reaksi pembentukan cincin pada karbonil

Gugus fungsional (istilah dalam kimia organik) adalah kelompok gugus khusus pada atom dalam molekul, yang berperan dalam memberi karakteristik reaksi kimia pada molekul tersebut. Senyawa yang bergugus fungsional sama memiliki reaksi kimia yang sama atau mirip.

Aldehid dan keton adalah keluarga besar dari gugus fungsi senyawa organik yang merasuk dalam kehidupan sehari- hari kita. Senyawa-senyawa ini menimbulkan bau wangi pada banyak buah-buahan dan parfum mahal.Senyawa aldehida dan keton yaitu atom karbon yang dihubungkan dengan atom oksigen oleh ikatan ganda dua (gugus karbonil). 

Salah satu gugus fungsi yang kita ketahui yaitu aldehid yaitu suatu senyawa yang mengandung sebuah gugus karbonil yang terikat pada sebuah atau dua buah atom hidrogen..

Keton yaitu suatu senyawa organik yang mempunyai sebuah gugus karbonil terikat pada dua gugus alkil, dua gugus alkil, atau sebuah alkil. Keton juga dapat dikatakan senyawa organik yang karbon karbonilnya dihubungkan dengan dua karbon lainnya. Keton tidak mengandung atom hidrogen yang terikat pada gugus karbonil.

A.  Pengertian Aldehid dan Keton

Aldehid berasal dari alkohol primer yang teroksidasi, sedangkan keton berasal dari alkohol sekunder yang teroksidasi.

Aldehid dan keton adalah contoh senyawa-senyawa karbonil yang banyak ditemukan di alam bebas.  Aldehid adalah senyawa organik yang karbon karbonilnya selalu berikatan dengan paling sedikit satu atom hidrogen.  Sedangkan keton adalah senyawa organik yang karbon karbonilnya dihubungkan dengan 2 karbon lain.

Aldehid dan keton memiliki banyak manfaat.  Contoh senyawa aldehid adalah formalin yang sering digunakan dalam pengawetan zat organik.  Sedangkan contoh senyawa keton adalah aseton yang dapat digunakan untuk pembersih kuteks.

Gugus karbonil ialah satu atom karbon dan satu atom oksigen yang dihubungkan dengan ikatan ganda dua.  Gugus ini merupakan salah satu gugus fungsi yang paling lazim di alam dan terdapat dalam karbohidrat, lemak, protein, dan steroid.  Gugus fungsi ini dijumpai dalam senyawa aldehid dan keton (Wilbraham dan Matta, 1992: 82).

Aldehida adalah persenyawaan dimana gugus karbonil diikat oleh satu gugus alkil/aril.

        O

         ||

R – CH

Rumus ini sering disebut RCOH

Keton adalah persenyawaan dimana gugus karbonil diikat oleh dua gugus alkil/aril.

R – C – R

O

Rumus ini sering disingkat RCOR (Respati,1986: 183).

Perhatikan kemiripan strukturnya.  Karena keduanya mengandung gugus karbonil, sifat kimia aldehid dan keton serupa.  Baik aldehid maupun keton sangat reaktif, tetapi aldehida biasanya lebih reaktif dibanding keton  (Wilbraham dan Matta, 1992: 83).

Aldehid berbeda dengan keton karena aldehid memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada gugus karbonilnya.  Hal tersebut menyebabkan aldehid sangat mudah teroksidasi.  Sebagai sontoh, etanal, CH₃CHO, sangat mudah dioksidasi menjadi etanoat, CH₃COOH, atau ion etanoat, CH₃COO^–.  Sedangkan keton tidak memiliki atom hidrogen tersebut sehingga tidak mudah dioksidasi.  Keton hanya bisa dioksidasi dengan menggunakan agen pengoksidasi kuat yang memilki kemampuan untuk memutus ikatan-ikatan karbon (Anonim²,2008).

Aldehid dan keton lazim didapat dalam sistem makhluk hidup.  Gula ribosa dan hormon betina progesteron merupakan dua contohaldehid dan keton yang penting secara biologis.  Banyak aldehid dan keton mempunyai bau yang khas yang memperbedakan umumnya aldehid berbau merangsang dan keton berbau harum.  Misalnya, trans-sinamaldehid adalah komponen utama minyak kayu manis dan enantiomer-enentiomer, karbon yang menimbulkan bau jintan dan tumbuhan permen (Fessenden dan Fessenden, 1986: 1).

Formaldehid, suatu gas tak berwarna, mudah larut dalam air.  Larutan 40% dalam air dinamakan formalin, yang digunakan dalam pengawetan cairan dan jaringan-jaringan.  Formaldehid juga digunakan dalam pembuatan resin sintetik.  Polimer dari formaldehida, yang disebut paraformaldehida, digunakan sebagai antiseptik dan insektisida.  Asetaldehid adalah bahan baku penting dalam pembuatan asam asetat, anhidrida asetat dan esternya, yaitu etil asetat      (Petrucci, 1993: 273).

Aseton adalah keton yang paling penting.  Ia merupakan cairan volatil (titik didih 56^oC) dan mudah terbakar.  Aseton adalah pelarut yang baik untuk macam-macam senyawa organik, banyak digunakan sebagai pelarut pernis, lak dan plastik.  Tidak seperti kebanyakan pelarut organik lain, aseton bercampur dengan air dalam segala perbandingan.  Sifat ini digabungkan dengan volatilitasnya membuat aseton sering digunakan sebagai pengering alat-alat gelas laboratorium.  Alat-alat gelas laboratorium yang masih basah dibilas dengan mudah (Petrucci, 1993: 272).

1.      Aldehid

Aldehid adalah suatu senyawa yang mengandung gugus karbonil (C=O) yang terikat pada sebuah atau dua buah unsur hidrogen. Aldehid berasal dari “alkohol dehidrogenatum“. (cara sintesisnya).

Aldehid termasuk senyawa yang sederhana jika ditinjau berdasarkan tidak adanya gugus-gugus reaktif yang lain seperti -OH atau -Cl yang terikat langsung pada atom karbon di gugus karbonil - seperti yang bisa ditemukan misalnya pada asam-asam karboksilat yang mengandung gugus -COOH.

Pada aldehid, gugus karbonil memiliki satu atom hidrogen yang terikat padanya bersama dengan salah satu dari gugus atom hidrogen lain atau, yang lebih umum, sebuah gugus hidrokarbon yang bisa berupa gugus alkil atau gugus yang mengandung sebuah cincin benzen.

2.      Keton

Keton bisa berarti gugus fungsi yang dikarakterisasikan oleh sebuah gugus karbonil (O=C)yang terhubung dengan dua atom karbon ataupun senyawa kimia yang mengandung gugus karbonil. Keton memiliki rumus umum: R1(CO)R2. Senyawa karbonil yang berikatan dengan dua karbon membedakan keton dari asam karboksilat, aldehida, ester, amida, dan senyawa-senyawa beroksigen lainnya. Ikatan ganda gugus karbonil membedakan keton dari alkoholdan eter. Keton yang paling sederhana adalah aseton (secara sistematis dinamakan 2-propanon).

Keton adalah suatu senyawa organik yang mempunyai sebuah gugus karbonil (C=O) terikat pada dua gugus alkil, dua gugus aril atau sebuah alkil dan sebuah aril. Sifat-sifat sama dengan aldehid.

B.   Tata Nama

a.      ALDEHIDA

RUMUS UMUM  :  C_nH_2n0

GUGUS FUNGSI :  - C = 0  ATAU  COH

                                                H

TATA NAMA ALDEHIDE :

Cara 1 : Nama lazim (trivial) : menggunakan akhiran aldehid Contoh:

a.      H – C = 0    : Formaldehid

                      H

b.      CH₃ – C = 0  : Asetaldehid

                      H

c.      C₂H₅ – C = 0  : Propionaldehid

                 H

d.      C₃H₇ – C = 0  : butiraldehid

                             H

Cara 2 : Nama IUPAC  yaitu diakhiri kata alkanal.

Cara memberi nama:

1.      Cari  rantai terpanjang dimulai dari gugus fungsional alkanal

2.      Beri nomor 1,2 dst. dimulai  no.1 dari gugus fungsinya.

3.      Sebutkan nama-nama cabang sesuai dengan urutan abjad.

4.      Akhiri dengan menyebutkan  rantai karbon terpanjang diakhiri kata alkanal.

Contoh :

1.      CH₃ – CH₂ – CH – CH₂ – C = 0    =   3-metil pentanal

                                  CH₃             H      

2.      CH₃ – CH – CH₂ – CH – C = 0     =    2,4 – dimetil heksanal

C₂H₅             CH₃  H                                          

3.      CH₃                                  CH₃

CH – CH₂ – CH –   C –  C = 0      =     3-etil-2,2,5- trimetil heksanal

CH₃              C₂H₅   CH₃  H                                                             

b.      KETON ( ALKANON )

Rumus umum dari keton=  CnH_2n0

Gugus fungsion              =   - C  -

                                               0        ( gugus  karbonil )

TATA NAMA KETON

cara 1 :  menyebutkan nama – nama alkil yang mengapit gugus fungsi diakhiri kata keton

contoh :

1.      CH₃ – C – CH₃     : dimetil keton

                       0

2.      CH₃ – C -  C₂H₅  : etil metil keton                    

3.      CH₃ – C – CH – CH₃  : metil isopropyl keton

                       0    CH₃

Cara  2: IUPAC

caranya:

1.      Cari  rantai terpanjang  yang mengandung gugus fungsi – C –

                                                                                                         0

2.      Beri nomor pada rantai terpanjang, dimulai dari C yang terdekat dengan  gugus fungsi.

3.      Sebutkan no, dan nama cabang pada rantai utama, akhiri dengan nama alkanonnya.

Contoh:

CH₃ – C – CH₂ – CH – CH₃  : 4-metil –2-pentanon

            0                CH₃

CH₃ – CH₂ – C – C – CH₃     : 2-metil-3-pentanon

                       0     CH₃

CH₃ – CH – CH – C – CH₂ – CH₃ : 4,5-dimetil-3-heksanon

           CH₃   CH₃   0

CH₃ –C – CH – CH- CH – CH₃      :  3-etil-4,5-dimetil-2-heptanon

          C₂H₅  CH₃ C₂H₅

C.  Pembuatan Aldehid keton

Ø  Aldehid

ü  Oksidasi Alkohol Primer

Oksidasi alkohol primer dengan katalis Ag/Cu, reaksi ini dalam industri digunakan untuk membuat formaldehida/formalin.

RCH2OH     à      RC(OH)2    à       RC=OH

ü  Destilasi kering garam Na- karboksilat dengan garam natrium format.

natrium karboksilat + asam format   à    alkanal + asam karbonat

RCOONa + HCOONa   à    RC=OH + Na2CO3

ü  Dari alkilester format dengan pereaksi Grignard (R-MgI)

HCOOR + R-MgI     à     RC=OH + RO-MgI

RC(OH)2     à      RC=OH

Ø  Keton

·                       Oksidasi dari alkohol sekunder

·                       Pereaksi: Pereaksi Jones (CrO₃/aq.H₂SO₄), PCC, Natrium dikromat/aq. AcOH.

·                       Aril keton dibuat melalui reaksi asilasi Friedel-Crafts cincin aromatik dengan klorida asam menggunakan katalis AlCl₃.

·                       Pemutusan oksidatif alkena yang salah satu/ kedua karbon tak jenuhnya terdisubstitusi.

D.  Sifat  Senyawa Aldehid dan Keton

Ø  Aldehid

Aldehid dengan berat molekul rendah memiliki bau yang tajam. Misalnya, HCHO (metanal atau formaldehid) dan CH3CHO (etanal atau asetaldehid). Dengan meningkatnya massa molekul aldehid, baunya menjadi lebih harum. Beberapa aldehid dari hidrokarbon aromatis memiliki bau khas yang menyegarkan.

Tabel 1. Sifat Fisika Senyawa Aldehid

Ø  Keton
Sifat-sifat keton yaitu:

a)     Keton dengan jumlah atom C rendah (C1 – C5) berwujud cair pada suhu kamar.

b)     Oleh karena keton memiliki gugus karbonil yang polar maka senyawa keton larut dalam pelarut air maupun alkohol. Kelarutan senyawa keton berkurang dengan bertambahnya rantai alkil.

c)     Adanya kepolaran menimbulkan antaraksi antarmolekul keton sehingga senyawa keton umumnya memiliki titik didih relatif tinggi dibandingkan dengan senyawa non polar yang massa molekulnya relatif sama. Titik didih beberapa senyawa keton ditunjukkan pada tabel berikut.

Tabel 2. Sifat Fisika Senyawa Keton

Aseton merupakan senyawa keton paling sederhana. Aseton berwujud cair pada suhu kamar dengan bau yang harum. Cairan ini sering digunakan sebagai pelarut untuk vernish, pembersih cat kayu, dan pembersih cat kuku. Dalam industri, aseton digunakan sebagai bahan baku untuk membuat kloroform.

E.   Reaksi-Reaksi Senyawa Aldehid dan Keton

A.  Aldehid

Aldehida adalah golongan senyawa organik yang memiliki rumus umum R-CHO. Beberapa reaksi yang terjadi pada aldehida antara lain:

·                       Oksidasi

Aldehida adalah reduktor kuat sehingga dapat mereduksi oksidator-oksidator lemah. Perekasi Tollens dan pereaksi Fehling adalah dua contoh oksidator lemah yang merupakan pereaksi khusus untuk mengenali aldehida. Oksidasi aldehida menghasilkan asam karboksilat. Pereaksi Tollens adalah larutan perak nitrat dalam amonia. Pereaksi ini dibuat dengan cara menetesi larutan perak nitrat dengan larutan amonia sedikit demi sedikit hingga endapan yang mula-mula terbentuk larut kembali. Pereaksi Tollens dapat dianggap sebagai larutan perak oksida (Ag2O). aldehida dapat mereduksi pereaksi Tollens sehingga membebaaskan unsur perak (Ag).

Reaksi aldehida dengan pereaksi Tollens dapat ditulis sebagai berikut :

Bila reaksi dilangsungkan pada bejana gelas, endapan perak yang terbentuk akan melapisi bejana, membentuk cermin. Oleh karena itu, reaksi ini disebut reaksi cermin perak.

Pereaksi Fehling terdiri dari dua bagian, yaitu Fehling A dan Fehling B. fehling A adalah larutan CuSO₄, sedangkan Fehling B merupakan campuran larutan NaOH dan kalium natrium tartrat. Pereksi Fehling dibuat dengan mencampurkan kedua larutan tersebut, sehingga diperoleh suatu larutan yang berwarna biru tua. Dalam pereaksi Fehling, ion Cu²⁺ terdapat sebagai ion kompleks. Pereaksi Fehling dapat dianggap sebagai larutan CuO.

Reaksi Aldehida dengan pereaksi Fehling menghasilkan endapan merah bata dari Cu₂O.

Pereaksi Fehling dipakai untuk identifikasi adanya gula reduksi (seperti glukosa) dalam air kemih pada penderita penyakit diabetes (glukosa mengandung gugus aldehida).

·                       Adisi Hidrogen (Reduksi)

Ikatan rangkap –C=O dari gugus fungsi aldehida dapat diadisi oleh gas hidrogen membentuk suatu alkohol primer. Adisi hidrogen menyebabkan penurunan bilangan oksidasi atom karbon gugus fungsi. Oleh karena itu, adisi hidrogen tergolong reduksi.

v Keton

ü  Reduksi keton oleh hidrogen akan menghasilkan alkohol sekunder

ü  Oksidasi

Keton merupakan reduktor yang lebih lemah daripada aldehid. Zat-zat pengoksidasi lemah seperti pereaksi tollens dan pereaksi Fehling tidak dapat mengoksidasi keton. Oleh karena itu, aldehid dan keton  dapat dibedakan dengan menggunakan pereaksi-pereaksi tersebut.

Aldehid + pereaksi Tollens à cermin perak

Keton + pereaksi Tollens à tidak ada reaksi

Aldehid + pereaksi Fehling à endapan merah bata

Keton + pereaksi Fehling à tidak ada reaksi

Larutan Fehling Larutan fehling adalah larutan basa bewarna biru tua. Larutan fehling dibuat dari Cu(II) sulfat dalam larutan basa yang mengandung garam Rochelle, sehingga diperoleh ion kompleks Cu(II) tartrat. Reaksinya adalah sebagai berikut:

Larutan Tollens Larutan tollens dibuat dengan mencampur NaOH, AgNO₃, dan NH₃sehingga terbentuk ion kompleks [Ag(NH₃)₂]⁺. Reaksinya adalah sebagai berikut:

Ion kompleks [Ag(NH₃)₂]⁺ direduksi oleh aldehida/alkanal menjadi Ag, membentuk endapan Ag menyerupai cermin perak pada dinding tabung.

F.   Perbedaan aldehid dan keton

Aldehid berbeda dengan keton karena memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada gugus karbonilnya. Ini menyebabkan aldehid sangat mudah teroksidasi.

Sebagai contoh, etanal, CH3CHO, sangat mudah dioksiasi baik menjadi asam etanoat, CH3COOH, atau ion etanoat, CH3COO-.

Keton tidak memiliki atom hidrogen tersebut sehingga tidak mudah dioksidasi. Keton hanya bisa dioksidasi dengan menggunakan agen pengoksidasi kuat yang memiliki kemampuan untuk memutus ikatan karbon-karbon.

Oksidasi aldehid dan keton juga dibahas dalam modul belajar online ini pada sebuah halaman khusus di topik aldehid dan keton.

G.    Contoh Aldehida dan Keton

a. Formalin

Yaitu aldehid yang paling sederhana, dibuat secara besar-besaran melalui oksidasi metanol. Formalin digunakan sebagai disinfektan dan pengawet dan lain-lain.

b. Asetaldehida

Senyawa ini dibuat melalui oksidasi etilena dengan bantuan katalis paladium-tembaga, setengah dari asetaldehid yang diproduksi dioksidasi menjadi asam asetat.

c. Aseton

Yaitu dengan oksidasi propena, oksidasi isopropil alkohol dan oksidasi isopropil benzena. Aseton merupakan pelarut yang baik untuk banyak zat organik (resin, cat, zat warna dan cat kuku).

d. Kuinon

Senyawa ini merupakan diketon terkonjugasi siklik. Contohnya benzokuinon. Semua kuinon berwarna dan banyak diantaranya berupa pigmen alami yang digunakan sebagai zat pewarna.

e. Alizarin

ialah kuinon berwarna jingga-merah yang digunakan untuk mewarnai mantel seragam merah.

f. Vitamin K

Vitamin K adalah kuinon yang diperlukan untuk pembekuan darah secara normal.

H.    Manfaat dan Penggunaan

Ø  Aldehid

·                       L arutan formaldehida 37% dalam air (formalin) untuk mengawetkan specimen biologi dalam laboratorium / museum, karena dapat membunuh germs (desinfektan)

·                       Formaldehida untuk membuat plastic terms set. damar buatan serta insektisida dan germisida

·                       Etanal atau asetaldehida sebagai bahan untuk karet atau damar buatan. Zat warna dan bahan organic yang penting misalnya asam asetat, aseton, etilasetat, dan 1- butanol.

Ø  Keton

Senyawa keton yang paling banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah aseton atau propanon.Aseton banyak digunakan sebagai :

1.      Pelarut senyawa karbon, misalnya sebagai pembersih cat kuku.

2.      Bahan baku pembuatan zat organic lain seperti chlaroform yang digunakan sebagai obat bius.

3.      Selain aseton beberapa senyawa keton banyak yang berbau harum sehingga digunakan sebagai campuran parfum dan kosmetika lainnya.

Permasalahan:

1.      Aldehid dan keton adalah keluarga besar dari gugus fungsi senyawa organik yang merasuk dalam kehidupan sehari- hari kita. Senyawa-senyawa ini menimbulkan bau wangi pada banyak buah-buahan dan parfum mahal, bagaimana ini bisa terjadi, dan bagaimana reaksinya sehingga aldehid dan keton itu bisa menimbulkan bau yang wangi?

2.      Aldehid berbeda dengan keton karena aldehid memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada gugus karbonilnya. Hal tersebut menyebabkan aldehid sangat mudah teroksidasi. Nah apakah ada hal lain yang menyebabkan aldehid mudah teroksidasi selain atom hidrogen yang memilikinya? Jelaskan!!