Kimia Organik III
Indra Lasmana T ( 4101131015)
Desy Rahmayanti ( 4101131006)
Fitri Apriana ( 4101131010)
Sapnita Idamarna ( 4101131029)
Yuriska Hotpimanda (4101131034)
Kimia Dik A 2010
Sains and Matematic Faculty
State University Of Medan
SENYAWA PERISIKLIK, HETEROSIKLIK,
DAN PEROSIKLIK
Pendahuluan
• Senyawa polisiklik adalah suatu senyawa yang mempunyai
siklik (cincin) lebih dari satu
Bisikloheksana naftalena
O
kanforalpa-pinena
OH
kolesterol
Hormon pertumbhan otak anak
O
OH
testosteron
Hormon reproduksi laki-laki
Sedangkan senyawa heterosiklik adalah senyawa
yang ada pada cincinnya terdapat atom selain
karbon antara lain : Nitrogen (N), Oksigen (O), dan
Belerang (S).
N
H
Pirola
O
Puran
N
N
Pirimidina
N
Kuinola
Contoh Heterosiklik
O CH3
2-metil furan
O
tetrahidrofuran
O
OH
OH
CH2-OH
CH2OH
Fruktosa
O
OH
OH
OH
OH
CH2
OH
alpa-D-glukosa (piran)
S C6H5
C6
H5
2,5-difeniltiofena
NH
COOH
piroline
N
C
H2
N
CH3
CH3
Gramicine
SO3 SO3
-
OH
N N
NH2
SO3 SO3
-
NH2
NN
OH
biru Direk 2B (zat warna)
N
CH3CHCH2S
N N
N
CH3
CH3
CHSCH2CHCH3
HO2CCH2CH2
HO2CCH2CH2
Fe
CH3
CO
NH
CO
NH
sitokrom C
N N
N
CH
CH3
CH3
CH2
CH2CH3
CH3
C20H34O2CCH2CH2
CH3
OC
N
Mg
CH3
O
klorofil a
N
HN N
N
H
porfirin
Senyawa heterosiklik yang sekaligus juga polisiklik
banyak terdapat dalam kehidupan sehari-hari
seperti klorofil, sitokron (salah satu gen
pembaw a sifat) dan forfirin dan asam inti (nukleat)
sebagai penyusun FNA dan RNA.
Senyawa Heterosiklik & Polisiklik
Salah satu senyawa yang sekaligus mengandung polisklik dan heterosiklik yang
bergabung melalui cincin gabungan dan cincin jembatan adalah senyawa alkaloid
yang merupakan obat psikotropika adalah sebagai berikut.
Bila R1 = R2 = H senyawa adalah Morpine
R1 R2 C
O
CH senyawaHeroin
R1 CH2 R2 H; SenyawanyaadalahCodeine
NH3
R1O R2O
O
N
CH3
CHCH2
N N
N
CH3
CH3
CH3
HO2CCH2CH2
CH CH2
Fe
HO2CCH2CH2
heme
Senyawa Heterosiklik
Penamaan Senyawa Heterosiklik
• 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.
Reaksi Pada Polisiklik dan Heterosiklik
• Reaksi Subtitusi Elektrofilik pada Polisiklik Aromatik
• Reaksi Hal ini juga dapat dijelaskan melalui struktur resonansi zat antara
(intermediet = 1) sebagai berikut . Untuk Posisi (α).
E
E
H
+
+ E+ + +
Banyak Sedikit
E E E E E
+
+
+
+
+
• Sedangkan Intermedien untuk Posisi (β)
• Bila Cincin Naftalen bermuatan positif sebagai intermediet maka sifat
aromatisnya akan hilang karena hanya dapat 8eπ. Bila subtituen berada
pada posisi α amak pada struktur resonansi dari intermediet masih
terdapat 2 struktur yang mempunyai cincin benzene. Sedangkan bila
subtituen pada posisi β hanya satu struktur yang menyebabkan posisi α
lebih reaktif dari pada posisi β karena energy aktivitasnya (Ea) lebih
rendah.
Reaksi Pada Polisiklik dan Heterosiklik
E E E E E+
+
+
+
+
CH3 C Cl
O
AlCl2
C
O
CH3
alpa asetilnaftalena
1-asetilnaftalena
Reaksi Substitusi Heterosiklik
• Subtitusi Elektrofilik Terhadap Senyawa Heterosiklik.
Posisi (2) lebih aktif dari pada posisi (3) yang dapat diterangkan melalui
struktur resonansi intermadietnya berikut.
NH NH
+ E+
Pirola
+ H+
Pirola substitusi-2
NH
E
NH
E
NH
E
+
+
+
Intermediet posisi (2)
I II III
N
E
H
N
E
H
+
I
II
Intermediet posisi (3)
Reaksi Substitusi
• Untuk posisi (2) terdapat tig struktur resonansi sedangkan untuk posisi
(3) hanya du struktur resoonansi. Secara thermodinamika bila struktur
resonansi suatu intermediet makin banyak maka intermediet tersebut
makin stabil dan Ea makin rendah sehingga posisi (2) lebih reaktif dari
pada posisi (3). Reaksi subtitusi terhadap furan dan tiofena juga identik
dengan pirola.
O
CH3 C
O
O
CCH3
O
BF3
O
C
O
CH3
CH3C
O
OBF3
+ +
Furan
S
CH3
I
AlCl3
-HI S
CH3
Tiofena
+
Reaksi Pembentukan Garam
• Senyawa heterosiklik yang mengandung Nitrogen pada cincin
mempunyai pasangan electron bebas sehingga merupakan basa Lewis.
Basa Lewis bila bereaksi dengan asam akan menghasilkan suatu garam
N
ClH
CH3I/
AlCl3
NHCl
N
+
CH3I
-
+
Piridin Piridium Klorida
-
N-metilpiridium Iodida
Reaksi Oksidasi
• Reaksi Oksidasi yang terjadi pada senyawa Heterosiklik
Reaksi Perisiklik
• Reaksi poliena terkonjugasi disebut reaksi perisiklik berasal dari peri ( di
sekitar atau disekeliling) cincin. Reaksi perisiklik berlangsung dalam satu
tahap yang di katalis oleh cahaya (terimbas cahaya) atau dikatalis oleh
kalor (terimbas kalor) atau terimbas thermal. Terdapat tiga tipe utama
reaksi perisiklik sebagai berikut.
• Reaksi Siloadist : Reaksi sikloadis adalah reaksi antara dua molekul
membentuk sebuah cincin. Dalam reaksi ini dua ikatan pi diubah menjadi
dua ikatan sigma. Ada dua tipe reaksi sikloadisi sebagai berikut.
Sikloadisi [2+2]
Sikloadisi etilena atau dua alkena apa saja membentuk cincin anggota
empat disebut “sikloadisi [2+2]”
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
+
hv
-
-
Etilena
Siklobutana
Reaksi Perisiklik
• Walaupun senyawa antara etilena mempunyai rendemen yang cukup
rendah namun ada penggunaan yang agak meluas yaitu siklisasi
intramolekul menghasilkan struktur “sangkar”.
H
O C CH3
O
O
H
C CH3
O
hv
Br
Br
O
O
Br
O
O
Br
hv
• Sikloadisi 4+2. Reaksi ini disebut juga reaksi Diels-Alder yaitu
pembentukan cincin anggota enam dari diena terkonjugasi dengan suatu
alkena. Posisi atau ararh ikatan rangkap pada diena adlah cis. Dienanya
lazim disebut sebagai dienofil.
• Beberapa contoh sikloadisi [4+2] (Reaksi Diels-Alder).
CH
CH
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH
CH
CH2
CH2
CH2
+
hv
C
O
H
C H
O
+
Diena alkena
kalor
Reaksi Perisiklik
CH3
C6
H5
O
O
C6H5
CH3 CH3
C6H5
alkena
+
Reaksi Elektrosiklik
• Reaksi ini adalah suatu reaksi siklisasi dari poliena terkonyugasi. Diena
akan membentuk siklik anggota empat, dan triena terkonyugasi akan
membentuk siklik anggota enam. Reaksi elektrosiklik ada yang terimbas
cahaya dan termal.
CH
CH
CH2
CH2
CH
CH
CH2
CH2
CH
CH
CH
CH
CH2
CH2
CH
CH
CH
CH
CH2
CH2
Butadiena
hv/kalor hv/kalor
Siklobutadiena 1,3,5- heksatriena 1,3-sikloheksadiena
CH3
CH3
CH3
CH3
hv
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
hv
• Reaksi elektrosiklis (ring form) biasanya berlangsung reversible (bolak-
balik) dimana reaksi sebaliknya adalah merupakan pembukaan cincin
(ring opening) dengan contoh sebagai berikut.
CH2CH3
CH2CH3
CHCH CHCH CH3CH2CHCH3CH2CH
kalor
OH
CH3
CH3
CH3
CH3
7-dehidrokolesterol
pembukaan cincin B
Provitamin D
Reaksi Elektrosiklik
Penataan Ulang Sigmatropik
• Reaksi ini dikenal sebagai “Sigmatropic rearregement” dalam mana
sebuah gugus atau atom bergeser dari satu posisi ke posisi lain. Reaksi
ini juga dapat digolongkan sebagai suatu reaksi “Isomerasi” seperti
halnya pada reaksi elektrosiklik.
• klasifikasi penataan ulang sigmatropik dikelompokkan berdasarkan
system penomoran rangkap yang merujuk keposisi-posisi relatif atom
yang terlibat dalam perpindahan (migrasi).
CH
CH
CH2
CH
CO2
H CH
CH
CH2
CH
CO2
Hkalor
• Pergeseran Sigmatropik [1,3]
• Pergeseran Sigmatropik [1,7]
Penataan Ulang Sigmatropik
CH2
CR3
CH2
CH CR2
CH2
CR3
CH CR2
CH21
32
1
2
[1,3]
1 2 3
1
2
CH2CH
H
CHCHCHCH CD2
CH2
CHCHCHCH CHCD2
H
1
[1,7]
1 2 3 4 5 6 7
1
1 7
• Pergeseran Sigmatropik [3,3]
• Penomoran pergeseran di atas tidak ada hubungannya dengan
penomoran pada tata nama (nomenclature) senyawa organic. Berikut ini
adalah beberapa contoh penataan ulang sigmatropik.
CH3 CH3
1
2
3
1
2
3
4
[3,3]
CH3
CH3 CH3
[3,3]
1,5-heptadiena
KP 3-metil-heksadiena
#
Penataan Ulang Cope
Penataan Ulang Sigmatropik
Sekian

Powerpoint senyawa heterosiklik dan polisiklik

  • 1.
    Kimia Organik III IndraLasmana T ( 4101131015) Desy Rahmayanti ( 4101131006) Fitri Apriana ( 4101131010) Sapnita Idamarna ( 4101131029) Yuriska Hotpimanda (4101131034) Kimia Dik A 2010 Sains and Matematic Faculty State University Of Medan SENYAWA PERISIKLIK, HETEROSIKLIK, DAN PEROSIKLIK
  • 2.
    Pendahuluan • Senyawa polisiklikadalah suatu senyawa yang mempunyai siklik (cincin) lebih dari satu Bisikloheksana naftalena O kanforalpa-pinena OH kolesterol Hormon pertumbhan otak anak O OH testosteron Hormon reproduksi laki-laki
  • 3.
    Sedangkan senyawa heterosiklikadalah senyawa yang ada pada cincinnya terdapat atom selain karbon antara lain : Nitrogen (N), Oksigen (O), dan Belerang (S). N H Pirola O Puran N N Pirimidina N Kuinola
  • 4.
    Contoh Heterosiklik O CH3 2-metilfuran O tetrahidrofuran O OH OH CH2-OH CH2OH Fruktosa O OH OH OH OH CH2 OH alpa-D-glukosa (piran) S C6H5 C6 H5 2,5-difeniltiofena NH COOH piroline N C H2 N CH3 CH3 Gramicine SO3 SO3 - OH N N NH2 SO3 SO3 - NH2 NN OH biru Direk 2B (zat warna)
  • 5.
    N CH3CHCH2S N N N CH3 CH3 CHSCH2CHCH3 HO2CCH2CH2 HO2CCH2CH2 Fe CH3 CO NH CO NH sitokrom C NN N CH CH3 CH3 CH2 CH2CH3 CH3 C20H34O2CCH2CH2 CH3 OC N Mg CH3 O klorofil a N HN N N H porfirin Senyawa heterosiklik yang sekaligus juga polisiklik banyak terdapat dalam kehidupan sehari-hari seperti klorofil, sitokron (salah satu gen pembaw a sifat) dan forfirin dan asam inti (nukleat) sebagai penyusun FNA dan RNA. Senyawa Heterosiklik & Polisiklik
  • 6.
    Salah satu senyawayang sekaligus mengandung polisklik dan heterosiklik yang bergabung melalui cincin gabungan dan cincin jembatan adalah senyawa alkaloid yang merupakan obat psikotropika adalah sebagai berikut. Bila R1 = R2 = H senyawa adalah Morpine R1 R2 C O CH senyawaHeroin R1 CH2 R2 H; SenyawanyaadalahCodeine NH3 R1O R2O O N CH3 CHCH2 N N N CH3 CH3 CH3 HO2CCH2CH2 CH CH2 Fe HO2CCH2CH2 heme Senyawa Heterosiklik
  • 7.
    Penamaan Senyawa Heterosiklik •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.
  • 8.
    Reaksi Pada Polisiklikdan Heterosiklik • Reaksi Subtitusi Elektrofilik pada Polisiklik Aromatik • Reaksi Hal ini juga dapat dijelaskan melalui struktur resonansi zat antara (intermediet = 1) sebagai berikut . Untuk Posisi (α). E E H + + E+ + + Banyak Sedikit E E E E E + + + + +
  • 9.
    • Sedangkan Intermedienuntuk Posisi (β) • Bila Cincin Naftalen bermuatan positif sebagai intermediet maka sifat aromatisnya akan hilang karena hanya dapat 8eπ. Bila subtituen berada pada posisi α amak pada struktur resonansi dari intermediet masih terdapat 2 struktur yang mempunyai cincin benzene. Sedangkan bila subtituen pada posisi β hanya satu struktur yang menyebabkan posisi α lebih reaktif dari pada posisi β karena energy aktivitasnya (Ea) lebih rendah. Reaksi Pada Polisiklik dan Heterosiklik E E E E E+ + + + + CH3 C Cl O AlCl2 C O CH3 alpa asetilnaftalena 1-asetilnaftalena
  • 10.
    Reaksi Substitusi Heterosiklik •Subtitusi Elektrofilik Terhadap Senyawa Heterosiklik. Posisi (2) lebih aktif dari pada posisi (3) yang dapat diterangkan melalui struktur resonansi intermadietnya berikut. NH NH + E+ Pirola + H+ Pirola substitusi-2 NH E NH E NH E + + + Intermediet posisi (2) I II III N E H N E H + I II Intermediet posisi (3)
  • 11.
    Reaksi Substitusi • Untukposisi (2) terdapat tig struktur resonansi sedangkan untuk posisi (3) hanya du struktur resoonansi. Secara thermodinamika bila struktur resonansi suatu intermediet makin banyak maka intermediet tersebut makin stabil dan Ea makin rendah sehingga posisi (2) lebih reaktif dari pada posisi (3). Reaksi subtitusi terhadap furan dan tiofena juga identik dengan pirola. O CH3 C O O CCH3 O BF3 O C O CH3 CH3C O OBF3 + + Furan S CH3 I AlCl3 -HI S CH3 Tiofena +
  • 12.
    Reaksi Pembentukan Garam •Senyawa heterosiklik yang mengandung Nitrogen pada cincin mempunyai pasangan electron bebas sehingga merupakan basa Lewis. Basa Lewis bila bereaksi dengan asam akan menghasilkan suatu garam N ClH CH3I/ AlCl3 NHCl N + CH3I - + Piridin Piridium Klorida - N-metilpiridium Iodida
  • 13.
    Reaksi Oksidasi • ReaksiOksidasi yang terjadi pada senyawa Heterosiklik
  • 14.
    Reaksi Perisiklik • Reaksipoliena terkonjugasi disebut reaksi perisiklik berasal dari peri ( di sekitar atau disekeliling) cincin. Reaksi perisiklik berlangsung dalam satu tahap yang di katalis oleh cahaya (terimbas cahaya) atau dikatalis oleh kalor (terimbas kalor) atau terimbas thermal. Terdapat tiga tipe utama reaksi perisiklik sebagai berikut. • Reaksi Siloadist : Reaksi sikloadis adalah reaksi antara dua molekul membentuk sebuah cincin. Dalam reaksi ini dua ikatan pi diubah menjadi dua ikatan sigma. Ada dua tipe reaksi sikloadisi sebagai berikut. Sikloadisi [2+2] Sikloadisi etilena atau dua alkena apa saja membentuk cincin anggota empat disebut “sikloadisi [2+2]” CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 + hv - - Etilena Siklobutana
  • 15.
    Reaksi Perisiklik • Walaupunsenyawa antara etilena mempunyai rendemen yang cukup rendah namun ada penggunaan yang agak meluas yaitu siklisasi intramolekul menghasilkan struktur “sangkar”. H O C CH3 O O H C CH3 O hv Br Br O O Br O O Br hv
  • 16.
    • Sikloadisi 4+2.Reaksi ini disebut juga reaksi Diels-Alder yaitu pembentukan cincin anggota enam dari diena terkonjugasi dengan suatu alkena. Posisi atau ararh ikatan rangkap pada diena adlah cis. Dienanya lazim disebut sebagai dienofil. • Beberapa contoh sikloadisi [4+2] (Reaksi Diels-Alder). CH CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 + hv C O H C H O + Diena alkena kalor Reaksi Perisiklik CH3 C6 H5 O O C6H5 CH3 CH3 C6H5 alkena +
  • 17.
    Reaksi Elektrosiklik • Reaksiini adalah suatu reaksi siklisasi dari poliena terkonyugasi. Diena akan membentuk siklik anggota empat, dan triena terkonyugasi akan membentuk siklik anggota enam. Reaksi elektrosiklik ada yang terimbas cahaya dan termal. CH CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH CH CH2 CH2 CH CH CH CH CH2 CH2 Butadiena hv/kalor hv/kalor Siklobutadiena 1,3,5- heksatriena 1,3-sikloheksadiena CH3 CH3 CH3 CH3 hv CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 hv
  • 18.
    • Reaksi elektrosiklis(ring form) biasanya berlangsung reversible (bolak- balik) dimana reaksi sebaliknya adalah merupakan pembukaan cincin (ring opening) dengan contoh sebagai berikut. CH2CH3 CH2CH3 CHCH CHCH CH3CH2CHCH3CH2CH kalor OH CH3 CH3 CH3 CH3 7-dehidrokolesterol pembukaan cincin B Provitamin D Reaksi Elektrosiklik
  • 19.
    Penataan Ulang Sigmatropik •Reaksi ini dikenal sebagai “Sigmatropic rearregement” dalam mana sebuah gugus atau atom bergeser dari satu posisi ke posisi lain. Reaksi ini juga dapat digolongkan sebagai suatu reaksi “Isomerasi” seperti halnya pada reaksi elektrosiklik. • klasifikasi penataan ulang sigmatropik dikelompokkan berdasarkan system penomoran rangkap yang merujuk keposisi-posisi relatif atom yang terlibat dalam perpindahan (migrasi). CH CH CH2 CH CO2 H CH CH CH2 CH CO2 Hkalor
  • 20.
    • Pergeseran Sigmatropik[1,3] • Pergeseran Sigmatropik [1,7] Penataan Ulang Sigmatropik CH2 CR3 CH2 CH CR2 CH2 CR3 CH CR2 CH21 32 1 2 [1,3] 1 2 3 1 2 CH2CH H CHCHCHCH CD2 CH2 CHCHCHCH CHCD2 H 1 [1,7] 1 2 3 4 5 6 7 1 1 7
  • 21.
    • Pergeseran Sigmatropik[3,3] • Penomoran pergeseran di atas tidak ada hubungannya dengan penomoran pada tata nama (nomenclature) senyawa organic. Berikut ini adalah beberapa contoh penataan ulang sigmatropik. CH3 CH3 1 2 3 1 2 3 4 [3,3] CH3 CH3 CH3 [3,3] 1,5-heptadiena KP 3-metil-heksadiena # Penataan Ulang Cope Penataan Ulang Sigmatropik
  • 22.

Editor's Notes