Alkana adalah senyawa organik yang tidak mengandung gugus fungsi dan umumnya nonpolar serta tidak reaktif. Mereka dapat diubah menjadi lebih berguna dalam sintesis organik melalui fungsionalisasi, yaitu penambahan gugus fungsi ke rantai karbon mereka. Reaksi utama alkana termasuk pembakaran, halogenasi, oksidasi, dan reduksi.
3. 3
Alkana : senyawa organik yang miskin gugus fungsi
How to make “alkana” more useful in organic
synthesis?
Functionalization
Alkana umumnya non polar dan tak reaktif
4. 4
Review
Jenis pemutusan ikatan:
- homolitik (terjadi pada pelarut non polar dan fasa gas)
- heterolitik (terjadi pada pelarut polar dan terbatas pada situasi
di mana keelektronegatifan A dan B dan gugus-gugus
yang terikat pada mereka saling menstabilkan muatan
(+) dan (-))
Kestabilan radikal menentukan kekuatan ikatan C-H
Energi ikatan kekuatan berkurang : CH4> 1o
C > 2o
C > 3o
C
Kestabilan radikal ditentukan oleh delokalisasi elektron di mana orbital p pada
pusat radikal overlapping dengan ikatan C-H di sebelahnya ………⇒
hiperkonyugasi
>>>struktur hampir planar, dengan posisi elektron tunggal pada orbital p pada
posisi tegak lurus terhadap bidang molekul
A B A B+
A B A B+
5. 5
Resonansi dan hiperkonyugasi:
- pada keduanya terjadi interaksi elektron pada orbital p yang memberikan
delokalisasi elektron → stabil
- terdapat perbedaan pada tipe orbital:
pada resonansi ⇒ tipe π overlap dengan orbital p
pada hiperkonyugasi ⇒ overlap orbital-orbital ikatan tipe σ
Kestabilan radikal
-pengaruh terjejalnya halangan antara substituen-substituen pada radikal
alkil sekunder dan alkil tersier (steric crowding) yang semakin leluasa
karena pengaruh perubahan geometri tetrahedral → planar (dalam radikal)
(pada radikal tersier, substituen-substituen semakin berjauhan → halangan
sterik makin berkurang, jadi makin stabil)
7. 7
Isomers: normal and bercabang
n-butana
“straight chain”
Rantai bercabang
isobutana
CH3 CH2 CH2 CH3
CH3 CH CH3
CH3
H
C
C
C
C
H
H H
H H
H H
H H
isomer
konstitutional
C4H10
Pemantik “butane” :
5% n-butana
95% isobutana
Chem3D
14. 14
Substituent: gugus alkil
CH3
CH3 CH2 CH2
CH3CH2CH2CH2
CH3 CH CH2
CH3
CH3 CH2
CH3 CH CH3
CH3CH2CHCH3
CH3 C CH3
CH3
methyl group ethyl group
propyl isopropyl
butyl sec-butyl
isobutyl tert-butyl
15. 15
Aturan IUPAC
1. Tentukan rantai terpanjang yang kontinu (straight) =rantai
induk
2. Beri nomor rantai induk, dengan no rendah ada pada karbon
yang tersubstitusi
3. Dua atau lebih gugus yang identik diberi nama di, tri, tetra dll
CH3 CH2 CH2 CH2 CH
CH2 CH3
CH3
Rantai terpanjang 7 (not 6).
⇒ 3-metilheptana. .
2,3,6-trimetilheptana (not 2,5,6-trimetil
heptana)
2,2,6,6,7-pentametiloktana (not
2,3,3,7,7-pentametiloktane)
16. 16
4. Gugus yang berbeda diurut secara alfabetis (di, tri, tetra,
etc. don’t count; n, sec, tert don’t count; iso does).
5. Jika penomoran sama untuk arah yang berbeda, pilih
penomoran yang mengikuti alfabetis
6-etil-5-isopropil-2,2-dimetiloktana
5-etil-6-metildekana
17. 17
6. Jika dua atau lebih rantai sama panjangnya, pilih rantai
yang memiliki jumlah substituen terbesar
7. Rantai samping kompleks (biasanya > 4 carbon) diberi nama
sistematis
a. mulai penomoran pada karbon yang terikat pada rantai induk
b. nama ditulis dalam tanda kurung
c. Huruf pertama diurut alfabetis, (regardless of what it is)
2,4,6-trimetil-5-propiloktana
4-(1,2-dimethylpropyl)-3-(1-methylethyl)-
decane
1
2
3
1
2
23. 23
Hubungan struktur dan sifat senyawa:
Antaraksi intermolekular : Gaya London (or van der Waals) (lemah)
Gaya London = antaraksi dipol-dipol yang lemah antar molekul non polar
Gaya Van der Waals = antaraksi berbagai dipol-dipol secara kolektif
b.p.
CH4 -160ºC
C2H6 -89
C3H8 -42
n-C4H10 -0.4
n-C5H10 36
Percabangan ⇒ titik didih rendah
-0.4°C -10.2°C
36°C 28°C 9°C
vs
greater surface area
for attraction
Chem3D
Senyawa non polar, larut dalam pelarut non polar (dietil eter, benzena)
24. 24
Sifat kimia dari alkana (reaksi alkana)
Alkana ⇒ kurang reaktif = parafin (parum afin = afinitas kecil)
A. Pembakaran (Combustion)
C8H18 + →
Heats (enthalpies) of combustion: Hcomb
More branched isomers have lower ∆Hcomb, are more stable.
1307.5 kcal 1306.3 kcal 1304.6 kcal 1303.0 kcal
~ ~ ~ ~
~~~~
CO2 + H2O
25. 25
B. Reaksi halogenasi
250o
C – 400o
C
sinar
CH4 + X2 CH3X + HX
Reaktivitas X2 : Cl2> Br2 (iodinasi tak terjadi)
H : 3o
> 2o
> 1o
250o
C – 400o
C
sinar
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
26. 26
B. Reaksi oksidasi dan reduksi dalam senyawa organik
H3C CH3 H2C CH2 HC CH
oxidation
fewer C-H bonds
reduction
more C-H bonds
H2C=CH2 + H2O2 → HO–CH2–CH2–OH
H2C=CH2 + H2O → CH3–CH2–OH
H2C=CH2 + H2 → CH3–CH3
27. 27
Penentuan bilangan oksidasi ]
1. Untuk setiap atom dalam ikatan, atom elektropositif
bilangan oksidasinya +1, dan atom yang elektronegatif
bilangan oksidasi -1
(If the atoms are the same, each atom gets a 0.)
2. Jumlah atom total
.
C O
Cl
-1+1
-1+1
H
-1
-1
+1
+1
C O
Cl
-1+1
-1+1
H
-1
-1
+1
+1 Oxidation number of carbon is
+1 +1 +1 -1 = +2
28. 28
Soal : tentukan bilangan oksidasi untuk karbon dalam tiap
molekul
Check Answer
H C N
C
H
H
Br
C
O
O H
12
C
H
H
OH
Cl
30. 30
Tentukanlah apakah reaksi berikut oksidasi, reduksi
atau bukan keduanya.
Check Answer
H2C CH2 + Br2 H2C CH2
Br Br
H2C CH2 + H2O C
H
H
H
C
H
H
OH
31. 31
Jawaban:
Check Answer
H2C CH2 + Br2 H2C CH2
Br Br
H2C CH2 + H2O C
H
H
H
C
H
H
OH
Oxidation: Each carbon
changes from a -2 to a -1.
Neither. One carbon changes from a -2 to a -3 (gets
reduced), but the other carbon goes from a -2 to a -1
(gets oxidized.) No net change.
32. 32
B. Reaksi halogenasi
250o
C – 400o
C
sinar
CH4 + X2 CH3X + HX
C HH
H
H
C HH
OH
H
C
O
H H
C
O
H OH
C
O
O
oxidation
more C-O bonds, fewer C-H bonds
reduction
fewer C-O bonds, more C-H bonds
