DESAIN SINTESIS ASAM SINAMAT DAN MEKANISMENYA

    Asam sinamat memiliki rumus kimia C6H5CHCHCOOH atau C9H8O2, yang juga memiliki sinonim dari asam trans-3-fenil-propenoat sebagai nama IUPAC dan nama trivial nya yaitu asam trans-β-fenilakrilat. Asam sinamat ini berwujud kristal putih, sedikit berbau balsam dan rasanya pedas. Kelarutan asam sinamat yaitu sedikit larut dalam air, tetapi kelarutannya dalam air dapat meningkat ketika menggunakan air panas, mudah larut dalam alkohol, etanol,  larut dalam kloroform, sangat mudah larut dalam benzena, eter, asam asetat glasial, aseton, karbon disulfida, dan minyak. Asam sinamat juga mempunyai titik leleh 133°C serta titik didih 300°C.  Asam sinamat termasuk dalam senyawa fenol yang dihasilkan dari lintasan asam sikimat dan reaksi berikutnya. Kegunaan asam sinamat ialah sebagai bahan baku kimia, misalnya sebagai bahan baku untuk mensintesis asam hidrosinamat melalui reaksi reduksi, sebagai bahan baku pembuatan ester metil, etil, benzil melalui reaksi esterifikasi, sebagai herbisida dan pestisida, juga dapat digunakan sebagai antibakteri, antijamur, analgesik, antiinflamasi, choleretic, pencahar dan pencegah kanker. Selain dibuat secara sintesis, sebenarnya asam sinamat ini juga teresterifikasi di alam dalam bentuk bebas yaitu di dalam akar Rheum palmatum, Balsam Peru, Benzoin Sumatra, Balsam Tolu, Minyak kayu manis, dan juga ada yang berada di Daun Koka.

   Asam sinamat disintesis dalam bentuk trans karena lebih stabil. Sedangkan isomernya yang berbentuk cis, mempunyai nama asam allosinamat yang mempunyai sifat tidak stabil dan dapat berubah menjadi bentuk trans.

  Senyawa-senyawa turunan sinamat dapat juga disintesis dengan reaksi Perkin, yaitu kondensasi aldol antara aldehida aromatik yang sesuai dan anhidrida asam karboksilat, dengan adanya garam natrium dari asam tersebut sebagai katalis. Pada reaksi ini, kondensasi terjadi antara gugus karbonil dari aldehida dan gugus menaktif dari anhidrida asam. Sedangkan fungsi dari katalis ialah untuk membentuk anion dan gugus metil aktif tersebut. 

  Turunan sinamat dapat pula disintesis menggunakan reaksi knoevenagel, yaitu kondensasi aldol antara suatu aromatik aldehid yang sesuai dengan asam atau ester malonat, dengan adanya katalis basa. Cara lain untuk mensintesis senyawa-senyawa turunan sinamat aldehida aromatik yang sesuai dengan ester asetat, yaitu dengan adanya katalis basa. Sintesis asam sinamat didasarkan pada kondensasi Knoevenagel dari dietilmalonat dengan benzaldehida yang dikatalisis oleh oksida campuran Mg/Al, Mg–Al + Ln (Ln = Dy, Gd), atau Li/Al seperti yang ditunjukkan pada Gambar dibawah ini.

   Mekanisme reaksinya terjadi seperti gambar dibawah ini.

PERMASALAHAN

1. Terdapat pada blog saya bahwa, kelarutan asam sinamat itu sedikit larut dalam air, tetapi mudah larut dalam alkohol ataupun etanol. Mengapa hal itu bisa terjadi dan apa yang menyebabkannya? (Vika Seputri)
2. Reaksi kondensasi Knoevenagel lebih sering digunakan dalam sintesis asam sinamat dibandingkan dengan reaksi perkin. Mengapa hal itu demikian? (Wafiqah Alvia)
3. Pada sintesis asam sinamat di kerapkali di gunakan katalis dietilamina yang merupakan amina sekunder. Bagaimana jika katalis yang di gunakan jenis amina primer apakah yang akan terjadi? (Nurkhalishah)
4. Pada blog saya terdapat 2 metode reaksi untuk mensintesis asam sinamat yaitu reaksi perkin dan  reaksi knoevenagel. Pada suatu keadaan ketika sintesis sinamat dari bahan awal benzaldehida dengan senyawa pengadisi asam malonat dengan katalis  basa piridina dan pipeeidina (knoevenegal) dan dengan senyawa pengadisi anhidrida asetat dan katalis basa kalium asetat (perkin). Manakah yang memiliki hasil reaksi yang lebih banyak diantara 2 keadaan tersebut? (Wisliana)
5. Apa yang terjadi jika sintesis asam sinamat dilakukan berdasarkan reaksi kondensasi knoevenagel antara benzaldehida dan asam malonat dengan katalis dietilamina? (Mashita)
6. Disebutkan dalam blog saya bahwa, ketika dalam pembuatan asam sinamat ketika semakin kuat basa yang digunakan maka pembentukan asam sinamat diyakini akan semakin cepat dan hasil produk lebih banyak. Apa yang menyebablan hal tersebut dapat terjadi, apa pengaruh dari si basa yang digunakan itu? (Bella Veronica)

Baiklah, untuk jawaban dari permasalahan diatas dapat dilihat dari video diskusi kami dibawah ini.

https://youtu.be/Q6FALWteYbQ

Hasil diskusi kelompok mengenai artikel tentang sintesis langsung asam sinamat dari asam karboksilat alifatik dan aldehida aromatik dengan adanya boron tribromida

    Jadi kami telah diskusi mengenai artikel tentang sintesis langsung asam sinamat dari asam karboksilat alifatik dan aldehida aromatik dengan adanya boron tribromida, dan hasilnya adalah disini kami membahas mekanisme dari gambar reaksi diatas yaitu: pertama, asam karboksilat alifatik 1 bereaksi dengan boron tribromida dan menghasilkan (A) perantara yang stabil, triasil borat, yang berperan sbgai kimiawi anhidrida campuran. Nah Borat ini, dengan adanya 4-DMAP, menghasilkan zat antara (B) reaktif yang bereaksi dengan aldehida aromatik (2) dengan mekanisme yang diketahui, menghasilkan asam sinamat (3). Adanya 4-DMAP sebagai katalis, menghasilkan zat antara (B) reaktif yang bereaksi dengan aldehida aromatik (2) dengan mekanisme yang diketahui, menghasilkan asam sinamat (3). Kehadiran 4-DMAP dan piridin diperlukan untuk pembentukan produk.

    Kemudian kami juga membahas bahwa dengan adanya boron tribromida, reaksi antara aromatik aldehida dan asam karboksilat alifatik untuk mendapatkan asam sinamat dimungkinkan pada kondisi, melalui sintesis langsung baru. Pendekatan baru ini memungkinkan persiapan berbagai asam sinamat dalam hasil baik hingga tinggi (hingga 81%). Berbeda dengan metode klasik (cf. Reaksi Perkin, dll.), Alternatif kami menggunakan karboksilat alifatik asam, bukan anhidrida yang sesuai.

DESAIN SINTESIS ASPIRIN DAN MEKANISMENYA

    Sintesis aspirin diklasifikasikan sebagai reaksi esterifikasi. Asam salisilat diolah dengan asetat anhidrida, turunan asam, menyebabkan reaksi kimia yang mengubah gugus hidroksil asam salisilat menjadi gugus ester (R-OH → R-OCOCH₃). Proses ini menghasilkan aspirin dan asam asetat, yang dianggap sebagai produk sampingan dari reaksi ini. Sejumlah kecil asam sulfat (dan terkadang asam fosfat) hampir selalu digunakan sebagai katalis.

    Awalnya terinspirasi oleh sakit artritis yang diderita ayahnya, yaitu Hoffmann seorang berkebangsaan Jerman mensintesis suatu senyawa bernama asam asetilsalisilat (aspirin). Dengan senyawa ini Hoffmann dapat mengobati ayahnya tanpa mengakibatkan iritasi perut yang parah seperti efek samping pada obat artritis pada masa itu. Aspirin atau asam asetilsalisilat (asetosal) merupakan suatu jenis obat dari keluarga salisilat yang sering digunakan sebagai analgesik (terhadap rasa sakit atau nyeri minor), antipiretik (terhadap demam), dan anti-inflamasi. Aspirin ini juga memiliki efek antikoagulan dan digunakan dalam dosis rendah dalam tempo lama untuk mencegah serangan jantung.

    Aspirin dibuat dengan mereaksikan asam salisilat dengan anhidrida asam asetat dengan menggunakan katalis 85% H₃PO₄ sebagai zat penghidrasi atau juga dapat direaksikan dengan asam asetat glacial bila asam asetat anhidrad sulit untuk ditemukan.. Asam salisilat merupakan asam bifungsional yang mengandung dua gugus –OH dan –COOH. Karenanya asam salisilat ini dapat mengalami dua jenis reaksi yang berbeda yaitu reaksi asam dan reaksi basa. Suatu reaksi dengan anhidrida asam asetat akan menghasilkan aspirin. Kemurnian aspirin tersebut bisa diuiji dengan menggunakan besi(III) klorida. Besi (III) klorida bereaksi dengan gugus fenol akan membentuk kompleks ungu. Asam salisilat (murni) akan berubah menjadi ungu jika ditambahkan FeCl₃, karena asam salisilat mempunyai gugus fenol. Selain itu, kemurnian aspirin juga dapat ditentukan dengan uji titik leleh, dimana seharusnya titik leleh aspirin murni adalah 136^oC.

Reaksi Sintesis Aspirin

Dengan mekanisme seperti dibawah ini,

  Fungsi dari 85% H₃PO₄ yang ditambahkan yaitu sebagai katalis dalam reaksi sintesis asam asetilsalisilat dan pemberi suasana asam karena reaksi berlangsung pada suasana asam. Penggunaan asam fosfat dapat digantikan dengan asam sulfat. Reagen lain yang dapat digunakan dalam sintesis aspirin ini yaitu anhidrida asam asetat. Anhidrida asam asetat yang digunakan karena hasil esterifikasi fenol akan mendapatkan hasil yang lebih baik apabila digunakan derivat asam karboksilat yang lebih reaktif. Anhidrida asam asetat adalah derivat yang lebih reaktif yang dapat menghasilkan ester asetat. Reaksi tersebut juga dilakukan pada air yang dipanaskan agar mempercepat tercapainya energi aktivasi. Sedangkan pendinginan dimaksudkan untuk membentuk kristal, karena ketika suhu itu dingin, molekul-molekul aspirin dalam larutan akan bergerak melambat dan pada akhirnya terkumpul membentuk endapan melalui proses nukleasi (induced nucleation) dan pertumbuhan partikel. Mekanisme reaksi yang terjadi yaitu sebagai berikut :

• Anhidrida asetat menyerang H⁺.
• Anhidrida asam asetat mengalami resonansi.
• Anhidrida asam asetat menyerang gugus fenol dari asam salisilat.
• H⁺ terlepas dari –OH dan berikatan dengan atom O pada anhidrida asam asetat.
• Anhidrida asam asetat terputus menjadi asam asetat dan asam asetilsalisilat.

PERMASALAHAN

1. Aspirin ini dibuat dengan cara esterifikasi, dimana bahan aktif dari aspirin yaitu asam salisitat direaksikan dengan asam asetat anhidrad atau dapat juga direaksikan dengan asam asetat glacial bila asam asetat anhidrad sulit untuk ditemukan. Mengapa asam asetat anhidrad ini dapat digantikan dengan asam asetat glacial? Apakah karna memiliki sifat yang sama? Jelaskan! (Vika Seputri)
2. Aspirin merupakan suatu ester dari asam asetat dengan asam salisilat. Aspirin dapat dibuat dengan mereaksikan asam salisilat dengan anhidrida asam asetat menggunakan asam fosfat pekat sebagai katalisator. Bagaiman jika yang di gunakan sebagai katalisator berupa asam pekat lain? misalnya asam sulfat pekat. (Nadiya)
3. Dikatakan bahwasannya sintesis aspirin diperoleh dari stating material yaitu asam asetat anhidrid yang direaksikan dengan asam salisilat diamana keduanya merupakan senyawa karboksilat Dan digunakan H2SO4 sebagai katalisnya yang dilakukan secara pemanasan dengan suhu 50-60derajat agar bisa menghasilkan senyawa asetil salisilat (aspirin) Nah bagaimana jika suhu yg digunakan lebih dari 60 misalnya saja 70 derajat apakah aspirin masih dapat terbentuk? (Nurhalimah)
4. Secara teoritis, jumlah aspirin yang dihasilkan adalah setara dengan jumlah asam salisilat yang direaksikan. Apakah yang dapat membuat hal ini terjadi dan bagaimana cara memperbanyak produk aspirin tanpa menambah jumlah asam salisilat? (Kelantan)
5. Permasalahan :reaktan berlebih yang seperti apa yang bisa menggeser kesetimbangan ke kanan untuk mendukung pembentukan aspirin ? (Nur khalishah)
6. Dikatakan bahwa dibanding asam salisilat asam asetil salisilat merupakan asam yang lebih lemah. Pada pelarutan dengan penambahan basa akan terjadi hidrolisis yang cepat atau lambat menjadi salisilat dan asetat tanpa bergantung pada konsentrasi ion OH. Selain itu, dalam suasana asam juga akan terhidrolisis. Mengapa demikian? (Wisliana)

Baiklah, untuk jawaban dari permasalahan diatas dapat dilihat dari video diskusi kami dibawah ini.

https://youtu.be/mtmDf9N0c1c

Kontrol Kinetika dan Kontrol Termodinamika dalam Sintesis Senyawa Organik

    Pada pertemuan kali ini kita akan membahas tentang "Kontrol Kinetika dan Kontrol Termodinamika dalam Sintesis Senyawa Organik". Dimana kita telah mengetahui bahwa Kinetika adalah suatu ilmu yang membahas tentang laju (kecepatan) dan mekanisme reaksi. Berdasarkan penelitian yang mula-mula dilakukan oleh Wilhelmy terhadap kecepatan inversi sukrosa, ternyata kecepatan reaksi berbanding lurus dengan konsentrasi / tekanan zat–zat yang bereaksi. Laju reaksi dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi atau tekanan dari produk atau reaktan terhadap waktu.

Berdasarkan jumlah molekul yang bereaksi, reaksi terdiri atas :

1.      Reaksi unimolekular : hanya 1 mol reaktan yang bereaksi

Contoh :  N₂O₅  –> N₂O₄  +  ½ O₂

2.      Reaksi bimolekular : ada 2 mol reaktan yang bereaksi

Contoh :  2HI   –>   H₂  +  I₂

3.      Reaksi termolekular : ada 3 mol reaktan yang bereaksi

Contoh :  2NO  +  O₂   –>   2NO₂

Setelah kita mengetahui apa itu kinetika, sekarang kita membahas apa itu termodinamika. Termodinamika (dalam bahasa Yunani: thermos = ‘panas’ and dynamic = ‘perubahan’) yaitu fisika energi, panas, kerja, entropi dan kespontanan proses. Termodinamika sangat berhubungan dengan mekanika statistik di mana terdapat banyak hubungan termodinamika berasal. Pada sistem dimana terjadi nya proses perubahan wujud atau pertukaran energi, termodinamika klasik tidak berhubungan dengan kinetika reaksi (kecepatan suatu proses reaksi berlangsung). Karena alasan ini lah, penggunaan istilah “termodinamika” biasanya menjurus pada termodinamika setimbang. Dengan hubungan ini dapat kita ketahui, konsep utama dalam termodinamika adalah proses kuasistatik, yang diidealkan, proses “super pelan”. Proses termodinamika ini bergantung-waktu dipelajari dalam termodinamika tak-setimbang.

Nah selanjutnya kita akan membahas tentang kontrol termodinamika dan kontrol kinetika. Kontrol termodinamika atau kinetika dalam reaksi kimia itu dapat menentukan komposisi campuran produk reaksi ketika jalur bersaing mengarah pada produk yang berbeda serta selektivitas dari pengaruh kondisi reaksi tersebut.Kondisi reaksi seperti suhu, tekanan atau pelarut mempengaruhi jalur reaksi, maka dari itu kontrol termodinamika maupun kinetika adalah satu kesatuan dalam dalam suatu reaksi kimia. Kedua kontrol reaksi ini disebut juga sebagai faktor termodinamika dan faktor kinetika, dengan uraian sebagai berikut:

1.      Faktor Termodinamika (adanya stabilitas realtif dari produk)

Pada suhu tinggi, reaksi berada di bawah kendali termodinamika (ekuilibrium, kondisi reversibel) dan produk utama berada dalam sistem lebih stabil.

2.      Faktor Kinetika (kecepatan pembentukan produk)

Pada temperatur rendah, reaksi ini di bawah kontrol kinetika (tingkat, kondisi irreversible) dan produk utama adalah produk yang dihasilkan dari reaksi tercepat. 

Berikut Konsep kontrol termodinamika yaitu  :

Jika suhu rendah maka konsentrasi banyak molekul terbentuk banyak dan jika suhu tinggi maka konsentrasi sedikit molekul yang dihasilkan sedikit.

Berikut Konsep kontrol kinetika yaitu : 

Jika suhu besar maka tekanan harus besar juga agar mencapai kestabilan dan jika suhu rendah maka tekanan kecil. 

Selanjutnya ke topik senyawa organiknya, apabila kita ingin membuat senyawa organik yang berkualitas dan banyak maka kita dapat memakai konsep kontrol termodinamika dan konsep kontrol kinetika. Agar produk yang dihasilkan sesuai dengan yang kita inginkan dan mendapat produk yang banyak dan dengan tingkat kestabilan besar. 

Pengertian Kinetika dan Termodinamika Enolat

Senyawa karbonil yang memiliki H alfa jika digunakan pada kondisi asam, maka akan membentuk enol, sedangkan pada kondisi basa akan membentuk ion enolat. Kondisi asam 3 termasuk kontrol termodinamika karena mengacu pada kestabilan intermediet (enol). Sedangkan pada kondisi basa, termasuk kontrol kinetika karena mengacu pada terbentuknya ion enolat yang berjalan cepat. Perlakuan metil keton dengan LDA biasanya menghasilkan hanya lithium enolat pada sisi metil. Enolat ini akan terbentuk cepat, dan berikutnya dikenal dengan nama enolat kinetik. Beriku alasan mengapa terbentuk cepat:

1.  Proton pada gugus metil yaitu lebih asam.

2. Terdapat 3 H alfa pada sisi metil dibandingkan 2 H alfa pada sisi lainnya.

3. Terdapat hambatan sterik pada penyerangan LDA pada sisi lain dari gugus karbonil.

 

Mekanisme enolat

Dalam reaksi kondensasi apabila digunakan katalis basa moderat seperti ion hidroksida atau alkoksida, maka reaksi aldol terjadi melalui serangan nukleofil oleh stabilitas resonansi ion enolat pada gugus karbonil. Produk aldol yaitu garam alkoksida, kemudian terbentuklah aldol itu sendiri. Setelah itu akan mengalami dehidrasi membentuk senyawa karbonil tidak jenuh. Mekanisme selengkapnya dapat dilihat pada gambar 5.

Tahap 1. Mekanisme aldol terkatalis basa

Tahap 2. Dehidrasi

Gambar 5. Mekanisme Enolat

Produk termodinamika dan kinetika

Pada contoh reaksi diatas kontrol kinetika dapat dilakukan dengan menggunakan LDA pada suhu -78°C. Hal ini akan memberikan perbandingan kinetika dengan termodinamika sebesar 99 : 1. Sedangkan kontrol termodinamika dapat dilakukan dengan trifenil metil litium pada suhu kamar, yang akan memberikan selektivitas 10 : 90.

 

Gambar 6.  Produk termodinamika dan kinetika

Diagram Kontrol kinetik dan Termodinamik

Pada diagram diatas dapat dijelaskan bahwa bahan awal (SM) dapat bereaksi untuk memberikan dua produk yang berbeda yaitu P1 (garis hijau) dan P2 (garis biru) melalui jalur yang berbeda. Pada reaksi 1 (hijau) menghasilkan P1, dimana reaksi pada P1 akan bereaksi lebih cepat karena memiliki keadaan transisi lebih stabil (TS1). Hal ini dikarena adanya penghalang aktivasi yang lebih rendah. Jadi P1 adalah produk kinetika. Pada reaksi 2 (biru) menghasilkan P2. P2 adalah produk yang lebih stabil karena berada pada energi yang lebih rendah dari P1. Jadi P2 adalah produk termodinamika.

Secara umum, kinetika dari enolat dengan cara reaksi dilakukan pada kondisi dingin. Hal ini akan terjadi ikatan ionik antar logam-oksigen dan deprotonasi berlangsung cepat dalam kondisi yang lebih ringan. Sedangkan pada termodinamika dari enolat terjadi pada temperatur yang lebih tinggi dan terjadi ikatan kovalen logam-oksigen. Waktu kesetimbangan nya lebih longgar pada deprotonasi dengan sejumlah sub-stoikiometrik dari basa kuat. Penggunaan sejumlah sub-stoikiometrik basa memungkinkan dihasilkan nya sejumlah kecil fraksi senyawa karbonil tak-terenolasi untuk menyeimbangkan enolat ke regioisomer termodinamika dengan bertindak sebagai sumber proton.

Jadi, dapat kita simpulkan bahwa enolat kinetika adalah enolat yang terbentuk pada sisi keton yang kurang tersubstitusi. Sedangkan pada enolat termodinamika yaitu enolat yang terbentuk pada sisi keton yang lebih tersubstitusi. Hal tersebut dapat dijelaskan yaitu sama seperti alkena, yaitu pada suatu enol atau enolat akan lebih stabil pada posisi yang lebih tersubstitusi. Contoh yang paling sukses dari enol silil termodinamika adalah 1-fenilpropan-2-on.

PERMASALAHAN

1. Pada konsep kontrol termodinamika, mengapa pada konsentrasi yang banyak digunakan suhu yang rendah? (Vika Seputri)
2. Sebagaimana contoh yang telah saya paparkan di atas, dinyatakan bahwa pada kontrol termodinamika produk yang terbentuk ialah B dengan suhu tinggi, apakah produk B ini tidak akan terbentuk jika suhu yang di gunakan ialah suhu rendah? (Dewi Mariana Elisabeth)
3. Mengapa suhu dijadikan sebagai kunci utama atau faktor utama dalam kestabilan relatif dan kecepatan relatif dalam mengontrol sintesis senyawa kimia organik supaya produk yang diperoleh lebih stabil dan banyak ? (Bella Veronica Simanjuntak)
4. Dikatakan bahwasanya, kondisi reaksi seperti suhu, tekanan, pelarut akan mempengaruhi jalur reaksi mana yang lebih disukai, yakni terkendali secara kinetik maupun termodinamika. Dan kondisi tersebut hanya berlaku jika adanya energi aktivasi dari dua jalur yang berbeda. Nah, mengapa energi aktivasi menjadi faktor penting untuk mengetahui jalur mana yang lebih disukai yakni antara kontrol kinetika maupun termodinamika? (Khusnul Khotimah)
5. Hal apa yang harus diperhatikan atau dilakukan dalam kontrol kinetika dan kontrol termodinamika untuk didapatnya produk hasil reaksi yang stabil? (Jony Erwin Situmorang)
6. Kondisi reaksi seperti suhu, tekanan atau pelarut mempengaruhi jalur reaksi. Pada temperatur tinggi, reaksi dibawah kontrol termodinamika. Sedangkan pada temperatur rendah, reaksi di bawah kontrol kinetika. Jika reaksi berada pada temperatur ruang, apakah kontrol termodinamika atau kinetika yang mengendalikan reaksi tersebut? Jelaskan! (Kelantan)
7. Mengapa energi bebas produk dalam suatu reaksi harus lebih kecil dari pada energi reaktan yang menghasilkan ∆G negatif? (Andrika Dwi Sakti)

Baiklah untuk jawaban dari permasalahan diatas terdapat pada link video diskusi kami dibawah ini.

https://youtu.be/fOU2YvNlF2o 

PEMBENTUKAN KERANGKA KARBON DAN TRANSFORMASI GUGUS FUNGSI

    Karbon merupakan salah satu dari beberapa elemen yang dapat membentuk rantai panjang atom sendiri, yang disebut dengan katenasi. Hal ini ditambah dengan kekuatan ikatan karbon-karbon yang menimbulkan sejumlah besar bentuk molekul, banyak yang merupakan elemen struktural yang penting dari kehidupan, sehingga senyawa karbon itu memiliki bidang mereka sendiri yaitu studi  "kimia organik".

    Ikatan karbon-karbon adalah suatu ikatan kovalen antara dua atom karbon. Bentuk yang paling umum yaitu ikatan tunggal. Ikatan tunggal adalah ikatan yang tersusun atas dua elektron, satu dari masing-masing dua atom. Ikatan tunggal karbon-karbon adalah suatu ikatan sigma dan dikatakan terbentuk dari satu orbital hibrid dari masing-masing atom karbon. Dalam etana, orbital sp3 yaitu orbital hibrid, tetapi ikatan tunggal terbentuk antara atom karbon dengan hibridisasi lain memang terjadi (misalnya sp2 ke sp2). Bahkan, pada atom karbon dalam ikatan tunggal tidak perlu dari hibridisasi yang sama.

   Atom karbon itu memiliki massa 12 dengan nomor atom 12. Konfigurasi elektronnya yaitu 1s², 2s², 3p² dan mengalami hibridisasi dimana 1 elektron dari orbital 2s berpindah ke orbital 2pz, sehingga memiliki konfigurasi yang stabil 1s², 2s¹, 2p³, dengan membentuk orbital hybrid sp³. Sehingga atom karbon juga memiliki kesempatan untuk membentuk empat ikatan dengan atom lainnya, kestabilan struktur karbon ini ditunjukan dengan sudut yang sama 109,50 dengan bentuk tetrahedral.

   Berdasarkan karakteristik tetrahedral maka atom karbon itu dapat mengikat atom lainnya selain atom karbon itu sendiri. Secara sederhana, atom karbon dapat membentuk empat ikatan dengan atom hidrogen. Kerangka senyawa hidrokarbon dibangun oleh banyaknya ikatan antar atom karbonnya. Kerangka senyawa hidrokarbon yang paling sederhana yaitu memiliki sebuah atom karbon, dilanjutkan dengan dua atom karbon, tiga atom karbon dan seterusnya

  Dalam berikatan sesama atom karbon terdapat tiga kemungkinan, yaitu yang pertama membentuk ikatan tunggal, yang kedua ikatan rangkap dua dan yang terakhir ikatan rangkap tiga. Untuk penyederhanaan dapat kita ibaratkan seperti ikatan tunggal terjadi dari orbital s dan disebut ikatan sigma pada orbital hibrid sp3 dan bentuk molekul tetrahedron dengan sudut 109,50. Senyawa dengan ikatan tunggal disebut dengan senyawa hidrokarbon jenuh. 

Adapun panjang ikatan tunggal C–C adalah 0,154 nm.

  Percabangan juga sering terjadi pada C-C kerangka. Atom karbon yang berbeda dapat diidentifikasikan sehubungan dengan jumlah karbon tetangga:

1.      Atom karbon primer: satu atom karbon tetangga

2.      Atom karbon sekunder: dua atom karbon tetangga

3.      Atom karbon tersier: tiga atom karbon tetangga

4.      Atom karbon kuartener: empat atom karbon tetangga

2,2,3-trimethylpentane

Sintesis

    Reaksi ikatan pembentukan karbon-karbon merupakan reaksi organik di mana ikatan karbon-karbon baru terbentuk. Mereka sangat penting dalam produksi bahan kimia buatan manusia seperti obat-obatan dan plastik.

Pembentukan Ikatan C-C

1 .     Melalui reaksi radikal bebas

        Tidak terkendali, dan juga dapat melakukan reaksi berantai (tidak digunakan dalam sintesis).

2 .    Melalui reaksi antara C⁺ dengan C^-

        Lebih terkendali (digunakan dalam sintesis).

    Contoh reaksi lain yang membentuk ikatan karbon-karbon adalah reaksi Aldol, reaksi Diels-Alder, penambahan reagen Grignard ke grup karbonil, reaksi Heck, reaksi Michael dan reaksi Wittig.

Telah menemukan bahwa I2 / Ph3P / imidazole yang baik untuk konversi alkohol menjadi iodida adalah selektif primer, jadi 1 diubah dengan lancar menjadi 2.

Konversi alkohol menjadi azida juga baik dilakukan, kombinasi reagen baru yang ringan untuk mempengaruhi transformasi ini. Iodida adalah komponen dari campuran reaksi, sehingga penggantian alkohol benzilik sekunder dilanjutkan dengan rasemisasi parsial. Hasil stereokimia dengan alkohol sekunder terisolasi tidak dilaporkan.

Baik hidrogenasi (Rosenmund) dan hidrida telah digunakan untuk mereduksi asam klorida menjadi aldehida. Gugus nitro dan alkena stabil pada kondisi tersebut.

PERMASALAHAN

1. Mengapa dalam melakukan sintesis terdapat pembatasan kurang dari 8 karbon? (Bella)
2. Pembentukan ikatan C-C bisa melalui reaksi radikal bebas dan reaksi antara C nukleofil dan elektrofil, dan beberapa reaksi lainnya seperti reaksi aldol, grignard, claisen, dll. Contoh reaksi nya bisa dilihat pada blog saya. Nah mengapa ikatan tunggal C-C memiliki energi lebih besar dibandingkan dengan ikatan C=C (rangkap dua) ataupun ikatan C≡C (rangkap tiga)? (Vika)
3. Pada transformasi gugus hidroksil, apabila hidroksi terikat dari suatu senyawa aromatik (fenol) reaksi biasanya hanya akan terjadi secara terbatas atau dengan kata lain terjadi pada posisi aromatiknya atau reaksi terjadi pada gugus OH-nya. Apabila pada aromatik maka biasanya reaksi substitusi elektrofilik. mengapa bisa demikian ? (Erma johar)
4. Dari gambar berikut ini yang bisa dilihat dari blog saya. Dapat terlihat pada gambar tersebut bahwasannya perbandingan yang dimiliki pada reaksi itu sebesar 85 : 15 jelas terlihat bahwa bagian kiri memiliki nilai yang lebih besar dari pada yang kanan, nah mengapa hal itu bisa terjadi. (Halimah)
5. Reaksi grignard termasuk salah satu reaksi pembentukan ikatan karbon. Mengapa organolitium nukleofil lebih kuat daripada gridnard yang sebanding ? (Susi)
6. Dalam Organotembaga, dijelaskan bahwa organotembaga (RCu atau R2CuLi berfungsi sebagai nukleofilik yang selektif terhadap gugus pergi yang baik. Salah satu contohnya ialah reaksi (suatu gambar). Bagaimana penjelasan dari reaksi dari gambar tersebut? (Siti)

Video diskusi permasalahan kelompok 2 dapat dilihat pada link dibawah ini :

https://youtu.be/5By9kplWnys