SINTESIS ALKUNA MELALUI METATESIS

ALKUNA

Pengertian Alkuna

Alkuna adalah suatu golongan hidrokarbon alifatik yang mempunyai gugus fungsi berupa ikatan ganda tiga karbon-karbon (-C≡C-). Seperti halnya ikatan rangkap dalam alkena, ikatan ganda tiga dalam alkuna juga disebut ikatan tidak jenuh. Ketidakjenuhan ikatan ganda tiga karbon-karbon lebih besar daripada ikatan rangkap. Oleh karena itu kemampuannya bereaksi dengan pereaksi-peraksi yang dapat bereaksi dengan alkena juga lebih besar. Hal inilah yang menyebabkan golongan alkuna memiliki peranan khusus dalam sintesis senyawa organik.

Struktur Alkuna

Alkuna merupakan golongan hidrokarbon yang memiliki ikatan ganda tiga (istilah "ganda tiga" digunakan untuk membedakan "rangkap dua" milik alkena). Dengan demikian alkuna juga termasuk hidrokarbon tidak jenuh. Rumus umum untuk senyawa alkuna adalah C_nH_2n-2. Karena sebuah senyawa alkuna memiliki minimal satu ikatan ganda tiga, maka senyawa alkuna yang paling kecil adalah etuna (C₂H₂) dengan rumus struktur HC≡CH. Dengan demikian, dapat dipahami bahwa bentuk tiga dimensi dari etuna adalah linier, dengan sudut ikatan sebesar 180º dengan panjang ikatan sebesar 0,121 nm.

Penggunaan Alkuna 

Manfaat alkuna dalam kehidupan adalah:

1. Gas asetilena (etuna) digunakan untuk bahan bakar las.
2. Asetilena terklorinasi digunakan sebagai pelarut. Asetilena klorida juga digunakan untuk bahan awal pembuatan polivinil klorida (PVC) dan poliakrilonitril.
3. Karbanion alkuna merupakan nukleofil yang sangat bagus dan bisa digunakan untuk menyerang senyawa karbonil dan alkil halida untuk melangsungkan reaksi adisi. Dengan demikian sangat penting untuk menambah panjang rantai senyawa organik.

SIFAT FISIKA DAN KIMIA ALKUNA

Wujud Alkuna

Tiga alkuna dengan rantai anggota terpendek (etuna, propuna, dan butuna) merupakan gas tak berwarna dan tak berbau. Adanya pengotor berupa gas fosgen (ClCOCl), etuna (asetilena) berbau seperti bawang putih. Delapan anggota selanjutnya berwujud cair, dan jika rantai semakin panjang maka wujud alkuna adalah padatan pada tekanan dan temperatur standar. Semua alkuna mempunyai massa jenis lebih kecil daripada air.

Kelarutan Alkuna

Alkuna tidak larut dalam air, namun cukup larut dalam pelarut organik seperti benzena, eter, dan karbon tetraklorida.

Titik Leleh dan Titik Didih Alkuna

Titik leleh dan titik didih alkuna semakin meningkat seiring dengan kenaikan massa molekul. Selain itu, titik leleh dan titik didih alkuna dipengaruhi oleh percabangan, seperti halnya alkana dan alkena. Contoh titik leleh alkuna adalah:

Senyawa	Titik Leleh (ºC)
etuna	-83
propuna	-27
1-butuna	8
2-butuna	29
1-pentuna	48
2-pentuna	55

Reaksi-Reaksi Pada Alkuna

1.         Alkuna dapat mengalami reaksi adisi sama seperti alkena. Reaksi adisi dapat berlangsung dengan hydrogen, halogen, halogen asam (HOCl), H₂SO₄, HCN, air, boron hidrida, dan lainnya. Reaksi adisi ini mengikuti aturan Markovnikov.

2.         Alkuna dapat mengalami reaksi oksidasi.

3.        Alkuna dapat mengalami reaksi ozonolisis dengan menghasilkan diketon yang akan segera dioksidasi lebih lanjut membentuk asam.

4.         Alkuna dapat mengalami reaksi pembentukan asetilida.

PEMBUATAN ALKUNA

Alkuna merupakan senyawa organik yang berguna. Alkuna dapat dijadikan sebagai starting material untuk sintesis beberapa senyawa organik yang bermanfaat. Maka dari itu, usaha untuk membuat alkuna dapat dipelajari sehingga alkuna dapat dibuat dengan skala besar. Inilah reaksi pembuatan alkuna:

Dehidrohalogenasi Alkil Halida

Dehidrogenasi senyawa dihalida yang berstruktur visinal maupun geminal oleh pengaruh basa kuat menghasilkan alkuna. Reaksi ini melalui pembentukan zat antara vinil halida.

Contoh:

CH₃-CH₂-CHBr-CHBr-CH₃ + KOH → CH₃-CH₂-C≡C-CH₃ + 2 KBr + 2 H₂O

Pembuatan alkuna dengan cara ini biasanya menggunakan dihalida visinal, karena dihalida visinal mudah dibuat dengan mereaksikan alkena dengan halogen.

Reaksi Asetilida Logam dengan Alkil Halida Primer

Alkuna terminal dapat bereaksi dengan natrium amida, NaNH₂, menghasilkan natrium alkunida.

R-C≡C-H + NaNH₂ → R-C≡C^-Na⁺ + NH₃

Jika natrium alkunida direaksikan dengan alkil halida primer menghasilkan asetilena tersubstitusi.

R-C≡C^-Na⁺ + R'-X → R-C≡C-R' + NaX

ISOMER ALKUNA 
Etuna (C₂H₂), propena (C₃H₄) tidak mempunyai isomeri katena hanya ada satu struktur.
 

Isomer pentuna (C₅H₈)


Metatesis merujuk kepada reaksi di mana bagian-bagian dari dua struktur yang saling bereaksi bertukar tempat, dalam kimia organik, istilah metatesis sering digunakan untuk merujuk kepada metatesis olefin.
Metatesis Alkuna banyak digunakan dalam operasi penutupan cincin dan RCAM singkatan dari cincin penutupan alkuna metatesis. Setelah penutupan cincin ikatan rangkap yang baru direduksi secara stereoselektif dengan hidrogen dan katalis lindlar untuk memperoleh Z-alkena (siklik E-alkena tersedia melalui pengurangan Birch). Kekuatan pendorong yang penting untuk jenis reaksi ini adalah pengusiran molekul-molekul gas kecil seperti asetilen atau 2-butil.
 
Sementara metatesis alkuna tidak akan menggantikan metatesis alkena sebagai metode sintetis, Katalis untuk metatesis alkuna masih dalam pengembangan aktif. Sistem yang digunakan ada 2 yaitu sistem Mortreux dan sistem katalis schrock, dalam hal ini sistem yang sering digunakan yaitu Mortreux atau katalis Mo(CO)₆ yang telah menjadi pilihan dalam metatesis ini dengan ligan fenol tambahan. Dalam makalah ini, Profesor Grela dan rekan kerja mengoptimalkan fenol pendukung, menemukan bahwa 2-fluorophenol adalah yang paling efektif. Dimitisasi dengan sistem katalis ini tidak memerlukan tindakan pencegahan khusus. Kedua siklisasi (1 -> 2) dan metatesis silang (3-> 4) berjalan secara efisien. Berikut reaksinya: 
 
Pada masing-masing metatesis alkuna yang diuraikan di sini, hasil sampingnya adalah 2-butyne yang mudah menguap. Metatesis alkuna hanya dapat dilakukan pada alkuna internal, karena katalis metathesis siklotrimerisasi alkuna terminal seperti gambar 11 untuk turunan benzena. Dalam konteks ini, mungkin terbukti bahwa alkuna terminal yang tersedia dengan mudah seperti gambar 14 dengan mudah diisomerisasi khusus untuk metil alkuna seperti  gambar 15: 
 

Reaksi metatesis adalah reaksi-reaksi kimia yang melibatkan pertukaran atom/ion atau gugus atom/gugus ion dengan atom/ion atau gugus atom/gugus ion yang lain

1)      Reaksi pertukaran tunggal

Reaksi pertukaran tunggal adalah reaksi-reaksi yang melibatkan pertukaran sebuah unsure dengan unsure lain dalam suatu senyawa

Contoh: 2AgCl _(aq) + Cu _(s) → 2Ag _(s) + CuCl_{2 (aq)}

2)      Reaksi pertukaran ganda

Reaksi pertukaran ganda adalah reaksi reaksi yang melibatkan pertukaran antara dua pereaksi.

Contoh : AgNO_3(aq) + NaCl _(aq) → AgCl _(s) + NaNO_3 (aq)

Jika ditinjau berdasarkan produk yang dihasilkan,maka reaksi metatesis masih dapat dibedakan menjadi beberapa jenis reaksi,antara lain sbb:

Reaksi metatesis adalah reaksi pertukaran ion dari dua buah elektrolit pembentuk garam, terdapat tiga jenis reaksi penggaraman yang mungkin yaitu; garam LA dengan garam BX, garam BX dengan asam HA dan garam LA dengan basa BOH. Selain itu, Reaksi metatesis juga adalah reaksi-reaksi kimia yang melibatkan pertukaran atom/ion atau gugus atom/gugus ion dengan atom/ion atau gugus atom/gugus ion yang lain.  

  Reaksi ini secara umum dapat dituliskansebagai berikut:

   AB + CD à AD + CB.

Reaksi metatesis dapat terjadi jika salah satu hasil reaksi berupa endapan atau gas, dengan kata lain salah satu hasil reaksi memiliki kelarutan yang rendah didalam air.

1. Garam LA + garam BX → garam LX + garam BA.

Contoh :

NaCl + AgNO3 → AgCl(s) + NaNO3

Reaksi ini menghasilkan endapan berwarna putih untuk senyawa AgCl, dalam reaksi dituliskan tanda (s) berarti solid.

2. Garam BX + asam HA → Garam BA + Asam HX

Contoh :

FeS + 2 HCl → FeCl2 + H2S(g)

Hasil reaksi berupa gas H2S yang dapat lepas keluar dari tempat berlangsungnya reaksi.

3. Garam LA + basa BOH → Garam BA + LOH.

Contoh :

NH4Cl + KOH → KCl + NH4OH

Reaksi ini berlanjut dengan menguraikan senyawa NH4OH

NH4OH ⇄ H2O + NH3(g).

 Dalam reaksi metatesis, ada dua reaksi pertukaran diantaranya adalah sebagai berikut :

1)      Reaksi pertukaran tunggal

Reaksi pertukaran tunggal adalah reaksi-reaksi yang melibatkan pertukaran sebuah unsure dengan unsure lain dalam suatu senyawa

Contoh:

 2AgCl _(aq) + Cu _(s) → 2Ag _(s) + CuCl_{2 (aq)}

2)      Reaksi pertukaran ganda

Reaksi pertukaran ganda adalah reaksi reaksi yang melibatkan pertukaran antara dua pereaksi.

Contoh :

AgNO_3(aq) + NaCl _(aq) → AgCl _(s) + NaNO_3 (aq)

Selain itu reaksi pertukaran ganda adalah reaksi kimia yang melibatkan pertukaran antar ion-ion dalam senyawa yang bereaksi.

Contoh:
Larutan natrium sulfat bereaksi dengan barium nitrat membentuk endapan putih dari barium sulfat.

 Persamaan reaksinya:

 Na2SO4(aq) + Ba(NO3)2(aq) ⎯⎯→ 2NaNO3(aq) + BaSO4(s)

Jika ditinjau berdasarkan produk yang dihasilkan,maka reaksi metatesis masih dapat dibedakan menjadi beberapa jenis reaksi,antara lain sbb:

1)      Reaksi pembentukan endapan

Endapan merupakan zat padat yang memiliki kelarutan yang sangat kecil dalam air dan dihasilkan dari suatu reaksi kimia.

Endapan dapat terbentuk apabila kation dari pereaksi satu bereaksi dengan anion dari pereaksi lain membentuk senyawa yang tidak mudah larut dalam larutannya.

Contoh:

AgNO_3(aq) + NaCl _(aq) → AgCl _(s) + NaNO_3 (aq)

2)      Reaksi pembentukan gas

Gas dapat terbentuk apabila produk yang dihasilkan dari suatu reaksi tidak larut dalam air dan titik didihnya rendah.Gas juga dapat terbentuk apabila produk dari suatu reaksi tidak stabil hingga terurai menjadi gas dan zat lain.

Contoh:

Zn _(s) + 2HCl _(aq) → ZnCl_2 (aq) + H_{2 (g)}

3)      Reaksi penetralan

Reaksi penetralan merupakan reaksi antara larutan asam dan basa.Penetralan terjadi antara ion H⁺ dari asam dan ion OH^- dari basa,membentuk molekul netral H₂O.Penetralan dapat terjadi apabila jumlah mol kedua ion di atas sama banyak.

Contoh :

NaOH _(aq) + HCl _(aq) → NaCl _(aq) + H₂O _(aq)

Permasalahan : 

1. mengapa pada metatesis alkuna tidak akan menggantikan metatesis alkena sebagai metode sintetis, hanya karena Katalis untuk metatesis alkuna masih dalam pengembangan aktif. apa penyebab hal itu terjadi?

2. Mengapa pada Metatesis alkuna hanya dapat dilakukan pada alkuna internal saja. tolong jelaskan mengapa hal ini bisa terjadi.