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