Struktur Gugus Fungsi Alkohol

Dec 11, 2011 ~ 4 Comments ~ Written by Budiyanto

Struktur Alkohol. Alkohol dan eter adalah senyawa karbon yang mengandung atom oksigen berikatan tunggal. Kedudukan atom oksigen di dalam alkohol dan eter serupa dengan kedudukan atom oksigen dalam molekul air. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa struktur alkohol sama dengan struktur air. Satu atom H pada air merupakan residu hidrokarbon (gugus alkil) pada alkohol. Struktur eter dikatakan sama dengan struktur air. Kedua atom H pada air merupakan gugus alkil pada eter.

1. Struktur Alkohol (R-OH). Berdasarkan posisi atom karbon yang mengikat gugus hidroksil dalam senyawa alkohol maka alkohol dikelompokkan ke dalam tiga golongan, yaitu sebagai berikut. a. Alkohol primer (1°) adalah suatu alkohol dengan gugus hidroksil (–OH) terikat pada atom karbon primer. Atom karbon primer adalah atom karbon yang mengikat satu atom karbon lain.

b. Alkohol sekunder (2°) adalah alkohol dengan gugus hidroksil (–OH) terikat pada atom karbon sekunder. Atom karbon sekunder adalah atom karbon yang mengikat dua atom karbon lain.

c. Alkohol tersier (3°) adalah alkohol dengan gugus hidroksil (–OH) terikat pada atom karbon tersier. Atom karbon tersier adalah atom karbon yang mengikat tiga atom karbon lain.

a. Tata Nama Alkohol. Ada dua cara penataan nama alkohol, yaitu cara trivial dan cara IUPAC. Pada cara trivial, alkohol disebut alkil alkohol sehingga dalam pemberian nama alkohol selalu diawali dengan nama alkil diikuti kata alkohol. Pada cara IUPAC, nama alkohol diturunkan dari nama alkana, dengan akhiran –a diganti oleh –ol. Contohnya:

CH₃–CH₂–OH
Trivial: etil alkohol; IUPAC: etanol

Tata nama alkohol menurut IUPAC mirip dengan tata nama alkana. Perbedaannya terletak pada penentuan rantai induk yang terpanjang. Pada alkohol, rantai induk terpanjang harus mencakup gugus hidroksil dengan nomor urut untuk gugus hidroksil terkecil. Contoh:

2-pentanol bukan 4-pentanol

Beberapa contoh penataan nama alkohol menurut trivial dan IUPAC dapat dilihat pada Tabel 6.3.
Tabel 6.3 Beberapa Penataan Nama Alkohol Menurut Trivial dan IUPAC

Rumus Struktur	Nama Trivial	Nama IUPAC
	n–propil alkohol	1–propanol
	Isopropil alkohol	2–propanol
	sek–butil alkohol	2–butanol
	Isobutil alkohol	2–metil–1–propanol
	ter–butil alkohol	2,2–dimetiletanol
	Vinil alkohol	1–etenol
	Alil alkohol	2–propen–1–ol

Contoh Tata Nama Alkohol
Tentukan nama dari senyawa alkohol berikut.

Jawab
Rantai induk adalah rantai terpanjang yang mengandung gugus hidroksil dengan nomor atom terkecil, yaitu ada 9 dengan gugus hidroksil pada posisi nomor 2. Pada atom C nomor 7 terdapat gugus metil. Jadi, nama lengkap senyawa itu adalah 7–metil–2–nonanol.

b. Isomer pada Alkohol
Berdasarkan posisi gugus hidroksil, hampir semua alkohol memiliki isomer, yang disebut isomer posisi. Isomeri ini memengaruhi sifat-sifat fisika alkohol.
Contoh: Isomer Posisi pada Alkohol
Suatu alkohol memiliki rumus molekul C₄H₁₀O. Berapa jumlah isomer posisi yang ada dan gambarkan strukturnya.

Jawab
Tidak ada rumus yang tepat untuk menentukan jumlah isomer dalam senyawa karbon, melainkan harus digambarkan semua struktur yang mungkin terbentuk.

Berdasarkan struktur yang dapat digambarkan maka C₄H₁₀O memiliki 3 buah isomer posisi.

Ketiga senyawa pada Contoh 6.2 memiliki rumus molekul sama, yaitu C₄H₁₀O, tetapi rumus struktur berbeda. Oleh karena rumus struktur berbeda maka ketiga alkohol tersebut berbeda sifat fisika maupun sifat kimianya.

Gambar 6.2 Kegunaan alkohol

c. Sifat dan Kegunaan Alkohol
Alkohol merupakan zat yang memiliki titik didih relatif tinggi dibandingkan hidrokarbon yang jumlah atom karbonnya sama. Hal ini disebabkan adanya gaya antarmolekul dan adanya ikatan hidrogen antarmolekul alkohol akibat gugus hidroksil yang polar. Alkohol yang memiliki atom karbon kurang dari lima larut dalam air. Kelarutan ini disebabkan oleh adanya kemiripan struktur antara alkohol (R–OH) dan air (H–OH). Oleh karena itu, makin panjang rantai karbon dalam alkohol kelarutan dalam air makin berkurang. Beberapa sifat fisika alkohol ditunjukkan pada tabel berikut.
Tabel 6.4 Sifat Fisika Alkohol (Titik Didih dan Kelarutan di Dalam Air)

Nama Senyawa	Jumlah C	Titik Didih (°C)	Kelarutan (g 100 mL air) pada 20°C
Metanol	1	64,5	larut sempurna
Etanol	2	78,3	larut sempurna
1–propanol	3	97,2	larut sempurna
2–propanol	3	82,3	larut sempurna
1–butanol	4	117,0	8,3
2–butanol	4	99,5	12,5
Isobutil alkohol	4	107,9	11,1
ter–butil alkohol	4	82,2	larut sempurna

1) Metanol (CH₃–OH)
Metanol dibuat secara besar-besaran melalui distilasi kayu keras menghasilkan sekitar 225 galon distilat yang mengandung 6% metanol. Saat ini, sekitar 95% metanol diproduksi melalui hidrogenasi CO dengan katalis (ZnO, Cr₂O₃) dan dipanaskan secara bertingkat dengan tekanan tinggi agar terjadi reaksi berikut.

CO(g) + 2H₂(g) →CH3OH(l)

Di industri, metanol digunakan sebagai bahan baku pembuatan formaldehid, sebagai cairan antibeku, dan pelarut, seperti vernish. Pada kendaraan bermotor, metanol digunakan untuk bahan bakar mobil formula.

2) Etanol (CH₃–CH₂–OH)
Etanol sudah dikenal dan digunakan sejak dulu, baik sebagai pelarut obat-obatan (tingtur); kosmetika; minuman, seperti bir, anggur, dan whiskey. Etanol dapat dibuat melalui teknik fermentasi, yaitu proses perubahan senyawa golongan polisakarida, seperti pati dihancurkan menjadi bentuk yang lebih sederhana dengan bantuan enzim (ragi). Produksi alkohol dari pati (jagung, beras, dan gandum) pertamatama melibatkan pengubahan pati secara enzimatik menjadi glukosa. Selanjutnya, diubah menjadi alkohol dengan bantuan zymase, yakni enzim yang diproduksi oleh jamur hidup.

(C6H10O5)_x + xH₂O →xC6H₁₂O₆
Pati                                          Glukosa

C₆H₁₂O₆ →2C₂H₅OH + 2CO₂
Glukosa           etanol

Di industri etanol dibuat dengan dua cara, yaitu (1) fermentasi blackstrap molasses dan (2) penambahan air terhadap etena secara tidak langsung, seperti persamaan reaksi berikut.

CH₂=CH₂ + H₂SO₄ → CH₃CH₂HSO₄
CH₃CH₂HSO₄ + H₂O → CH₃CH₂OH+ H₂SO₄

Isopropil alkohol adalah obat gosok yang umum digunakan. Adapun larutan 70% isopropil alkohol dalam air digunakan untuk sterililisasi karena dapat membunuh bakteri.

3) Polialkohol
Senyawa alkohol yang mengandung dua atau lebih gugus hidroksil digolongkan sebagai poliol dan diberi nama dengan –diol, –triol, dan seterusnya. Glikol adalah nama trivial untuk 1,2–diol. Etilen glikol merupakan hasil industri yang digunakan sebagai zat antibeku, dan dibuat secara komersial dari etena. Rumus kimianya:

HO–CH₂– CH₂– OH
IUPAC:1,2-etanadiol; trivial: etilen glikol

Trihidroksi alkohol yang penting adalah gliserol, yaitu suatu turunan propana. Rumus kimianya:

Gliserol sebagai hasil samping pada pembuatan sabun dari lemak dan natrium hidroksida cair.

d. Identifikasi dan Sintesis Alkohol
Suatu larutan ZnCl₂ dalam HCl pekat dikenal sebagai pereaksi ucas. Pereaksi ini digunakan untuk membedakan alkohol primer, sekunder, dan tersier. Pada suhu kamar, alkohol tersier bereaksi sangat cepat membentuk alkil klorida. Alkohol sekunder bereaksi dalam waktu beberapa menit. Alkohol primer bereaksi jika dipanaskan.

Gambar 6.4 Substitusi gugus hidroksi (–OH) oleh atom klor (–Cl) membentuk haloalkana , etil klorida.

Etanol + HCl ⎯^ZnCl2→ etil klorida.

Selain pereaksi Lucas, pereaksi tionil klorida (SOCl₂) dapat juga digunakan untuk identifikasi alkohol. Alkohol dan tionil klorida bereaksi membentuk alkil klorosulfit yang kurang stabil sebab mudah berubah menjadi alkil klorida dan gas SO₂ dengan pemanasan.

ROH + SOCl₂⎯−⎯^HCl→ROSOCl → RCl + SO₂

Dengan H₂SO₄, alkohol dapat mengalami dehidrasi menjadi alkena. Dehidrasi artinya pelepasan molekul air. Alkohol tersier terdehidrasi lebih cepat, dan alkohol primer terdehidrasi paling lambat untuk jumlah atom karbon yang sama.

(CH₃)₃–COH + H₂SO₄⎯^60°⎯→(CH₃)₂C=CH₂ + H2O
(CH₃)₂–COH + H₂SO₄⎯^100°⎯→CH₃–CH=CH₂ + H₂O
CH₃–CH₂–COH + H₂SO₄⎯^180°⎯→CH₃–CH=CH₂ + H₂O

Alkohol dapat dioksidasi menjadi senyawa yang mengandung gugus karbonil, seperti aldehid, keton, dan asam karboksilat. Alkohol primer dioksidasi membentuk aldehid, dan jika dioksidasi lebih lanjut menjadi asam karboksilat.

Gambar 6.5 (a) Oksidasi alkohol primer menjadi aldehid. (b) Alkohol tersier tidak dapat Dioksidasi

Alkohol sekunder dioksidasi menjadi suatu keton, sedangkan alkohol tersier tidak dapat dioksidasi. Secara umum reaksi oksidasi alkohol dapat dituliskan sebagai berikut.

Oksidator yang dapat digunakan adalah asam kromat (H₂CrO₃) dan kromat anhidrida (CrO₃). Jika yang ingin diproduksi aldehid maka gunakan oksidator khusus seperti campuran piridin dan kromat anhidrida dengan rasio 2:1 dalam pelarut nonpolar. Oleh karena alkohol dapat dioksidasi menjadi senyawa karbonil maka alkohol dapat disintesis dari senyawa karbonil melalui reaksi reduksi (kebalikan oksidasi). Reduksi senyawa karbonil melalui hidrogenasi katalisis atau dengan hidrida logam akan menghasilkan alkohol primer, sedangkan keton akan menghasilkan alkohol sekunder. Alkohol tersier tidak dapat dibuat dengan cara ini.

Selain dengan cara reduksi, alkohol disintesis dengan pereaksi rignard, baik untuk alkohol primer, sekunder, maupun tersier. Kelebihan reaksi Grignard, selain dapat menghasilkan alkohol tersier juga dapat digunakan untuk memperpanjang rantai hidrokarbonnya. Dengan pereaksi Grignard, alkohol primer dapat dibuat dari formaldehid dan etilen oksida, alkohol sekunder dibuat dari aldehid dan metil format, danalkohol tersier dibuat dari keton dan ester.