Pertemuan 1 Kimia Organik Fakultas Farmasi Unair

1. KIMIA ORGANIK
(PENGANTAR)

2. Teori Vital force
Brazelius mengusulkan teori vital force
Vitalism adalah keyakinan bahwa senyawa kimia
tertentu, yaitu SENYAWA ORGANIK,
hanya didapat dari organisme hidup dan sama sekali
tidak dapat disintesis oleh manusia.
SENYAWA ANORGANIK
Kebanyakan ditemukan dalam tanah sebagai
kandungan logam, tetapi juga dapat disintesis
oleh manusia.
(ide yang berkembang sekitar th 1700’s)
Siklopentana-C5H10

3. PERKEMBANGAN KIMIA ORGANIK
1770-an : senyawa organik hanya dapat berasal dan terdapat
pada makhluk hidup, yang dikenal dengan teori ”vital
force”.
Pembatalan teori ”vital force” :
1816 : penemuan Michel Chevreul (Perancis) yang berhasil
mengubah lemak hewan menjadi sabun dan gliserin,
dan mengubah sabun menjadi asam lemak, tanpa
bantuan makhluk hidup
NaOH
H2O
H3O+
Lemak hewan Sabun Gliserin
Sabun Asam lemak

4. PERKEMBANGAN KIMIA ORGANIK
(lanjutan)
1826 : Friedrich Wohler (Jerman) mampu mengubah “bahan
anorganik” yaitu garam amonium sianat menjadi urea
(yang sebelumnya hanya terdapat dalam urine
manusia, suatu bahan organik) dalam percobaan di
laboratorium.
1800-an, tidak ada batas yang jelas antara bahan organik dan
anorganik [William Brade (Inggeris)] ;
satu-satunya perbedaan bahwa bahan organik
mengandung unsur karbon.
NH4
+ -
OCN C
O
NH2H2N
panas
ureaamonium sianat

5. Keistimewaan Atom Karbon
karbon termasuk unsur golongan 4A,
karbon mempunyai empat elektron yang dapat
membentuk empat ikatan kovalen.
karbon dapat berikatan dengan sesama atom karbon
membentuk rantai panjang atau cincin.
Bersama atom lain, atau sesama atom karbon, dapat
menjadi bermacam-macam senyawa

6. Mengapa belajar Kimia Organik ?
 Semua organisme hidup tersusun
dari bahan organik
 Mempelajari tentang kehidupan dan
makhluk hidup
 Mempelajari perkembangan obat dan
ilmu biologi

7. Some organic chemicals
DNA
Essential oils
Medicines
•Active Pharmaceutical Ingredients
•Excipients
Materials
Fuels
Pigments

8. Beberapa contoh struktur
senyawa obat
O
S
CH3
O
O O
N
N
N
N
H
CH3
CH2CH2CH3
OC2H5
S
N
O
O
O
N
CH3
O
H3CO
O
H
OH
N CH3
HO
CH3
CH3
H
H H
H
H
CH3
N
O
O
H
CH3
CO2
-
Rofecoxib
(Vioxx)
Sildenafil
(Viagra)
Oxycodone
(OxyContin)
Kholesterol
Benzilpenisilin

9. IKATAN KIMIA
Ada dua macam ikatan kimia :
1. Ikatan ionik :
tarik menarik antara kation dan anion (e.g. Na+ Cl- )
2. Ikatan kovalen :
pemakaian bersama sepasang elektron oleh
dua buah atom
Dua cara sederhana menyatakan ikatan kovalen:
struktur Lewis (electron-dot structure) dan
struktur Kekule (line-bond structure).
Elektron valensi yang tidak dipakai membentuk ikatan
disebut pasangan elektron bebas
(= lone-pair electrons = non-bonding electrons).

10. 3 Jenis Ikatan
 Ikatan Ionik
 Ikatan Kovalen
 Gaya Intermolekular :
Salah satu contoh adalah
Ikatan Hidrogen

11. Keelektronegatifan (EN)
 Keelektronegatifan (EN) adalah ukuran kemampuan atom menarik
elektron dalam ikatan kovalen
 EN meningkat dari kiri ke kanan dan dari bawah ke atas pada tabel
periodik
 Bila atom makin EN, makin besar kecenderungan untuk menarik
elektron ikatan kovalen. Akibatnya muatan di sekitar atom menjadi
sedikit lebih negatif (d-). Sebaliknya atom lain yang terlibat dalam
ikatan kovalen menjadi sedikit lebih positif (d+).
 Secara menyeluruh membentuk ikatan kovalen polar (pemakaian
elektron yang tidak setara dalam ikatan kovalen)

12. Cara menulis struktur molekul
Ada tiga cara penulisan struktur molekul organik :
 struktur terkondensasi
 struktur kerangka
 struktur Kekule
C
C
C
C
H
C
H
H
H
H
H
H H
CH2=C(CH3)CHCH2
C6H5OH
OH
C
C
C
C
C
C
H
OH
H
H
H
H
Struktur
terkondensasi
Struktur
Kekule
Struktur
kerangka
2-metil-1,3-butadiena
(C5H8)
fenol (C6H6O)
Penamaan
Rumus molekul

13. Latihan menggambar struktur Lewis

14. REAKSI ORGANIK
Substrat Pereaksi Produk+
Substrat
Spesi mengandung atom karbon yang akan diserang oleh pereaksi.
Atom C yang mengalami perubahan ikatan selama terjadi reaksi,
disebut pusat reaksi
Pereaksi
Spesi yang menyerang atom C pusat reaksi.
Bila tidak menyerang atom C, disebut katalis
Produk
Spesi yang merupakan hasil reaksi; berupa ≥ satu senyawa
Perubahan :
Pemutusan ikatan kovalen lama dan
membentuk ikatan kovalen baru

15. Mekanisme Reaksi
Contoh mekanisme reaksi
Mekanisme reaksi adalah deskripsi terinci tentang pemutusan dan
pembentukan ikatan yang terjadi pada proses bahan awal
berubah menjadi produk
Tahapan pada mekanisme reaksi melibatkan perpindahan elektron

16. Jenis panah dalam reaksi kimia
Panah reaksi Digambar antara bahan awal
dan produk dalam sebuah
persamaan
Panah reaksi ganda
(panah kesetimbangan)
Digambar antara bahan awal
dan produk dalam sebuah
kesetimbangan persamaan
Panah ujung ganda Digambar antara bentuk
resonansi
Panah lengkung ujung
lengkap
Menunjukkan perpindahan
sepasang elektron
Panah lengkung ujung
separuh (ujung kail)
Menunjukkan perpindahan
satu elektron

17. Jenis Pereaksi
 Nukleofil (Nu:-)
Spesi yang ditarik menuju pusat positif
Suatu basa Lewis
Kebanyakan berupa anion : OH-; CH3O-, Cl-; H-
Kadang-kadang berupa molekul : H2O; CH3OH; NH3
 Elektrofil (E+)
Spesi yang tertarik oleh pusat negatif
Suatu asam Lewis
Berupa kation ( Br+; NO2
+; C+ ) atau molekul (AlCl3; ZnCl2)
 Radikal bebas (R.)
Spesi yang mempunyai elektron tidak berpasangan

18. Pemutusan ikatan membentuk
intermediat reaktif

19. Jenis Reaksi Organik
 Reaksi Substitusi
terjadi penggantian gugus oleh gugus lain
 Reaksi Adisi
terjadi penambahan gugus karena adanya pemutusan ikatan
rangkap
 Reaksi Eliminasi
terjadi pengurangan gugus karena adanya pembentukan ikatan
rangkap
 Reaksi Oksidasi
terjadi penambahan atom O atau pengurangan atom H
 Reaksi Reduksi
terjadi penambahan atom H atau pengurangan atom O

20. Reaksi Substitusi
Reaksi penggantian satu atom/gugus oleh atom/gugus lain.
Melibatkan ikatan s; satu ikatan s putus dan
terbentuk ikatan s baru pada atom yang sama

21. Reaksi Eliminasi
Reaksi dimana pada bahan awal terdapat unsur-unsur yang hilang
Terjadi pemutusan dua ikatan s dan perbentukan satu ikatan p
pada atom yang berurutan

22. Reaksi Adisi
Reaksi dimana pada bahan awal terdapat penambahan unsur-unsur
Terjadi pemutusan satu ikatan p, dan terbentuk dua ikatan s

23. Soal Latihan

24. Ada 2 cara untuk membelah pasangan elektron yang dipakai bersama
pada ikatan kovalen asimetri.
PEMBELAHAN TAK-SETARA
menghasilkan ION (kation & anion)
dikenal sebagai HETEROLiSIS atau
PEMUTUSAN HETEROLiTIK
PEMBELAHAN SETARA
menghasilkan RADIKAL
dikenal sebagai HOMOLiSIS atau
PEMUTUSAN HOMOLITIK
• Bila terdapat beberapa ikatan maka ikatan terlemah akan pecah paling awal
• Energi pemecah ikatan dapat berasal dari berbagai sumber energi - panas /
cahaya
• Pada reaksi antara metana dan klorin kedua sumber energi dapat dipakai, tetapi.
• Dalam laboratorium sumber dari sinar UV (atau cahaya matahari) lebih disukai.
PEMECAHAN IKATAN KOVALEN

25. SIFAT-SIFAT KHUSUS
• species (atom atau gugus) reaktif yang mempunyai
satu elektron tak-berpasangan
• penyebab kereaktifan : Melengkapi elektron tunggal
menjadi berpasangan
• terbentuk oleh pemecahan homolitik (homolysis)
ikatan kovalen
• terbentuk selama reaksi antara klorin dan metana
• terbentuk selama terjadinya pemecahan oleh panas
• terlibat pada reaksi yang berlangsung dalam lapisan
ozon
RADIKAL BEBAS

26. Reaktan klorin dan metana
Kondisi sinar UV atau matahari - panas adalah sumber energi alternatif
Persamaan CH4(g) + Cl2(g) ——> HCl(g) + CH3Cl(g) klorometana
CH3Cl(g) + Cl2(g) ——> HCl(g) + CH2Cl2(l) dickorometana
CH2Cl2(l) + Cl2(g) ——> HCl(g) + CHCl3(l) triklorometana
CHCl3(l) + Cl2(g) ——> HCl(g) + CCl4(l) tetraklorometana
Campuran radial bebas sangat reaktif- berusaha menjadikan pasangan elektron.
Dengan jumlah lorin yang cukup, setiap hidrogen pada akhirnya akan
disubstitusi.
Mekanisme Mekanisme menggambarkan apa yang terpikir oleh kimiawan hal-hal
yang terjadi selama reaksi, sedangkan persamaan reaksi menjelaskan
rasio produk dan reaktan.
Klorinasi metana berlangsung melalui SUBSTITUSI RADIKAL BEBAS
karena metana diserang oleh radikal bebas sehingga menyebabkan
atom hidrogen disubstitusi oleh atom klorin.
Proses ini merupakan reaksi rantai.
Pada tahap propagasi, satu radikal dibuat untuk satu pemakaian
KLORINASI METANA

27. KLORINASI METANA
Inisiasi Cl2 ——> 2Cl• PEMBENTUKAN RADIKAL
Tanda titik tunggal menyatakan ELEKTRON TAK-BERPASANGAN
Selama inisiasi, IKATAN TERLEMAH PUTUS sebab perlu energi lebih sedikit.
Dalam campuran alkana dan klorin ada tiga ikatan yang mungkin terbentuk.
412 348 242
Rerata entalpi ikatan kJ mol-1
Ikatan Cl-Cl lebih mudah putus dibanding ikatan yang lain karena ikatannya
paling lemah dan perlu energi lebih sedikit untuk memisahkan atom-atomnya.

28. KLORINASI METANA
Propagasi Cl• + CH4 ——> CH3• + HCl PEMAKAIAN dan
REGENERASI RADIKAL
Cl2 + CH3• ——> CH3Cl + Cl•
Radikal bebas sangat reaktif karena berusaha mencarikan pasangan untuk elektron
tunggalnya.
Hal itu dilakukan dengan cara menarik atom hidrogen dari metana; terbentuk radikal
metil.
Radikal metil juga sangat reaktif dan menyerang molekul klorin.
Terbentuk satu radikal klorin dan keseluruhan proses akan terulang lagi.

29. KLORINASI METANA
Propagasi Cl• + CH4 ——> CH3• + HCl PEMAKAIAN dan
REGENERASI RADIKAL
Cl2 + CH3• ——> CH3Cl + Cl•
Radikal bebas sangat reaktif karena berusaha mencarikan pasangan untuk elektron
tunggalnya.
Hal itu dilakukan dengan cara menarik atom hidrogen dari metana; terbentuk radikal
metil.
Radikal metil juga sangat reaktif dan menyerang molekul klorin.
Terbentuk satu radikal klorin dan keseluruhan proses akan terulang lagi.

30. KLORINASI METANA
Propagasi Cl• + CH4 ——> CH3• + HCl PEMAKAIAN dan
REGENERASI RADIKAL
Cl2 + CH3• ——> CH3Cl + Cl•
Radikal bebas sangat reaktif karena berusaha mencarikan pasangan untuk elektron
tunggalnya.
Hal itu dilakukan dengan cara menarik atom hidrogen dari metana; terbentuk radikal
metil.
Radikal metil juga sangat reaktif dan menyerang molekul klorin.
Terbentuk satu radikal klorin dan keseluruhan proses akan terulang lagi.

31. KLORINASI METANA
Terminasi Cl• + Cl• ——> Cl2 PELENYAPAN RADIKAL
Cl• + CH3• ——> CH3Cl
CH3• + CH3• ——> C2H6
Hilangnya radikal
bebas yang reaktif
mengakibatkan
reaksi berakhir.
Hal ini tidak persis
sama dengan awal
reaksi karena
konsentrasi klorin
sangat rendah.

32. KLORINASI METANA
Terminasi Cl• + Cl• ——> Cl2 PELENYAPAN RADIKAL
Cl• + CH3• ——> CH3Cl
CH3• + CH3• ——> C2H6
Hilangnya radikal
bebas yang reaktif
mengakibatkan
reaksi berakhir.
Hal ini tidak persis
sama dengan awal
reaksi karena
konsentrasi klorin
sangat rendah.

33. KLORINASI METANA
Inisiasi Cl2 ——> 2Cl• pembentukan radikal
Propagasi Cl• + CH4 ——> CH3• + HCl pemakaian radikal
kemudian
Cl2 + CH3• ——> CH3Cl + Cl• pembentukan ulang
Terminasi Cl• + Cl• ——> Cl2 radikal dihilangkan
Cl• + CH3• ——> CH3Cl
CH3• + CH3• ——> C2H6
RANGKUMAN
Ringkasan
Karena kereaktivan alkana yang rendah, maka perku kondisi yang sangat reaktif agar
alkana dapat bereaksi. ,
Radikal bebas terbentuk oleh pemecahan homolitik dari ikatan kovalen.
Hal ini dilakukan dengan sinar UV pada campuran (panas juga dapat digunakan)
Radikal Klor terbentuk karena ikatan Cl-Cl adalah ikatan paling lemah
Anda hanya memerlukan satu klorin radikal untuk memulai reaksi
Adanya kelebihan klorin mengakibatkan substitusi lebih lanjut dan terbentuk
campuran produk klorinasi

34. Inisiasi
Propagasi
Terminasi
KLORINASI METANA
PEMBENTUKAN
RADIKAL
PEMAKAIAN DAN
REGENERASI RADIKAL
PELENYAPAN
RADIKAL

35. Propagasi
lanjutan Bila klorin berlebih, terjadi substitusi lanjutan
Persamaan berikut menunjukkan tahap propagasi pada
pembentukan :
diklorometana Cl• + CH3Cl ——> CH2Cl• + HCl
Cl2 + CH2Cl• ——> CH2Cl2 + Cl•
triklorometana Cl• + CH2Cl2 ——> CHCl2• + HCl
Cl2 + CHCl2• ——> CHCl3 + Cl•
tetraklorometana Cl• + CHCl3 ——> CCl3• + HCl
Cl2 + CCl3• ——> CCl4 + Cl•
Campuran Karena banyak kemungkinan reaksi maka akan terbentuk
campuran produk.
Masing-masing haloalkana dapat dipisah secara distilasi fraksi.
KLORINASI METANA