KIMIA ORGANIK SINTESIS

Total Sintesis Senyawa Organik

Oleh:

Herliani Lusiana/F1C114055

(herlianilusiana26@gmail.com)

Sintesis dari molekul organik adalah aspek yang paling penting dari kimia organik.Ada dua bidang utama penelitian di bidang sintesis organik, yaitu sintesis total (total sythesis) dan metodologi (metodhology). Sintesis total merupakan sintesis kimia lengkap senyawa kimia organik yang komplek dari molekul yang simpel (sederhana). Sintesis total pertama senyawa organik dilakukan pada abad 19 oleh Kolbe dengan berawal dari karbon dan sulfur yang tersedia secara komersial atau perkusor alami. Penelitian metodologi biasanya melibatkan tiga tahapan utama, yaitu penemuan (Discovery), optimasi dan study lingkungan (optimization and  studyof scope) dan keterbatasan (Limitations).

Senyawa yang disintesis mungkin memiliki kerangka karbon kecil seperti vanili (1.5) (aroma vanila) atau mungkin memiliki kerangka karbon yang lebih kompleks sebagai penicillin G (1.6) (antibiotik) dan taksol (1.7) (digunakan untuk pengobatan beberapa jenis kanker).

Namun, tiga tantangan yang harus dipenuhi dalam merancang sebuah sintesis untuk senyawa tertentu: (1) kerangka atom karbon atau kerangka yang ditemukan di kompleks yang diinginkan harus dirakit (disusun); (2) gugus fungsional yang menjadi ciri senyawa yang diinginkan harus diperkenalkan atau dirubah (difranformasikan) dari gugus lain pada posisi yang tepat, dan (3) jika pusat stereogenik muncul, mereka harus diperbaiki dengan cara yang tepat.

Sebuah contoh klasik dari meningkatkan rute ke produk komersial adalah ibuprofen (1.16), yang merupakan analgesik (penghilang rasa sakit) dan juga efektif sebagai non-steroid anti- inflamasi.  Ibuprofen diproduksi menggunakan enam langkah (Skema 1.8) oleh Boots Perusahaan, dengan ekonomi atom keseluruhan hanya 40%.

Halogenasi

Halogenasi diambil dari kata halogen yaitu anggota golongan unsur yang sangat aktif, terdiri dari fluorin, bromin, iodin, klorin, atau astatin, yang mempunyai sifat kimia sama. Sedangkan halogenasi tersebut merupakan prosesnya yaitu pemasukan halogen ke dalam senyawa organik, baik secara penambahan (adisi) maupun secara penggantian (substitusi). Halogenasi merupakan reaksi yang terjadi antara ikatan karbon-karbon rangkap (C=C) pada senyawa-senyawa alkena seperti etena dengan unsur-unsur halogen seperti klorin, bromin dan iodin. Reaksi halogenasi sendiri telah banyak digunakan di industri-industri organik maupun non-organik.

Sintesis Wöhler 

Sintesis Wöhler adalah perubahan amonium sianat menjadi urea. Reaksi kimia ini ditemukan oleh Friedrich Wöhler pada tahun 1828. Penemuan ini dianggap sebagai titik awal dimulainya kimia organik modern.

Sintesis ini penting karena untuk pertama kalinya komponen organik dapat dihasilkan dari reaktan anorganik. Penemuan ini bertentangan dengan teori vitalisme yang meyakini bahwa materi organik mengandung kekuatan khusus atau kekuatan vital. Urea ditemukan pada tahun 1799 dan sebelumnya hanya bisa didapat dari sumber biologis seperti urin.

Anti Markovnikov

Anti Markovnikov adalah reaksi adisi yang berlawanan dengan Markovnikov. Menurut Markovnikov, reaksi adisi HBr pada suatu senyawa alkena, misalnya propena, CH₂=CHCH₃atom H dari HBr akan mengikat atom C berikatan rangkap yang mengikat jumlah atom H terbanyak (yang kaya makin kaya). Menurut penelitian beliau, hasil reaksi ini campuran, 1-bromo propana dan 2-bromo propana dan jumlah terbanyak dalam campuran itu adalah 2-bromo propana.

Ketika adisi HBr pada alkena diberi senyawa peroksida (ROOR), reaksi ini dinamakan hidrobrominasi dan adisi yang terjadi adalah adisi anti Markonikov. Hal ini disebabkan oleh terbentuknya radikal Br⁺ dari HBr. Ion Br⁺ ini akan menyerang ikatan rangkap atom karbon yang mempunyai jumlah atom H terbanyak dan membentuk radikal bebas yang stabil. Sehingga pada adisi ini, tidak lagi berlaku "Yang kaya makin kaya" karena atom C dengan jumlah atom H terbanyak diikat oleh Br⁺. Sebagai contoh, propena akan membentuk 1-bromo propana.

propena + HBr → 1-bromo propana

Mengapa propena dengan HBr dapat membentuk 1-bromo propana? Mengapa senyawa peroksida dapat mempengaruhi HBr hingga membentuk ion Br⁺? Bagaimana hal ini dapat dijelaskan? Untuk lebih jelasnya, maka sebaiknya ikuti penjelasan ini melalui mekanisme reaksi atau tahapan reaksi berikut. Mula-mula senyawa ROOR dipanaskan akan mengalami pemutusan ikatan dan membentuk radikal oksi atau alkoksi, RO.

ROOR (400^oC - 600^oC) → 2 RO

Radikal RO ini bertumbukan dengan molekul-molekul HBr, maka RO akan menarik H membentuk ROH, sedang brom yang tertinggal adalah ion Br⁺.

RO + HBr → ROH + Br

Kemudian untuk selanjutnya ion Br⁺ atau radikal Br ini menyerang propena pada atom C berikatan rangkap yang mengikat atom H terbanyak.

CH₂=CHCH₃ + Br → CH₂Br-CH(CH₃)-

CH₂Br-CH(CH₃)- + ROH → CH₂Br -CH₂CH₃ + RO

2 RO → ROOR

Sources:

Treitler, Daniel S. 2012. Reagents and Strategies for the Total Synthesis of Halogenated Natural Products. Coloumbia University.

https://www.academia.edu/3818740/Sintesis_Organik

https://ceeta.wordpress.com/2013/06/11/makalah-halogenasi

https://id.wikipedia.org/wiki/Sintesis_W%C3%B6hler