Reaksi Alkilasi Pada Senyawa Karbonil
Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini menggunakan katalis asam kuat seperti H2SO4, HCl, AlCl3 (suatu asam kuat Lewis). Reaksi secara umum adalah sebagai berikut: RH + CH2=CR’R’’ R-CH2-CHR’R”.
Reaksi alkilasi dengan katalis asam dimulai dengan pembentukan ion karbonium (C+4H9 ) dengan mentransfer proton (H+) dari katalis asam ke molekul umpan olefin, dan kemudian ion karbonium tersebut berkombinasi dengan molekul jumpan isobutana untuk menghasilkan kation tertier butil (iso C+ 8H9).
Reaksi antara kation tertier butil tersebut dengan umpan butilena-1 dan butilena-2 akan membentuk masing-masing ion karbonium oktil (iso C+8H17) dengan dua cabang (dimetil) dan tiga cabang (trimetil) yang selanjutnya akan bereaksi dengan molekul umpan isobutana untuk menghasilkan produk alkilat isooktana yaitu masing-masing bercabang dua dan tiga metal.
Alkilasi terjadi jika ion enolat nukleofilik bereaksi dengan elektrofilik alkil halide dalam reaksi SN2. Enolat dapat bertindak sebagai nukleofil pada reaksi SN2. Hydrogen digantikan oleh gugus alil. Reaksi ini salah satu dari reaksi penting pada enolat karena merupakan pembentukan ikatan karbon-karbon. Leaving group yang baik seperti klorida, bromide, iodide, tosylate yang biasanya digunakan. Juga, leaving group sekunder dan tersier tidak perlu digunakan karena reaktivitasnya buruk dan kemungkinan bersaing dengan reaksi eliminasi. Penting untuk menggunakan basa kuat seperti LDA atau sodium amida untuk reaksi ini. Menggunakan basa lemah seperti hidroksida atau alkoksida dapat menyebabkan terjadinya multiple alkilasi.
Berikut merupakan contoh reaksi alkilasi
Pembentukan Enolat
Penyerangan SN2
Asetosetat Ester Sintesis
Mekanisme Reaksi Alkilasi
Dengan isomerisasi umpan butilena-1 menjadi butilena-2 yang kemudian berkombinasi dengan umpan isobutana, maka produk alkilasi akan menghasilkan isooktana bercabang tiga metil, berangka oktana lebih tinggi. Salah satu reaksi penting dalam proses alkilasi propilena adalah terbentuknya isobutilena dari hasil kombinasi kedua molekul umpan propilena dan isobutana, dan berkombinasinya molekul isobutilena tersebut dengan umpan isobutana akan menghasilkan produk isooktana bercabang tiga metil yang berangka oktana -RON -100. Isobutilena tersebut terbentuk dengan timbulnya transfer hidrogen dari isobutana ke propilena. Reaksi alkilasi adalah eksotermis dengan pelepasan panas reaksi sekitar 124.000–140.000 BTU per barel isobutana bereaksi.
Terdapat 2 jenis reaksi adisi gugus karbonil menjadi alkohol yang menggunakan reagen organologam, yaitu :
A. Reagen Organolithium (Me-Li)
Reagen organolithium ditandai dengan ikatan C-Li. Lithium kurang elektronegatif daripada karbon sehingga ikatan C-Li dapat terpolarisasi menjadi C- +Li. Reagen organolithium lebih reaktif daripada organomagnesium halida (Grignard) dan diharapkan bertindak sebagai nukleofil dan basa yang baik. Reaksi logam lithium pada suhu rendah dengan alkil halida dalam pelarut hidrokarbon menghasilkan alkil litium. Organolithium bereaksi dengan aldehid, keton dan ester untuk menghasilkan alkohol sebagai suatu reaksi adisi. Salah satu contohnya dengan menggunakan keton membentuk alkohol tersier (3°) :
Reaksi dengan : (1) Aldehida membentuk alkohol sekunder (2°), (2) Keton membentuk alkohol tersier (3°) dan (3) Ester membentuk keton.
B. Reagen Grignard (MeMg-X)
Reagen Grignard merupakan senyawa alkil-/aril- Magnesium Halida dengan rumus umum RMg-X, dimana X adalah halogen dan R adalah gugus alkil atau aril. Reagen Grignard sederhana yang umum digunakan berupa CH3CH2MgBr.
Pada reaksi adisi Nukleofilik oleh reagen Grignard, R bertindak sebagai nukleofil yang bermuatan parsial negatif (R:- +MgX). Aldehida membentuk alkohol sekunder (2°) pada reaksi dengan pereaksi Grignard dalam larutan eter. Sedangkan keton membentuk alkohol tersier (3°).
Pada reaksi Grignard, dimulai dari kompleksasi asam-basa Mg2+ ke atom oksigen karbonil dari aldehida atau keton, sehingga membuat gugus karbon karbonil menjadi Elektrofil yang baik. Penambahan Nukleofil R:- menghasilkan intermediet tetrahedral Magnesium Alkoksida (-OMgX). Protonasi menggunakan air atau asam encer secara terpisah dapat menghasilkan alkohol netral. Adisi Grignard memiliki irreversibel yang lebih efektif karena karbanion adalahleaving group yang terlalu buruk sehingga sulit dilepaskan
permasalahan
1. Pada reaksi alkilasi, mengapa atom C alfa saja yang dapat berikatan dengan atom C yang berikatan dengan alkil halida?
2. Reaksi alkilasi melibatkan karbokation elektrofil yang kuat (ion acylium), namun karbokation ini tidak dapat dilakukan penataan ulang kembali setelah distabilkan melalui resonansi, kenapa tidak bisa dilakukan penataan ulang?
3. Kenapa pada reaksi alkilasi menggunakan basa kuat dan juga alkil halida yang digunakan harus metil?
1. Pada reaksi alkilasi, mengapa atom C alfa saja yang dapat berikatan dengan atom C yang berikatan dengan alkil halida?
2. Reaksi alkilasi melibatkan karbokation elektrofil yang kuat (ion acylium), namun karbokation ini tidak dapat dilakukan penataan ulang kembali setelah distabilkan melalui resonansi, kenapa tidak bisa dilakukan penataan ulang?
3. Kenapa pada reaksi alkilasi menggunakan basa kuat dan juga alkil halida yang digunakan harus metil?
Saya akan mencoba menjawab permasalahan pertamakan
BalasHapusKarena atom C yg berikatan dgn alkil halida merupakan nukleofil (bermuatan negatif) yang akan berikatan C alfa yg bertindak sbg elektrofil (bermuatan positif).
Saya akan mencoba menjawab permasalahan kedua.
BalasHapusTidak terjadi penataan-ulang karbokation karena ion karbonium distabilkan oleh struktur resonans dengan muatan positif pada oksigen.
Saya akan mencoba menjawab permasalahan nomor 3
BalasHapusAlkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini menggunakan katalis asam kuat seperti H2SO4, HCl, AlCl3 (suatu asam kuat Lewis). Reaksi secara umum adalah sebagai berikut:
RH + CH2=CR’R’’ panah R-CH2-CHR’R”.
.
Pada proses yang umum dilakukan di pengilangan minyak, isobutana di alkilasi menggunakanalkena alkena yang memilik MR rendah (biasanya campuran dari propilena dan butilena) danmenggunakan katalis yang bersifat asam kuat, antara asam sulfat (H2SO4) atau asam fluorida (HF).Pada pengilangan minyak proses tersebut biasa disebut unit alkilasi asam sulfat (SAAU) atau unitalkilasi fluorida (HFAU). Katalis tersebut memprotonasi alkena (campuran propilena dan butilena)untuk memproduksi karbokation ang reaktif, yaitu isobutana teralkilasi. Reaksi tersebut terjadi padatemperatur menengah (0 dan 300C) pada reaksi 2 fasa. Sangatlah penting untuk menjaga kadar isobutan terhadap alkena tetap tinggi.
3
BalasHapusBenzena sangat sukar untuk bereaksi, jadi diperlukan adanya katalis untuk mempercepat terjadinya reaksi. Berikut berbagai macam reaksi-reaksi benzena.
Reaksi alkilasi
Benzena bereaksi dengan haloalkana (ex = C2H5Br)
Menggunakan katalis AlCl3, inilah yang membedakannya dengan reaksi halogenasi
Menghasilkan halobenzena dan asam kuat
Permasalahan 3 dilakukan di pengilangan minyak, isobutana di alkilasi menggunakanalkena alkena yang memilik MR rendah (biasanya campuran dari propilena dan butilena) danmenggunakan katalis yang bersifat asam kuat, antara asam sulfat (H2SO4) atau asam fluorida (HF).
BalasHapusSaya akan mencoba menjawab permasalahan kedua.
BalasHapusTidak terjadi penataan-ulang karbokation karena ion karbonium distabilkan oleh struktur resonans dengan muatan positif pada oksigen.
Saya akan mencoba menjawab permasalahan Anda yg ke-3:
BalasHapusKarena Alkil Halida adalah senyawa-senyawa yang mengandung halogen yang terikat pada atom karbon jenuh (atom karbon yang terhibridisasi sp3).
Saya akan mencoba menjawab permasalahan kedua.
BalasHapusTidak terjadi penataan-ulang karbokation karena ion karbonium distabilkan oleh struktur resonans dengan muatan positif pada oksigen.
Pada pengilangan minyak proses tersebut biasa disebut unit alkilasi asam sulfat (SAAU) atau unitalkilasi fluorida (HFAU). Katalis tersebut memprotonasi alkena (campuran propilena dan butilena)untuk memproduksi karbokation ang reaktif, yaitu isobutana teralkilasi. Reaksi tersebut terjadi padatemperatur menengah (0 dan 300C) pada reaksi 2 fasa.
BalasHapusPermasalahan 3 dilakukan di pengilangan minyak, isobutana di alkilasi menggunakanalkena alkena yang memilik MR rendah (biasanya campuran dari propilena dan butilena) danmenggunakan katalis yang bersifat asam kuat, antara asam sulfat (H2SO4) atau asam fluorida (HF).
BalasHapusSaya akan mencoba menjawab permasalahan no 3
BalasHapusPada proses yang umum dilakukan di pengilangan minyak, isobutana di alkilasi menggunakanalkena alkena yang memilik MR rendah (biasanya campuran dari propilena dan butilena) danmenggunakan katalis yang bersifat asam kuat, antara asam sulfat (H2SO4) atau asam fluorida (HF).Pada pengilangan minyak proses tersebut biasa disebut unit alkilasi asam sulfat (SAAU) atau unitalkilasi fluorida (HFAU). Katalis tersebut memprotonasi alkena (campuran propilena dan butilena)untuk memproduksi karbokation ang reaktif, yaitu isobutana teralkilasi. Reaksi tersebut terjadi padatemperatur menengah (0 dan 300C) pada reaksi 2 fasa. Sangatlah penting untuk menjaga kadar isobutan terhadap alkena tetap tinggi.
No 2 Tidak terjadi penataan-ulang karbokation karena ion karbonium distabilkan oleh struktur resonans dengan muatan positif pada oksigen
BalasHapus