ALKYLATIONS

ALKYLATIONS OF CARBONYL

Alkilasi Enolat

Enol (juga disebut sebagai alkenol) adalah alkena yang mempunyai gugus hidroksil yang melekat pada karbon berikatan rangkap dua. Enol dan senyawa karbonil (seperti keton dan aldehida) sebenarnya adalah isomer; ini dikenal sebagai tautomerisme keto-enol: Bentuk enol ditunjukkan pada gambar sebelah kiri. Biasanya ia tidak stabil dan berubah dengan cepat menjadi bentuk keto (keton) pada gambar sebelah kanan. Hal ini dikarenakan oksigen lebih elektronegatif daripada karbon, sehingga oksigen membentuk energi ikatan rangkap yang lebih kuat. Ikatan ganda karbon-oksigen (karbonil) lebih kuat dua kali lipat daripada ikatan tunggal karbon-oksigen, namun ikatan ganda karbon-karbon lebih lemah daripada dua ikatan tunggal karbon-karbon (Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas).\

Hanya dalam senyawa 1,3-dkarbonil dan 1,3,5-trikarbonil yang memiliki bentuk enol yang stabil. Hal ini disebabkan oleh resonansi dan ikatan hidrogen antarmolekul yang terjadi pada bentuk enol dan tidak mungkin terjadi pada bentuk keto. Oleh karenanya, pada kesetimbangan, lebih dari 99% molekul propanadial (OHCCH2CHO) berbentuk monoenol. Persentase tersebut lebih rendah untuk keton 1,3-aldehida dan diketon. Enol (dan enolat) merupakan zat antara yang penting pada banyak reaksi organik.

Enols dan Anion enolat: Proses dimana sebuah atom hidrogen terikat pada atom karbon karbonil α sebuah senyawa (di-hidrogen atom α) bergerak ke atom oksigen karbonil dikenal sebagai enolisasi atau-enol tautomerisme keto. Karbonil isomerik dan struktur enol adalah tautomers. The Besarnya enolisasi tergantung pada keasaman-proton – lebih asam di-proton, yang lebih mungkin yang enolisasi dan karenanya konstanta kesetimbangan untuk tautomerisme K T akan lebih tinggi. Biasanya, bentuk karbonil lebih disukai, namun faktor struktural dapat secara signifikan mempengaruhi K T antara keto dan bentuk enol dikatalisis oleh asam dan dasar. Dalam air asam, protonasi cepat gugus karbonil terjadi pertama, yang diikuti dengan penghapusan α-proton oleh air di tingkat mengendalikan langkah menuju ke enol (Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure ).

Pada kondisi dasar, abstraksi dari atom hidrogen-α adalah tingkat awal pengendali. langkah. Proton abstraksi dari pelarut menyelesaikan proses enolisasi. Seperti dapat dilihat, proses ini pada dasarnya reaksi asam-basa dan melibatkan keseimbangan. senyawa Karbonil jauh lebih asam (kita jelas mengacu Bronsted keasaman) dari Analog hidrokarbon mereka. enolat anion adalah dari dasar dan senyawa karbonil konjugasi adalah resonansi stabil. Hal ini juga dapat bertindak sebagai nukleofil – fakta ini dalam adalah dasar dari reaktivitas mereka dalam berbagai reaksi antara dari alkilasi, reaksi aldol lebih reaksi iodoform kompleks. Ide umum sebuah nilai-nilai berbagai asam karbon akan membantu kita untuk memahami reaksi-reaksi yang lebih baik dan juga akan memungkinkan kita untuk memutuskan apa dasar dapat digunakan untuk deprotonasi diberikan proton dalam kondisi tertentu. tergantung pada sumber sedikit variasi dalam jumlah yang mungkin sedemikian rupa sehingga keseimbangan akan hampir secara eksklusif terhadap enolat (Kami menyebutnya sebagai deprotonasi dalam kondisi kinetik.) (Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure).

Enolat dari aldehida, keton dan ester biasanya mengalami kondensasi reaksi karena mereka juga mengandung sebuah gugus karbonil elektrofilik. Pembentukan enolat anion jauh lebih lancer  ketika dua kelompok yang berdekatan dapat menstabilkan muatan negatif. Jenis senyawa yang sering disebut sebagai senyawa metilen aktif – mereka. pKa memiliki nilai yang kurang dibandingkan dengan air dan alcohol. enolat dihasilkan dari senyawa metilen aktif sangat nukleofilik dan dapat mudah alkilasi dengan berbagai alkil halida (elektrofil). Ketika dua atom hidrogen asam yang hadir pada atom karbon yang sama, mono-dan dialkylation keduanya mungkin. Produk yang diperoleh merupakan fungsi sederhana kuantitas reaktan yang digunakan. Dialkylation atau alkilasi berturut-mono dengan dua yang berbeda β-keto pemakan menjalani dekarboksilasi melalui asam β-keto yang sesuai yang sangat meningkatkan utilitas mereka dalam sintesis organik. Produk setelah dekarboksilasi adalah dasarnya mirip dengan yang diperoleh pada alkilasi enolat keton yang sesuai. (Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure )

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.

Sintesis Ester Malonat

Sintesis ester malonat merupakan salah satu reaksi alkilasi karbonil yang

terkenal dan tertua dan merupakan metoda yang bagus untuk membuat asam

asetat yang tersubstitusi α dari alkil halida.

Reaksi Sintesis Senyawa Dari Ester Asetoasetat

Secara umum, produk reaksi dari ester malonat atau ester asetoasetat adalah asam-asam asetat tersubtitusi atau aseton tersubtitusi (Feassenden, 1982:171). Menurut Clayden sebagaimana dikutip oleh Firdaus et al, (2013) berdasarkan struktur kimia dari etil asetoasetat, diketahui bahwa senyawa ini memiliki posisi dua hydrogen α, yaitu hydrogen α yang bertetangga dengan gugus karbonil keto serta hydrogen α yang diapit oleh dua gugus karbonil.

\Keasaman kedua posisi hidrogen –α ini berbeda, dimana hidrogen  –α yang diapit oleh dua gugus karbonil bersifat lebih asam (pKa =11) dibandingkan  yang  hanya  bertetangga  dengan  karbonil  keto  (pKa>20). Hal  ini disebabkan  terjadinya  kestabilan  anion  melalui  delokalisasi  elektron  pada  kedua oksigen  karbonil.  Oleh  karena  itu,  pembentukan  ion  enolat  terjadi  melalui pelepasan hidrogen –α yang diapit oleh dua gugus karbonil tersebut (Fauziyah, 2015). Senyawa karbonil mempunyai keasaman yang jauh lebih besar daripada analog hidrokarbonnya. Hal ini disebabkan oleh kemampuan gugus karbonil untuk mengawas tempatkan muatan negative basa konjugasinya (Pine, 1988:304). Pembentukan ion enolat dari reaksi antara etil asetoasetat dan natrium dalam etanol kering. Pelarut etanol yang digunakan haruslah bebas dari air agar tidak bereaksi dengan natrium etoksida membentuk natrium hidroksida (Firdaus, 2013). Reaksi alkilasi tidak terbatas hanya pada enolat dari dietil malonat. Enolat lain juga menjalani reaksi SN2 dengan alkil halide untuk menghasilkan produk teralkilasi. Enolat lain yang lazim digunakan adalah enolat yang diperoleh dari etil asetoasetat (ester asetoasetat). Produk akhir alkilasi ester asetoasetat adalah aseton tersubtitusi α (Feassenden, 1982:170). Jadi, sebelum mengalami tahap selanjutnya dari sintesis ester asetoasetat, senyawa ester asetoasetat ini terlebih dahulu diubah menjadi anion enolat oleh perlakuan natrium etoksida, yang kemudian ion enolatnya akan dialkilasi melalui reaksi SN2 dengan alkil halide. Pada proses alkilasi ini dapat dilakukan dua kali jika diinginkan, hal ini dikarenakan ester asetoasetat memilki dua hydrogen α.

Tahap-tahap dalam suatu sintesis ester asetoasetat mirip dengan tahap-tahap sintesis ester malonat, yaitu sebagai berikut:

1.      Pembuatan enolat

2.      Alkilasi

3.      Hidrolisis dan Dekarboksilasi

(Feassenden, 1982:170-171).

 Jadi, dapat disimpulkan hasil sintesis dari senyawa ester asetoasetat akan menghasilkan suatu aseton tersubtitusi α. Untuk mendapatkan senyawa aseton tersubtitusi tersebut dapat dilakukan melalui beberapa tahap. Tahap sintesis ester asetoasetat tersebut dilakuan dengan mengubah senyawa ester asetoasetat menjadi ion enolat dengan penambahan natrium etoksida, yang kemudian dialkilasi melalui reaksi SN2 dengan alkil halide primer dan dihidrolisis serta didekarboksilasi.

Contoh: Sintesis 3-metil-2-heksanon

 Sintesis 3-metil-2-heksanon

PERMASALAHAN :
1. Sintesis ester malonat merupakan salah satu reaksi alkilasi karbonil yang terkenal dan tertua ,serta merupakan metoda yang bagus untuk membuat asam asetat yang tersubstitusi a dari alkil halida, apakah sintesis ester malonat ini dapat di gunakan dalam kehidupan sehari-hari, jika iya maka bagaimana pengaplikasiannya? 
2. 

Pembentukan Enolat dapat dibentuk dengan menggunakan basa kuat ("kondisi keras") ataupun menggunakan asam Lewis dengan basa lemah ("kondisi lunak"). Apa yang terjadi Jika katalis yang digunakan merupakan basa yang moderat seperti ion hidroksida atau sebuah alkoksida ?