MEKANISME REAKSI SUBSITUSI NUKLEOFILIK SN1

 MEKANISME REAKSI SUBSITUSI NUKLEOFILIK SN1

    Pada materi kali ini diambil dari sumber jurnal : http://jurnal.unpad.ac.id/ijpst/ , dimana dalam jurnal tersebut membahas mengenai sintesis N1-Tersier-Butilteobromin dari Teobromin dan Tersier-Butilbromides. Berikut ini adalah reaksi subsitusi SN1 N1-Tersier-Butilteobromin :

        Setelah kita lihat mekanisme reaksi SN1 pada N1-tersier-butilteobromin diatas, kita dapat melihat bahwa pada senyawa teobromin terjadi pelepasan atom hidrogen yang terikat pada atom nitrogen. atom hidrogen pada senyawa teobromin lepas untuk terikat dengan katalis yang digunakan yaitu Et.OH, sehingga menghasilkan atom nitrogen bersifat negatif atau memiliki elektron bebas. Kemudian, setelah itu kita dapat mereaksikan tersier-butilbromides dengan katalis yang telah mengikat atom hidrogen tadi (Et.OH-H). Pada reaksi yang kedua ini menyebabkan atom Br terlepas dan mengikat unsur hidrogen yang berada pada katalis Et.OH-H, mengapa hal demikian terjadi?

        Hal tersebut terjadi dikarenakan atom H yang mengikat pada katalis tadi bersifat positif, sedangkan atom Br memiliki elekron bebas yang banyak. Sehingga atom Br dapat melepaskan diri dan mengikat atom H yang berada pada katalis. Sehingga didapatlah HBr + katalis (Et.OH) + tersier-butilbromide yang dimana atom C pusat memiliki sifat positif. Barulah tahap reaksi terakhir yaitu mereaksikan antara senyawa teobromin yang memiliki atom N dengan elektron bebas dan tersier-butilbromide yang memiliki atom C bersifat positif. Sehingga antara atom N dan atom C tadi saling berikatan dan didapatkan hasil akhir yaitu N1-tersier-butilteobromin. 

Gambar diatas menunjukkan inframerah dan panjang gelombang dari senyawa teobromin dan panjang gelombang dari senyawa N1-tersier-butilteobromin. Dimana panjang gelombang N1-tersier-butilteobromin adalah 274mm, dan panjang gelombang teobromin adalah 272,60mm. Sehingga terjadi pergeseran antara kedua senyawa tersebut.

Permasalahan :

1. Pada hasil yang didapatkan dari panjang gelombang kedua senyawa tadi, bagaimana yang terjadi pada proses pergeseran transisi dari panjang gelombang keduanya?

2. Bagaimana perubahan sifat yang terjadi pada atom Br yang ada di senyawa tersier-butilbromide dengan atom Br yang ada pada HBr?

3. Apa yang menyebabkan atom H terlepas dari atom N dan berikatan dengan katalis?

 Mekanisme Reaksi Subsitusi Nukleofilik SN2

    Baiklah, kembali lagi di blog ini dengan materi materi yang menarik. Pada blog kali ini akan dibahas mekanisme reaksi subsitusi nukleofilik SN2. Dimana materi kali ini diambil dari sumber : media.neliti.com

    Mekanisme merupakan suatu rangkaian atau cara untuk menjelaskan proses yang dialami atau dilalui dalam proses proses reaksi kimia yang terjadi. Kita telah tau bahwa reaksi subsitusi adalah reaksi penggantian atom halogen dengan atom yang lain. Dengan begitu, disini kita akan belajar bagaimana mekanisme yang terjadi pada reaksi subsitusi nukleofilik SN2. 

    Pada jurnal tersebut dibahas mengenai bagaimana metode yang dapat digunakan dalam mengembangkan senyawa 2-metilalilamin hidroklorida. Senyawa tersebut cukup sulit untuk ditemukan dalam pasaran. Pada penilitian ini dilakukan sintesis antara 2-metilalilamin hidroklorida dengan 3-kloro-2 metil-1-propena, suatu senyawa alkil halida yang diubah kedalam bentuk garam amina

hidroklorida dengan amonia dalam larutan alkoholik. Pada sintesis yang menggunakan katalis amonia dilakukan pada lemari asam yang dilengkapi dengan sistem exhaust yang memadai. Penggunaan lemari asam disini bertujuan agar dapat mengusir udara dan sebelum kran amonia dibuka maka akan dialirkan terlebih dahulu gas nitrogen. Senyawa yang ingin disintesis sebelumnya telah dimurnikan dengan menggunakan cara destilasi.

mekanisme reaksi pembentukan 2-metilalilamin hidroklorida

    Sesuai dengan mekanisme diatas, kita dapat melihat bahwa pada senyawa 3-kloro-2-metil-1-propena terdapat amoniak yang mengalami reaksi subsitusi terhadap klorida. Dimana amoniak mengalami pertukaran gugus halogen yang menghasilkan garam amina. Amonilisis halida ini yang dinamakan dengan reaksi subsitusi nukleofilik SN2. Amonia memiliki pasangan elektron bebas yang menyebabkan amonia dapat bertindak sebagai nukleofil dalam reaksi subsitusi dengan alkil halida. Sehingga dapat diartikan bahwa pada reaksi subsitusi SN2 ini sangat dipengaruhi oleh nukleofil dan konsentrasi pada substrat. 

    Amonia yang digunakan harus dalam jumlah berlebih, agar reaksi yang didapatkan dalam monoalkilasi. Karena pada reaksi diatas bisa saja senyawa tersebut menabrak atau menangkap molekul dari pereaksi bukan molekul yang berasal dari produk alkilasi. 

Permasalahan :

1. Pada materi diatas, dijelaskan bahwa amonia yang digunakan harus dalam jumlah berlebih. Lalu bagaimana jika amonia yang digunakan dalam jumlah yang terbatas?

2. Bagaimana jika senyawa yang ingin disintesis tidak mengalami pemurnian terlebih dahulu?

3. Bagaimana jika katalis yang digunakan tidak dimasukkan didalam lemari asam? Apakah ada pengaruh pada proses sintesis?

KAJIAN STEREOKIMIA SENYAWA KIRAL HASIL MODIFIKASI

 KAJIAN STEREOKIMIA SENYAWA KIRAL HASIL MODIFIKASI

       Hallo, kembali lagi di blog ini dengan materi-materi yang menarik.. Untuk kali ini, materi yang akan dibahas adalah mengenai kajian stereokimia senyawa kiral hasil modifikasi.. Pada materi kali ini saya mengambil dari sumber : www.kimianet.lipi.go.id.

        Sebelumnya kita telah mengetahui apa itu stereokimia dan apa itu senyawa kiral. Sedikit mengulang kembali, stereokimia adalah suatu study mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi (3D). Sedangkan, senyawa kiral atau karbon kiral adalah suatu atom karbon yang mengikat 4 gugus atau atom yang berbeda. Senyawa kiral sendiri memiliki banyak manfaat pada kehidupan manusia. Dari manfaat yang ada pada senyawa kiral, terdapat sisi negatif dari senyawa kiral. Diantaranya yaitu senyawa kiral yang terdapat pada obat yang di konsumsi oleh manusia..

        Masih banyak sekali masyarakat yang sangat awam dengan senyawa organik yang terjadi dikehidupan, padahal tidak dapat dipungkiri bahwa reaksi-reaksi kimia banyak sekali terjadi didalam kehdiupan sehari-hari. Sebagai contoh apabila kita mengkonsumsi obat. Jelas akan terjadi reaksi didalam obat dengan tubuh manusia. Nah, artinya disini bahwa setiap stereoisomer akan menjalankan reaksi yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya yang dilakukan pada sistem biologis setiap makhluk hidup. Contohnya adalah :

1. Nikotin 

            Masyarakat sudah tidak asing lagi dengan yang nama nya nikotin, nikotin merupakan zat adiktif yang sangat beracun dan berbahaya bagi tubuh manusia. Nikotin sendiri terbagi menjadi dua, yaitu (+) nikotin  dan (-) nikotin. Kedua jenis nikotin tersebut sangatlah beracun, namun (-) nikotin lebih beracun dari (+) nikotin. Selama ini kita menganggap bahwa jenis nikotin hanya itu saja, tanpa kita sadari ternyata nikotin ini memiiki dua jenis yang kedua-dua nya memiliki efek yang buruk bagi tubuh manusia. Mungkin saja (-)nikotin ataupun (+)nikotin telah ada didalam tubuh kita. 

2. Obat Thalidomide

      

            Obat Thalidomide ini merupakan obat penenang yang memiliki dua enentiomer. Pada obat Thalidomide ini terdapat dua jenis konfigurasi, yaitu (R)-Thalidomide yang memiliki fungsi sebagai obat penenang untuk makhluk hidup. Dan jenis yang kedua adalah (S)-Thalidomide, obat  ini memiliki efek samping yang sangat buruk bagi ibu hamil yang menyebabkan terjadinya kecacatan bagi sang bayi. 

     Pada obat thalidomide ini (R)-Thalidomide memiliki fungsi sebagai obat penenang, yang berarti memiliki fungsi atau manfaat pada kehidupan manusia. Namun, dari banyak sumber yang saya baca mengenai (S)-Thalidomide ini memiliki banyak efek samping bagi tubuh manusia. Diantaranya yatu apabila obat (S)-thalidomide ini dikonsumsi oleh ibu hamil. Sehingga timbul pertanyaan, apa kandungan yang ada pada obat (S)-Thalidomide sehingga menimbulkan efek samping pada tubuh manusia..    

   Thalidomide sendiri memiliki sifat tidak berwarna, tidak berbau, bubuk kristal yang dapat larut dalam dimetil sulfoksida dan thalidomide ini dapat sedikit larut dalam air dan etanol. Selain itu, thalidomide ini juga memiliki gugus glutarimide yang berisi pusat asimetris tunggal. Hal itulah yang menyebabkan thalidomide ini memiliki kemungkinan dua bentuk optik aktif yang ditunjukkan dengan  S-(-) atau R-(+) Thalidomide, dimana keduanya ini merupakan campuran yang sama dari S-(-) dan R-(+) dan karenya terbentuk rotasi optik bersih dari nol.

 

            Dalam hal ini, maka dilakukan pemisahan enantiomer, karena pada obat kiral diberikan enatiomer yang menyebabkan menjadi campuran rasemat. Namun, dalam melakukan pemisahan rasemat ini hanya akan terjadi pada reaksi obat melalui reaksi yang disebut dengan stereoselektif. Sehingga dalam pemisahan ini terjadi secara tidak langsung, melainkan membutuhkan penggabungan enantiomer dengan reagen kiral tambahan supaya dapat mengubah bentuk molekul tersebut menjadi diastereomer. Kemudian setelah itu, molekul yang didapatkan kita pisahkan kembali dengan sistem pemisahan akiral. Pemisahan rasemat ini bertujuan agar kita mampu membedakan antara molekul murninya. 

Permasalahan:

1. Apa yang menyebabkan obat thalidomide memiliki dua konfigurasi?

2. Bagaimana jika pada pemisahan rasemat terjadi secara langsung, apakah dapat berjalan?

3. Bagaimana anda bisa membedakan antara (-)nikotin dan (+)nikotin?

STEREOKIMIA

 STEREOKIMIA 

       Stereokimia merupakan cabang ilmu mengenai molekul-molekul yang berada didalam ruang tiga dimensi (3D). Tiga pokok bahasan yang ada didalam stereokimia adalah :

1. Isomer Geometrik, bagaimana suatu molekul dapat melakukan ketegaran sehingga dapat  

    mengakibatkan isometri

2. Konformasi Molekul, mempelajari bentuk molekul dan bagaimana bentuk molekul itu dapat berubah

3. Kiralitas Molekul, mempelajari tentang bagaimana penataan suatu atom di kiri maupun kanan atom 

    karbon  (C) sehingga dapat mengakibatkan isometri

A. Sistem Tata Nama (E) dan (Z)

        Sistem penamaan E dan Z ini didasarkan pada prioritas setiap atom atau gugus yang terikat oleh masing-masing atom karbon yang berikatan rangkap. Jika suatu atom memiliki prioritas tertinggi berada dalam arah yang berlawanan dengan ikatan pi, maka isomer tersebut termasuk kedalam (E). Begitu pula sebaliknya, jika atom tersebut berada pada arah sesuai dengan ikatan pi maka isomer tersebut termasuk kedalam (Z). Huruf (E) sendiri berasal dari kata "entgegen" bahasa Jerman yang berarti "bersebrangan", sedangkan huruf (Z) berasal dari "zusammen" bahasa Jerman yang berarti "bersama-sama". 

       Apabila kedua atom pada masing-masing atom karbon ikatan rangkap itu berbeda, maka prioritas atom tersebut didasarkan pada bobot atom dari setiap masing-masing atom. Atom dengan bobot tertinggi memiliki prioritas yang lebih tinggi pula. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut ini ya.......

B. Aturan Deret

      Apakah dengan nomor atom dapat menyelesaikan untuk menentukan prioritas semua kasus? Jawabannya tentulah tidak, karena bisa saja molekul atau atom yang mengelilingi atom karbon itu beraneka ragam. Oleh karena itu, untuk menyelesaikan kasus-kasus yang tidak bisa dipecahkan dengan nomor atom, telah dikembangkan sistem yang dinamakan dengan aturan deret untuk menentukan prioritas. Aturan prioritas ini membentuk sistem tata nama Chan-Ingold-Prelog. Adapun langkah-langkah untuk menentukan prioritas dengan menggunakan aturan deret adalah sebagai berikut :

1.  Apabila atom yang digunakan atau yang mengikat atom karbon berbeda-beda, maka urutkan                prioritas dengan berdasarkan nomor atom. Nomor atom yang tertinggi memiliki prioritas tinggi pula.

2. Apabila atom-atom tersebut merupakan isotop satu sama lain, maka isotop dengan nomor massa yang     paling tinggi memperoleh prioritas.

3. Apabila atom-atom itu identik, maka nomor atom yang berasal dari atom-atom berikutnya akan           digunakan untuk menentukan prioritas. Jika atom-atom ini juga mengikat atom identik yang sama,       maka prioritas    akan ditentukan oleh titik pertama kali atom itu dijumpai perbedaan dalam                  menyusuri rantai. Namun, atom  yang mengikat atom dengan prioritas tinggi, akan diprioritaskan         terlebih dahulu. 

4. Apabila atom yang terikat oleh ikatan rangkap ataupun ikatan ganda tiga akan diberikan kesetaraan        ikatan-tunggal, sehingga atom tersebut dapat diperlakukan sebagai gugus tunggal, dalam penentuan        prioritas. Setiap atom yang berikatan rangkap akan diduakalikan.

C. Atom Karbon Kiral 

        Apa sih sebenarnya atom karbon kiral itu? Yap, atom karbon kiral merupakan molekul yang mengandung sebuah atom karbon sp3 dengan mengikat 4 gugus fungsi berbeda sekaligus. Dengan demikian, molekul semacam itu bersifat kiral dan ditemui sebagai sepasang enantiomer. Untuk menentukan apakah atom karbon tersebut kiral, maka haruslah ditetapkan bahwa keempat gugus yang mengikat pada atom karbon saling berlainan. Dalam hal ini, setiap gugus keseluruhan yang terikat pada atom karbon haruslah diteliti, jadi bukan hanya atom-atom yang terikat langsung pada atom karbon itu saja. 

D. Penetapan Konfigurasi Sistem (R) dan (S)

          Urutan untuk penataan dari keempat gugus yang terikat pada atom karbon kiral disebut dengan konfigurasi mutlak disekitar atom itu. Arah pemutaran pada bidang polarisasi cahaya oleh suatu enantiomer adalah suatu sifat fisika. Konfigurasi mutlak pada suatu enantiomer adalah khas dari segi struktur molekulnya.Untuk menyatakan konfigurasi mutlak pada atom karbon kiral, diperlukan sistem untuk penataan yang sesungguhnya dari gugus tersebut. Sistem itu dikenal dengan Sistem (R) dan (S) atau Sistem Chan-Ingold-Prelog. Huruf (R) merupakan huruf yang berasal dari bahasa Latin "rectus" yang memiliki arti "kanan", sedangkan huruf (S) berasal dari bahasa Latin "sinister" yang memiliki arti "kiri". Dalam sistem penataan (R) dan (S), gugus diberikan prioritas dengan menggunakan peraturan yang sama seperti pada sistem tata nama (E) dan (Z), hanya untuk prioritas pada sistem (R) dan (S) memiliki cara yang sedikit berbeda.

Berikut ini cara untuk menentukan konfigurasi (R) dan (S) kepada suatu atom karbon kiral :

1. Untuk atom yang terikat pada atom karbon kiral itu menurut prioritas arutan deret Chan-Ingold-           Prelog

2. Posisikan gugus yang memiliki prioritas rendah berarah ke belakang

3. Gugus dengan prioritas tertinggi ditarik suatu anak panah bengkok untuk ke gugus dengan prioritas        yang tinggi berikutnya 

4. Apabila panah yang berputar searah dengan jarum jam, maka konfigurasi itu adalah (R). Dan jika            panah yang berputar berlawanan dengan jarum, maka konfigurasi itu adalah (S).

Permasalahan :

1. Diberikan atom karbon kiral yang mengikat empat gugus berbeda dan telah diketahui urutan prioritas     setiap gugus yang terikat pada atom karbon kiral.

 

Sesuai dengan gambar diatas, lalu bagaimana anda dapat menentukan konfigurasi yang digunakan adalah searah dengan jarum jam (R) atau berlawanan dengan arah jarum jam (S)? Tolong jelaskan menurut anda!

2. Apa yang terjadi apabila gugus yang memiliki prioritas rendah diletakkan ke arah depan?

3. Apa yang  menjadi pembeda mendasar dari sistem tata nama (E) dan (Z) dengan sistem konfigurasi       (R) dan (S)?

                   

KLASIFIKASI REAKSI-REAKSI ORGANIK DASAR

 

REAKSI-REAKSI ORGANIK DASAR

      Baiklah, kali ini saya akan membahas tentang Klasifikasi Reaksi-Reaksi Organik Dasar. Adapun reaksi yang termasuk kedalam reaksi-reaksi organik dasar yaitu : reaksi adisi, reaksi eliminasi, reaksi subsitusi, reaksi perisiklik, reaksi penataan ulang, reaksi fotokimia, dan reaksi redoks. Namun, pada kesempatan ini saya akan hanya membahas tiga jenis reaksi organik dasar.

1. Reaksi Adisi

2. Reaksi Subsitusi

3. Reaksi Eliminasi 

       Oke, tentu saja sudah tidak asing lagi bukan ditelinga kita mengenai ketiga reaksi yang telah saya sebutkan diatas. Langsung saja kita masuk ke materinya, semoga mudah dipahami ya.....

1. Reaksi Adisi

          Jadi secara umum, reaksi adisi ini adalah reaksi yang terjadi pada ikatan rangkap. Karena pada reaksi adisi ini terjadi pemutusan ikatan rangkap. Reaksi adisi ini dapat  terjadi dengan dua tipe, yaitu tipe adisi syn dan adisi anti. Apa sih sebenarnya yang dimaksud dengan syn adisi? Oke, jadi syn adisi ini merupakan reaksi yang terjadi pada reaksi hidrogenasi dengan dibantu katalis logam (Pt). 

      Reaksi terjadi secara adisi syn dikarenakan kedua hidrogen ini terikat pada karbon dari arah yang sama. Semisal pada adisi syn alkuna dengan cara yang sama akan menghasilkan alkena cis. Gambar dibawah ini adalah contoh dari adisi syn alkuna yang menghasilkan alkena cis, semoga mengerti ya....

contoh reaksi adisi syn

 

         Selanjutnya saya akan membahas mengenai reaksi adisi anti pada alkuna, pada reaksi ini sumber hidrogen yang digunakan bukan H2 dan katalis. Melainkan disini kita menggunakan pembentukkan H2 melalui reaksi antara Li dan EtNH2 (C2H5NH2). Jadi sumber hidrogen yang digunakan antara adisi syn dengan anti adisi berbeda. Berikut ini adalah contoh reaksi adisi anti alkuna yang membentuk alkena trans..

contoh reaksi adisi anti

   2. Reaksi Subsitusi 

             Reaksi subsitusi ini merupakan reaksi penggantian antara atom halogen dengan gugus yang lain. Pada atom karbon yang mengikat halogen memiliki muatan positif parsial, yang menyebabkan mudah untuk diserang oleh nukleofil sehingga menyebabkan reaksi subsitusi ini. Contoh dari reaksi subsitusi ini ada pada reaksi pembuatan alkohol primer, pembuatan eter, pembuatan amina, pembuatan ester, pembuatan nitrit, pembuatan nitroalkana dan pembuatan hidrokarbon aromatik. Secara umum reaksi subsitusi ini dituliskan sebagai berikut:

          R-Q + PX -----> R-X + PQ

3. Reaksi Eliminasi

          Reaksi eliminasi ini merupakan reaksi penghilangan dua substituen, reaksi eliminasi ini bisa dikatakan sebagai kebalikan dari reaksi adisi. Karena pada reaksi eliminasi akan membentuk ikatan rangkap. Dengan begitu, sangat mudah untuk mengenali apakah reaksi ini termasuk reaksi eliminasi atau bukan. Mengapa dikatakan kebalikan dari reaksi adisi? Karena pada reaksi adisi pemutusan ikatan rankap, sedangkan pada reaksi eliminasi pembentukan ikatan rangkap yang berasal dari penghilangan ikatan tunggal. 

contoh dari reaksi eliminasi

Permasalahan :

1. Apa yang terjadi jika pada anti adisi digunakan sumber hidrogen yang berasal dari H2 dan katalis?

2. Diantara reaksi adisi, reaksi subsitusi dan reaksi eliminasi. Manakah yang memiliki peran penting           dalam kehidupan kita?

3. Apakah pada reaksi syn adisi yang terdapat pada reaksi hidrogenasi hanya menggunakan katalis yang     berasal dari logam?