Mekanisme Reaksi- reaksi Adisi pada Aldehid dan Keton

Mekanisme Reaksi- reaksi Adisi pada Aldehid dan Keton

Apa itu Aldehida dan Keton?

Jika kita melihat ke dapur, maka peluang besar kita akan menjumpai beberapa aldehida ada di sekitar kita. Mulai dengan vitamin A yang terdapat dalam wortel hingga formika yang ada di atas meja, aldehida mungkin terdengar sulit, akan tetapi sebenarnya aldehid itu bagian dari keseharian kita. Aldehid juga bisa dijumpai selain dari vitamin A seperti vitamin B6, hormon, dan semua gula penting, glukosa. Aldehida bisa kita digunakan untuk pembuatan juga, untuk zat antara sebagai pewarna, obat-obatan, dan plastik.

Tetapi, bagaimana dengan keton? Keton sama pentingnya dalam kehidupan kita. Molekul-molekul ini juga timbul dalam gula dan hormon, dan merupakan produk sampingan yang dibutuhkan dari reaksi metabolisme. Contoh keton yang sering dijumpai untuk keperluan industry ialah aseton, seperti zat yang kita jumpai untuk menghapus cat kuku. Tapi keton lebih dari itu dibutuhkannya untuk kita. Keton seperti aseton digunakan sebagai pembentuk lak, pernis, resin, cat, dan juga bahan peledak.

Aldehida dan keton itu unik karena mempunyai gugus karbonil, atau karbon yang terikat pada oksigen dengan ikatan rangkap. Aldehida mempunyai karbon dalam gugus karbonil yang terikat pada karbon lain, hidrogen dan oksigen.

Struktur Aldehida dan Keton

1. Karbon karbonil dari aldehida atau keton adalah hibridisasi sp2.
2. Sudut ikatan mendekati 120 ° (trigonal planar).

Ikatan rangkap karbon-oksigen terdiri dari:

• Sebuah Ikatan C-O
• Sebuah ikatan C = O

Kita bisa membandingkan panjang ikatan C = O panjangnya dari ikatan rangkap C = C

Keton, bagaimanapun, memiliki karbon dalam gugus karbonil yang terikat pada oksigen, dan dua gugus tambahan, tetapi tidak ada hidrogen.

Properti Aldehida dan Keton

• Aldehida dan keton adalah molekul polar karena ikatan C = O memiliki sebuah momen dipol:
• Polaritasnya membuat aldehida dan keton memiliki titik didih yang lebih tinggi daripada alkena dengan berat molekul serupa.
• Aldehida dan keton bukan donor ikatan hidrogen (mereka tidak dapat menyumbang sebuah proton); oleh karena itu, mereka memiliki titik didih yang lebih rendah daripada alkohol yang serupa berat molekul.
• Aldehida dan keton adalah akseptor ikatan hidrogen; ini membuat mereka memilikinya kelarutan yang cukup besar dalam air. Keton seperti aseton adalah pelarut yang baik karena mereka larut baik air dan senyawa organik. Ingatlah bahwa aseton adalah pelarut aprotik kutub.

Reaksi Aldehid dan Keton

Reaksi aldehida dan keton dapat dibagi menjadi dua utama kategori:

1. Reaksi gugus karbonil
2. Reaksi yang melibatkan alpha Carbon
   

Reaksi gugus karbonil dibagi menjadi tiga kelompok utama:

1. Reaksi dengan asam

• Oksigen karbonil basa lemah.
• Baik asam Bronsted dan Lewis dapat berinteraksi dengan sepasang elektron bebas oksigen karbonil. 

      2. Reaksi Adisi

      3. Reaksi Oksidasi

Reaksi Adisi

ü  Kelompok karbonil dalam aldehida dan keton mengalami reaksi adisi.

ü  Ini adalah salah satu reaksi paling penting dari gugus karbonil.

Reaksi adisi terjadi oleh dua mekanisme yang berbeda:

1.      Penambahan berbasis katalis (dalam kondisi dasar atau netral)

2.      Penambahan yang dikatalisis oleh asam (dalam kondisi asam)

1.  Reaksi Adisi Nukleofil Air (H₂O)

            Air bisa mengadisi suatu gugus karbonil, guna menghasilkan 1,1-diol, yang bisa dikatakan gem-diol, atau hidrat. Reaksi ini bersifat reversible, dan seringnya kesetimbangan ini ada pada sisi karbonil.

Mekanisme Hidrasi

Mekanisme Umum

2.  Reaksi Adisi (HCN)                                       

            Hidrogen sianida memasuki ikatan rangkap C=O pada aldehid dan keton membentuk senyawa yang biasa dikenal sebagai hidroksinitril. Senyawa-senyawa ini sering dikatakan sebagai sianohidrin. Reaksi berlangsung sangat lambat dengan menggunakan hidrogen sianida murni. 

Mekanisme Reaksinya:

Karena perbedaan elektronegativitas dalam atom karbon dan atom oksigen, ikatan C = O menunjukkan perilaku kutub. Ini, pada gilirannya, menghasilkan perolehan muatan parsial negatif pada atom oksigen dan muatan positif parsial pada atom karbon. Muatan positif parsial atom karbon akan menarik ion sianida H + CN - . Ikatan rangkap C = O akan terputus dan terjadi perkembangan ikatan C-CN yang baru. Selanjutnya, oksigen yang tidak stabil akan menarik H⁺ dari Hidrogen sianida.

3.  Reaksi Adisi Pereaksi Grignard

            Reaksi suatu reagensia Grignard dengan senyawa yang karbonil adalah contoh lain adisi nukleofilik yang terdapat reagensia Grignard karbon positif dari suatu gugus karbonil. Walaupun demikian, adisi dari suatu reagensia Grignard tidaklah suatu reversible yaitu dapat balik. Deretan reaksi terdiri dari dua tahap yang pisah :

1. Reaksi antara reagensia Grignard dan senyawa karbonil
2. Hidrolisis magnesium aloksida guna membentuk alkohol.untuk tidak dilupakan bahwa rekasi Grignard (dari) formaldehida menghasilkan alkohol primer, aldehid lain menghasilkan alkohol seknder, dan keton menghasilkan alkohol tersier.

Mekanisme Umum

4.  Adisi Nukleofilik dengan Alkohol (R-OH)

                            

Reaktivitas Aldehida dan Keton

Aldehida lebih reaktif dan mudah mengalami reaksi adisi nukleofilik dibandingkan dengan keton. Aldehida menunjukkan konstanta kesetimbangan yang lebih baik untuk reaksi adisi daripada keton karena efek elektronik dan sterik

Langkah penentuan laju sehubungan dengan reaksi adisi nukleofilik yang dikatalisis basa dan reaksi adisi nukleofilik yang dikatalisis asam adalah langkah di mana nukleofil bekerja pada karbon karbonil.

Namun, proses protonasi terjadi pada karbonil oksigen setelah tahap penambahan nukleofilik jika terjadi kondisi katalisis asam. Karakter karbokation dari struktur karbonil meningkat karena protonasi dan dengan demikian membuatnya lebih elektrofilik.

Equilibria dalam Reaksi Penambahan Karbonil

• Stabilitas Reaktan:

- Ingat bahwa gugus alkil menstabilkan ikatan rangkap (lebih tersubstitusi alkena lebih stabil daripada alkena yang kurang tersubstitusi)

- Ini bekerja untuk C = O ikatan rangkap juga

- Keton lebih stabil daripada aldehid keton kurang disukai daripada penambahan aldehida

• Stabilitas Produk:

- produk penambahan keton kurang disukai daripada aldehida produk tambahan

Permasalahan:

1. Mengapa Aldehida lebih mudah mengalami reaksi adisi nukleofilik dibandingkan dengan keton?
2. Aldehida dan keton mengalami reaksi dengan HCN untuk menghasilkan sianohidrin. Reaksi berlangsung sangat lambat dengan menggunakan hidrogen sianida murni. Bagaimanakah caranya agar reaksi dapat berlangsung lebih cepat sehingga menghasilkan sianohidrin yang sesuai?
3. Mengapa aldehid lebih reaktif daripada keton pada reaksi adisi nukleofilik ini?

Referensi:
https://www.slideshare.net/DM12345/reaksi-adisi-aldehid-dan-keton