Pengantar dan Klasifikasi Reaksi Senyawa Kimia

Pengantar Senyawa Organik

Senyawa organik merupakan senyawa yang sudah dikenal lama dalam kehidupan manusia. Sejak dahulu, mesir kuno telah menggunakan pewarna indigo dan alizarin untuk mewarnai kain. Mereka juga telah mampu mengawetkan mayat (mumi) menggunakan formalin. Di tempat lain, orang-orang Phoenix menggunakan warna “ungu kerajaan” yang diperoleh dari molusca sebagai bahan pewarna kain. Ilmu kimia yang mempelajari senyawa-senyawa organik dinamakan kimia organik. Sebagai ilmu tersendiri, kimia organik baru berkembang sejak sekitar 200 tahun yang lalu.

Sampai awal abad XIX, kimia organik (sesuai dengan namanya), didefinisikan oleh para ahli sebagai ilmu kimia yang mempelajari senyawa yang datang dari benda hidup. Pada waktu itu, bahkan para ahli berkeyakinan bahwa tidak mungkin mensintesis (membuat) suatu senyawa organik tanpa melalui proses metabolisme makhluk hidup (kekuatan vital atau vital force). Senyawa-senyawa kimia seperti urea dan gula hanya bisa dibuat oleh makhluk hidup, dan belum ada sampai saat itu metode yang dapat dilakukan untuk membuat urea atau gula dari benda mati atau anorganik. Jadi, kimia organik adalah lawan dari kimia anorganik.

Untuk itu, pada tahun 1770, seorang ahli kimia Swedia yang bernama Torbern Bergman, mendefinisikan kimia organik sebagai ilmu yang mempelajari senyawa-senyawa yang diambil dari organisme hidup, dan senyawa-senyawa tersebut membutuhkan kekuatan vital (organisme) untuk membuatnya.

Selanjutnya, pada tahun 1784 Lavoisier untuk pertama kalinya menemukan bahwa unsur penyusun utama senyawa organik adalah C, H, dan O. Dan pada tahun 1811-1831, Justus Liebig, J.J. Berzelius, dan J.B.A. Dumas mengembangkan metode kuantitatif untuk menentukan komposisi senyawa organik.

Keyakinan para ilmuwan bahwa senyawa organik harus berasal dari makhluk hidup, hanya bertahan selama 6 dasawarsa. Pada tahun 1828, salah seorang murid Berzelius yaitu Friederich Wohler, secara tidak sengaja mampu mensintesis urea dari senyawa anorganik. Pada waktu itu, dia sedang mereaksikan larutan perak sianat (AgOCN) dengan larutan amonium klorida (NH₄Cl). Reaksi ini menghasilkan larutan amonium sianat (NH₄OCN) dan endapan perak klorida (AgCl). Setelah dipisahkan, dia ingin mendapatkan kristal amonium sianat dengan cara memanaskan larutan amonium sianat. Ternyata, karena pemanasan terlalu lama, senyawa tersebut memang mengkristal, namum berubah menjadi urea [(NH₂)₂CO].

Kejadian ini menggemparkan dunia kimia pada waktu itu, urea yang merupakan senyawa organik, dapat dibuat dari amonium sianat yang merupakan senyawa anorganik. Semenjak itu, banyak sintesis senyawa organik yang dilakukan di laboratorium.

Karena kejadian itu pula (dan sintesis senyawa organik di laboratorium lainnya), definisi kimia organik pun berubah. Tahun 1861, Friederich Kekule mengusulkan bahwa kimia organik harus didefinisikan sebagai cabang ilmu kimia yang mempelajari senyawa-senyawa karbon. Akan tetapi, sebenarnya definisi ini pun tidaklah terlalu tepat, karena sebagiamana akan dipelajari, ada pula senyawa karbon yang bukan organik.

Meskipun begitu, definisi ini lebih tepat karena memang semua senyawa organik mengandung karbon, sementara senyawa karbon yang bukan organik jenisnya hanya sedikit. Berikut ini tabel yang akan memberikan gambaran beberapa perbedaan antara senyawa karbon organik dengan senyawa karbon anorganik.

Dalam literatur lain dikatakan bahwa Ilmu kimia merupakan ilmu yang secara luas mempelajari suatu bahan dan senyawa. Di antara banyaknya hal yang dipelajari dalam ilmu kimia tersebut tentu kita mengenal bagiannya yang disebut kimia organik dimana cabang ini mempelajari senyawa organik yaitu suatu senyawa yang mengandung unsur karbon dan hidrogen, oksigen, dan nitrogen.

Karena penyusun utama dari senayawa organik merupakan karbon. Mari kita bahas sedikit mengenai unsur karbon itu sendiri.

Karbon merupakan unsur non logam yang mempunyai nomor atom 6, dan massa 12.0107, dengan konfigurasi elektron 2s2 sp2, dengan 4 ikatan kovalen. Unsur ini paling banyak ditemukan di alam dimana batubara merupakan sumber utama unsur karbon yang ada di dalam alam semesta. Glukosa merupakan contoh senyawa yang tersusun dari unsur karbon, hidrogen dan oksigen dengan perbandingan 6 : 12 : 6 yang sudah lazim kita kenal.

Kimia Organik Pada permulaannya mempelajari senyawa dalam suatu organisme hidup, tetapi akhirnya berkembang dimana senyawa-senyawa sintetik yang mengandung unsur karbon, hidrogen, dan oksigen juga termasuk dalam lingkupnya.

Semua bahan alami mengandung unsur karbon yang berikatan dengan satu atau lebih unsur lainnya. Sebagai contoh hidrokarbon merupakan senyawa yang terdiri dari karbon dan hidrogen. Selain unsur karbon, hidrogen, dan oksigen sebagai unsur penyusun utama senyawa kimia organik, ada beberapa unsur lain antara lain nitrogen, fosfor, sulfur dll meskipun dalam jumlah yang tidak besar.

Berikut ini adalah sifat sifat dari senyawa organik :

1. Mudah terbakar

2. Titik didih dan titik leleh rendah

3. Mempunyai sifat yang kurang dapat meleleh di dalam air.

4. Senyawa organik biasanya ada dalam bentuk molekul (bukan dalam bentuk ion)

5. Bobot molekul yang biasanya tinggi.

Ditinjaui dari segi reaksi kimia yang terjadi di dalam senyawa organik, reaksi subtitusi (reaksi penggantian atom pada senyawa hidrokarbon dengan senyawa lain), adisi (reaksi pada senyawa hidrokarbon ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal), dan reaksi eliminasi (kebalikan dari reaksi adisi) adalah reaksi yang sering menyertai di dalam senyawa organik.

Klasifikasi senyawa organik

aA. Senyawa Rantai Terbuka (Alifatik)

Senyawa alifatik adalah senyawa yang mengandung karbon dan hidrogen yang bergabung bersama dalam rantai lurus, bercabang atau cincin non-aromatik. Senyawa ini digunakan sebagai inhibitor korosi.

Hidrokarbon alkana, alkena dan alkuna adalah senyawa alifatik, seperti asam lemak dan banyak senyawa lainnya. Kebanyakan senyawa yang mengandung cincin adalah senyawa aromatik. Dengan demikian, senyawa alifatik adalah kebalikan dari senyawa aromatik.

Isobutana atau 2-metil-propana

Kegunaan industri hidrokarbon alifatik dan alisiklik meliputi:

·         Sebagai pelarut

·         Sebagai intermediet kimia

·         Sebagai Senyawa pemadam kebakaran

·         Sebagai pembersih logam

·         Senyawa alifatik juga dikenal sebagai hidrokarbon alifatik atau senyawa non-aromatik.

Dalam kimia organik, senyawa terdiri dari karbon dan hidrogen dibagi menjadi dua kelas:

·         Senyawa alifatik – Setiap senyawa kimia milik kelas organik di mana atom tidak dihubungkan bersama untuk membentuk sebuah cincin

·         Senyawa aromatik – Mengandung konfigurasi atom cincin-aromatik, seperti benzene

Berdasarkan susunan atom karbon dalam molekulnya, senyawa karbon terbagi dalam 2 golongan besar, yaitu senyawa alifatik dan senyawa siklik. Senyawa hidrokarbon alifatik adalah senyawa karbon yang rantai C nya terbuka dan rantai C itu memungkinkan bercabang. Berdasarkan jumlah ikatannya, senyawa hidrokarbon alifatik terbagi menjadi senyawa alifatik jenuh dan tidak jenuh.

– Senyawa alifatik jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya hanya berisi ikatan-ikatan tunggal saja.

v Contoh senyawa hidrokarbon alifatik jenuh:

Senyawa alifatik tak jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya terdapat ikatan rangkap dua atau rangkap tiga. Jika memiliki rangkap dua dinamakan alkena dan memiliki rangkap tiga.

v   Contoh senyawa hidrokarbon alifatik tak jenuh:

Senyawa hidrokarbon siklik adalah senyawa karbon yang rantai C nya melingkar dan lingkaran itu mungkin juga mengikat rantai samping. Golongan ini terbagi lagi menjadi senyawa alisiklik dan aromatik.

· senyawa alisiklik yaitu senyawa karbon alifatik yang membentuk rantai tertutup.

· Senyawa aromatik yaitu senyawa karbon yang terdiri dari 6 atom C yang membentuk          

  rantai benzena.

v  Sifat Senyawa alifatik

·         Jenuh – Bergabung dengan ikatan tunggal (alkana)

·         Tak jenuh – Bergabung dengan ikatan ganda (alkena) atau ikatan rangkap tiga (alkuna)

Selain hidrogen, elemen lain dapat terikat pada rantai karbon, yang paling umum adalah oksigen / nitrogen / sulfur dan klor. Senyawa alifatik yang paling sederhana adalah metana (CH₄). Senyawa alifatik bisa asiklik atau siklik, tetapi bukan senyawa karbon aromatik. Sebagian besar mudah terbakar, yang memungkinkan digunakan dalam hidrokarbon sebagai bahan bakar, seperti metana dalam pembakar Bunsen dan gas alam cair (LNG), dan asetilena dalam pengelasan.

Senyawa alifatik ditemukan pada:

·         Zat Kimia

·         Cat dan pernis

·         Tekstil

·         Karet

·         Plastik

·         Pewarna

·         Farmasi

·         Pembersih

Senyawa alifatik tertentu dapat digunakan dalam produk parafin dan resin. Mereka juga dapat digunakan sebagai intermediet kimia, fungisida dan insektisida.

v  Kelompok terpenting dalam senyawa alifatik adalah:

·         n-, Iso- dan Siklo-Alkana (Senyawa hidrokarbon jenuh)

·         n-, Iso- dan Siklo-Alkena dan -Alkuna (Senyawa hidrokarbon tak jenuh).

B. Senyawa Rantai Tertutup

     Senyawa ini mengandung satu atau lebih rantai tertutup ( cincin ) dan dikenal sebagai senyawa siklik atau cincin.senyawa ini terbagi 2 :

v  Senyawa Homosiklik

Senyawa hidrokarbon siklik adalah senyawa karbon yang rantai C nya melingkar dan lingkaran itu mungkin juga mengikat rantai samping. Golongan ini terbagi lagi menjadi senyawa alisiklik dan aromatik. senyawa alisiklik yaitu senyawa karbon alifatik yang membentuk rantai tertutup.

v  Senyawa Heterosiklik

Senyawa heterosiklik aromatik adalah suatu senyawa siklik di mana atom-atom yang terdapat dalam cincin terdiri atas dua atau lebih unsur yang berbeda. Cincin heterosiklik dapat bersifat aromatik, sama seperti pada cincin benzena. Senyawa heterosiklik banyak terdapat di alam sebagai suatu alkaloid (seperti, morfin, nikotin dan kokain), asam-asam nukleat (pengemban kode genetik), dan senyawa biologi lainnya.

Contoh:  

Contoh-contoh senyawa tersebut tergolong senyawa heterosiklik.

Dalam kerangka cincin, selain atom karbon, juga terdapat atom nitrogen. Ketiga struktur tersebut berbeda karena posisi gugus metil (teobromin dan teofilin berisomer struktural). Perbedaan struktur ini menimbulkan perbedaan sifat fisika dan kimia.

Kafein terdapat dalam kopi yang bersifat candu. Teobromin terdapat dalam cokelat (chocolate) yang juga bersifat candu. Teofilin tergolong obat-obatan broncodilator (sesak napas). Nikotin terdapat dalam tembakau dan bersifat candu.

a.         Tata Nama Senyawa Heterosiklik

Sama seperti senyawa polisiklik aromatik, senyawa heterosiklik aromatik juga memiliki nama tertentu sebagai berikut.

Penataan nama senyawa heterosiklik menggunakan sistem penomoran. Nomor terendah sedemikian rupa diberikan kepada atom selain karbon yang terkandung dalam cincin. Contoh

Penataan nama dapat juga menggunakan huruf Yunani untuk substituen mono, sama seperti pada senyawa polisiklik aromatik.

Purin merupakan kerangka dasar pembentukan adenine dan guanin (senyawa pembentuk DNA) 1 Piridina (Cincin 6 Anggota)

Senyawa heterosiklik dengan enam anggota yang paling umum adalah piridina. Piridina memiliki struktur sama dengan benzena, berupa cincin datar dengan lima atom karbon dan satu atom nitrogen. Setiap atom dalam cincin terhibridisasi secara sp². Oleh karena piridina memiliki satu atom nitrogen yang bersifat elektronegatif maka senyawa piridina bersifat polar, sedangkan benzena bersifat nonpolar. Ikatan dalam piridin, yang menunjukkan persamaan dengan ikatan yang terdapat dalam benzene. Akan tetapi, ada suatu perbedaan yaitu sifat elektronegatif nitrogen dari piridin akan mengurangi sejumlah electron dari cincin yang menyebabkan cincin karbon kurang negatif. Oleh karena kurang electron dalam cincin karbonnya, piridin tidak mudah mengalami reaksi subtitusi aromatic elektrofil. Perbedaan lain antara piridin dan benzene adalah nitrogen dalam piridin mengandung pasangan electron sunyi piridin, seperti amina alifatik

Piridina tidak dapat dialkilasi atau diasilasi seperti pada benzena melalui reaksi Friedel-crafts. Piridina dapat disubstitusi oleh bromin hanya pada suhu tinggi dalam fasa uap sehingga diduga reaksi berlangsung melalui pembentukan radikal bebas. Reaksi substitusi terjadi pada posisi karbon nomor 3.

Kesamaan lain antara piridina dan benzene adalah keduanya tahan terhadap serangan oksidasi. Reaksi oksidasi dapat terjadi pada gugus samping, sedangkan cincinnya tetap utuh

 Permasalahan :

Kita ketahui pada artikel di atas terdapat senyawa alifatik,homosiklik dan heterosiklik

Dari ketiga senyawa tersebut apakah ada perbedaan yang menonjol diantaranya?

Tolong bantuannya teman-teman.

Trimakasih.