[Seri Kupas Tuntas] Gugus Fungsi Alkohol

Ilustrasi - Alkohol di Masyarakat Lebih Dikenal Sebagai Minuman yang Memabukkan, padahal dalam kimia, alkohol adalah senyawa penting dalam kehidupan Manusia

1. Gambaran Umum:

Dalam ilmu kimia Alkohol adalah senyawa-senyawa dimana satu atau lebih atom hidrogen dalam sebuah alkana digantikan oleh sebuah gugus -OH. Kelas penting dari gugus fungsi alkohol adalah alkohol asiklik sederhana, dengan rumus umum CnH2n +1OH. Dari rumus tersebut, etanol (C2H5OH) adalah jenis alkohol yang umum ditemukan dalam minuman beralkohol, dan dalam bahasa sehari-hari kata alkohol merujuk pada kata khusus untuk etanol.

Alkohol merupakan senyawa seperti air yang satu hidrogennya diganti oleh rantai atau cincin hidrokarbon. Sifat fisis alkohol, alkohol mempunyai titik didih yang tinggi dibandingkan alkana-alkana yang jumlah atom C nya sama. Hal ini disebabkan antara molekul alkohol membentuk ikatan hidrogen. Rumus umum alkohol R – OH, dengan R adalah suatu alkil baik alifatis maupun siklik. Dalam alkohol, semakin banyak cabang semakin rendah titik didihnya. Sedangkan dalam air, metanol, etanol, propanol mudah larut dan hanya butanol yang sedikit larut. Alkohol dapat berupa cairan encer dan mudah bercampur dengan air dalam segala perbandingan (Brady, 1999).

Sebagai contoh:

Alkohol umumnya berwujud cair dan memiliki sifat mudah menguap (volatil) tergantung pada panjang rantai karbon utamanya (semakin pendek rantai C, semakin volatil). Kelarutan alkohol dalam air semakin rendah seiring bertambah panjangnya rantai hidrokarbon. Hal ini disebabkan karena alkohol memiliki gugus OH yang bersifat polar dan gugus alkil (R) yang bersifat nonpolar, sehingga makin panjang gugus alkil makin berkurang kepolarannya.

2. Jenis-jenis alkohol

Berdasarkan jenisnya, alkohol ditentukan oleh posisi atau letak gugus OH pada rantai karbon utama karbon. Ada tiga jenis alkohol antara lain alkohol primer, alkohol sekunder dan alkohol tersier. Alkohol primer yaitu alkohol yang gugus –OH nya terletak pada C primer yang terikat langsung pada satu atom karbon yang lain contohnya : CH3CH2CH2OH (C3H7O). Alkohol sekunder yaitu alkohol yang gugus -OH nya terletak pada atom C sekunder yang terikat pada dua atom C yang lain. Alkohol tersier adalah alkohol yang gugus –OH nya terletak pada atom C tersier yang terikat langsung pada tiga atom C yang lain (Fessenden, 1997).

3. Tatanama

a. Nama berdasarkan IUPAC
Dalam sistem IUPAC, nama rantai alkana kehilangan terminal "a" dan menambahkan "ol", misalnya, "metanol" dan "etanol" yang berasal dari metana dan etana. Bila perlu, posisi gugus hidroksil ditandai dengan nomor antara nama alkana dan "ol": propan-1-ol untuk CH3CH2CH2OH, propan-2-ol untuk CH3CH (OH) CH3. Kadang-kadang, nomor posisi ditulis sebelum nama IUPAC: 1-propanol dan 2-propanol. Jika kelompok prioritas yang lebih tinggi hadir (seperti keton, aldehida, atau asam karboksilat), maka perlu untuk menggunakan awalan "hidroksi", [2] misalnya: 1-hidroksi-2-propanon (CH3COCH2OH).

Contoh penamaan :

Tata nama berdasarkan IUPAC yang hanya boleh digunakan dalam publikasi ilmiah. Dalam konteks lain yang kurang formal, alkohol sering disebut dengan nama grup alkil yang sesuai diikuti oleh "alkohol" kata, misalnya, alkohol metil, etil alkohol. Alkohol Propyl mungkin n-propil alkohol atau alkohol isopropil, tergantung pada apakah kelompok hidroksil yang terikat pada karbon 1 atau 2 pada rantai propana.

Alkohol diklasifikasikan menjadi primer, sekunder, dan tersier, berdasarkan jumlah atom karbon terhubung ke atom karbon yang menanggung gugus hidroksil. Para alkohol primer memiliki rumus umum RCH2OH; yang sekunder RR'CHOH, dan tersier yang RR'R "COH, dimana R,, R 'dan R" berdiri untuk kelompok alkil. Etanol dan alkohol n-propil adalah alkohol primer, alkohol isopropil adalah satu sekunder. Awalan second-(atau s-) dan tert-(atau t-), konvensional dalam huruf miring, dapat digunakan sebelum nama gugus alkil untuk membedakan alkohol sekunder dan tersier, masing-masing, dari yang utama. Sebagai contoh, isopropil alkohol kadang-kadang disebut sec-propil alkohol, dan alkohol tersier (CH3) 3COH, atau 2-metilpropan-2-ol dalam tata nama IUPAC umumnya dikenal sebagai tert-butil alkohol atau tert-butanol.

b. Tata nama berdasarkan merk dagang
Selain memiliki tata nama IUPAC, alkohol memiliki nama sendiri yang lebih umum digunakan

Chemical Formula	IUPAC Name	Common Name
Monohydric alcohols
CH3OH	Methanol	Wood alcohol
C2H5OH	Ethanol	Grain alcohol
C3H7OH	Isopropyl alcohol	Rubbing alcohol
C5H11OH	Pentanol	Amyl alcohol
C16H33OH	Hexadecan-1-ol	Cetyl alcohol
Polyhydric alcohols
C2H4(OH)2	Ethane-1 ,2-diol	Ethylene glycol
C3H5(OH)3	Propane-1 ,2,3-triol	Glycerin
C4H6(OH)4	Butane-1 ,2,3,4-tetraol	Erythritol
C5H7(OH)5	Pentane-1 ,2,3,4,5-pentol	Xylitol
C6H8(OH)6	Hexane-1 ,2,3,4,5,6-hexol	Mannitol, Sorbitol
C7H9(OH)7	Heptane-1 ,2,3,4,5,6,7-heptol	Volemitol
Unsaturated aliphatic alcohols
C3H5OH	Prop-2-ene-1-ol	Allyl alcohol
C10H17OH	3,7-Dimethylocta-2,6-dien-1-ol	Geraniol
C3H3OH	Prop-2-in-1-ol	Propargyl alcohol
Alicyclic alcohols
C6H6(OH)6	Cyclohexane-1 ,2,3,4,5,6-geksol	Inositol
C10H19OH	2 - (2-propyl)-5-methyl-cyclohexane-1-ol	Menthol

4. Reaksi-reaksi

Reaksi-reaksi yang terjadi dalm alkohol antara lain reaksi substitusi, reaksi eliminasi, reaksi oksidasi dan esterifikasi. Dalam suatu alkohol, semakin panjang rantai hidrokarbon maka semakin rendah kelarutannya. Bahkan jika cukup panjang sifat hidrofob ini mengalahkan sifat hidrofil dari gugus hidroksil. Banyaknya gugus hidroksil dapat memperbesar kelarutan dalam air (Hart, 1990).

A. Reaksi Oksidasi
Suatu alkohol primer dapat dioksidasi menjadi aldehid atau asam karboksilat. Alkohol sekunder dapat dioksidasi menjadi keton saja. Sedangkan pada alkohol tersier menolak oksidasi dengan larutan basa, dalam larutan asam, alkohol mengalami dehidrasi menghasilkan alkena yang kemudian dioksidasi (Fessenden, 1997).

Beberapa oksidasi dari alkohol antara lain :

1. Oksidasi menjadi aldehidHasil oksidasi mula-mula dari alkohol primer adalah suatu aldehid (RCH=O). Aldehid, siap dioksidasi menjadi asam karboksilat. Oleh sebab itu, reaksi antara alkohol primer dengan zat oksidator kuat akan menghasilkan asam karboksilat, dan bukan intermediet aldehid. Pereaksi tertentu harus dipakai apabila intermediet aldehid merupakan hasil yang diinginkan.
2. Oksidasi menjadi ketonSuatu alkohol sekunder dioksidasi oleh oksidator yang reaktif kuat menjadi keton.
3. Oksidasi menjadi asam karboksilat.

Secara ringkas

B. Esterifikasi

Untuk membentuk ester dari reaksi alkohol dan asam karboksilat, yang dikenal sebagai esterifikasi Fischer, biasanya dilakukan pada refluks dengan katalis asam sulfat pekat:

R-OH + R'-COOH → R'-COOR + H₂O

Dalam mendorong kesetimbangan ke kanan dan menghasilkan hasil ester yang baik , air biasanya dikeluarkan, baik oleh kelebihan H2SO4 atau dengan menggunakan alat Dean-Stark. Ester juga dapat dibuat dengan reaksi alkohol dengan asam klorida dengan adanya basa seperti piridin.

Jenis lain ester disusun dengan cara yang sama - misalnya, tosyl (tosylate) ester dibuat dengan mereaksikan alkohol dengan klorida p-toluenesulfonyl dalam piridin.

C. Deprotonasi

Alkohol dapat berperilaku sebagai asam lemah, dapat menjalani deprotonasi. Reaksi deprotonasi untuk menghasilkan garam alkoksida dilakukan baik dengan basa kuat seperti hidrida natrium atau n-butyllithium atau dengan logam natrium atau kalium.

2 R-OH + 2 NaH → 2 R-O-Na+ + 2H2↑

2 R-OH + 2Na → 2R-O−Na + H2

2 CH3CH2-OH + 2 Na → 2 CH3-CH2-O−Na + H2

Perlu dicatat, bagaimanapun, bahwa basa yang kuat digunakan untuk deprotonasi alkohol. Basa yang digunakan dan alkoksida dapat menciptakan keduanya menjadi pereaksi kimia yang sangat sensitif terhadap kelembaban (basa sangat mudah bereaksi dengan air).

Keasaman alkohol juga dipengaruhi oleh stabilitas keseluruhan ion alkoksida. Elektron-menarik kelompok terikat pada karbon berisi grup hidroksil akan berfungsi untuk menstabilkan alkoksida ketika terbentuk, sehingga mengakibatkan keasaman lebih besar. Di sisi lain, kehadiran kelompok menyumbangkan elektron akan menghasilkan ion alkoksida kurang stabil terbentuk. Ini akan menghasilkan mekanisme dimana ion alkoksida tidak stabil yang terbentuk akan cenderung menerima proton untuk mereformasi alkohol asli.

Dengan alkil halida alkoksida menimbulkan eter dalam sintesis eter Williamson.

D. Substitusi Nukleofilik

Kelompok OH bukan kelompok meninggalkan / gugus pergi yang baik dalam reaksi substitusi nukleofilik, sehingga alkohol netral tidak bereaksi dalam reaksi tersebut. Namun, jika oksigen adalah yang pertama terprotonasi untuk memberikan R-OH2 +, kelompok meninggalkan (air) jauh lebih stabil, dan substitusi nukleofilik dapat terjadi. Sebagai contoh, alkohol tersier bereaksi dengan asam klorida untuk menghasilkan alkil halida tersier, di mana gugus hidroksil diganti oleh atom klor dengan substitusi nukleofilik unimolecular. Jika alkohol primer atau sekunder harus direaksikan dengan asam klorida, suatu aktivator seperti seng klorida diperlukan. Dalam mode alternatif, konversi dapat dilakukan secara langsung menggunakan klorida tionil.

Alkohol dapat, juga, akan dikonversi ke alkil bromida menggunakan asam hidrobromat atau tribromide fosfor, misalnya:
3 R-OH + PBr₃ → 3 RBr + H₃PO₃

Dalam deoksigenasi Barton-McCombie alkohol adalah terdeoksigenasi ke alkana dengan hidrida tributiltin atau kompleks trimethylborane-air dalam reaksi substitusi radikal.

E. Reaksi Dehidrogenasi
Alkohol itu sendiri nukleofilik, maka R-OH2 + dapat bereaksi dengan ROH untuk menghasilkan eter dan air dalam reaksi dehidrasi, meskipun reaksi ini jarang digunakan, kecuali dalam pembuatan dietil eter.

Lebih berguna adalah reaksi eliminasi E1 dari alkohol untuk menghasilkan alkena. Reaksi, secara umum, mematuhi Aturan Zaitsev, yang menyatakan bahwa alkena paling stabil (biasanya yang paling tersubstitusi) dibentuk. Alkohol tersier menghilangkan mudah di hanya suhu ruangan di atas, tetapi alkohol primer membutuhkan temperatur yang lebih tinggi.

Ini adalah diagram dari dehidrasi asam katalis etanol untuk menghasilkan etena:


Reaksi eliminasi lebih terkontrol adalah eliminasi Chugaev dengan karbon disulfida dan iodomethane.