ATURAN KIMIA ORGANIK 1 (D3)1. Evaluasi 1 (UTS) = 20%2. Test Praktikum = 10%3. Praktikum = 40%4. Evaluasi Akhir (UAS) = 30 %
POKOK BAHASAN5. Sejarah Kimia Organik6. Senyawa Alifatis7. Senyawa Aromatis
SENYAWA ALIFATISAlkana dan siklo alkana disebut hidrokarbon jenuh (Saturated Hydrocarbon). Artinya, jenuh dengan hidrogen. Senyawa ini tak bereaksi dengan hidrogen & senyawa yang mengandung ikatan pi disebut tak jenuh serta dalam kondisi reaksi yang tepat. Senyawa ini bereaksi dengan hidrogen dan menghasilkan produk yang jenuh.
PERBEDAAN ADISI DAN SUBTITUSI
ADISI : -Tidak ada pengeluaran atom
-Berlangsung cepat-Tidak menggunakan
katalisator
SUBTITUSI : -Ada Pergantian atom H dengan Halogen
-Perlu katalisator yaitu S.U.V
Kebanyakan sifat-sifat kimianya alkana sama, tetapi mempunyai sifat fisis yang berbeda.
SIFAT-SIFAT ALKANA1. Tidak berwarna2. Tidak larut dalam air3. Berat jenis < 14. Larut dalam Ether, Alkohol, Aceton, dan
Benzene5. Tingkat fasenya :C1 s/d C4 merupakan gas tidak berbauC5 s/d C17 merupakan zat cair (mis : Benzene)C18 Ke atas merupakan zat padat (mis : Aspal)6. Makin banyak cabang makin kecil titik didihnya.
A. SIFAT FISIS
1.Semua alkana mudah dibakar.2.Sangat kekal terhadap oksidator, karena itu disebut Paraffin.
3.Mudah bereaksi dengan halogen.
4.Reaksinya disebut subtitusi.5.Tidak mempunyai daya adisi dengan halogen.
B. SIFAT KIMIA
I. PEMBUATAN SECARA SINTESA
A)Dari alkohol Senyawa Halida
CH3-CH2-OH + HI CH3-CH2 I + H2O
Atau :
ROH + HX RX + H2OX : Kecuali HCl (Tidak reaktif)
2 RX + 2 Na R-R + 2 NaXMisal :CH3I + 2 Na + ICH3 CH3-CH3 + 2 NAI
RX + 2 H RH + HXReduksi dikerjakan dengan Zn dan HCl, Zn – Cu dalam Alkohol, Mg amalgam dalam air, H2 dengan Katalisator Pd.
A1. DENGAN SYNTESA NURTZ (TH. 1855)
A2. DENGAN REDUKSI GRIGNARD (FIESER HAL 37)
Umum : RX + Mg R Mg X(R Mg X = Reagent Grignard yang reaktif)
X = Cl, I, Br
Untuk mendapatkan alkana ditambah pelan-pelan oleh H2O yang ekivalen ke dalam larutan ether tersebut.
R Mg X + HOH RH + Mg(OH)Cl atau Mg(OH)I dan sebagainya.
II. Dari Asam R-CUntuk mendapatkan alkana dari alam biasanya dipakai garamnya, jadi bukan asamnya langsung.
Caranya sebagai berikut :A) Dengan Decarboxilasi yaitu mengeluarkan CO2 dari gugus Carboxil.
= O- OH
B) SINTESA KOLBE (1849)Dengan jalan elektrolisa senyawa organik dalam air.
Reaksinya :
2CH3 + 2H2O C2H6 + 2CO2 + 2NaOH + H2
Anggota-anggota :1. Metana (CH4)
Berupa gas yang dihasilkan syntesa unsur dengan mengalirkan H2 pada carbon murni pada 1000-1200oC
= O- ONa
ELEKTROLISA
ANODA KATODA
Reaksi :C + H2 CH4 + 17.7 Kcal• Dapat pula dilakukan pada temperatur rendah dengan menggunakan katalis Ni halus.
• Caranya : H2 dialirkan di atas Ni halus yang telah dilapisi dengan karbon pada temperatur 550oC. Gas yang keluar mengandung 41% CH4, reaksinya katalitik dengan menggunakan Ni. (Sabatir- Senders)
• Dapat pula dibuat dalam lab. Dengan jalan dicomposisi dari aluminium carbida.
C3Al4 + 12H2O 3CH4 + 4Al(OH)3
SIFAT-SIFAT METANAGas tidak berwarnaS.G = 0.559Sedikit larut dalam airLebih mudah larut dalam alkoholTidak stabil pada temperatur > 1200oC
Campuran antara CH4 dan O2 mudah meledak bila perbandingan jumlah berada dalam batas-batas tertentu.
Dapat bereaksi dengan Cl2 & Br2
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
Atom-atom H pada CH4 mempunyai kedudukan equivalent.
Bila Cl2 atau Br2 berlebih akan didapatkan campuran dari macam-macam subtitusi
CH3 + Cl2 CH2Cl2 + HCl
CCl4, CBr4 adalah hasil terakhir
REAKSI-REAKSI DARI ALKANA :CHLORINASI : CH4 & Cl2 tidak dapat bereaksi dalam keadaan gelap, dengan pertolongan suv akan bereaksi dengan cepat.
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl
CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl
CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl
SUV
SUV
SUV
SUV
Alkana dapat dichlorinasi pada temperatur rendah dengan katalis peroxide.
RH + SO2Cl2 RCl + HCl + SO2
2) CHLORO SULFONASIDengan adanya radiasi actinic dalam suatu medium basa lemah akan dapat bereaksi dengan Sulfunic Cl dan menghasilkan gugus Chloro Sulfonic.
R-H SO2Cl2 R SO2Cl + HCl
CARA KARASCH :PEROXIDE
40-80oC
h.v50%
CRACKING (DECOMPOSISI TERMAL) :Terjadi pada temperatur 500-700oC untuk homolog yang lebih dari metana maka akan terjadi pemecahan rantai C dan pemecahan dari mol yang besar menjadi 2 atau lebih fragmen-fragmen.
PYROLISIS C4H10 + C4H8
C6H14 + C2H4
C4H10 + CH4 + C2H4 + CC8H16 + H2
C8H18
Oksidasi : Reaksi antara HC dan O2 yang dapat menghasilkan tenaga adalah merupakan dasar dari penggunaan gas oline sebagai bahan bakar dalam mesin.
Nitrasi : Hidro Carbon (HC) yang bercabang dapat dikenakan nitrasi dengan menggunakan HNO3 pada temperatur yang tinggi.
RX : C-C-C C-C-C + H2O
Karena reaksi ini sukar dijalankan dan hasilnya sedikit. Kemudian dibuat cara lain.
-- ----
C C
NO2
CARA VICTOR MEYER (1872)R-Br + AgNO2 RNO2 + AgBr
D) RANTAI SAMPING BERCABANGGugus bercabang biasa mempunyai nama spesifik (khusus), misal gugus propil itu disebut GUGUS PROPIL & GUGUS ISOPROPIL.
CH3-CH2-CH2- CH3-CH-n. Propil Iso propil
--CH3
CARA MENGHAFAL1) C naik syntesa wurtzContoh : 1. Metana Etana
C C – C Caranya : 1. C + Cl2 C – Cl + HCl2. C – Cl + 2Na + C – Cl C –
C + 2NaCl
2) Etanol PropanaC – C – OH C – C – C
SUV
CARANYA :1. C – C – OH + HI/HCl C – C – Cl +
H2O2. C – C – Cl + 2 Na + C – Cl C – C –
C + 2NaCl
2) C TETAP REDUKSI GRIGNARDContoh : Etyl Chlorida Etana
C – C – Cl C – C Caranya :3. C – C – Cl + Mg C – C – MgCl 4. C – C – MgCl + HOH C – C + Mg(OH)Cl
C TURUN Dengan DECARBOXIUSContoh : Asam Cuka Metana
C – C CH4
Caranya : 1. C – C + NaOH C –
C + H2O
2. C – C + NaOH CH4 + Na2CO3
= O
= O = O
= O
- OH
- ONa
- OH - ONa
CONTOH1. Etana Carbon Tetra Chlorida2. Metanol Butana3. Isopropil Alkohol 2,3 Di
Metil Butana4. Alkohol Metana5. Asam Cuka Carbon Tetra
Chlorida
Gugus iso butil mempunyai suatu cabang metil pada ujung rantai.
CH3-CH2-CH2-CH2- CH3-CH-CH2-butil (n. butil) iso butil
GUGUS BUTIL SEKUNDER (Disingkat : Sec. Butil)
Memiliki 2 Carbon yang terikat pada karbon kepala (Karbon Lekatan). Gugus butil tersier (Disingkat Tert-Butil/t-butil) memiliki 3 carbon yang terikat pada carbon lekatan.
--CH3
CH3-CH2-CH- CH3-C- Sec-Butil 2 atom C pada
karbon lekatan t-Butil3 atom C pada
karbon lekatanCONTOH :1) -CH-CH2-CH3 Sec-Butil
Siklo heksana
2) CH3-CH2-CH2- CH-CH2-CH2- CH3
CH3-CH-CH3 CABANG4 iso propil Heptana
----
--CH3 CH3
CH3
--
CH3--
1 2 3 4 5 6 7
E. CABANG GANDAJika 2 cabang atau lebih terikat pada suatu rantai induk, ditambahkan lebih banyak awalan pada nama induk 2 diurutkan secara alfabet (AWAS : Untuk mengurutkan nama-nama harus di Inggriskan dulu sehingga misal Metil ditaruh di depan Fenil, karena dalam bahasa Inggris masing-masing ialah Methyl dan Phenyl).
E. CABANG GANDAJika 2 cabang atau lebih terikat pada suatu rantai induk, ditambahkan lebih banyak awalan pada nama induk 2 diurutkan secara alfabet (AWAS : Untuk mengurutkan nama-nama harus di Inggriskan dulu sehingga misal Metil ditaruh di depan Fenil, karena dalam bahasa Inggris masing-masing ialah Methyl dan Phenyl).
CH3-CH-CH-CH2-CH3
CH3-CH2-C-CH2-CH2-CH3
--
----
--
CH3
CH2-CH3
CH3
CH2-CH3
1 2 3
4
5
1 2 3
4
5 6
3 Etil 2 Metil Pentana
3 Etil 3 Metil Heksana
Banyaknya Awalan Banyak Awalan
2 Di 5 Penta3 Tri 6 Heksa4 Tetra
4)
5)
C – C – C – C – C – C – C – C – C
H3C CH2-CH2-CH3
CH2–CH2 –CH3
4 metil 1,2 Dipropil siklo Pentana
CH(CH3)2
CH(CH3)2
4,5 Diisopropil Nonana
F. SUBTITUEN AWALAN LAINSeperti cabang-cabang alkil beberapa gugus fungsional diberi nama sebagai awalan pada nama induk, seperti contoh beberapa subtituen ini :
SUBTITUEN NAMA AWALAN-NO2 NITRO – -F FLUORO – -ClKLORO – -BrBROMO – -I IODO –
CONTOH-CONTOH1) CH3 – CH2 – CH – CH2 – CH2
2) CH3 – C – C – CH3
NO2 Br
Cl Cl
Cl Cl
12345
1 Bromo 3 Nitro Pentana
2,2,3,3 Tetra kloro Butana
ALKENA DAN ALKUNARUMUS : CnH2n & CnH2n-2Struktur dan Nama :C2H4 CH2 = CH2 & C2H2 C ≡ C
EtenaTrivial : Etilena Trivial :Asetilena
Dalam tata nama IUPAC ketidakjenuhan karbon ditandai dengan akhiran – ANA ENA UNA
CONTOH1) CH2 = CH – CH2 – CH3 1 Butena
2) CH3 – CH = CH – CH3 2 Butena
3) CH3 – CH – CH2 – CH2 – C ≡ CH5 Metil 1 HeksunaJika sebuah struktur mengandung
lebih dari 1 ikatan rangkap/Ganda 3, misal :
CH2 = CH – CH = CH2 1,3 Buta Diena
CH31
2
3 4
5
1
1
2
2
3
34
4
6
SIFAT – SIFAT ALKENAC2 s/d C4 Merupakan gasC5 s/d C16 Merupakan cairC17 > Merupakan padatBil dibakar akan memberikan warna nyala terang
Daya adisi besar
PembuatanDehidrasi alkohol : -H2O
CH3 – CH2 – OH CH2 = CH2
Al2O3, 300-400oCArtinya : penghilangan air• Dengan dehydrating agent maka alkohol dapat dengan temp. yang lebih rendah
CH3 – CH2 – OH + H2SO4 CH2=CH2
170oC
H2O
Untuk anggota alkuna :CH ≡ CH ACETYLENCH3 – C ≡ CH METIL ACETYLENCH3 – CH2 – C ≡ CH ETYL ACETYLEN
CH3 – C ≡ C – CH3 DI METIL ACETYLEN
SIFAT-SIFAT ALKUNA : 1) Titik didih mendekati hidro
carbon jenuh2) Terdistilasi pada temperatur
10-20oC3) Lebih pekat pada keadaan cair
daripada senyawa ikatan rangkap
ALKOHOLDalam sistem IUPAC nama sebuah alkohol (ROH) ialah nama hidro carbon induk dengan huruf –a akhir diubah menjadi –ol.
RUMUS : CnH2n+1 –OH CH3 – CH2 – CH3 CH3 – CH2 – CH2OH
PROPANA 1 PROPANOL
CH3 – CH – CH2 – CH2 – OH OH3 METIL 1 BUTANOL SIKLO PENTANOL
Sedang pembagian alkohol terdiri dari :
Alkohol primer , bila gugus hydroksil diikat oleh atom C primer.
Contoh : R – C – OH atau CH3- CH2 – CH2 – CH
• Alkohol Sekunder, bila gugus hydroksil diikat oleh atom C sekunder :
• Contoh : CH3 – CH – OH
H
H
CH3
Alkohol tersier, bila gugus hidroksil diikat oleh atom C tersier :
Contoh : CH3 – C – OH
PEMBUATAN :1) Hidrolisa alkil halidaRX + HOH ROH + HX(Pada temp. biasa, air reaksinya lambat kecuali
dengan alkil halida tersier reaksinya cepat)
Atau dengan alkil halida + AgOH/KOH dalam air
RX + KOH/AgOH ROH + KX/AgX
CH3
CH3
2) Reduksi suatu alkanal/alkanon dengan H2
-Reduksi Alkanal Alkohol Primer
R – C – H R – CH2 – OH
-Reduksi Alkanon Alkohol Sekunder
R – C – R R – CH – OH
H2
O=
O
=
H2
R
SYNTESA GRIGNARDAlkanal :a) R – C – H + R – MgI R – C
– O – MgI
b) R – C – O – MgI + HOH R – C – OH +Mg(OH)I
=OAldehid
H
RH
R
H
R
Alkanon :
R – C – R + R – MgI R – C – O - MgI
R – C – O + HOH R – C – OH + Mg(OH)I
R
R
R
R R
RMgI
O=
(Keton)
TITIK DIDIH BEBERAPA ALKOHOLAlkohol Titik
didih (oC)
Nama IUPAC Trivial
CH3OH 64.5 Metanol Metil Alkohol
CH3-CH2-OH 78.3 Etanol Etil Alkohol
CH3-CH2-CH2OH 97.2 1 propanol Propil Alkohol
CH2-CH2 197 1,2 Etanadiol
Etilena Glikol
CH2-CH-CH2 290 1,2,3 Propana diol
Glyserol
OH OH
OH OH OH
Senyawa AromatisSenyawa ini berasal dari kenyataan bahwa bahan-bahan dalam kelas ini yang pertama ditentukan adalah sebagai constituen yang mempunyai bau yang enak karena itu disebut aromatis.
Tahun 1832, LIEBIG dan WOHLER menyelidiki minyak yang berasal dari bahan alam mendapatkan bahwa saat ini mempunyai komposisi C7H6O = Benzaldehida yang bila dioksidasi menjadi asam benzoat (C7H6O2).
Tahun 1835 MICTHERLICK telah menemukan bahwa dengan memanasi Ca(OH)2 dengan asam benzoat akan diperoleh hydrokarbon C6H6 = Benzene. Jadi istilah aromatis adalah derivat-derivat benzene sehingga tidak lagi disebut senyawa aromatis.
AROMATIK (SIKLIK)Disebut aromatik karena pada umumnya benzene cukup enak.
Macam-macam :
a) Homo siklis :-bercabang
-tidak bercabang
C2H5 Rantai terdiri dari
C & H saja
Tata Nama BenzeneUntuk 2 Subtituen1. Orto 1,2
2. Meta 1,3
3. Para 1,4 1
1
1
2
2
2
35
3
3
4
4
4
5
5
6
6
6Br
Br
Cl NH2
CH3
Cl
Orto di Bromo Benzene
Meta Cloro Anilin
Para kloro Toluena
Jika ada 3 atau lebih subtituen Pakai bilangan
Benzena sebagai suatu subtituen disebut GUGUS FENIL
12
34
5
6Br Br
Br
- CH2 - CH2 – Cl Fenil Etil Klorida
Tata Nama Hetero siklisNama disusun berdasarkan nama kuno
Contoh : N
C6H5N = Pyridin
Tata Nama Poli siklisNama disusun berdasarkan nama kunoContoh :
α
α
αα
αα α
α
β
β β
β
β
β
β
βC14H10 = Antracena
C10H8 = Naftalena
BENZENAPembuatan :1. Penyulingan bertingkat tir
batu bara.2. Calcium Benzoat dipanaskan
dengan Ca(OH)2
2-H
Ca + Ca
C
C = O
= O- O
- O
-
- - O- O -H +2 CaCO3
3. Asam Benzo Sulfonat + Uap H2OC6H5 – SO3H + HOH C6H6 + H2SO4
4. Phenol + Zn SerbukC6H5OH + Zn C6H6 + ZnO
5. Polimerisasi Asetilen3 C2H2 C6H6
Sifat-sifat fisis benzena :1. Cairan tidak berwarna dan toksik2. Bau tak enak ; uap + udara eksplosif3. Tak larut dalam air, larut dalam udara
dan eter4. Titik beku = 5,5oC, T.D = 30,1oC
Fe, Si, Cr650oC
Sifat-sifat KimiaDengan HNO3 membentuk nitro benzena C6H5 NO2.
Dengan H2SO4 membentuk benzena sulfonat C6H5 SO3H.
Tidak teroksidasi oleh alkali permanganat
Dapat mengadisi 6 atom H menjadi C6H12
C6H6 C6H12 + 47 KcalGuna : 1. Untuk obat-obatan dan kedokteran2. Pelarut lemak (Lilin, Damar(
3H2
Katalis
Reaksi Benzena1. Halogenasia) C6H6 + 3 Cl2 C6H6Cl16 (Heksa
Cl benzena)
b) + Cl2 + HCl
Fe/FeCl3AlCl3
Cl
Cloro Benzena(Subtit
usi)
C6H6
Reaksi Kloro Benzena :1. Dengan NH3
+ NH3 + HCl
2. Dengan NaOH/KOH
3. Dengan CH3Cl + Na (Sintesa Wurtz-Fitting)
CuO NH2
Anilin
Cl
Cl+ NaOH
+ NaCl300oC
400oC
OHPhenol
Cl+2 Na + Cl – CH3
CH3 + 2 NaClToluen
4. Dengan Na (Wurtz)
+ 2 Na + + 2 NaCl
5. Dengan Mg (Dalam Eter kering)
+ Mg
Cl Cl
MgClCl Eter kering
Toluen Pembuatan : Synthesa Friedel Craft (Katalis : Fe, FeCl3, AlCl3)
Synthesa Wurtz & Fitting
Sifat-sifat fisik :-Eksplosif-Tak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut lain/organik
+ Cl – CH3
Fe CH3 + HCl
Cl+2 Na + Cl – CH3
CH3+ 2 NaCl
Reaksi ToluenDengan Cl2 (didihkan/SM)
Dengan Cl2 (katalisator Fe, FeCl3, AlCl3)
+ Cl2 2 Cl2 3 Cl2
CH2Cl + HCl CHCl2 + HCl CCl3 + HCl
+ 2 Cl2
2CH3 Fe CH3Cl CH3
Cl+ 2HCl
Dengan KMnO4 + H2SO4 Pekat
Dengan H2SO4 pekat
• Dengan HNO3 pekat (katalis H2SO4 Pekat)
CH3
OSO3HCH3CH3
+ 3 On
C – OH – OH –OH
C = O
- OH+ H2O
2 + 2 H2SO4 pkt
+OSO3HM.S.T
+ H2
2 CH3
NO2
+ HNO3 pkt H2SO4 pkt
CH3
NO2 NO2NO2
NO2+ HNO3
H2SO4 pkt
CH3
NO2
TNT
Derivatif-derivatif Toluena dan Reaksinya
CH2Cl + H2O
+ KOH
+ NH3
+ AgOH
+ Mg
+ 2 On
Eter kering
CH2OH + HCl
CH2OH + KCl
CH2OH + AgCl
CH2NH2 + HCl CH2MgCl
C =
O- OH + HCl
Nitro BenzenPembuatan :
Reaksi :
HNO3 Pekat + H2O
H2SO4 pkt
NO2
NO2 + 3H2 Ni + 2 H2O
Alkohol+ 2 NH3
Anilin
NH2
NH2
+ 2 NH4NO2
Sifat-sifat : Cairan kuning, beracun, higroskopis, dan tidak dapat dihidrolisa
Asam Benzo Sulfonat Amida + H2O
SO3H
Pembuatan : S= O- OH= O + PCl5
+ POCl3 + HCl S= O= O- Cl
+ NH3 + HCl
= OS= O- NH2
= OS
Sifat-sifat : Higroskopis, Asam kuat & Bentuk KristalDerivat yang penting : Benzosulfonat Amida
= O- NH2
Guna : -Obat Gatal-Zat Warna
SULFONATSuatu sulfonat ialah suatu ester anorganik dengan rumus RSO2OR (jangan mencampur adukkan struktur sulfonat dengan struktur sulfat, suatu sulfonat mempunyai gugus alkil atau akil yang terikat langsung pada atom belerang).-S - OH
= O
= O
-S – OCH3
= O
= O
ASAM BENZENA SULFONAT METIL BENZENA SULFONAT
(Suatu asam kuat) (Suatu Sulfonat)
Bersifat Asam
PERHATIAN hanya akan dipusatkan ke satu kelompok sulfonat, yaitu p-toloena sulfonat (4 metil benzena sulfonat), lazim disebut tosilat dan disingkat sebagai ROTs. Tosilat dibuat dengan mereaksikan suatu alkohol dengan p-toluena sulfonil klorida (Tosil klorida).
ROH + Cl – S – -CH3 ROS - -CH3 + HCl
= O
= O
= O
= OSuatu Alkohol
Tosil Klorida
Suatu Alkil Tosilat(TsCl) (ROTs)
Titik Leleh & Titik Didih Hidrokarbon Aromatis
Nama Struktur Titik Leleh oC
Titik Didih oC
Benzena 5,5 80
Toluena -95 111O-
Xilena -25 144
m-Xilena -48 189
p-Xilena 13 138
CH3CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
Struktur & Nama ikatan BenzeneStruktur Nama Struktur Nama
TOLUENA ASETOFENON
P-XILENA FENOL
STIRENA AS. BENZOAT
ANILIN BENZIL ALKOHOL
ASETANILIDA BENZOFENONP TOLUENA SULFONIL
KLORIDA (Tosil Klorida)
NHC-CH3
NH2
CH=CH2
CH3CH3
-C-
= O= O
= O
CH3 SO2Cl
C-CH3CH3
CH2OH
COOH
OH