alkohol, eter dan senyawa yang terkait

Alkohol, Eter, Aldehid, Keton, Asam Karboksilat dan Ester

Gugus fungsi adalah bagian yang paling reaktif dari suatu senyawa, sehingga gugus fungsi dapat menjadi ciri dari suatu senyawa. Gugus fungsi

Gugus Fungsi	Nama
-OH	Hidroksi
-OR	Alkoksi
-X	Halida
-CHO	Aldehid
-CO-	Keton
-SO3H	Sulfonat
-COOH	Asam karboksilat
-COO-R	Ester

Alkohol (Alkanol) dan Eter (Alkoksi Alkana)

              Alkohol sering dipakai untuk menyebut etanol, yang juga disebut grain alcohol; dan kadang untuk minuman yang mengandung alkohol. Hal ini disebabkan karena memang etanol yang digunakan sebagai bahan dasar pada minuman tersebut, bukan metanol, atau grup alkohol lainnya. Begitu juga dengan alkohol yang digunakan dalam dunia famasi. Alkohol yang dimaksudkan adalah etanol. Sebenarnya alkohol dalam ilmu kimia memiliki pengertian yang lebih luas lagi.

            Dalam kimia, alkohol (atau alkanol) adalah istilah yang umum untuk senyawa organik apa pun yang memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada atom karbon, yang ia sendiri terikat pada atom hidrogen dan/atau atom karbon lain. 

  Struktur alkohol

            Gugus fungsional alkohol adalah gugus hidroksil yang terikat pada karbon hibridisasi sp³. Ada tiga jenis utama alkohol - 'primer', 'sekunder, dan 'tersier'. Nama-nama ini merujuk pada jumlah karbon yang terikat pada karbon C-OH. Alkohol primer paling sederhana adalah metanol. Alkohol sekunder yang paling sederhana adalah 2-propanol, dan alkohol tersier paling sederhana adalah 2-metil-2-propanol.

             Alkohol dan eter memiliki rumus molekul yang sama, yaitu C_nH_2n+2O. Yang membedakan alkohol dengan eter adalah gugus fungsi yang dimiliki. Gugus fungsi alkohol adalah hidroksi, -OH. Gugus fungsi eter adalah alkoksi, -OR.

Bila diperhatikan dalam rumus struktur alkohol dan eter akan ditemukan R, R adalah lambang rantai karbon (alkil), R dalam alkohol dan eter tidak dapat diganti dengan H.

Struktur Alkil

Masih bingung dengan struktur alkil? Nah diagram ini semoga membantu.

Penamaan Senyawa Alkohol

Trivial	IUPAC
Penamaan alkohol secara trivial dengan menyebut nama alkil kemudian diikuti kata alkohol.	Penamaan alkohol secara IUPAC sama dengan nama alkana, hanya diberi akhiran –ol.
Nama senyawa ini adalah isopropil alkohol	Nama senyawa ini adalah 2-metil-1-propanol

Penggolongan Alkohol

1. Alkohol primer
• Alkohol primer adalah alkohol yang gugus –OH nya terikat pada atom C yang mengikat satu atom C yang lain.
• Alkohol primer dapat teroksidasi menjadi aldehid, dan pada oksidasi tahap berikutnya aldehid akan menghasilkan asam alkanoat.
• Ciri-ciri alkohol primer adalah
• Namanya berakhiran 1-ol
• Gugus –OH selalu terikat pada CH₂.
2. Alkohol Sekunder
• Alkohol sekunder adalah alkohol yang gugus –OH nya terikat pada atom C yang mengikat dua atom C yang lain.<.li>
  
• Alkohol sekunder dapat teroksidasi menjadi alkanon.


Ciri-ciri alkohol sekunder adalah
• Namanya tidak berakhiran 1-ol.
• Namanya tidak mengandung n-il-n-ol (nomor –il dan nomor –ol yang sama).
Gugus –OH selalu terikat pada CH.
3. Alkohol Tersier
• Alkohol tersier adalah alkohol yang gugus –OH nya terikat pada atom C yang mengikat tiga atom C yang lain.
• Alkohol tersier tidak dapat dioksidasi.
• Namanya mengandung n-il-n-ol (nomor –il dan nomor –ol yang sama).
• Gugus –OH selalu terikat pada C.

SIFAT-SIFAT ALKOHOL

     A. Sifat Fisik

a.  Tiga suku pertama alkohol (metanol, etanol, dan propanol) mudah larut dalam air dengan semua perbandingan. Alkohol merupakan cairan tidak berwarna (jernih) dan berbau khas.

b. Titik cair dan titik didihnya meningkat sesuai dengan bertambahnya Mr alkanol.
c.  Alkohol rantai pendek bersifat polar sehingga dengan baik larut dalam air serta memiliki titik didih lebih tinggi dibandingkan dengan alkena. dalam hal kepolaran dan titik didih,  alkohol rantai pendek memiliki kemiripan sifat dengan air. 

     B. Sifat Kimia

a.  Ikatan Hidrogen

Antarmolekul hidrogen terdapat ikatan hidrogen.

b. Kepolaran

Alkohol bersifat polar karena memiliki gugus OH. Kepolaran alkohol akan makin kecil jika suhunya makin tinggi.

c.  Reaksi Dengan Logam

Alkohol kering dapat bereaksi dengan logam K dan Na.

d. Oksidasi

Alkohol primer dan sekunder dapat dioksidasi dengan menggunakan oksidator, tetapi alkohol tersier tidak.

  Beberapa alkohol yang bernilai komersial

Metanol

            Metanol (metil alkohol) pada mulanya dibuat dari pembakaran kayu tanpa udara, sehingga disebut alkohol kayu (wood alcohol). Metanol dikenal sangat toxic, menyebabkan kebutaan, dan kematian. Metanol umumnya digunakan sebagai pelarut, bahan bakar, maupun bahan dasar sistesis senyawa organik yang lainnya.

Saat ini metanol dibuat dari reaksi katalitik dari gas karbon monoksida dengan hidrogen. Dalam reaksi ini diperlukan suhu 300 -400 ^oC, tekanan 200-300 atm, menggunakan katalis ZnO-Cr₂O₃.

CO    + 2 H₂                                       CH₃OH

Etanol

            Etanol pertama kali dikenal sebagai hasil fermentasi buah-buahan, sehingga etanol banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan minuman. Etanol bersifat kurang toxik dibandingkan dengan metanol, tetapi jika digunakan berlebihan dapat mengakibatkan kerusakan saraf. Etanol banyak dibuat dengan mengfermentasikan bahan-bahan yang mengandung glukosa dengan ragi, yang akan mengubah glukosa dalam keadaan an aerob membentuk etanol. Dalam proses fermentasi tersebut dapat dihasilkan 12-15 persen alkohol. Untuk meningkatkan konsentrasi alkohol selanjutnya dilakukan destilasi, sehingga diperoleh alkohol dengan konsentrasi 40-50 persen.

            C₆H₁₂O₆                                                      2 C₂H₅OH    +  2 CO₂

Campuran etanol 95% dan 5 % air disebut azeotrop, yang memiliki titik didik yang lebih rendah dari etanol (78,15 ^oC), etanol murni mempunyai titik didih 78,3 ^oC. Etanol absolut (100 %) dapat diperoleh dengan menambahkan kalsium oksida (CaO) pada campuran azeotrop.

            Secara komersial etanol dibuat di industri dari gas etilen dengan air pada tekanan tinggi (100-300atm), suhu tinggi (300 ^oC), dan katalis P₂O₅.

            CH₂=CH₂   +  H₂O                               CH₃CH₂OH         

 Kegunaan alkohol

Pengawet

            Alkohol juga dapat digunakan sebagai pengawet untuk hewan koleksi (yang ukurannya kecil).

     b. Otomotif

            Alkohol dapat digunakan sebagai bahan bakar otomotif. Etanol dan metanoldapat dibuat untuk membakar lebih bersih dibanding bensin atau diesel. Alkohol dapat digunakan sebagai antibeku pada radiator. Untuk menambah penampilan mesin pembakaran dalam, metanol dapat disuntikan kedalam mesin Turbochargerdan Supercharger. Ini akan mendinginkan masuknya udara kedalam pipa masuk, menyediakan masuknya udara yang lebih padat.

Struktur dan ikatan eter

Eter adalah suatu senyawa organik yang mengandung gugus R—O—R', dengan R dapat berupa alkil maupun aril. Contoh senyawa eter yang paling umum adalah pelarut dan anestetik dietil eter (etoksietana, CH₃-CH₂-O-CH₂-CH₃). Eter sangat umum ditemukan dalam kimia organik dan biokimia, karena gugus ini merupakan gugus penghubung pada senyawa karbohidrat dan lignin.

Eter memiliki ikatan C-O-C yang bersudut ikat sekitar 110° dan jarak C-O sekitar 140 pm. Sawar rotasi ikatan C-O sangatlah rendah. Menurut teori ikatan valensi, hibridisasi oksigen pada senyawa eter adalah sp³.

            Oksigen lebih elektronegatif daripada karbon, sehingga hidrogen yang berada pada posisi alfa relatif terhadap eter bersifat lebih asam daripada hidrogen senyawa hidrokarbon. Walau demikian, hidrogen ini kurang asam dibandingkan dengan alfa hidrogen keton.

Penamaan Eter

Trivial	IUPAC
Nama trivial eter adalah alkil alkil eter.	Nama IUPAC eter adalah alkoksi alkana.
	Alkoksi adalah gugus O-R’, R’ dalam gugus O-R’ adalah gugus rantai karbon yang pendek.
etil butil eter.	1-etoksi butana.

Sifat-sifat fisika

Molekul-molekul eter tidak dapat berikatan hidrogen dengan sesamanya, sehingga mengakibatkan senyawa eter memiliki titik didih yang relatif rendah dibandingkan dengan alkohol.

Eter bersifat sedikit polar karena sudut ikat C-O-C eter adalah 110 derajat, sehingga dipol C-O tidak dapat meniadakan satu sama lainnya. Eter lebih polar daripada alkena, namun tidak sepolar alkohol, ester, ataupun amida. walau demikian, keberadaan dua pasangan elektron menyendiri pada atom oksigen eter, memungkinkan eter berikatan hidrogen dengan molekul air.Eter dapat dipisahkan secara sempurna melalui destilasi.

Eter siklik seperti tetrahidrofuran dan 1,4-dioksana sangat larut dalam air karena atom oksigennya lebih terpapar ikatan hidrogen dibandingkan dengan eter-eteralifatik lainnya.

Beberapa alkil eter
Eter	Struktur	Titik lebur (°C)	Titidk didih (°C)	Kelarutan dalam 1 L H2O	Momen dipol (D)
Dimetil eter	CH3-O-CH3	-138,5	-23,0	70 g	1,30
Dietil eter	CH3CH2-O-CH2CH3	-116,3	34,4	69 g	1,14
Tetrahidrofuran	O(CH2)4	-108,4	66,0	Larut pada semua perbandingan	1,74
Dioksana	O(C2H4)2O	11,8	101,3	Larut pada semua perbandingan	0,45

Reaksi

            Eter secara umumnya memiliki reaktivitas kimia yang rendah, walaupun ia lebih reaktif daripada alkana. Beberapa contoh reaksi penting eter adalah sebagai berikut.^[2]

Pembelahan eter

            Walaupun eter tahan terhadap hidrolisis, ia dapat dibelah oleh asam-asam mineral seperi asam bromat dan asam iodat. Asam klorida hanya membelah eter dengan sangat lambat. Metil eter umumnya akan menghasilkan metil halida:

ROCH₃ + HBr → CH₃Br + ROH

Reaksi ini berjalan via zat antara onium, yaitu [RO(H)CH₃]⁺Br^-.

            Beberapa jenis eter dapat terbelah dengan cepat menggunakan boron tribomida (dalam beberapa kasusaluminium klorida juga dapat digunakan) dan menghasilkan alkil bromida. Berganting pada substituennya, beberapa eter dapat dibelah menggunakan berbagai jenis reagen seperti basa kuat.

Pembentukan peroksida

            Eter primer dan sekunder dengan gugus CH di sebelah oksigen eter, dapat membentuk peroksida, misalnya dietil eter peroksida. Reaksi ini memerlukan oksigen (ataupun udaara), dan dipercepat oleh cahaya, katalis logam, dan aldehida. Peroksida yang dihasilkan dapat meledak. Oleh karena ini, diisopropil eter dantetrahidrofuran jarang digunakan sebagaipelarut.

Sebagai basa Lewis

            Eter dapat berperan sebagai basa Lewis maupun basa Bronsted. Asam kuat dapat memprotonasi oksigen, menghasilkan "ion onium". Contohnya, dietil eter dapat membentuk kompleks dengan boron trifluorida, yaitu dietil eterat (BF₃^.OEt₂). Eter juga berkooridasi dengan Mg(II) dalamreagen Grignard. Polieter (misalnya eter mahkoya) dapat mengikat logam dengan sangat kuat.

Sintesis

            Eter dapat disintesis melalui beberapa cara:

Dehidrasi alkohol

     Dehidrasi senyawa alkohol dapat menghasilkan eter:

2 R-OH → R-O-R + H₂O

Reaksi ini memerlukan temperatur yang tinggi (sekitar 125 °C). Reaksi ini dikatalisis oleh asam, biasanya asam sulfat. Metode ini efektif untukn menghasilkan eter simetris, namun tidak dapat digunakan untuk menghasilkan eter tak simetris. Dietil eter dihasilkan dari etanol menggunakan metode ini. Eter siklik dapat pula dihasilkan menggunakan metode ini.

Sintesis eter Williamson

Eter dapat pula dibuat melalui substitusi nukleofilik alkil halida oleh alkoksida

R-ONa + R'-X → R-O-R' + NaX

Reaksi ini dinamakan sintesis eter Williamson. Reaksi ini melibatkan penggunaan alkohol dengan basa kuat, menghasilkan alkoksida, yang diikuti oleh adisi pada senyawa alifatik terkait yang memiliki gugus lepas (R-X). Gugus lepas tersebut dapat berupa iodida, bromida, maupun sulfonat. Metode ini biasanya tidak bekerja dengan baik dengan aril halida (misalnya bromobenzena). Reaksi ini menghasilkan rendemen reaksi yang tinggi untuk halida primer. Halida sekunder dan tersier sangat rawan menjalani reaksi eliminasi E2 seketika berpaparan dengan anion alkoksida yang sangat basa.

Dalam reaksi lainnya yang terkait, alkil halida menjalani substitusi nukleofilik olehfenoksida. R-X tidak dapat digunakan untuk bereaksi dengan alkohol. Namun, fenoldapat digunakan untuk menggantikan alkohol. Oleh karena fenol bersifat asam, ia dapat bereaksi dengan basa kuat sepertinatrium hidroksida, membentuk ion fenoksida. Ion fenoksida ini kemudian mensubstitusi gugus -X pada alkil halida, menghasilkan eter dengan gugus aril yang melekat padanya melalui mekanisme reaksi SN2.

C₆H₅OH + OH^- → C₆H₅-O^- + H₂O

C₆H₅-O^- + R-X → C₆H₅OR

Kondensasi Ullmann

            Kondensasi Ullmann mirip dengan metode Williamson, kecuali substratnya adalah aril halida. Reaksi ini umumnya memerlukan katalis, misalnya tembaga.

Adisi elektrofilik alkohol ke alkena

            Alkohol dapat melakukan reaksi adisi dengan alkena yang diaktivasi secara elektrofilik.

R₂C=CR₂ + R-OH → R₂CH-C(-O-R)-R₂

Katalis asam diperlukan agar reaksi ini dapat berjalan. Biasanya merkuri trifluoroasetat (Hg(OCOCF₃)₂) digunakan sebagai katalis.

Pembuatan epoksida

            Epoksida biasanya dibuat melalui oksidasi alkena. Eposida yang paling penting dalam industri adalah etilena oksida, yang dihasilkan melalui oksidasi etilena dengan oksigen. Epoksida lainnya dapat dihasilkan melalui dua cara:

• Melalui oksidasi alkena denganperoksiasam seperti Asam meta-kloroperoksibenzoat (m-CPBA).
• Melalui substitusi nukleofilik intramolekuler halohidrin.

Beberapa eter penting

	Etilena oksida	Eter siklik yang paling sederhana.
	Dimetil eter	Merupakan propelan pada aerosol. Merupakan bahan bakar alternatif yang potensial untukmesin dieselkarena mempunyai bilangan cetansebesar 56-57.
	Dietil eter	Merupakan pelarut umum pada suhu rendah (b.p. 34.6°C), dan dulunya merupakan zatanestetik. Digunakan sebagai cairan starter kontak pada mesin diesel.
	Dimetoksimetana(DME)	Pelarut pada suhu tinggi (b.p. 85°C):
	Dioksana	Merupakan eter siklik dan pelarut pada suhu tinggi (b.p. 101.1°C).
	Tetrahidrofuran(THF)	Eter siklik, salah satu eter yang bersifat paling polar yang digunakan sebagai pelarut.
	Anisol(metoksibenzena)	Merupakan eter aril dan komponen utamaminyak esensialpada biji adas manis.
	Eter mahkota	Polieter siklik yang digunakan sebagai katalis transfer fase.
	Polietilen glikol(PEG)	Merupakan polieter linear, digunakan padakosmetik danfarmasi.

Aldehid dan Keton

            Aldehid adalah suatu senyawa yang mengandung gugus karbonil (C=O) yang terikat pada sebuah atau dua buah unsur hidrogen. Aldehid berasal dari “alkohol dehidrogenatum“. (cara sintesisnya).

           Aldehid 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.

Pada aldehid, gugus karbonil memiliki satu atom hidrogen yang terikat padanya bersama dengan salah satu dari gugus atom hidrogen lain atau, yang lebih umum, sebuah gugus hidrokarbon yang bisa berupa gugus alkil atau gugus yang mengandung sebuah cincin benzen.

           Keton bisa berarti gugus fungsi yang dikarakterisasikan oleh sebuah gugus karbonil (O=C)yang terhubung dengan dua atom karbon ataupun senyawa kimia yang mengandung gugus karbonil. Keton memiliki rumus umum: R1(CO)R2. Senyawa karbonil yang berikatan dengan dua karbon membedakan keton dari asam karboksilat, aldehida, ester, amida, dan senyawa-senyawa beroksigen lainnya. Ikatan ganda gugus karbonil membedakan keton dari alkoholdan eter. Keton yang paling sederhana adalah aseton (secara sistematis dinamakan 2-propanon).
Keton adalah suatu senyawa organik yang mempunyai sebuah gugus karbonil (C=O) terikat pada dua gugus alkil, dua gugus aril atau sebuah alkil dan sebuah aril. Sifat-sifat sama dengan aldehid.

          Aldehid (alkanal) dan keton (alkanon) memiliki rumus molekul yang sama, yaitu C_nH_2nO. Yang membedakan aldehid dengan keton adalah gugus fungsi yang dimiliki. Gugus fungsi aldehid adalah -CHO di ujung. Gugus fungsi keton adalah –CO- di tengah.

Penamaan Aldehid

• Menurut IUPAC, aldehid diberi nama mirip dengan alkana, diberi akhiran –al.
• Secara trivial, aldehid dinamakan dengan nama aldehid.
Contoh:

Tabel nama-nama trivial aldehid yang sering didengar dalam kehidupan sehari-hari

Senyawa Aldehid	Nama
CH2O	Formaldehida
C2H4O	Asetaldehida
C3H6O	Propionaldehida
C4H8O	Butiraldehida
C5H10O	Valeraldehida
C6H12O	Kaproaldehida

Penamaan Keton

• Menurut IUPAC, keton diberi nama seperti alkana, diberi akhiran –on.
• Secara trivial, keton diberi nama alkil-alkil-keton.
Contoh:

Asam Karboksilat dan Ester

          Asam karboksilat merupakan golongan senyawa karbon yang mempunyai gugus fungsional –COOH yang disebut gugus karboksil. 

          Dalam kehidupan sehari-hari kita sering mengkonsumsi berbagai macam minuman rasa buah yang ungkin kebanyakan tidak benar-benar berasal dari buah asli tetapi hanya dicampuri essens (aroma buah). Essens terbuat dari senyawa ester yang aromanya bermacam-macam tergantung ester penyusunnya.

           Asam karboksilat (asam alkanoat) dan ester (alkil alkanoat) memiliki rumus molekul yang sama, yaitu C_nH_2nO₂. Yang membedakan asam karboksilat dengan ester adalah gugus fungsi yang dimiliki. Gugus fungsi asam karboksilat adalah -COOH di ujung. Gugus fungsi ester adalah –COO-R.

Penamaan Asam Alkanoat (Asam karboksilat)

• Menurut IUPAC, penamaan asam karboksilat, mirip dengan penamaan alkana, diberi awalan kata asam dan akhiran –oat.
• Sementara untuk penamaan trivial tidak pola tertentu.
Contoh:

Tabel nama-nama trivial asam karboksilat yang sering didengar dalam kehidupan sehari-hari

Rumus Asam Karboksilat	Nama
HCOOH	Asam format (asam semut)
H3CCOOH	Asam asetat (asam cuka)
H5C2COOH	Asam propionat
H7C3COOH	Asam butirat
H9C4COOH	Asam valerat
H11C5COOH	Asam kaproat

Penamaan Ester

• Menurut IUPAC, penamaan ester menggunakan nama alkil alkanoat.

Pada ester, gugus alkil yang menempel pada C, bisa digantikan atom hidrogen, seperti terlihat pada gambar ini:

• Secara trivial, ester diberi nama dengan alkil alkil ester
 




Permasalahan:
Mengapa dalam hal kepolaran dan titik didih, alkohol yang memiliki rantai pendek bisa mempunyai kemiripan sifat dengan air?