PEMBENTUKAN KERANGKA KARBON DAN TRANSFORMASI GUGUS FUNGSI

A. Pembentukan Kerangka Karbon (Carbon Skeleton)

        Carbon skeleton (kerangka karbon) ialah sebuah terma untuk mendeskripsikan suatu fondasi atau pola dari ikatan karbon baik tunggal maupun ganda dalam molekul untuk membentuk sebuah senyawa. Dari penjelasan singkat tadi, dibawah ini contoh dari carbon skeleton secara sederhana : 

    

                        (a) Oktana                     (b) 3-metil-3pentanol                   (c) Benzene                                                       

Ada tiga keunikan yang mempengaruhi carbon skeleton, yang mana diantaranya :

a. Bentuk rantai, baik berupa rantai lurus, bercabang bahkan cincin
b. Panjang rantai
c. Letak dan jumlah ikatan rangkap pada rantai.

        Dalam pembentukan carbon skeleton dilakukan untuk membentuk molekul yang lebih besar dari molekul lebih kecil dengan menyertakan pembentukan ikatan karbon. Pembentukan kerangka karbon dapat pula diupayakan dengan memecah molekul besar menjadi bagian yang lebih kecil lalu digabungkan kembali dengan reaksi kimia membentuk molekul besar. Dibawah ini disajikan gambar dari beberapa reaksi kimia yang dapat merekontruksi kembali ikatan kimia : 

B. Transformasi Gugus Fungsi

Transformasi gugus fungsi atau interkonversi gugus fungsi atau Functional Group Interconversion (FGI) secara sederhana dipahami sebagai reaksi konversi (perubahan) gugus fungsi. Proses ini dipahami sebagai reaksi yang mana melibatkan perubahan gugus fungsi semula ke bentuk gugus fungsi lain yang memungkinkan terjadi pemutusan ikatan rantai, tujuannya supaya gugus fungsi sesuai dengan molekul target. Reaksi yang terlibat dapat berupa addition, substitution, elimination, oxidation, reduction. 

1. Transformasi Gugus Amino

Secara singkat, pada skema di atas proses ini melibatkan amino sebagai nukleofil yang bertransformasi menjadi NHR₂, NR₃ dan garam amonium kuartener bilamana bereaksi dengan RX. Bisa juga bertransformasi menjadi amida ketika bereaksi dengan HCl dan anhidra asam.

2. Transformasi Gugus Hidroksil

Dalam proses ini, gugus hidroksil berperan sebagai nukleofil. Pada skema diatas, terlihat bilamana gugus hidroksil bereaksi terhadap  HCl atau anhidra asamdapat mengalami konversi menjadi ester, dapat pula menjadi eter dengan ion RO^- bereaksi terhadap RX, RSO2O−dan SO₄²-. 

3. Transformasi Senyawa Nitro

Pada proses transformasi ini, lebih banyak menggunakan senyawa nitro aromatik yang dimanfaatkan untuk menyintesis senyawa aromatik N. Dilain sisi, senyawa nitro alifatik sangat jarang digunakan untuk menyintesis karena menghasilkan karbonion yang stabil terhadap atom terdekatnya.

4. Transformasi Senyawa Halogen
Rangkaian transformasi senyawa ini berlangsung dalam reaksi subtitusi nukleofilik karena sifat dari halogen itu sendiri sebagai gugus lepas yang sangat baik. Gugus RX akan membentuk alkil logam bilamana direaksikan dengan logam tertentu, misalnya dengan reagen Grignard dan turunan alkil litium. 

Gugus RX mampu kita reaksikan dengan alkohol ataupun amina serta dapat mengalami hidrolisis dengan pereaksinya NaOH membentuk alkohol (-OH), tetapi gugus RX sekunder dan tersier akan mengalami persaingan pada produk eliminasinya. Akibatnya produk eliminasi akan lebih mendominasi apabila NaOH yang merupakan basa kuat digunakan serta memakai pelarut nonpolar dengan kondisi temperatur yang tinggi.

5. Transformasi Gugus Aldehid dan Keton

Melalui proses reaksi reduksi dan oksidasi, gugus ini disintesis dengan alkohol dan tioalkohol menghasilkan senyawa hemiketal, dam hemiasetal, asetal maupun ketal. 

6. Transformasi Asam Karboksilat dan Turunannya

Transformasi gugus -COOH dapat menjadi ester dengan pereaksi alkohol dengan katalis asam, dapat juga menjadi halida asam dengan pereaksi asam karboksilat terhadap tionil klorida, dan dapat pula menjadi amida pada pereaksi -COOH dengan NH₃ atau amina dengan anhidra asam, R-COOH serta HCl. Namun, berbeda dengan asam karboksilat lain yang menggunakan alkohol untuk menghasilkan ester, metil ester tidak memakai alkohol melainkan diazometan. Di mana diazometan berperan sebagai pereaksi yang menggantikan alkohol. 

PERMASALAHAN :

1. Pada transformasi asam karboksilat, khususnya metil ester bilamana pereaksi alkohol digantikan dengan dizometana, maka dapatkan penggunaan diazometana digantikan dengan pereaksi lain? 

2. Apakah terdapat upaya yang dapat dilakukan pada transformasi gugus halogen sekunder dan tersier sehingga tidak mengalami persaingan produk eliminasi?
3. Apakah memungkinkan jika pada pembentukan kerangka karbon dilakukan reaksi yang tidak mengupayakan agar molekul senyawa tersebut tidak dapat digabungkan kembali?

Berikut ini link persentasi : https://youtu.be/JCSwuVGKaSQ