Stereochemical Considering in Planning Synthesis Di laboratorium kimia organik tentu saja ahli kimia organik sintetik sangat intens melakukan penelitian semisintetik. Demikian juga halnya ahli kimia industri telah banyak menghasilkan produk sintetik seperti : bahan-bahan farmasi, berbagai surfaktan, pupuk kimia, polimer, zat warna, pewangi dan masih banyak yang lainnya. Berbagai cara telah dilakukan oleh para ahli agar sintesis senyawa organik semakin maksimal dan semakin banyak jenis senyawa organik melalui proses sintetik. Dewasa ini telah berkembang suatu metode sintesis organik melalui pendekatan pemutusan (diskoneksi) atau pendekatan sinton atau retrosintesis. Retrosintesis adalah proses pembelahan molekul target sintesis menuju ke material start yang tersedia melalui serangkaian pemutusan ikatan (diskoneksi) dan perubahan gugus fungsi atau interkonversi gugus fungsional (IGF). Retrosintesis merupakan teknik pemecahan masalah untuk mengubah struktur dari molekul target sintesis menjadi bahan-bahan yang lebih sederhana melalui jalur yang berakhir pada suatu material start yang sesuai dan mudah didapatkan untuk keperluan sintesis. Analisis retrosintetik (retrosintesis) adalah teknik untuk merencanakan sintesis, terutama molekul organik kompleks, di mana molekul target kompleks (TM) direduksi menjadi urutan struktur yang semakin sederhana di sepanjang jalur yang pada akhirnya mengarah pada identifikasi yang sederhana atau secara komersial. tersedia bahan awal (Starting Material) dari mana sintesis kimia kemudian dapat dikembangkan. Analisis retrosintetik didasarkan pada reaksi yang diketahui (misalnya reaksi Wittig, oksidasi, reduksi, dll). Rencana sintetis yang dihasilkan dari analisis retrosintetik akan menjadi peta jalan untuk sintesis molekul target. Sintesis adalah proses konstruksi yang melibatkan mengubah molekul sederhana atau tersedia secara komersial menjadi molekul kompleks menggunakan reagen spesifik yang terkait dengan reaksi yang dikenal dalam skema retrosintetik. Diskoneksi Selama analisis retrosintetik, molekul target secara sistematis dipecah oleh kombinasi pemutusan dan interkonversi kelompok fungsional (FGI). Pemutusan istilah berkaitan dengan pemutusan ikatan karbon-karbon suatu molekul untuk menghasilkan fragmen yang lebih pendek atau lebih sederhana. Pemutusan yang baik harus mencapai penyederhanaan terbesar dari molekul target. Fungsional kelompok interkonversi (IGF) menggambarkan suatu proses mengonversi satu grup fungsional ke grup lain: mis. alkohol untuk aldehida, alkuna ke alkena dll. Pemutusan ikatan berdasarkan polaritas bawaan ini dapat menyebabkan dua pasang fragmen ideal (imajiner) yang disebut sintons dari mana kelompok fungsional dapat dihasilkan Synthon adalah fragmen atau spesies ideal (misalnya CH3 + atau CH3 -) yang dihasilkan dari pemutusan ikatan selama analisis retrosintetik. Sifat-Sifat Reaktan Dalam Reaksi Kimia Pembentukan produk kiral dari reaktan akiral, contohnya: adisi hidrogen bromida pada 1-Butena menghasilkan 2-bromobutana (sesuai aturan Markovnikov): Produknya memiliki 1 pusat stereogenik, ditandai dengan bintang, tetapi kedua enantiomer ini berbentuk dalam jumlah yang tepat sama. Produknya ialah campuran resmik karena ion bromida dapat bergabung dengannya dari atas atau bawah dengan peluang yang tepat sama, yakni: Dari reaksi ini diketahui bahwa bila reaksi antara dua reagen akiral menghasilkan produk kiral, hasilnya selalu campuran rasemik (50 : 50) enantiomer. Andaikan kita ingin memperoleh setiap enantiomer murni dan bebas dari enantiomer lain. Proses pemisahan campuran rasemik menjadi enantiomernya dinamakan resolusi. Karena enantiomer memiliki sifat akiral yang identik, bagaimana kita memisahkan campuran rasemik ke dalam komponen-komponennya? Jawabnya ialah mengonversinya menjadi diastereomer, pisahkan diastereomer dan kemudian merekonversi diastereomer yang sekarang telah terpisah menjadi enantiomernya kembali.Untuk memisahkan dua enantiomer pertama-tama kita reaksikan dengan reagen kiral. Produknya akan berupa sepasang diastereomer. Diastereomer ini telah kita ketahui berbeda dalam semua jenis sifatnya dan dapat dipisahkan melalui metode biasa. Prinsip ini diilustrasikan dalam persamaan berikut: Sesudah diastereomer-diasrereomer ini dipisahkan, kemudian kita melaksanakan reaksi yang meregenerasi reagen kiral itu dan memisahkan enantiomernya. Pertanyaan 1. Bagaimana bisa dua molekul yang strukturnya serupa sebagai enantiomer memiliki aktivitas biologis yang begitu berbeda? 2. Apa saja pendekatan yang digunakan untuk memperoleh material murni secara enansiomer menggunakan sintesis? DAFTAR PUSTAKA Carey, F.A and Sundberg, R.J. 2008. Advanced Organic chemistry . Charlottesville : University Of Virginia. Hart, H., L. E. Craine dan D.J. Hart. 2003. Kimia Organik. Jakarta: Erlangga.

Stereochemical Considering in Planning Synthesis

Di laboratorium kimia organik tentu saja ahli kimia organik sintetik sangat intens melakukan penelitian semisintetik. Demikian juga halnya ahli kimia industri telah banyak menghasilkan produk sintetik seperti : bahan-bahan farmasi, berbagai surfaktan, pupuk kimia, polimer, zat warna, pewangi dan masih banyak yang lainnya. Berbagai cara telah dilakukan oleh para ahli agar sintesis senyawa organik semakin maksimal dan semakin banyak jenis senyawa organik melalui proses sintetik. Dewasa ini telah berkembang suatu metode sintesis organik melalui pendekatan pemutusan (diskoneksi) atau pendekatan sinton atau retrosintesis. Retrosintesis adalah proses pembelahan molekul target sintesis menuju ke material start yang tersedia melalui serangkaian pemutusan ikatan (diskoneksi) dan perubahan gugus fungsi atau interkonversi gugus fungsional (IGF).

Retrosintesis merupakan teknik pemecahan masalah untuk mengubah struktur dari molekul target sintesis menjadi bahan-bahan yang lebih sederhana melalui jalur yang berakhir pada suatu material start yang sesuai dan mudah didapatkan untuk keperluan sintesis.

Analisis retrosintetik (retrosintesis) adalah teknik untuk merencanakan sintesis, terutama molekul organik kompleks, di mana molekul target kompleks (TM) direduksi menjadi urutan struktur yang semakin sederhana di sepanjang jalur yang pada akhirnya mengarah pada identifikasi yang sederhana atau secara komersial. tersedia bahan awal (Starting Material) dari mana sintesis kimia kemudian dapat dikembangkan.

Analisis retrosintetik didasarkan pada reaksi yang diketahui (misalnya reaksi Wittig, oksidasi, reduksi, dll). Rencana sintetis yang dihasilkan dari analisis retrosintetik akan menjadi peta jalan untuk  sintesis molekul target. Sintesis adalah proses konstruksi yang melibatkan mengubah molekul sederhana atau tersedia secara komersial menjadi molekul kompleks menggunakan reagen spesifik yang terkait dengan reaksi yang dikenal dalam skema retrosintetik.

Diskoneksi

Selama analisis retrosintetik, molekul target secara sistematis dipecah oleh kombinasi pemutusan dan interkonversi kelompok fungsional (FGI). Pemutusan istilah berkaitan dengan pemutusan ikatan karbon-karbon suatu molekul untuk menghasilkan fragmen yang lebih pendek atau lebih sederhana. Pemutusan yang baik harus mencapai penyederhanaan terbesar dari molekul target.

Fungsional kelompok interkonversi (IGF)

menggambarkan suatu proses mengonversi satu grup fungsional ke grup lain: mis. alkohol untuk aldehida, alkuna ke alkena dll.

Pemutusan ikatan berdasarkan polaritas bawaan ini dapat menyebabkan dua pasang fragmen ideal (imajiner) yang disebut sintons dari mana kelompok fungsional dapat dihasilkan

Synthon adalah fragmen atau spesies ideal (misalnya CH3 + atau CH3 -) yang dihasilkan dari pemutusan ikatan selama analisis retrosintetik.

Sifat-Sifat Reaktan Dalam Reaksi Kimia

Pembentukan produk kiral dari reaktan akiral, contohnya: adisi hidrogen bromida pada 1-Butena menghasilkan 2-bromobutana (sesuai aturan Markovnikov):

Produknya memiliki 1 pusat stereogenik, ditandai dengan bintang, tetapi kedua enantiomer ini berbentuk dalam jumlah yang tepat sama. Produknya ialah campuran resmik karena ion bromida dapat bergabung dengannya dari atas atau bawah dengan peluang yang tepat sama, yakni:

Dari reaksi ini diketahui bahwa bila reaksi antara dua reagen akiral menghasilkan produk kiral, hasilnya selalu campuran rasemik (50 : 50) enantiomer. Andaikan kita ingin memperoleh setiap enantiomer murni dan bebas dari enantiomer lain. Proses pemisahan campuran rasemik menjadi enantiomernya dinamakan resolusi. Karena enantiomer memiliki sifat akiral yang identik, bagaimana kita memisahkan campuran rasemik ke dalam komponen-komponennya?

Jawabnya ialah mengonversinya menjadi diastereomer, pisahkan diastereomer dan kemudian merekonversi diastereomer yang sekarang telah terpisah menjadi enantiomernya kembali.Untuk memisahkan dua enantiomer pertama-tama kita reaksikan dengan reagen kiral. Produknya akan berupa sepasang diastereomer. Diastereomer ini telah kita ketahui berbeda dalam semua jenis sifatnya dan dapat dipisahkan melalui metode biasa. Prinsip ini diilustrasikan dalam persamaan berikut:

Sesudah diastereomer-diasrereomer ini dipisahkan, kemudian kita melaksanakan reaksi yang meregenerasi reagen kiral itu dan memisahkan enantiomernya.

Pertanyaan

1. Bagaimana bisa dua molekul yang strukturnya serupa sebagai enantiomer memiliki aktivitas biologis yang begitu berbeda?

2. Apa saja pendekatan yang digunakan untuk memperoleh material murni secara enansiomer menggunakan sintesis?

DAFTAR PUSTAKA

Carey, F.A and Sundberg, R.J. 2008. Advanced Organic chemistry . Charlottesville : University Of Virginia.

Hart, H., L. E. Craine dan D.J. Hart. 2003. Kimia Organik. Jakarta: Erlangga.

Process Chemistry and Combinatorial Chemistry

Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan antarubahan senyawa kimia. Senyawa ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakterisasikan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan elektron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi kimia juga dapat diterapkan pada transformasi partikel-partikel elementer seperti pada reaksi nuklir.

KIMIA KOMBINATORIAL

Kimia kombinatorial merupakan suatu pendekatan dalam ilmu kimia yang melibatkan sintesis berbagai jenis molekul yang berjumlah banyak tetapi erat terkait satu sama lain. Proses ini dibantu oleh simulasi dengan komputer dan peralatan robotic. Kimia kombinatorial melibatkan metode sintesis kimia yang memungkinkan untuk mempreparasi senyawa dalam jumlah yang besar (puluhan hingga ribuan atau bahkan jutaan) dalam suatu proses tunggal. Perpustakaan senyawa tersebut dapat dibuat sebagai campuran, serangkaian senyawa tunggal atau struktur senyawa kimia yang dihasilkan dari program komputer. Kimia kombinatorial dapat pula digunakan untuk mensintesis molekul kecil dan peptida.

Strategi yang digunakan untuk mengidentifikasi komponen yang berguna dalam perpustakaan senyawa tersebut juga merupakan bagian dari kimia kombinatorial. Metode yang digunakan dalam kimia kombinatorial dapat pula diaplikasikan di luar bidang ilmu kimia.

Sintesis molekul secara kombinatorial dapat secara cepat menghasilkan molekul dalam jumlah yang besar. Misalnya, suatu molekul dengan tiga titik perbedaan (R1, R2, dan R3) dapat membentuk struktur NR1 x NR2 x  NR3  yang mungkin, dimana NR1.NR2, dan NR3 adalah jumlah substituen berbeda yang dipergunakan. Prinsip dasar dari kimia kombinatorial adalah untuk menyiapkan perpustakaan senyawa dalam jumlah besar dan kemudian mengidentifikasi komponen dari perpustakaan tersebut.

Proses Tradisional dan Proses Kimia Kombinatorial

Yang membedakan proses sintesis kimia secara tradisional dengan proses secara kombinatorial adalah bahwa dalam proses dengan kimia kombinatorial, pereaksi (reaktan) direaksikan bersama-sama, dan membentuk banyak hasil reaksi dari reaksi kimia yang berbeda-beda. Perbandingan antara proses sintesis kimia secara tradisional dan kombinatorial dapat diilustrasikan sebagai berikut:

Proses Sintesis Kombinatorial pada Fase Padat

Agar dapat berlangsung, sintesis fase padat memerlukan beberapa komponen, yaitu:

1. Bahan polimer yang inert (tidak tergantung) terhadap kondisi sintesis

2. Pengait substrat (zat-zat yang direaksikan)

3. Strategi perlindungan untuk dapat melakukan proteksi atau deproteksi secara selektif terhadap gugus-gugus reaktif

Sintesis kimia secara kombinatorial pada fase padat memanfaatkan suatu proses yang dinamakan sebagai sintesis “campur dan pisahkan”. Proses inidilakukan dengan membagi bahan pendukung reaksi berupa resin ke dalam beberapa porsi. Setelah itu, tiap-tiap porsi dimasukkan ke dalam masing-masingpereaksi untuk mengaktifkan pereaksi. Setelah reaksi pengaktifan selesai, dilakukan pencucian untuk membersihkan sisa-sisa pereaksi sisa berlebih.Kemudian, porsi-porsi tersebut dicampurkan secara merata. Setelah proses pencampuran, hasil reaksinya kemudian boleh jadi dipisah-pisahkan lagi ke dalam sejumlah porsi. Reaksi dalam sintesis ini menghasilkan jumlah yang lengkap dari senyawasenyawa dimer (senyawa yang strukturnya merupakangabungan dari dua buah komponen penyusun) yang mungkin terbentuk.

Jika dimisalkan terdapat X buah komponen (senyawa) yang direaksikan maka jumlah dimer yang terbentuk Jika proses diulangi sebanyak n kali dengan mereaksikan hasil reaksi sebelumnya dengan komponen satuannya (yangberjumlah X), hasil reaksi yang terbentuk meningkat secara eksponensial, yaitu

X n

Hal ini menunjukkan bahwa hanya dengan beberapa langkah reaksi, dapatterbentuk banyak ragam molekul yang susunannya berbeda tetapi mirip.

Proses Sintesis Kombinatorial dengan Larutan

Selain sintesis fase padat, ada pula sintesis kombinatorial yang dilakukan  pada  larutan.  Hal  ini dilakukan untuk mengatasi keterbatasan pada sintesis fase padat. Proses sintesis secara tradisional melibatkan reaksi secara bertahap. Hasil reaksi dikarakterisasi dan dimurnikan terlebih dahulu, kemudian melalui proses screening (pemisahan). Setelah pemisahan, tahap ini dapat dilakukan lagi secara berulang untuk membangun senyawa analog (senyawa  yang  berbeda jenis tetapi serupa) lainnya.

Sementara itu pada sintesis secara kombinatorial yang berlangsung secara parallel substrat bereaksi dengan sejumlah reaktan lainnya membentuk hasil reaksi sejumlah tertentu. Kumpulan ini kemudian melalui proses screening, pemisahan molekul molekulnya, umumnya tanpa melalui proses pemurnian. Karakterisasi juga dilakukan tetapi secara lebih minimum. Saringan yang digunakan untuk screening ini memiliki keluaran lebih besar daripada yang digunakan pada sintesis secara tradisional.

Aplikasi dan Perkembangan Kimia Kombinatorial

Manfaat terbesar dari kimia kombinatorial adalah penemuan bahan-bahan baru, khususnya di bidang farmasi. Proses pembuatan bahan obat-obatan dapat melibatkan proses pemisahan maya (virtual screening), yaitu menggunakan simulasi dengan bantuan komputer, juga pemisahan secara nyata (real) yang dilakukan secara eksperimen. Penggunaan pemisahan secara maya memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan eksperimen secara langsung, antara lain:

1.    Biaya yang lebih rendah, karena tidak perlu membeli senyawa uji.

2.    Dimungkinkan untuk meneliti senyawa yang belum pernah disintesis tanpa harus melakukan pengujian secara eksperimen langsung

Meskipun pengujian dapat dilakukan secara maya, tetap dibutuhkan eksperimen secara nyata agar suatu senyawa hasil uji dapat dimanfaatkan secara nyata. Pengujian secara maya menggunakan simulasi computer tetap tidak dapat menggantikan proses pengujian dengan eksperimen secara sepenuhnya.

Pertanyaan:

1.      Apakah kelebihan dari sintesis pada larutan secara kombinatorial?

2.      Apakah kelebihan dari penggunaan pengujian secara maya?dan apakah jika sudah dilakukan pengujian secara maya tidak dilakukan lagi eksperimen nyata?

 Pericyclic Reactions : The Diels-Alder Reaction

Reaksi Diels-Alder adalah reaksi kimia organik antara diena terkonjugasi dengan alkena tersubstitusi, umumnya dinamakan sebagai dienofil, membentuk sikloheksena tersubstitusi. Reaksi ini dapat berjalan bahkan jika beberapa atom dari cincin yang terbentuk bukanlah karbon. Beberapa reaksi Diels-Alder adalah reversibel; reaksi dekomposisi dari sistem siklik dinamakan reaksi Retro-Diels-Alder. Reaksi retro ini umumnya terlihat pada saat analisis produk reaksi Diels-Alder menggunakan spektrometri massa.

Reaksi Diels-Alder adalah proses perisiklik, yang terjadi pada satu langkah dengan pendistribusian kembali elektron ikatan secara melingkar (siklik). Dua ikatan reaktan yang sederhana bersatu melalui keadaan transisi siklik dan dua ikatan karbon baru terbentuk pada saat yang sama. Pada keadaan transisi Diels-Alder, dua karbon alkena dan karbon 1,4 pada diena terhibridisasi ulang dari sp2 menjadi sp3 untuk membentuk dua ikatan tungggal baru, sehingga karbon 2,3 pada diena terhibridisasi sp2 membentuk ikatan rangkap baru pada produk sikloheksena.

Dalam reaksi Diels – Alder, diena adalah gugus yang kaya elektron, sedang dienofil (diene – lover) adalah gugus yang miskin elektron.

Reaksi Diels-Alder sangat berguna untuk kimia organik sintetis, tidak hanya karena reaksi pembentukan cincin berguna secara umum tetapi juga karena dalam banyak kasus dua stereocenters baru terbentuk, dan reaksi secara inheren stereospesifik. Dienophile cis akan menghasilkan cincin dengan substitusi cis, sementara trans dienofile akan menghasilkan cincin dengan substitusi trans:

Reaksi Diels-Alder mengubah senyawa rantai terbuka menjadi senyawa siklik, sehingga penggunaan rumus garisakansangat memudahkan untuk menyatakan persenyawaan rantai-rantai karbon dalam reaksi. Rumus garis analog dengan rumus segi banyak yang menyatakan cincin. Konformasi molekul untuk diena konjugasi digunakan istilah s-cis dan s-trans. Awalan s- menunjukkan geometri di sekitar ikatan tunggal (single) pusatlah yang menentukan konfomasi molekul. Untuk senyawa rantai terbuka, rumus-rumus ini tidaklah menyatakan isomer yang sebenarnya melainkan hanya konformer. Hal ini karena hanya rotasi ikatan sigma saja yang diperlukan untuk mengubah satu menjadi yang lain.

Agar reaksi Diels-Alder terjadi, molekul diena harus mengadopsi apa yang disebut konformasi s-cis:

Konformasi s-cis bereaksi dengan maleat anhidrat dengan laju sekitar seribu kali lebih cepat dari konformasi s-trans. Untuk beberapa reaksi,  adanya konformasi s-cis dan s-trans pada diena bahkan dinyatakan dalam berlangsung atau tidak berlangsungnya suatu reaksi seperti pada reaksi berikut.

Adanya substituent pada diena konjugasi mempengaruhi reaktivitas diena dalam reaksi Diles-Alder. Efek sterik dari cabang mempengaruhi kestabilan atau bahkan membuat tidak stabil bentuk s-cis dari diena, sehingga keadaan transisinya mempunyai energi tinggi dan laju reaksinya menjadi lambat.

Berbeda dengan diena yang  harus berada pada konfomasi s-cis, konformasi dienofil dalam reaksi Diels-Alder dapat berada pada posisi  s-cis dan s-trans, sehingga produk reaksi juga berada pada konformasi cis dan trans.

Pertanyaan:

1. Bagaimana reaksi Diels Alder dapat berjalan dengan cepat?

2. Mengapa pada reaksi Diels Alder hanya berlaku jika diena berada pada konformasi s-cis, bukan s-trans?

DAFTAR PUSTAKA
https://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_Diels-Alder
https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/Organic_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_Organic_Chemistry_with_a_Biological_Emphasis_(Soderberg)/15%3A_Electrophilic_reactions/15.10%3A_The_Diels-Alder_reaction_and_other_pericyclic_reactions

STEREOCONTROL AND RING FORMATION

Reaksi molekul asiklik dapat menghasilkan stereoisomer, dan mengacu pada "pengendalian stereokimia" adalah reaksi untuk menghasilkan satu stereoisomer dalam kesempurnaan sebagai produk utama dari sebuah reaksi. Situasi khas di mana kontrol stereokimia penting termasuk. (1) regioselectivity (makrovnikov versus anti-markovnikov. (2) retensi versus inversi konfigurasi (3) selektivitas cis-trans (4) selektivitas anti-syn, dan (5) efek chelation heteroatom.

1.    Regioselektifitas

Regioisomer memiliki rumus empiris yang sama, tetapi gugus atau atom diposisikan pada atom karbon yang berbeda, misalnya 3-methylexanal dan 4-methylhexanal adalah regioisomer. Reaksi yang menghasilkan satu regioisomer sebagai produk utama dapat regioselective atau regiospecific. Kita dapat mengambil contoh dari salah satu transformasi mendasar, selain alkena. Reaksi 2-metil-2 butena dengan HBr memberikan 2-bromo-2-methylbutane sebagai produk utama, penambahan makrovnikov khas, sehingga reaksinya sangat regioselektif. Reaksi ini berlangsung dengan pembentukan karbokation yang lebih stabil, dengan reacs dengan ion nukleofilik bromida (sec 2.10. A) diinginkan, jalur mekanistik yang berbeda harus diikuti. Reaksi alkena dengan HBr dan hasil peroksida oleh mekanisme radikal, memberikan 1-bromo-2-methylbutane, yang anti-markovnikov bromide (sec 2.10 A, 13,5 B).

Contoh reaksi untuk senyawa siklik adalah reaksi HBr dengan metilsiklopentena merupakan regioselektivitas yang tinggi untuk produk Markonikov yang menghasilkan tersierbromida, 1-bromo-1-metilsiklopentana.

2.    Retensi vs Inversi Konfigurasi

Contoh sederhana untuk menginversi pusat stereokimia adalah mengkonversi gugus fungsi menjadi gugus fungsi lainnya. Proses ini biasanya melibatkan alkohol atau substrat amina. Jika alkohol dikonversi menjadi turunan dengan ikatan C – O lemah serta adanya kecenderungan yang besar untuk terjadinya penggantian ,maka tipe SN2 menjadi mungkin dengan inversi pusat stereogenik tersebut. Contoh sederhana proses ini adalah konversi (S)-2-pentanol menjadi tosilat yang sesuai, yang dapat diganti dengan nukleofilik seperti azida dan ada hasil, dengan kontrol sempurna pusat stereogenik. Ini merupakan metode efektif untuk menginversi pusat stereo dengan pengikatan gugus fungsi yang berbeda.

Contoh pengontrolan konfigurasi pusat khiral adalah konversi alkohol sekunder khiral menjadi klorida sekunder yang sesuai dengan tionil klorida

3.    Selektivitas cis-trans

Kontrol pada geometri cis-trans telah ditunjukkan pada reduksi alkuna engan hidrogenasi katalitik atau dengan logam alkali. Katalis Lindlar memungkinkan terjadinya reduksi secara selektif terhadap alkuna menjadi cis-alkena. Keadaan yang berlawanan, reaksi alkun dengan logam alkali akan menghasilkan trans-alkena. Sekali lagi, pengertian utama terhadap perbedaan dua mekanisme reaksi tersebut memungkinkan pengontrolan geometri cis-transproduk akhir.

Katalis Lindlar memungkinkan terjadinya reduksi secara selektif terhadap alkuna menjadi cis-alkena.

4.    Isomer-isomer cis-trans (diastereoselektivitas)

Pada system siklis, pengontrolan geometric cis-trans merupakan persoalan diastereoseletivitas. Konformasi cicin, kemampuan kekonformasian pada keadaan transisi, dan stabilitas produk akhir, merupakan hal yang penting untuk mengkontrol dan memprediksi  stereokimia. Contoh: Reduksi 4-t-butilsilkoheksanon menunjukan kemantapan yang ditandai pelapisan hibrida melalui jalur a (perbandingan a : b = 91 : 9), selama reaksi dengan LiAlH4yang menghasilkan trans-alkohol).

5.    Pengaruh Khelasi dan Gugus Tetangga

Pengaruh gugus sederhana yang di pengaruhi pelepasan “oksigen” ke ikatan rangkap  dua alcohol telah dikemikakan oleh Henberst dan Sharless. Ini merupakan pengaruh untuk reaksi asiklis.

Pengaruh gugus seperti ini disebabkan oleh pengaruh khelasi subtituen heteroatom dengan pereakai. Pengaruh gugus tetangga dapat menjadi jelas dan dapat digunakan untuk mengarahkan steroekimia  dari suatu reaksi.

Pembentukan Cincin Medium 

Mekanisme Pembentukan Cincin Medium

Step 1  : Terjadi reaksi substitusi – OMe dalam suasana asam

Step 2  : LAH sebagai reduktor akan mereduksi CN menjadi NH₂

Step 3  : Gugus pelindung Bn dihilangkan dengan menggunakan katalis Pd, Karbon untuk menyerap air dan methanol mengubah suasan menjadi asam (mengasamkan).

Step 4 dan 5  : mengoksidasi senyawa yang telah didapat dan menggunakan metanol sebagai pelarut.

Pertanyaan:

1. Kenapa pengikatan alkohol alilik pada logam penting pada epoksidasi asimetris Sharples?
2. Bagaimana keadaan reaksi 2-metil-2 butena dengan HBr memberikan 2-bromo-2-methylbutane sebagai produk utama, dengan penambahan makrovnikov?

DAFTAR PUSTAKA

Wyat, P dan S. Warren. 2007. Organic Synthesis: Strategy and Control.England: John Wiley & Sons, Ltd.

Wade, L. G. (2005). Organic Chemistry. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice Hall. hlmn. 1056–1066. ISBN 0-13-236731-9.

Fungctional Group Manipulation

1.            Protecting Groups

Banyak gugus fungsi akan mengganggu reaksi yang dilakukan di tempat lain dalam molekul. Ini mempengaruhi (biasanya merugikan) hasil dan tingkat region-, chemo- dan stereoselektivitas. Alkohol merupakan contoh gugus fungsi yang baik (kelompok fungsional lain yang bisa menjadi masalah termasuk amina dan gugus karbonil). Namun, hal ini dapat meminimalkan masalah dengan melindungi alkohol. Strategi perlindungan ini menghilangkan proton asam pada alkohol, dan juga mengurangi nukleofilisitas dan kebasaan dari atom oksigen oleh rintangan sterik dan / atau efek induksi.

1.  

Pemilihan gugus pelindung :

1. Mudah dimasukan dan dihilangkan.

2. Tahan terhadap reagen yang akan menyerang gugus fungsional yang tidak terlindungi.

3.  Stabil dan hanya bereaksi dengan pereaksi khusus untuk mengenbalikan gugus fungsi aslinya.

4. Gugus pelindung seharusnya tidak mengganggu reaksi yang dilakukan sebelum dihapus.

Apabila molekul mengandung beberapa gugus fungsional yang mirip, mungkin perlu dilindungi dengan cara yang berbeda, sehingga mereka dapat dihilangkan dengan kondisi yang berbeda-beda.

Contoh sintesis alcohol dari ketoester 

Ester t-butil  sanagat mudah dihidrolisis dalam suasana asam. Ester merupakan gugus     pelindung yang baik untuk melindungi alkohol dari asam.

Suatu ester benzil (seperti ester benzil atau amina) dapat diputus dengan hidrogenolisis.

Gugus methylthiomethyl (MTM) dihapus dihapus oleh asam atau dapat dibelah dengan perak berair atau garam merkuri (netral merkuri klorida) yang kebanyakan eter yang stabil sebagai hasilnya.

Logam alkali (seperti Li) dalam ammonia cair biasanya diterapkan untuk deproteksi benzil (Bn) eter. 

Gugus MEM (Metoksi Etoksi Metil) dapat selektif dihilangkan denagntrimetilsilil iodida      dalam asetonitril tanpa mempengaruhi metil eter atau gugus ester

Gugus Metoksi Metil (MOM) adalah salah satu gugus yang baik untuk melindungi kelompok  alcohol dan fenol.

MOM eter dapat dibuat dari alkohol atau fenol dengan MOMCl (Metoksi Metil Clorida) atau  MOMOAc (Metoksi Metil Asetat).

Pertanyaan

1.    Reaksi gugus pelindung metil eter itu susah untuk dihilangkan kecuali untuk fenol, apakah penyebabnya?

1.     

DAFTAR PUSTAKA

http://enggartiyaspangestu.blogspot.co.id/2016/04/gugus-pelindung.html

KIMIA KARBONIL

1.            Adisi Organometalik

Senyawa organologam adalah senyawa di mana atom-atom karbon dari gugus organik terikat kepada atom logam. Contoh, suatu aloksida seperti (C₃H₇O)₄Ti tidaklah dianggap sebagai suatu senyawa organologam karena gugus organiknya terikat pada Ti melalui oksigen, sedangkan C₆H₅Ti(OC₃H₇)₃ karena terdapat satu ikatan langsung antara karbon C dari gugus fenil dengan logam Ti.HH Istilah organologam biasanya didefenisikan agak longgar, dan senyawaan dari unsur-unsur seperti Boron, fosfor, dan silikon semuanya mirip logam.Tetapi untuk senyawa yang mengandung ikatan antara atom logam dengan oksigen, belerang, nitrogen, ataupun dengan suatu halogen tidak termasuk sebagai senyawa organologam. Dari bentuk ikatan pada senyawa organologam, senyawa ini dapat dikatakan sebagai jembatan antara kimia organik dan anorganik.

Lithium dan magnesium adalah logam yang sangat elektropositif. Obligasi Li-C atau Mg-C dalam reagen organolithium atau organomagnesium sangat terpolarisasi terhadap karbon. (Merah mewakili area yang kaya elektron, biru mewakili area yang miskin elektron).

Organologam adalah nukleofil yang sangat kuat, dan menyerang kelompok karbonil untuk memberikan alkohol, membentuk ikatan C-C baru. Reaksi dari dua kelas ini reagen organologam dengan senyawa karbonil, adalah salah satu cara paling penting untuk membuat ikatan karbon-karbon. Contoh reaksi karbonil dengan senyawa organometal yaitu reaksi sintesis asam halida dengan organocuprate dan reaksi nitril dengan pereaksi grignard (diikuti dengan hidrolisis dari produk imina yang dihasilkan).

2.            Alkilasi

Salah satu reaksi yang paling penting dari enolat adalah alkilasi oleh adanya perlakuan dengan alkil halida. Reaksi ini sangat berguna untuk tujuan sintesis karena memungkinkan pembentukan ikatan karbon-karbon baru, yaitu menggabungkan dua senyawa yang lebih kecil menjadi molekul yang lebih besar. Alkilasi terjadi bila anion enolat yang nukleofilik bereaksi dengan alkil halida yang elektrofilik dan memaksa keluar ‘leaving group’ melalui mekanisme SN2. Reaksi dapat terjadi pada atom oksigen enolat atau karbon alfa, tetapi secara normal terjadi pada atom karbon.

3.            Michael Reaction

Adisi 1,4 (atau penambahan konjugasi) dari resonansi karbanion yang distabilkan. Adisi Michael dikendalikan secara termodinamika; donor reaksi adalah metilena aktif seperti malonat dan nitroalkana, dan akseptor adalah olefin aktif seperti senyawa karbonil tak jenuh α, β.

4.            Carbonyl condensation reactions

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 dalam sintesis organik karena menghasilkan ikatan karbon-karbon dengan baik .

Langkah-langkah untuk 'membalikkan' reaksi aldol (dari produk aldol terakhir menuju identifikasi senyawa awal).

a.     Dari pemutusan ikatan rangkap enone dan bentuk dua ikatan tunggal. Tempatkan dan OH pada ikatan terjauh dari karbonil dan H pada ikatan yang paling dekat dengan karbonil.

b.    Dari produk aldol, putus ikatan C-C antara karbon alfa dan karbon yang menempel pada OH. Kemudian ubah OH menjadi karbonil dan tambahkan hidrogen ke karbon lain.

5.            Asimetric synthesis via enolats

Dibenzalaseton asimetris adalah dibenzalaseton yang memiliki jumlah, posisi dan atau atau jenis substituen yang berbeda pada cincin sebelah kiri dan sebelah kanan. Senyawa ini dapat direkayasa dengan cara dobel kondensasi aldol dari aseton dan dua macam benzaldehida atau turunan benzaldehida yang berlainan. Salah satu senyawa dibenzalaseton asimetris yang telah disintesis adalah benzalveratralaseton yang disintesis dengan bahan dasar aseton, benzaldehida dan veratraldehida.

6.            Ring-forming reactions

Pada reaksi pembentukan cincin karbonil dapat direaksikan dengan gugus siklik ataupun benzena, berikut ini adalah contohnya:

Reaksi benzena dengan mensubstitusi atom H oleh gugus asil

·         Gugus asil adalah gugus yang diturunkan dari asam benzoat (—COOH) dengan menghilangkan gugus hidroksil-nya (—OH) dan diberi nama akhiran –oil

·         Menggunakan katalis AlCl3

·         Hasil akhir (produk) berupa benzena dengan gugus keton yang berikatan dengan gugus metil.

Pertanyaan:

1. Mengapa pada pereaksi Grignard lebih sering digunakan logam Mg?

2. Pada reaksi kondensasi aldol melibatkan reaksi Claisen schmidt, apakah reaksi tersebut?

DAFTAR PUSTAKA

https://chem.libretexts.org/LibreTexts/Athabasca_University/Chemistry_360%3A_Organic_Chemistry_II/Chapter_23%3A_Carbonyl_Condensation_Reactions/23.04_Using_Aldol_Reactions_in_Synthesis

http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/michael-addition.shtm

http://www.chemtube3d.com/Organometallics%20%20Addition%20to%20a%20carbonyl%20group.html