Reaksi Kondensasi Karbonil

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 dari gugus karbonil aseton sehingga bereaksi cepat dengan anion aseron menghasilkan β hidroksi keton dan dengan mudah mengalami dehidrasi dengan berkatalis basa sehingga dapat menhasilkan mono atau dibenzalaseton.

Tahap awal pembuatan dibenzalaseton dari dibenzaldehida dan aseton melalui reaksi kondensasi aldol yakni mencampurkan dibenzaldehida dengan aseton dimana separuh dari campuran ini ditambahkan kelarutan NaOH (dalam 50 ml air + 40 ml etanol). Dalam percobaan ini etanol diperlukan sebagai pelarut untuk melarutkan bahan awal benzaldehida dan juga intermedietnya, benzalaseton. Benzalaseton sekali terbentuk dapat dengan mudah bereaksi dengan benzaldehida yang lain menghasilkan dibenzalaseton. Mekanisme pembentukan benzalaseton:

NaOH dalam hal ini bertindak sebagai katalis, yakni mempercepat reaksi tetapi tidak ikut bereaksi. Pada pencampuran ini terbentuk emulsi warna larutan yang awalnya bening berubah menjadi kecokelatan dan lama-kelamaan menjadi kuning dan terdapat endapan kuning serta terbentuk 3 lapisan emulsi warna larutan yang berbeda, selanjutnya sisa campuran benzaldehida dan aseton ditambahkan lagi dan diaduk kemudian terbentuk buih dan endapan berwarna kuning.

Endapan yang terbentuk kemudian disaring menggunakan corong Buchner dengan bantuan pompa vakum yang berfungsi menarik NaOH yang ada. Terbentuk endapan berwarna kuning dengan filtrate berwarna merah bata. Prooses ini dilakukan selama 3 kali untuk lebih memurnikan endapan yang diperoleh. 

Terbentuk filtrat dengan warna kuning muda dan terdapat buih. Selanjutnya endapan yang diperoleh dikeringkan kemudian diuji titik lelehnya. Fungsi uji titik leleh ini yaitu agar diketahui tingkat kemurnian dari endapan yang diperoleh (dibenzalaseton).

Kondensasi aldol adalah sebuah reaksi organik antara ion enolat dengan senyawa karbonil , membentuk β-hidroksialdehida atau β-hidroksiketon dan diikuti dengan dehidrasi, menghasilkan sebuah enon terkonjugasi.

Kondensasi aldol sangatlah penting dalamsintesis organik karena menghasilkan ikatan karbon-karbon dengan baik. Kondensasi aldol umumnya didiskusikan pada pelajaran kimia organik tingkat universitas. Dalam bentuk yang biasa, ia melibatkan adisi nukleofilik sebuah enolat keton ke sebuah aldehida, membentuk β-hidroksi keton, atau sebuah "aldol" (aldehida + alkohol), sebuah unit struktural yang dijumpai pada molekul alami dan obat-obatan

proses terbentuknya kondensasi aldol

a. Terjadi pada aldehida berhidrogen alfa

b.Dapat terjadi kondensasi diri atau silang (dengan aldehida berhidrogen alfa lain atau aldehida tidak berhidrogen alfa)

c.Dapat dikatalis oleh basa atau asam Menghasilkan produk berupa “aldol” (aldehida dan alkohol)

d.Aldol dapat mengalami dehidrasi sehingga diperoleh aldehida tak jenuh (enal)

e.Bila melibatkan keton, maka reaksinya dinamakan Kondensasi Claisen-Schmidt

mekanisme reaksi

Reaksi Kondensasi terdiri dari tiga tahap yaitu :

1. Tahap I, tahap dimana katalis menyerang atom hydrogen alpha dari suatu gugus karbonil membentuk ion enolat.

2. Tahap II, tahap dimana ion enolat menyerang gugus karbonil untuk membentuk ion alkoksida.

3. Tahap III, tahap dimana ion alkoksida suatu produk aldol dengan menangkap atom Hidrogen dari katalis.

Kondensasi Claisen adalah kondensasi dua molekul ester dengan katalis basa memberikan suatu beta keto ester. Jadi etil asetat bereaksi membentuk etil asetoasetat.

Setidaknya salah satu pereaksi harus enolizable (memiliki α-proton dan mampu menjalani deprotonasi untuk membentuk anion enolat ). Ada beberapa kombinasi yang berbeda dari senyawa karbonil nonenolizable dan enolizable yang membentuk sedikit berbeda jenis dari Kondensasi Claisen.

Dasar yang digunakan tidak harus mengganggu reaksi dengan melakukan nukleofilik substitusi atau tambahan dengan karbon karbonil. Untuk alasan ini, natrium konjugat alkoksida dasar alkohol terbentuk (misalnya natrium etoksida jika etanol terbentuk) sering digunakan, karena alkoksida adalah ulang. Dalam Kondensasi Claisen campuran, sebuah basis non-nukleofilik seperti diisopropilamida lithium , atau LDA, dapat digunakan, karena hanya satu senyawa yang enolizable. LDA tidak dapat digunakan dalam Claisen klasik atau Kondensasi Dieckmann, karena hampir semua ester akan dikonversi menjadi ester enolat dan kondensasi tidak akan terjadi.

Bagian alkoksi ester harus menjadi baik gugus lepas . Metil dan etil ester, yang menghasilkan ethoxy meninggalkan kelompok dan metoksi, masing-masing, biasanya digunakan. Berikut ini adalah jenis-jenis kondensasi Claisen :

ü  Kondensasi Calisen klasik dimana hanya satu ester enolizable digunakan.

ü  Kondensasi Claisen campuran dimana ester enolizable atau keton dan ester nonenolizable digunakan.

ü  Kondensasi Dieckman dimana molekul dengan dua kelompok intermolekul ester bereaksi , membentuk siklik β-keto ester. Dalam hal ini, cincin yang terbentuk tidak boleh tegang , biasanya 5 - atau-beranggota rantai 6 atau cincin.

Mekanisme Reaksi :

TIGA JENIS KONDENSASI ALDOL

a. Reaksi Grignard

Reaksi Grignard ditemukan oleh kimiawan Perancis Auguste Victor Grignard(1871-1935) ditahun1901. Tahap awal reaksi adalah reaksi pembentukan metal magnesium iodida, reagen Grignard,dari reaksi antara alkil halida (metal iodide dalamcontoh dibawah ini) dan magnesium dalam dietil eter kering.

CH3I + Mg –> CH3MgI 

Anda pasti melihat bahwa magnisium terikat langsung dengan karbon. Senyawa semacam ini yang sering disebut sebagai reagen Grignard dengan ikatan C-logam dimasukkan dalam golongan senyawa organologam. Ikatan C-logam sangat labil dan mudah menghasilkan kabanion seperti CH3-setelah putusnya ikatan logam-karbon. Ion karbanion cenderung menyerang atom karbom bermuatan positif. Telah dikenal luas bahwa atom karbon gugus aldehida atau gugus keton

Bermuatan positif karena berikatan dengan atom oksigen yang elektronegatif. Atom karbonini akan diserang oleh karbanion menghasilkan adduct yang akan menghasilkan alcohol sekunder dari aldehida atau alcohol terseir dari kensetelah hidrolisis.

C6H5CHO + CH3MgI –> C6H5CH(CH3)OMgI (11.18) 

benzaldehida

C6H5CH(CH3)OMgI + HCl –> C6H5CH(CH3)OH + MgClI

1-fenilletanol

C6H5COC2H5+ CH3MgI –> C6H5CH(CH3)(C2H5) OMgI 

propiofenon 

C6H5CH(CH3)(C2H5)OMgI + HCl –> C6H5CH(CH3)(C2H5)OH + MgClI

2-fenil-2-butanol

Reaksi Grignard adalah contoh reaksi senyawa oragnologam. Karena berbagai jenis aldehida dan keton mudah didapat, berbagai senyawa organik dapat disintesis dengan bantuan reaksi Grignard.

b. Reaksi Diels-Alder

Gaya dorong reaksi Grignard adalah tarik-menarik antara dua muatan listrik yang berbeda antara dua atom karbon.Reaksi semacam ini disebut dengan reaksi ion ikatan reaksi polar. Adapula jenis lain reaksi organik. Salah satunya adalah reaksi radikal, yang gaya dorongnya adalah radikal reaktif yang dihasilkan dalam reaksi. Bila dihasilkan radikalfenil, radikal ini akan menyerang molekul benzene akan menghasilkan bifenil.

C6H5 + C6H6 –> C6H5 - C6H5 + H

Sebagianbesarreaksiorganikdiklasifikasikandalamreaksiionikdanreaksiradikal.Dipertengahan pertama abad20, kemudian muncul golongan lain reaksi yang tidak dapat dimasukkan dalam dua golongan tadi. Salah satu yang khas adalah reaksi Diels-Alder yang ditemukan ditahun 1928 oleh dua kimiawan Jerman Paul Hermann Diels (1876 - 1954) dan Kurt Alder (1902 - 1958). Dalam reaksi ini butadiene yang secara muatan netral bereaksi dengan anhidrida maleat yang juga netral menghasilkan produk siklik.

c. Sintesa simetrik

Atom karbon asimetrik memainkan peran dalam aktivitas fisiologis semua senyawa ini.Harus ditambahkan bahwa dalam banyak kasus hanya satu dari pasangan enansiomer ini bermanfaat bagi manusia. Dengan demikian, apakah kita dapat mencapai sintesis asimetrik, seni sintesis selektif satu dari pasangan enansiomer, adalah isu yang sangat penting. Dalam contoh-contoh sintesis asimetrik yang berhasil, senyawa dengan atom karbon asimetrik, seperti terpen, asam amino dan gula, dipilih sebagai salah satu reaktan. Atom karbon asimetrik mungkin akan lebih menyukai pembentukan salah satu enansiomer. Pembentukan selektif salah satu isomer mungkin dipengaruhi oleh efeks terik. Dalam kasus tertentu, laju reaksi mungkin berbeda antara kedua stereo isomer. Dalam kasus lain, kesetimbangan antara dua produk isomer akan bergeser kesalah satu sisi kesetimbangan. Sintesis selektif isomer yang penting akan sangat penting dan topic yang paling banyak dilakukan dikimia organic abad 21. Terdapat pula pendekatan yang lebih sukar yakni tidak digunakannya senyawa dengan atom karbon asimetrik. Bila sintesis asimetri kini dapat direalisasikan, kita dapat mengatakan bahwa kimia telah dapat meniru alam.

Aldehid dan keton sebagai senyawa karbonil

Aldehid dan keton adalah senyawa-senyawa sederhana yang mengandung sebuah gugus karbonil – sebuah ikatan rangkap C=O. Aldehid dan keton termasuk senyawa yang sederhana jika ditinjau berdasarkan tidak adanya gugus-gugus reaktif yang lain seperti -OH atau -Cl yang terikat langsung pada atom karbon di gugus karbonil – seperti yang bisa ditemukan misalnya pada asam-asam karboksilat yang mengandung gugus -COOH.

Contoh-contoh aldehid

Pada aldehid, gugus karbonil memiliki satu atom hidrogen yang terikat padanya bersama dengan salah satu dari gugus berikut:

• atom hidrogen lain

• atau, yang lebih umum, sebuah gugus hidrokarbon yang bisa berupa gugus alkil atau gugus yang mengandung sebuah cincin benzen.

Pada pembahasan kali ini, kita tidak akan menyinggung tentang aldehid yang mengandung cincin benzen.

Pada gambar di atas kita bisa melihat bahwa keduanya memiliki ujung molekul yang sama persis. Yang membedakan hanya kompleksitas gugus lain yang terikat. Jika kita menuliskan rumus molekul untuk molekul-molekul di atas, maka gugus aldehid (gugus karbonil yang mengikat atom hidrogen) selalunya dituliskan sebagai -CHO – dan tidak pernah dituliskan sebagai COH. Oleh karena itu, penulisan rumus molekul aldehid terkadang sulit dibedakan dengan alkohol. Misalnya etanal dituliskan sebagai CH3CHO dan metanal sebagai HCHO.

Penamaan aldehid didasarkan pada jumlah total atom karbon yang terdapat dalam rantai terpanjang – termasuk atom karbon yang terdapat pada gugus karbonil. Jika ada gugus samping yang terikat pada rantai terpanjang tersebut, maka atom karbon pada gugus karbonil harus selalu dianggap sebagai atom karbon nomor 1.

Contoh-contoh keton

Pada keton, gugus karbonil memiliki dua gugus hidrokarbon yang terikat padanya. Sekali lagi, gugus tersebut bisa berupa gugus alkil atau gugus yang mengandung cincin benzen. Disini kita hanya akan berfokus pada keton yang mengandung gugus alkil untuk menyederhanakan pembahasan. Perlu diperhatikan bahwa pada keton tidak pernah ada atom hidrogen yang terikat pada gugus karbonil.

Propanon biasanya dituliskan sebagai CH3COCH3. Diperlukannya penomoran atom karbon pada keton-keton yang lebih panjang harus selalu diperhatikan. Pada pentanon, gugus karbonil bisa terletak di tengah rantai atau di samping karbon ujung – menghasilkan pentan-3-ena atau pentan-2-on.

Ikatan dan Kereaktifan

Ikatan pada gugus karbonil

Atom oksigen 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=O sangat polar.

Reaksi-reaksi penting dari gugus karbonil

Atom karbon yang sedikit bermuatan positif pada gugus karbonil bisa diserang oleh nukleofil. Nukleofil merupakan sebuah ion bermuatan negatif (misalnya, ion sianida, CN-), atau bagian yang bermuatan negatif dari sebuah molekul (misalnya, pasangan elektron bebas pada sebuah 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. Ini menghasilkan reaksi yang dikenal sebagai adisi-eliminasi ataukondensasi. Dalam pembahasan tentang aldehid dan keton anda akan menemukan banyak contoh reaksi adisi sederhana dan reaksi adisi-eliminasi. Aldehid dan keton mengandung sebuah gugus karbonil. Ini berarti bahwa reaksi keduanya sangat mirip jika ditinjau berdasarkan gugus karbonilnya.

Perbedaan aldehid dan keton

Aldehid berbeda dengan keton karena memiliki sebuah atom hidrogen yang terikat pada gugus karbonilnya. Ini menyebabkan aldehid sangat mudah teroksidasi. Sebagai contoh, etanal, CH3CHO, sangat mudah dioksiasi baik menjadi asam etanoat, CH3COOH, atau ion etanoat, CH3COO-. Keton tidak memiliki atom opic en tersebut sehingga tidak mudah dioksidasi. Keton hanya opi dioksidasi dengan menggunakan agen pengoksidasi kuat yang memiliki kemampuan untuk memutus ikatan karbon-karbon. 

Kondensasi senyawa karbonil banyak dilakukan sebagai starting materialpenambahan rantai karbon baru dalam suatu senyawa. Senyawa karbonil bisa berkondensasi dengan dirinya sendiri dan senyawa karbonil lainnya. Selain kondensasi, reaksi yang juga dapat terjadi adalah reaksi cannizaro. Dalam percobaan yang pertama, reagennya adalah 4-metoksibenzaldehid dan aseton menghasilkan senyawa turunan dibenzalaseton sedangkan percobaan kedua reagennya adalah benzaldehid yang mengalami reaksi disproporsionasi membentuk benzil alkohol dan asam benzoat dengan bantuan KOH.

Permasalahan :
1. Gugus karbonil dari benzaldehida lebih reaktif dari gugus karbonil aseton sehingga bereaksi cepat dengan anion aseron menghasilkan β hidroksi keton dan dengan mudah mengalami dehidrasi dengan berkatalis basa sehingga dapat menhasilkan mono atau dibenzalaseton. Mengapa demikian? 
2.Bagaimana pengaruh suhu pada Kondensasi Claisen-Schmidt? 

3. Senyawa karbonil bisa berkondensasi dengan dirinya sendiri dan senyawa karbonil lainnya. Bagaimana prosesnya? 

Sources :

http://winartosagala.blogspot.com/2011/03/reaksi-kondensasi.html?m=1

 http://hamdhan231.blogspot.com/2016/05/kondensasi-aldol.html?m=1