Reaksi- reaksi pada Alkena

Rabu, Februari 11, 2015

1. Reaksi adisi

Reaksi-reaksi penting yang terjadi semuanya berpusat di sekitar ikatan rangkap. Biasanya, ikatan pi terputus dan elektron-elektron dari ikatan ini digunakan untuk menggabungkan dua atom karbon dengan yang lainnya. Alkena mengalami reaksi adisi.

Sebagai contoh, dengan menggunakan sebua molekul umum X-Y

Elektron-elektron yang agak terekspos dalam ikatan pi akan terbuka bagi serangan sesuatu yang membawa muatan positif. Elektron ini disebut sebagai elektrofil.

Beberapa jenis reaksi adisi yaitu:

· Adisi hidrogen dan Halogen ( Hidrogenasi and Halogenasi )

Ikatan pi dari alkena akan terpecah dari masing-masing pasangan elektonnya akan membentuk ikatan sigma yang baru ( atom karbon sp² akan terhibridisasi membentuk atom karbon sp³ ).

Hidrogenasi alkena dengna katalis akan menghasilkan alakana

Reaksi Hidrogenasi adalah sebagai berikut:

CH₃CH = CH₂ + H₂ CH₃CH2CH3

Halogenasi alkena akan menghasilkann dihaloalkana

Reaksi Halogenasi adalah sebagai berikut:

R₂C = CHR + X₂ R₂C CHR

Penambahan brom pada senyawa berikatan rangkap dilakukan sebgai salah satu identifikasi adanya ikatan rangkap. Reaksi dilakukan dengan menggunakan larutan bromin pada CCl₄. Adanya ikatan rangkap ditujukkan dengan hilangnya warna coklat dari brom.

Proses reaksinya adalah sebagai berikut:

CH₃CH = CHCH₃ + Br₂ → CH₃CH CHCH₃ 2,3-dibromobutena

2-butena coklat Br (tidak berwarna)

· Adisi Halida Hidrogen (Hidrohalegenasi)

Hidrogen halida akan ditambahkan pada ikatan pi alkena membentuk alkil halida. Reaksi ini merupakan adisi elektrofilik.

Reaksi Adisi Halida Hidrogen adalah sebagai berikut:

CH₂ = CH₂ + HX → CH₃CH₂X

Etilena etil halida

Jika suatu alkena adalah alken asimetris (gugus terikat pada dua karbon sp³yang berbeda), maka kemungkinan akan terbentuk 2 produk yang berbeda dengan adanya adisi HX.

CH₃

CH₃CH ≠ CHCH₃ CH₃CH ≠ CH₂

Alkena simetris Alkens asimetris

H Cl

Alkena simetris : CH₃CH = CHCH₃ CH₃CH CHCH₃

2-butena 2-klorobutena

Alkena asimetris :

CH₃CH CH₂Cl 1-kloropropana

CH₃CH = CH₂ Cl

CH₃CH CH₃ 2-kloropropana

Markonikov mengemukakan suatu teori untuk mengetahui pada rantai karbon yang mana atom H akan terikat. Menurut Markonikov, dalam adisi HX pada alkena asimetris, H⁺ dari HX akan menyerang ikatan rangkap karbon yang mempunyai jumlah atom H terbanyak. Dengan aturan Markonikov tersebut, maka produk yang akan terbentuk dapat diprediksi, seperti pada contoh berikut ini

Lokasi atom H Cl

CH₃CH = CH₂ CH₃CH CH₃

2-kloropropana

Lokasi atom H

CH₃

Adisi asam halogen dapat mengikuti aturan Markonikov apabila berada dalam kondisi tanpa adanya peroksida dan berlangsung.

· Hidrobrominasi Alkena

Adisi hidrogen halida menggunakan HBr dan adanya peroksida (ROOR) disebut hidrobrominasi dan adisi yang terjadi adalah adisi anti Markonikov. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya radiakl Br⁺ dari HBr. Ion Br⁺ ini akan menyerang ikatan rangkap atom karbon yang mempunyai jumlah atom H terbanyak dan membentuk radikal bebas yang stabil.

Reaksi hidrobrominasi adalah sebagai berikut: Br

CH₃CH = CH₂+ HBr CH₃CH₂ CH₂

Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut:

1. R−O−O−R 2 R−O

2. R−O + H−Br → R−O−H + Br

3. CH₃CH = CH₂ + Br → CH₃CH CH₂

4. CH₃ CH CH₂ + HBr → CH₃ CH₂ CH₂ + Br⁺

Br Br

· Adisi H₂SO₄ dan H₂O

Adisi asam sulfat pada alkena akan menghasilkan alkil hidrogen sulfat, yang selanjutnya akan digunakan dalam sintesis alkohol atau eter

OSO₃H

CH₃CH = CH₂ + H−OSO₃H → CH₃CH −CH₃

2-propil hidrogen sulfat

Pada larutan asam kuat (seperti larutan asam sulfat), air ditambahkan pada ikatan rangkap untuk menghasilkan alkohol. Reaksi ini disebut hidrosi alkena.

CH₃CH = CH₂ + H₂O CH₃CH −CH₃

Propena 2-propanol (60%)

· Hidrasi menggunakan Merkuri asetat

Reaksi merkuri asetat Hg(O₂CCH₃)₂ dan air pada alkena disebut oksimerkurasi. Produk oksimerkurasi biasanya direduksi dengan Natrium borohidrid (NaBH₄), suatu rangkaian reaksi yang disebut demerkurasi. Reaksi ini terdiri dari 2 tahap reaksi yaitu adisi elektrofilik dari ⁺HgO₂OCH₄ diikuti dengan serangan nukleofil H₂O.

Proses reaksi Oksimerkurasi adalah sebagai berikut:

CH₃CH₂CH₂CH = CH₂ CH₃CH₂CH₂CHCH₂

1-pentena HgO₂CCH₃

Proses reaksi Demerkurasi adalah sebagai berikut:

OH OH

CH₃CH₂CH₂CHCH₂− HgO₂CCH₃ CH₃CH₂CH₂CHCH₃ + Hg

· Adisi Boran

Diboran (B₂H₄) adalah gas beracun yang dibuat dari reaksi Natrium borohidrid dan Boron trifluorida (3 NaBH₄ + 4 BF₃ → B₂H₆ + 3 NaBF₄). Pada larutan dietil eter, diboran terdisosiasi membentuk boran (BH₃). Boran akan bereaksi dengan alkena membentuk organoboran (R₂B). Reaksi ini teridri dari 3 langka reaksi. Dalam masing-masing tahap, satu gugus alkil ditambahkan dalam boran sampai semua atom hidrogen telah digantikan oleh gugus alkil. Reaksi ini disebut hidroborasi.

Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut:

Tahap 1

H BH₂

CH₂ = CH₂ + B – H → CH₃ − CH₂

Tahap 2

CH₂ = CH₂ + CH₃CH₂BH₂ → (CH₃CH₂)₂BH

Tahap 3

CH₂ = CH₂ + (CH₃CH₂)₂BH → (CH₃CH₂)₂B Trietil boran

Organoboran selanjutnya akan dioksidasi menjadi alkohol dengan hidrogen peroksida dalam larutan basa.

2. Reaksi Oksidasi

Alkena dapat dioksidasi menjadi berbagai macam produk, tergantung dari pereaksi yang digunakan. Secara umum, reaksi ikatan, rangkap karbon – karbon bisa diklasifikasikan menjadi :

1. Oksidasi ikatan pi tanpa pemecahan ikatan sigma ( ikatan C – C )

Produk reaksi ini bisa berupa 1,2 diol atau epoksida, tergantung dari pereaksi yang digunakan. Secara umum, reaksi ikatan rangkap karbon-karbon bisa diklasifikasikan menjadi:

O OH OH

C ═ C C – C atau − C – C−

Epoksida 1,2-diol atau glikol

Reaksi alkena dengan asam peroksikarboksilat (RCO₃H atau ArCO₃H) berupa asam peroksibenzoat ( C₆H₅CO₃H ) dan m – kloroperoksibenzena dalam pelarut CHCl₃atau CCl₄akan menghasilkan epoksida atau oksiran.

Cl O O Cl O

−CH═CH₂+ −COOH → −CH–CH + −COH

Stirene Asam Pheniloksiran (95%) Asam

m-khloroperoksibenzoat (Stiren oksida) m-klorobenzoat

Apabila sikloalkana direaksikan dengan OsOatau larutan KMnO₄dingin akan menghasilkan 1,2 diol.

CH₂ = C CH₂−CH₂ⁿ CH₂−CH₂ + MnO₂

etilena O O OH OH

Mn 1,2-etanadiol

O O

Reaksi dengan permanganat dingin disebut Baeyer Test,yaitu reaksi untuk

mengetahui ada tidaknya ikatan rangkap.Adanya ikatan rangkap ditunjukkan dengan hlangnya warna ungu dari KMnO₄. Pereaksi yang umum digunakan untuk mengubah alkena menjadi 1,2 diol dengan yield yang tinggi adalah Osmonium tetraoksida diikuti dengan reduksi menggunakan pereaksi Na₂SO₃ atau NaHSO_3.

H _H

OSO₄ Na₂SO₃ + Os

Sikloheksana O O OH

Os O OH

O cis – 1,2 - siklopentanadiol

1. Oksidasi ikatan pi diikuti pemecahan ikatan sigma

Apabila oksidasi ikatan pi disertai dengan pemecahan ikatan sigma, maka akan dihasilkan keton, asam karboksilat, maupun aldehid.

Jika masing – masing karbon alkena tidak terikat dengan atom hidrogen maka oksidasi akan menghasilkan keton.

H3C CH3 H3C CH3

C ═ C [O] C ═ O + O ═ C

H3C CH3 H3C CH3

keton

Reksi kedua ozonolis adalah oksidasi atau reduksi dari ozonida. Jika ozonida mengalami reduksi, salah satu karbon tersubstitusi dari alkena akan memebentuk aldehid. Sebaliknya jika terjadi oksidasi, akan terbentuk asam karboksilat.

Oksidasi:

H3C CH3