Reaksi Kondensasi Karbon Alfa Karbonil PERTEMUAN 14 Harizal

Reaksi Kondensasi Karbon Alfa Karbonil PERTEMUAN 14 Harizal, S. Pd. , M. Sc Program Studi Farmasi Universitas Esa Unggul 1

KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN • Mahasiswa mampu menjelaskan reaksi kondensasi dan substitusi alfa pada senyawa karbonil 2

Substitusi alfa • Substitusi alfa merupakan substitusi salah satu proton yang terikat pada salah satu karbon alfa dengan suatu elektrofil. • Reaksi terjadi melalui suatu intermediet ion enolat. 3

Kondensasi dengan suatu aldehida dan keton • Ion enolat menyerang gugus karbonil membentuk suatu alkoksida. • Protonasi ion alkoksida menghasilkan produk adisi (adduct): suatu senyawa b-hidroksi karbonil. 4

Kondensasi dengan ester • Enolat mengadisi ester untuk membentuk intermediet tetrahedarl. • Eliminasi gugus pergi (alkoksida) menghasilkan produk substitusi (suatu senyawa b-karbonil). 5

Tautomer Keto–Enol • Tautomerisasi merupakan suatu interkonversi isomer yang terjadi melalui perpindahan suatu proton dan pergerakan ikatan rangkap. • Tautomer bukan merupakan salah satu bentuk resonansi. 6

Tautomerisasi terkatalisis basa • Pada keberadaan basa kuat, keton dan aldehida berperan sebagai asam lemah. • Suatu proton pada posisi karbon alfa akan diikat oleh basa membentuk suatu ion enolat terstabilisasi efek resonansi dengan muatan negatif tersebar pada atom karbon dan oksigen. • Kesetimbangan cenderung lebih menyukai bentuk keto dibandingkan bentuk enolat. 7

Tautomerisasi terkatalisis asam • Dalam suatu asam, suatu proton dipindahkan dari karbon alfa ke oksigen melalui protonasi oksigen dan kemudian air akan mengikat salah satu proton pada karbon alfa. 8

Rasemisasi • Untuk aldehida dan keton, bentuk keto jauh lebih disukai dalam kesetimbangan. • Jika karbon kiral memiliki atom hidrogen yang dapat terenolisasi, sejumlah kecil asam atau basa akan mengakibatkan perubahan konfigurasi dimana enol berperan sebagai intermediet dalam proses perubahan konfigurasi tersebut. Reaksi ini disebut sebagai rasemisasi 9

Keasaman hidrogen alfa • p. Ka untuk H suatu aldehida atau keton sekitar ~20. • Jauh lebih asam dibandingkan dengan proton alkana atau alkena (p. Ka > 40) atau alkuna (p. Ka = 25). • Sedikit kurang asam dibandingkan dengan air (p. Ka = 15. 7) atau alkohol (p. Ka = 16– 19). • Hanya sejumlah kecil ion enolat yang ada pada saat kesetimbangan. 10

Pembentukan dan stabilitas ion enolat • Campuran pada saat kesetimbangan mengandung sejumlah kecil fraksi terdeprotonasi, bentuk enolat. 11

Diagram energi reaksi enolat • Meskipun kesetimbangan tautomerisasi keto-enol lebih menyukai bentuk keto, penambahan suatu elektrofil akan menggeser kesetimbangan sehingga menghasilkan enol yang lebih banyak. 12

Sintesis Litium Diisopropilamin (LDA) • LDA dibuat dengan menggunakan reagen alkillitium untuk mendeprotonasi diisopropilamina. 13

Enolat dari sikloheksanon • Ketika LDA bereaksi dengan suatu keton, LDA akan mengabstraksi proton- membentuk garam litium dari enolat. 14

Halogenasi alfa pada keton • Ketika suatu keton direaksikan dengan suatu halogen dan basa, keton tersebut akan mengalami reaksi halogenasi alfa. • Reaksi ini terjadi dengan keberadaan dimana semua basa yang ikut digunakan habis bereaksi dengan proton alfa. 15

Mekanisme Halogenasi alfa terpromosi oleh basa • Halogenasi terpromosi basa terjadi melalui suatu serangan ion enolat pada molekul halogen. • Produk yang dihasilkan berupan keton terhalogenasi dan ion halida. 16

Halogenasi alfa terkatalisis asam • Keton mengalami halogenasi terkatalisis asam. • Halogenasi ini dapat mengganti satu atau dua hidrogen alfa tergantung pada berapa banyak halogen yang digunakan. • Asam asetat dalam reaksi ini berperan sebagai pelarut dan katalis asam. 17

Mekanisme halogenasi alfa terkatalisis asam • Mekanisme halogenasi terkatalisis asam melibatkan serangan bentuk enol dari keton pada molekul halogen. • Lepasnya satu proton menghasilkan haloketon dan hidrogen halida. 18

Reaksi Hell–Volhard–Zelinsky (HVZ) • Reaksi HVZ terjadi dengan mengganti satyu atom hidrogen dengan suatu atom bromida pada karbon alfa dari asam karboksilat (asam -bromo). • Asam karboksilat dalam hal ini direaksikan dengan bromin dan fosfor tribromida diikuti dengan hidrolisis. 19

Alkilasi ion enolat • Karena enolat memiliki dua sisi nukleofilik (atom oksigen dan karbon alfa), enolat dapat bereaksi pada kedua tempat tersebut. • Reaksi biasanya terjadi terutama pada karbon alfa membentuk ikatan C-C baru. 20

Alkilasi ion enolat • LDA dapat membentuk enolat. • Enolat berperan sebagai nukleofil dan menyerang karbon elektrofil dari alkil halida menggantikan halida, da membentuk ikatan C-C. 21

Pembentukan enamin • Keton dan aldehida bereaksi dengan amina sekunder membentuk enamin. • Enamin memiliki suatu karbon alfa nukleofilik yang dapat digunakan untuk menyerang nukleofil. 22

Mekanisme pembentukan enamin • Suatu enamin dapat dihasilkan dari reaksi antara keton atau aldehida dengan amina. 23

Alkilasi suatu enamin • Enamin dapat bereaksi dengan alkil halida reaktif membentuk garam iminium teralkilasi. • Garam iminium teralkilasi dapat terhidrolisis menghasilkan keton pada kondisi asam. 24

Asilasi enamin • Enamin menyerang asil halida menghasilkan garam asil iminium. • Hidrolisis garam iminium menghasilkan b-diketon sebagai produk akhir. 25

Kondensasi aldol • Pada kondisi basa, kondensasi aldol melibatkan adisi nukleofilik dari suatu ion enolat pada gugus karbonil yang lain. • Ketika reaksi dilakukan pada suhu rendah, senyawa b-hidroksi karbonil dapat diisolasi. • Pemanasan akan mendehidrasi produk aldol menghasilkan senyawa enon pada posisi αβ. 26

Kondensasi aldol terkatalsisi basa: Tahap 1 • Selama tahap 1, basa mengikat proton alfa dari karbon alfa membentuk ion enolat. • Ion enolat memiliki sebuah karbon alfa nukleofilik. 27

Kondensasi aldol terkatalsisi basa: Tahap 2 • Ion enolat menyerang karbonil pada senyawa karbonil kedua. 28

Kondensasi aldol terkatalsisi basa: Tahap 1 • Protonasi alkoksida menghasilkan produk aldol. 29

Dehidrasi produk aldol • Pemanasan suatu aldol dalam suasana asam atau basa akan mendehidrasikan gugus fungsi alkohol. • Produk yang dihasilkan merupakan senyawa aldehida atau keton yang terkonjugasi ikatan rangkap dua di posisi , b. • Suatu kondensasi aldol diikuti dengan dehidrasi akan membentuk ikatan rangkap karbon-karbon baru. 30

Kondensasi aldol silang 31

Kondensasi aldol silang yang berhasil 32

Contoh soal 3 Buatlah mekanisme kondensasi aldol terkatalisis basa pada aseton. Penyelesaian Tahap pertama adalah pembentukan yang lebih lanjut berperan sebagai nukleofil. Tahap kedua nukleofil enolat menyerang molekul aseton yang lain menghasilkan intermediet alkoksida. Protonasi dari intermediet ini menghasilkan produk. 33

Sekian 34