Alkena

Alkena
KO 1 pertemuan III
Indah Solihah
Pengertian Alkena
• Merupakan senyawa hidrokarbon yang
mengandung ikatan rangkap karbon-karbon.
• Terdapat dalam jumlah berlebih di alam
• Etena (etilena) merupakan ssalah satu bahan penting
bagi industri
– digunakan dalam produksi etanol, etilen oksid dan polimer
polietilena.
• Propena (propilena) juga penting bagi industri
– Rumus molekul C3H6
– Digunakan untuk membuat polimer polipropilena dan sebagai
starting material untuk pembuatan aseton
Etana vs Etena
Pada umumnya, tiap cincin atau ikatan rangkap dalam
molekul berhubungan dengan hilangnya 2 atom hidrogen
dari suatu alkana (CnH2n+2)  derajat ketidakjenuhan
Derajat ketidakjenuhan
•
•
•
•
DBE (double bond equivalent)
Harga DBE
= ½ (2C + 2 -  H -  X +  N)
Keterangan : X = halogen
Harga DBE digunakan untuk memprediksikan
jumlah ikatan rangkap ataupun siklik dalam
suatu molekul
Senyawa organohalogen
• C, H, X dimana X = F, Cl, Br, atau I
• Atom-atom halogen dapat dianggap sebagai
pengganti hidrogen
• Senyawa hidrokarbon C4H6Br2 ekuivalen
dengan C4H8
• Derajat ketidakjenuhannya.....
Senyawa organooksigen
• Oksigen dapat membentuk 2 ikatan  dalam
perhitungan derajat ketidakjenuhan diabaikan
• Contoh : C5H8O sama dengan C5H8
• Memiliki derajat ketidak jenuhan ....
Senyawa organonitrogen
• Atom nitrogen dapat membentuk 3 buah ikatan
• Senyawa organonitrogen memiliki kelebihan satu nitrogen
dibandingkan hidrokarbon biasa
• Jumlah nitrogen digunakan untuk mengurangi jumlah
hidrogen
• Contoh : C5H9N sama dengan C5H8
Latihan
• Hitunglah derajat ketidakjenuhan senyawa di
bawah ini :
1. C6H6N2
2. C5H6O2
3. C7H8NBr
Tatanama Alkena
a. Beri nama rantai induk hidrokarbon.
Temukan rantai karbon terpanjang yang
mengandung ikatan rangkap dan beri nama
seperti menamai alkana tetapi digunakan
akhiran –ena.
b. Jumlah atom karbon dalam rantai. Mulailah
memberi nomor pada atom karbon dari ujung
rantai yang terdekat dengan ikatan rangkap.
Jika ada dua ikatan rangkap yang berjarak
sama dari masing-masing ujungnya, mulailah
dari ujung yang terdekat dengan rantai
samping.
c. Tulis nama dengan lengkap. Yang perlu diperhatikan
adalah jumlah dan posisi substituen dalam rantai,
dan tulis menurut urutan alfabetis. Tandai posisi
ikatan rangkap menggunakan nomor karbon ikatan
rangkap yang paling kecil dan tempatkan nomor
tersebut sebelum menulis nama induk alkena. Jika
terdapat lebih dari satu ikatan rangkap, gunakan
akhiran diena, triena, dan seterusnya.
• Penamaan sikloalkena juga hampir sama,
perbedaannya adalah bahwa sikloalkena tidak
memiliki ujung untuk mulai dan mengakhiri
penomoran. Jadi, ikatan rangkap dianggap
menempati posisi C1 dan C2. untuk substituen
pertama harus memiliki penomoran sekecil
mungkin.
• Molekul alkena dapat menjadi substituen dari
molekul yang lebih besar.
Pertentangan dalam penomoran
• Suatu struktur yang mempunyai lebih dari
satu macam substituen kadang-kadang dapat
dinomori dalam lebih dari satu cara
• Dikembangkan suatu sistem prioritas untuk
nomor awalan
• Substituen berprioritas lebih tinggi
memperoleh nomor lebih rendah
Tabel Prioritas Tata namaa
Struktur
Nama
-N(CH3)3+
Ion onium
-CO2H
Asam karboksilat
-SO3H
Asam Sulfonat
-CO2R
Ester
-COX ; X = halogen
Halida asam
-CONR2
Amida
-CN
Nitril
-CHO
Aldehid
-COKeton
ROH
Alkohol
ArOH ; Ar = cincin aromatik
Fenol
-SH
Tiol
-NR2
Amina
-o-oPeroksida
-MgX (misal)
Organologam
-C=CAlkena
-C≡CAlkuna
R-, X-, dsb
Substituen lain
a = prioritas tertinggi terletak di atas
Isomer geometrik Alkena
• Diakibatkan oleh ketegaran (rigidity) dalam molekul
• Hanya ditemui pada senyawa alkena dan siklik
• Atom dan gugus yang terikat pada ikatan sigma dapat
berotasi  bentuk keseluruhan molekul selalu berubah
berkesinambungan
• Gugus-gugus yang terikat pada ikatan rangkap tidak
dapat berputar, untuk berputar butuh energi 68
kkal/mol untuk memutus ikatan pi
• Ketegaran (rigidity) ikatan pi inilah maka gugus-gugus
yang terikat pada karbon berikatan pi terletak tetap
dalam ruang relatif satu sama lain.
• Dua gugus atau atom yang terletak pada satu sisi
ikatan pi disebut cis (latin : pada sisi yang sama)
• Gugus-gugus atau atom-atom yang terletak pada sisisisi yang berlawanan disebut trans (latin :
bersebrangan)
• Syarat : tiap atom karbon yang terlibat dalam ikatan
pi mengikat dua gugus yang berlainan.
Aturan penandaan E dan Z
• Digunakan bila terdapat 3 atau 4 substituen
berbeda pada alkena
• Urutan prioritas substituen dibutuhkan untuk
penomoran pada substituen
• Substituen dengan prioritas yang sama pada
sisi-sisi yang sama pada ikatan pi diberi tanda
Z (Zusammen, Jerman : bersama-sama) ; bila
posisinya bersebrangan pada ikatan pi diberi
tanda E (Entgegen, Jerman : bersebrangan)
Aturan Chan-Ingold-Prelog
• Lihat pada atom yang terikat langsung pada
karbon ikatan rangkap lalu urutkan substituen
tersebut berdasarkan nomor atomnya.
• Jika atom-atom itu adalah isotop satu sama
lain, maka isotop dengan nomor massa tinggi
memperoleh prioritas
Naiknya prioritas
• Jika kedua atom itu identik, maka nomor atom
(dari) atom-atom berikutnya digunakan untuk
memberikan prioritas atau prioritas
ditentukan pada titik pertama kali dijumpai
perbedaan dalam menyusuri rantai.
(E)-3-metil-pentena
(Z)-5-butil-8-kloro-4-desena
• Atom-atom yang terikat oleh ikatan rangkap
atau ikatan rangkap 3 diberi kesetaraan ikatan
tunggal.
Naiknya prioritas
Latihan
• Beri nama senyawa di bawah ini dengan
sistem (E) dan (Z) :
Sifat fisis alkena
Nama
Struktur
Titik Didih (°C)
etena (Etilena)
CH2=CH2
-102
propena (Propilena)
CH3CH=CH2
-48
metil propena
(CH3)2C=CH2
-7
1-butena
CH3CH2CH=CH2
-6
1-pentena
CH3CH2CH2CH=CH2
30
Alena
CH2=C=CH2
-34,5
Isoprena
CH2=C(CH3)CH=CH2
-34
• Sifat fisis alkena mirip dengan alkana, terutama pada bagian
titk didihnya ; semakin panjang rantai, titik didih semakin
tinggi serta percabangan dan banyaknya ikatan rangkap dapat
menurunkan titik didihnya
• bersifat non polar tapi sedikit larut dalam air
•Bersifat lebih reaktif daripada alkana
Stabilitas Alkena
• Stabilitas alkena merupakan gabungan dari 2 faktor :
1. Hiperkonjugasi
 lebih banyak substituen  lebih banyak kesempatan
untuk hiperkonjugasi  semakin stabil
2. Kekuatan ikatan
 karbon sp2 dg karbon sp3 lebih kuat daripada karbonkarbon sp3
• Interkonversi isomer geometrik cis-trans pada
alkena tidak dapat terjadi secara spontan,
butuh katalis asam kuat
• Interkonversi cis-trans bisa juga dengan
mereaksikan alkena dengan gas H2
(hidrogenasi) dengan katalis palladium atau
platinum
Diagram tingkat energi reaksi hidrogenasi isomer2-butena
Reaksi-reaksi alkena
Adisi elektrofilik HX pada alkena
• Hidrogen halida (HX) mengadisi ikatan pi
alkena dan menghasilkan alkil halida
• H-X bersifat sangat polar  H+ dengan mudah
lepas  berikatan dengan ikatan pi suatu
alkena
• Hasil serangan H+ berupa ion karbokation
• HX bertindak sebagai elektrofil
• Alkena bertindak sebagai nukleofil
• Reaktivitas : HI>HBr>HCl>HF
Lambat
Cepat
Aturan Markovnikov
• Jika sebuah alkena tak simetris (gugus-gugus
yg terikat pada kedua karbon sp2 tdk sama),
akan terdapat kemungkinan dihasilkan 2
produk yang berlainan dari adisi HX
CH3CH=CH2
HCl
CH3CH2-CH2Cl
• Adisi HX pada alkena dirujuk sbg ‘reaksi
regioselektif’ (regio, Latin : arah)
• Suatu reaksi yg dpt diperoleh 2 produk
isomerik, namun satu lebih melimpah
• H+ dari HX akan mengikat karbon alkenil yg
lebih banyak mengikat hidrogen
HCl
Penalaran aturan Makovnikov
• Reaksi adisi tahap 1 akan membentuk suatu
karbokation
• Karbokation yang terbentuk adalah
karbokation yang paling stabil
• Kestabilan karbokation :
tersier>sekunder>primer
Karbokation primer, tdk stabil
Karbokation sekunder, lbh stabil
Latihan
• Ramalkan produk dari reaksi adisi di bawah
ini:
1. 3,3-dimetil-1-butena + HI
2. 2-metil-1-butena + HCl
3. 2-pentena + HCl