Manipulasi Gugus Fungsi

Manipulasi Gugus Fungsi

a. Memanipulasi gugus fungsi yang bersifat heteroatom
Dalam kimia organik, gugus fungsi adalah kelompok tertentu atom atau ikatan dalam senyawa yang bertanggung jawab untuk karakteristik reaksi kimia suatu senyawa. Gugus fungsi yang sama akan berperilaku dengan cara yang sama (misalnya, mengalami reaksi yang sama) terlepas dari senyawa yang menjadi bagiannya. Gugus fungsi juga memainkan peranan penting dalam nomenklatur senyawa organik, menggabungkan nama-nama kelompok fungsional dengan nama-nama alkana induk menyediakan cara untuk membedakan senyawa.
Sebagian besar molekul organik memiliki ikatan σ C–C and C–H. Ikatan ini bersifat kuat, nonpolar, dan tidak mudah terputus. Molekul-molekul organik memiliki ciri khas berupa sifat struktural sebagai berikut:
  • Heteroatom–atom selain karbon atau hidrogen. Heteroatom pada umumnya adalah nitrogen, oksigen, sulfur, fosfor dan halogen.
  • Ikatan Ï€. Sebagian besari ikatan Ï€ terdapat pada ikatan rangkap dua C–C dan C–O.
Sifat struktural inilah yang membedakan suatu molekul organik dengan molekul lainnya. Sifat ini menentukan geometri, sifat fisik dan reaktivitas suatu molekul, dan termasuk dalam apa yang disebut sebagai gugus fungsional.
Gugus fungsional adalah suatu atom atau kelompok atom yang memiliki karakteristik fisikokimia tertentu. Gugus fungsi merupakan bagian yang reaktif dari sebuah molekul.
Suatu heteroatom dapat memberikan reaktifitas pada suatu molekul tertentu karena heteroatom memiliki pasangan elektron bebas yang dapat membuat atom karbon menjadi kekurangan elektron. Sedangkan ikatan π memberi pengaruhnya karena sifatnya yang mudah terputus pada reaksi kimia. Suatu ikatan π membuat suatu molekul menjadi basa dan bersifat nukleofil.
Meskipun ikatan Ï€ memiliki pengaruh yang kuat dalam menentukan karakteristik molekul, bukan berarti ikatan σ C–C dan C–O tidak penting. Ikatan-ikatan tersebut membentuk skeleton atau rangka dasar karbon tempat gugus-gugus fungsional terikat.
Misalnya etana, yang hanya memiliki ikatan σ C–C dan C–O, sehingga tidak memiliki gugus fungsional. Etana tidak memiliki ikatan polar, pasangan elektron bebas, maupun ikatan Ï€, sehingga tidak ada sisi reaktif. Karena itu, etana dan molekul-molekul yang sejenis dengannya sangat tidak reaktif. Di sisi lain, etanol memiliki dua atom karbon dan lima atom hidrogen pada rangka induknya, serta satu gugus OH, suatu gugus fungsional yang disebut gugus hidroksi. Etanol memiliki pasangan elektron bebas dan ikatan polar yang membuatnya bersifat reaktif dengan berbagai macam pereaksi.
Secara umum gugus fungsional atau selanjutnya disebut gugus fungsi dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:
  • Hidrokarbon
  • Senyawa yang memiliki ikatan σ C–Z (Z = suatu unsur elektronegatif)
  • Senyawa yang memiliki ikatan σ C=Z
Peran dari suatu gugus fungsi tidak dapat ditentukan. Suatu gugus fungsi menentukan sifat-sifat molekul berikut:

  • Ikatan dan bentuk
  • Jenis dan kekuatan gaya antarmolekul
  • Sifat fisik
  • Tatanama
  • Reaktivitas kimiawi.
Atom-atom dari gugus fungsional yang dihubungkan bersama dan dengan senyawa lainnya dengan ikatan kovalen. Atom karbon yang pertama melekat pada gugus fungsional yang disebut sebagai karbon alpha, karbon beta, karbon gamma, dll. Demikian pula, gugus fungsi dapat disebut sebagai primer, sekunder, atau tersier tergantung pada apakah itu melekat pada satu, dua, atau tiga. Gugus fungsi memainkan peran penting dalam mengarahkan dan mengendalikan reaksi organik. Rantai alkil sering reaktif, dan arah reaksi spesifik sulit. Rantai alkil tidak jenuh dengan kehadiran gugus fungsional memungkinkan untuk reaktivitas tinggi dan spesifisitas. Seringkali, senyawa yang difungsikan dengan kelompok-kelompok tertentu untuk reaksi kimia yang spesifik. Fungsionalisasi mengacu pada penambahan kelompok fungsional untuk suatu senyawa dengan sintesis kimia. Melalui metode sintesis rutin, setiap jenis senyawa organik dapat menempel ke permukaan. Dalam ilmu material, fungsionalisasi digunakan untuk mencapai sifat permukaan yang diinginkan; kelompok fungsional juga dapat digunakan untuk menghubungkan molekul kovalen fungsional pada permukaan perangkat kimia.
Dalam kimia organik, kelompok fungsional yang paling umum adalah karbonil (C = O), alkohol (-OH), asam karboksilat (CO2H), dan amina (NH2). Hal ini penting untuk dapat mengenali kelompok fungsional dan sifat fisik serta sifat kimia senyawa.

Berikut ini beberapa contoh gugus fungsi:
Gugus pelindung tersebut ditambahkan ke dalam molekul melalui modifikasi kimia pada suatu gugus fungsi untuk mencapai kemoselektivitas pada reaksi kimia selanjutnya. Gugus ini memainkan peranan penting dalam sintesis organik multitahap.
Gugus pelindung yang baik harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
  1. mudah dimasukkan dan mudah dihilangkan
  2. resisten terhadap reagen yang akan menyerang gugus fungsional yang tidak terlindungi
  3. sedapat mungkin resisten terhadap berbagai macam varietas reagen.
Penghilangan gugus pelindung dapat terjadi karena :

1. Solvolisis dasar penguraian oleh pelarut
Contoh : Hidrolisis, Alkoholisis
2. Hidrogenolisis
3. Logam berat
4. Ion fluoride
5. Fotolitik
6. Asam / basa
7. Elektrolisis
8. Eliminasi reduktif
9. Î²-eliminasi
10. Oksidasi
11. Substitusi nukleofilik
12. Katalisis logam transisi
13. Enzim

Mekanisme gugus pelindung:
Dalam kasus lainnya, Sebuah eter 2-methoxyethoxymethyl (MEM) biasanya disiapkan dalam kondisi non-asam dalam larutan metilen klorida atau di bawah kondisi dasar. Kelompok MEM eter dapat dihapus dalam hasil yang sangat baik dengan asam trifluoroasetat (TFA) dalam diklorometan (1:1). Kelompok MEM juga dapat dihilangkan dengan pengobatan dengan seng bromida (ZnBr2), titanium klorida (TiCl4) atau bromocatechol borana. Ketika diol MEM-dilindungi diperlakukan dengan seng bromida (ZnBr2) dalam etil asetat, 1,3-dioksan terbentuk dan mekanisme Reaksi ini diberikan dalam Skema 1,23.
Kelompok MEM dapat selektif dihapus dengan iodida trimetil silil di acetonitrile tanpa mempengaruhi metil eter atau gugus ester.
Gugus Methoxymethyl (MOM) merupakan salah satu yang terbaik untuk melindungi kelompok alkohol dan fenol. MOM eter dapat dibuat dengan alkohol atau fenol dengan MOMCl (methoxymethyl klorida) or MOMOAc (methoxymethyl asetat)
Hal ini stabil untuk berbagai reagen yang umum digunakan, seperti basa yang kuat, pereaksi Grignard, alkyl lithiums dan litium aluminium hidrida Asam-katalis hidrolisis menghilangkan kelompok MOM.

Bromocatechol borana atau LiBF4 (lithium fluoroborate) dalam asetonitril (CH3CN) dan air juga telah digunakan untuk deproteksi kelompok MOM.

Pertanyaan:
1. Mengapa gugus pelindung memainkan peranan penting dalam sintesis organik multitahap?
2. Bagaimana cara kita mengetahui bahwa suatu molekul yang kita sintesis telah mencapai kemoselektivitas?
3. Apa sebab penghilangan gugus pelindung dapat terjadi?  Dan Apa syarat gugus pelindung yang baik?



Sources:

Komentar

  1. naslikah97.blogspot.com27 Agustus 2018 pukul 08.23

    Saya akan menjawab permasalahan satu. Karena digunakannya gugus pelindung pada dasarnya adalah untuk melindungi gugus fungsi tertentu supaya gugus fungsi itu tidak terganggu atau rusak sehingga nantinya dihasilkan hasil reaksi yang seperti diinginkan.
    gugus pelindung ini sifatnya spesifik dan dapat melindungi gugus fugsi tertentu.

    BalasHapus
  2. novilyantisiahaan27 Agustus 2018 pukul 08.33

    Saya akan mencoba menjawab permasalahan Anda yang ketiga:
    Gugus pelindung dapat hilang dalam suatu reaksi sintesis dengan cara substitusi elektrofilik, eliminasi reduktif, asam/basa serta reaksi lainnya.

    BalasHapus
  3. Unknown27 Agustus 2018 pukul 08.42

    Saya akan mencoba menjawab pertanyaan no 3.
    Syarat gugus pelindung yang baik yaitu spesifik terhadap gugus yang ingin dilindungi, tidak ikut bereaksi pada saat proses sintesis.

    BalasHapus
  4. Unknown9 November 2018 pukul 18.46

    Saya akan menjawab permasalahan satu. Karena digunakannya gugus pelindung pada dasarnya adalah untuk melindungi gugus fungsi tertentu supaya gugus fungsi itu tidak terganggu atau rusak sehingga nantinya dihasilkan hasil reaksi yang seperti diinginkan.
    gugus pelindung ini sifatnya spesifik dan dapat melindungi gugus fugsi tertentu.

    BalasHapus
  5. Master of chemistry education9 November 2018 pukul 23.33

    Saya akan mencoba menjawab permasalahan Anda yang ketiga:
    Gugus pelindung dapat hilang dalam suatu reaksi sintesis dengan cara substitusi elektrofilik, eliminasi reduktif, asam/basa serta reaksi lainnya.

    BalasHapus
  6. Fania devika della10 November 2018 pukul 04.23

    saya jwab no 1 untuk melindungi gugus fungsi tertentu supaya gugus fungsi itu tidak terganggu atau rusak sehingga nantinya dihasilkan hasil reaksi yang seperti diinginkan.
    gugus pelindung ini sifatnya spesifik dan dapat melindungi gugus fugsi tertentu.

    BalasHapus
  7. shinthari10 November 2018 pukul 04.41

    Saya akan menjawab permasalahan satu. Karena digunakannya gugus pelindung pada dasarnya adalah untuk melindungi gugus fungsi tertentu supaya gugus fungsi itu tidak terganggu atau rusak sehingga nantinya dihasilkan hasil reaksi yang seperti diinginkan.
    gugus pelindung ini sifatnya spesifik dan dapat melindungi gugus fugsi tertentu

    BalasHapus
  8. Unknown10 November 2018 pukul 05.08

    gugus pelindung pada dasarnya adalah untuk melindungi gugus fungsi tertentu supaya gugus fungsi itu tidak terganggu atau rusak sehingga nantinya dihasilkan hasil reaksi yang seperti diinginkan.
    gugus pelindung ini sifatnya spesifik dan dapat melindungi gugus fugsi tertentu.

    BalasHapus
  9. Amarenda10 November 2018 pukul 05.40

    Saya akan mencoba menjawab permasalahan Anda yang ketiga:
    Gugus pelindung dapat hilang dalam suatu reaksi sintesis dengan cara substitusi elektrofilik, eliminasi reduktif, asam/basa serta reaksi lainnya.

    BalasHapus
  10. Heni Oktaviana10 November 2018 pukul 06.24

    Saya akan mencoba menjawab permasalahan Anda yang ketiga:
    Gugus pelindung dapat hilang dalam suatu reaksi sintesis dengan cara substitusi elektrofilik, eliminasi reduktif, asam/basa serta reaksi lainnya.

    BalasHapus
  11. Unknown10 November 2018 pukul 07.41

    Saya akan mencoba menjawab permasalahan Anda yang ketiga:
    Gugus pelindung dapat hilang dalam suatu reaksi sintesis dengan cara substitusi elektrofilik, eliminasi reduktif, asam/basa serta reaksi lainnya.

    BalasHapus
  12. Gustiyawati10 November 2018 pukul 08.08

    Nomor 1
    Karena digunakannya gugus pelindung pada dasarnya adalah untuk melindungi gugus fungsi tertentu supaya gugus fungsi itu tidak terganggu atau rusak sehingga nantinya dihasilkan hasil reaksi yang seperti diinginkan.
    gugus pelindung ini sifatnya spesifik dan dapat melindungi gugus fugsi tertentu

    BalasHapus
  13. Unknown10 November 2018 pukul 08.23

    Saya akan menjawab permasalahan satu. Karena digunakannya gugus pelindung pada dasarnya adalah untuk melindungi gugus fungsi tertentu supaya gugus fungsi itu tidak terganggu atau rusak sehingga nantinya dihasilkan hasil reaksi yang seperti diinginkan.
    gugus pelindung ini sifatnya spesifik dan dapat melindungi gugus fugsi tertentu.

    BalasHapus
  14. guru10 November 2018 pukul 13.23

    jawaban permasalahan nomor 1
    Dalam banyak preparasi senyawa organik, beberapa bagian spesifik pada molekul tidak dapat bertahan pada kondisi reaksi atau pereaksi yang digunakan. Sehingga, bagian tersebut, atau gugus, harus dilindungi. Contohnya, litium aluminium hidrida sangat reaktif namun merupakan pereaksi yang sangat beguna untuk mereduksi ester menjadi alkohol. Pereaksi tersebut akan mudah sekali bereaksi dengan gugus karbonil, tanpa dapat menseleksi mana gugus karbonil yang seharusnya direduksi. Ketika reduksi ester dibutuhkan namun terdapat gugus karbonil lainnya dalam molekul target, penyerangan hidrida pada gugus karbonil tersebut harus dicegah. Misalnya, karbonil tersebut diubah ke dalam gugus asetal, yang tidak bereaksi dengan hidrida. Asetal tersebut kemudian disebut sebagai gugus pelindung bagi karbonil. Setelah tahapan yang memerlukan hidrida selesai dilakukan, asetal tersebut dihilangkan (direaksikan dengan asam berair), mengembalikannya ke gugus karbonil semula. Tahapan ini disebut sebagai deproteksi.

    Gugus pelindung umum digunakan dalam pekerjaan laboratorium skala kecil dan pengembangan awal dalam proses produksi industri karena penggunaannya akan menambah tahapan reaksi dan biaya material pada proses tersebut. Namun, ketersediaan unit dasar pembangun kiral yang murah mampu menanggulangi tambahan biaya tersebut (misalnya asam sikimat untuk oseltamivir).

    BalasHapus

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
KIMIA ORGANIK III SINTESIS ALKUNA Alkuna merupakan senyawa hidrokarbon dengan ketidak jenuhan yang tinggi, ikatan karbon karbon ganda tiga dengan molekulnya berbentuk linear. Rumus Umum ( RU ) Alkuna = CnH2n-2.  Asetilena adalah alkuna paling sederhana yang digunakan secara industrial sebagai bahan awal pembuatan asetaldehida, asam asetat, dan vinil klorida .   . HC-CH   (etuna). . Asetilena dibuat dari dekomposisi metana dalam suhu tinggi. Dalam skala kecil, reaksi ini akan memberikan nyala asetilena untuk lampu karbida. Dulu pekerja tambang menggunakan lampu semacam ini banyaknya gas yang dihasilkan diatur dengan mengendalikan laju air yang diteteskan ke dalam tempat reaksi. Metode komersial yang baru untuk membuat asetilena adalah dengan memanaskan metana dan homolog-homolognya pada temperatur tinggi dengan menambahkan suatu katalis. Melalui Alkilasi Alkynes terminal tidak biasa untuk hidrokarbon sederhana karena dapat dideprotonasikan (pKa = 26) menggunakan b
Baca selengkapnya

Reaksi Kondensasi Karbonil

Gambar
REAKSI KONDENSASI Reaksi kondensasi adalah merupakan reaksi penggabungan antara dua senyawa yang memiliki gugus fungsi dengan menghasilkan molekul yang lebih besar. Dalam reaksi ini biasanya dibebaskan air. Gugus fungsi : a. Bersifat basa  alcohol : R-OH amin : R-NH2 b. Bersifat asam  asam alkanoat : R-COOH Reaksi kondensasi dapat terjadi dari reaksi antara yang memiliki gugus fungsi yang bersifat asam dengan yang bersifat basa. Contoh reaksi kondensasi : R–NH2 + HOOOCR’ → R–NH–OCR’ + H2O Dibenzalaseton merupakan senyawa karbonil yang mempunyai yang mempunyai hidrogen yang terikat pada atom karbon alfa yang mana dapat mengalami reaksi kondensasi aldol, dimana reaksi kondensasi aldol merupakan reaksi antara suatu aldehida dengan suatu keton dengan adanya katalis basa, dalam hal ini dibenzalaseton dapat di buat melalui reaksi kondensasi aldol campuran (claisen-schmidt) dari aseton dan dua ekivalen benzaldehida gugus karbonil dari benzaldehida lebih reaktif
Baca selengkapnya

Stereochemical Considering in Planning Synthesis

Gambar
Stereochemical Considering in Planning Synthesis  (Mempertimbangkan Stereokimia Dalam Perencanaan Sintesis)  Sintesis adalah inti dari kimia organik. Agar senyawa yang akan dipelajari — baik itu sebagai obat, bahan, atau karena sifat fisiknya — mereka harus siap, sering dalam urutan sintetis multistep. Dengan demikian, senyawa target adalah pada awal perencanaan sintesis. Sintesis melibatkan pembuatan senyawa target dari blok bangunan yang lebih kecil dan siap tersedia. Segera, pertanyaan muncul: Dari mana blok-blok penghubung? Di mana urutannya? Di mana reaksi? Alam menciptakan banyak "produk alami" yang sangat kompleks melalui kaskade reaksi, di mana senyawa awal yang ada di dalam sel diubah oleh spesifik (untuk setiap struktur target) kombinasi dari enzim modular dalam spesifikasi ke dalam senyawa target. [1, 2]. Untuk meniru efisiensi ini adalah impian dari sintesis yang ideal [2]. Namun, kami saat ini sangat jauh dari - seperti operasi "satu-pot" yang
Baca selengkapnya