Reaksi Alkilasi Pada Senyawa Karbonil.

Reaksi Alkilasi Pada Senyawa Karbonil.

Aldehid adalah senyawa yang mengandung satu gugus karbonil (satu ikatan rangkap C=O). Aldehid termasuk kedalam senyawa sederhana, karena tidakmemiliki gugus-gugus reaktif yang lain, seperti –OH atau Cl yang terikat pada atom karbon pada gugus karbonil. Berikut struktur kimia dari aldehid.

 

Gugus aldehid dituliskan sebagai – CHO dan tidak pernah dituliskan sebagai COH. Sehingga penulisan rumus molekul aldehid terkadang sulit dibedakan dengan alkohol.

Sifat Kimia

a. gugus karbonil

Atom oksigen pada gugus karbonil (C=O) jauh lebih elektronegatif dibanding karbon sehingga memiliki kecenderungan kuat untuk menarik elektron-elektron yang terdapat dalam ikatan C=O kearahnya sendiri. Salah satu dari dua pasang elektron yang membentuk ikatan rangkap C=O bahkan lebih mudah tertarik ke arah oksigen. Ini menyebabkan ikatan rangkap C=Osangat polar. Oleh karena itu, karbon karbonil bersifat elektrofilik, sehingga lebih reaktif terhadap nukleofil. Selain itu, oksigen yang elektro negatif juga bereaksi dengan elektrofil.

Nukleofil merupakan sebuah ionbermuatan negatif (misalnya, ion sianida, CNi), atau bagian yang bermuatannegatif dari sebuah molekul (misalnya, pasangan elektron bebas padasebuah atom nitrogen dalam molekul amonia NH3). Selama reaksi berlangsung, ikatan rangkap C=O terputus. Efek murni dari pemutusan ikatan ini adalah bahwa gugus karbonil akan mengalami reaksi adisi, seringkali diikuti dengan hilangnya sebuah molekul air.

b. reaktivitas gugus karbonil α,β-tak jenuh dan hydrogen α

Senyawa karbonil α,β-tak jenuh adalah sebuah kelompok senyawa karbonil yang penting dengan struktur umumnya Cβ-Cα−C=O. Pada senyawa-senyawa ini, gugus karbonilber konjugasidengan sebuahalkena. Hal ini menyebabkan sifat-sifat khusus senyawa ini. Sebagai contoh senyawa ini adalah akrolein,mesitil oksida,asam akrilat, dan asam maleat. Karbonil tak  jenuh dapat dibuat dalam laboratorium menggunakan reaksi aldol dan reaksi  Perkin. Gugus karbonil, baik pada aldehida menarik electron dari alkena dan gugus alkena pada karbonil tak jenuh, sehingga menurnkan reaktivitas terhadap elektrofil seperti bromin atau asam klorida. Sedangkan hidrogen yang melekat pada karbon α disebut hidrogen alfa, yang terjadi akibat penarikan elektron oleh gugus karbonil, kerapatan elektron pada atom karbonalfa semakin berkurang maka ikatan karbon dan hidrogen alfa semakin lemah dan menyebabkan hidrogen alfa lebih mudah melepaskan proton. Sehingga senyawa ini reaktif terhadap nukleofil pada adisi nukleofilik.

1.      Reaksi alkilasi pada Aldehid

Adanya hidrogen alfa pada senyawa karbonil dapat menyebabkan senyawa tersebut bereaksi dengan karbon kation atau dapat terjadi reaksi alkilasi. Tinjau senyawa karbonil (anion enolat) sebagai sampel. Reaksi alkilasi yang terjadi dapat dikatakan sebagai reaksi substitusi elektrofilik,tetapi reaksi ini juga dikatakan sebagai reaksi substitusi nukleofilik, karena dapat dianggap anion enolat sebagai gugus masuk (pengganti).Pernyataan yang terakhir lebih mudah untuk menerangkan mekanisme alkilasi terhadap senyawa karbonil yang mempunyai atom hidrogen alfa.

Reaksi alkilasi secara umum:

2.      Alkilasi  Pada Enolat

Salah satu reaksi yang paling penting dari enolat adalah alkilasi oleh adanya perlakuan dengan alkil halida. Reaksi ini sangat berguna untuk tujuan sintesis karena memungkinkan pembentukan ikatan karbon-karbon baru, yaitu menggabungkan dua senyawa yang lebih kecil menjadi molekul yang lebih besar. Alkilasi terjadi bila anion enolat yang nukleofilik bereaksi dengan alkil halida yang elektrofilik dan memaksa keluar ‘leaving group’ melalui mekanisme

SN2. Reaksi dapat terjadi pada atom oksigen enolat atau karbon alfa, tetapi secara normal terjadi pada atom karbon.

Sintesis Ester Malonat

Sintesis ester malonat merupakan salah satu reaksi alkilasi karbonil yang terkenal dan tertua dan merupakan metoda yang bagus untuk membuat asam asetat yang tersubstitusi α dari alkil halida.

3.      Alkilasi Asam Sulfat
Pada proses alkilasi asam sulfat, komponen gasoline dengan angka oktan tinggi dibuat melalui reaksi isobutana dengan olefin. Butilena merupakan senyawa yang paling umum dipakai, karena produk yang dihasilkan mempunyai kualitas tinggi dan dapat diperoleh hanya dengan sedikit asam sulfat dibandingkan dengan olefin lainnya, jika diproses pada kondisi operasi yang sama.
Didalam industri minyak bumi, umpan isobutana dan butilena sebagian besar berasal dari hasil perengkahan berkatalis. Isobutana sebagian kecil juga terdapat dalam minyak mentah bersama-sama dengan normal butane. Reaksi yang terjadi pada alkilasi dengan asam sulfat sebagai katalis adalah : Umpan Butana-butilena (BB) yang berasal dari berbagai operasi perengkahan adalah suatu campuran isobutilena, butilena-1, butilena-2, isobutana dan normal butane dengan sedikit butadiene. Semua olefin-olefin ini termasuk kedalam reaksi yang akan menghasilkan alkilat. Alkilat tersebut esensinya merupakan campuran 2,2,4 trimetil pentane : 2,2,3 trimetil pentane dan 2,3,4 trimetil pentane. Secara garis besar unit alkilasi itu terdiri menjadi 3 bagian yaitu :
1. Bagian Reaktor dan Treating
2. Bagian Pendingin
3. Bagian Fraksionasi

Permasalahan :

1.      Bagaimana reaksi yang terjadi jika reaksi alkilasi pada enaloat ini direaksikan melalui mekanisme reaksi SN1

2.      Ketika Gugus Karbonil Mengalami Pemutusan ikatan reaksi apa saja yang terjadi diluar reaksi adisi?

3.      Dalam alkilasi asam sulfat, melalui reaksi isobutana dengan olefin dapat menghasilkan produk yg berkualitas tinggi dan diperoleh hanya dengan sedikit asam sulfat. Apa saja produk yag dihasilkan dalam alkilasi asam sulfat ini? Dan bagaimana manfaatnya bagi manusia?