprotonasi alkoksida menghasilkan alkohol.
R C O R C OHOH
R C OH
OH=>
49
Sintesis Alkohol 1°
Reagen Grignard + formaldehida menghasilkan alkohol primer
C OH
HC
CH3
H3C CH2 C MgBr
H
HH
CH3 CH
CH3
CH2 CH2 C
H
H
O MgBr
HOHCH3 CH
CH3
CH2 CH2 C
H
H
O H
=>
50
Sintesis Alkohol 2º
Reagen Grignard + aldehid menghasilkan alkohol sekunder.
MgBrCH3 CH
CH3
CH2 CH2 C
CH3
H
OC
CH3
H3C CH2 C MgBr
H
HH
C OH
H3C
CH3 CH
CH3
CH2 CH2 C
CH3
H
O HHOH
=>
51
Sintesis Alkohol 3º Reagen Grignard + keton menghasilkan alkohol
MgBrCH3 CH
CH3
CH2 CH2 C
CH3
CH3
OC
CH3
H3C CH2 C MgBr
H
HH
C OH3C
H3C
CH3 CH
CH3
CH2 CH2 C
CH3
CH3
O HHOH
=>
52
Bagaimana mebuat senyawa berikut dengan reagen Grignard
CH3CH2CHCH2CH2CH3
OH CH2OH
OH
CH3COH
CH2CH3
CH3 =>
53
Reagen Grignard Bereaksi dengan Klorida Asam dan Ester
• Menggunakan 2 mole reagen Grignard • Produknya alkohol tersier dengan 2 gugus
alkil yang identik. • Reaksi dengan 1 mol reagen Grignard
menghasilkan intermediet keton yang akan bereaksi dengan 1 mol reagen Grignard yang lainnya menghasilkan alkohol
54
Reagen Grignard + Klorida Asam (1)
C OCl
H3C
MgBrR MgBr C
CH3
Cl
OR
C
CH3
Cl
OR MgBr C
CH3
RO
+ MgBrCl
Intermediet Keton
• Reagen Grignard menyerang karbonil. • Ion klorida lepas.
55
Reagen Grignard and Ester (1)
• Reagen Grignard menyerang karbonil. • Ion alkoksi lepas.
C OCH3O
H3C
MgBrR MgBr C
CH3
OCH3
OR
C
CH3
OCH3
OR MgBr C
CH3
RO
+ MgBrOCH3
Ketone intermediate =>
56
Reaksi tahap kedua
• 1 mole reagen Grignard yang lainnya bereaksi intermediet keton membentuk ion alkoksida.
• Ion alkoksida diprotonasi dengan asam encer.
C
CH3
RO
R MgBr + C
CH3
R
OR MgBr
HOH
C
CH3
R
OHR =>
57
Bagaimana mebuat senyawa berikut dengan reagen Grignard
CH3CH2CCH3
OH
CH3
C
OH
CH3
Menggunakan klorida asam atau ester.
CH3CH2CHCH2CH3
OH =>
58
Reagen Grignard + Etilen Oksida
• Epoksida umumnya merupakan eter yang reaktif. • Produknya merupakan alkohol 1o
MgBr + CH2 CH2
OCH2CH2
O MgBr
HOH
CH2CH2
O H
=>
59
Reduksi Gugus Karbonil
• Reduksi aldehid menghasilkan alkohol 1º. • Reduksi keton menghasilkan alkohol 2º. • Reagen :
– Sodium borohidrida, NaBH4 – Litium aluminum hidrida, LiAlH4 – Hidrogen, katalis Raney nickel
=>
60
Sodium Borohydride • Ion Hydride, H-, Menyerang karbon
akrbonil, membentuk ion alkoksida. • Kemudian ion alkoksida terprotonasi
dengan larutan asam encer. • Hanya bereaksi dengan gugus karbonil
aldehid dan keton, tidak bereaksi dengan karbonil ester atau asam karbksilat.
HC
O
HC
H
OHC
H
OH HH3O+
61
Lithium Aluminum Hydride
• Reagen reduktor yang lebih kuat daripada sodium borohydride, tetapi lebih berbahaya
• Mengubah ester dan asam karboksilat menjadi alkohol 1º
CO
OCH3C
OH H
HH3O+LAH
62
Perbandingan reagen Reduktor
• LiAlH4 : lebih kuat. • LiAlH4 mereduksi
senyawa yang lebih stabil yang tahan terhadap reaksi reduksi
63
Hidrogenasi Katalitik
• Penambahan H2 dengan katalis nickel Raney. • Juga mereduksi ikatan rangkap C=C.
O
H2, Raney Ni
OH
NaBH4
OH
64
Thiols (Mercaptans)
• Sulfur analog dengan alkohol, -SH. • Penamaan dengan menambahkan kata -thiol
pada nama alkana. • Gugus -SH disebut merkapto. • Membentuk kompleks dengan: Hg, As, Au. • Lebih asam dari alkohol, bereaksi dengan
NaOH membentuk ion thiolate. • Stinks! =>
65
Thiol Synthesis
Menggunakan sodium hydrosulfide berlebih dengan alkil halida untuk mencegah terbentuknya dialkylation R-S-R.
H S_
R X R SH +_
X
66
Oksidasi Thiol • Mudah teroksidasi membentuk disulfida,
merupakan hal yang penting pada struktur protein.
R SH + RHSBr2
Zn, HClR S S R + 2 HBr
• Oksidasi Kuat menggunakan KMnO4, HNO3, atau NaOCl menghasilkan asam sulfonat.
SHHNO3
boilS
O
O
OH