MEKANISME REAKSI-REAKSI ADISI PADA ALDEHID DAN KETON

Dalam pembahasan kali ini, kita akan mempelajari suatu mekanisme reaksi adisi yang terjadi pada aldehid dan keton. Sebelum kita memasuki materi ada baiknya kita mengetahui apa itu adisi dan mengetahui rumus umum dari aldehid dan keton.

Reaksi adisi yang terjadi pada aldehid dan keton sering dinamakan sebagai adisi nukleofilik. Adisi nukleofilik di maknai sebagai suatu reaksi adisi yang akan melibatkan suatu keadaan adanya ikatan pi yang kekurangan elektron dan kelebihan elektron dan juga adanya suatu kehilangan ikatan rangkap dan pembentukan dua ikatan sigma. Dan secara umum aldehid akan lebih mudah mengalami reaksi adisi nukleofilik dibandingkan dengan keton. Dan aldehid lebih reaktif dibandingkan dengan keton karena adanya halangan sterik dan alasan elektronik.
1. Halangan sterik

2. Alasan elektron

MEKANISME REAKSI ADISI NUKLEOFILIK

Terdapat dua variasi adisi nukleofilik pada aldehid dan keton

• Intermediat tetrahedral diprotonasi oleh air atau asam untuk menghasilkan alkohol

• Pengeluaran atom oksigen karbonil sebagai OH- atau H2O menghasilkan ikatan rangkap karbon-nukleofil

Reaksi adisi nukleofilik akan melibatkan penyerangan nukleofil terhadap atom karbon yang sedikit positif pada gugus karbonil. Seperti yang kita tahu karbon karbonil adalah suatu hibridisasi sp2 dengan tiga orbital sp2 yang tumpang tindih dengan orbital pada oksigen dan pada dua atom karbon atau hidrogen. Ketiga ikatan ini akan mengadopsi geometri trigonal planar

Polaritas ikatan digambarkan pada panah dipol, atau ditunjukkan dengan oksigen sebagai pemegang muatan negatif parsial dan karbonil karbon muatan positif parsial.

Namun dengan adanya serangan nukleofilik, hibridisasi atom karbon akan berubah dari hibridisasi sp2/ hibridisasi sp3 menjadi bentuk yang kompleks menengah alkoksida tetrahedral. Kompleks ini akan mengambil suatu proton dari media reaksi agar menjadi senyawa yang netral yang bermuatan. Oleh karena itu, reaksi menghasilkan penambahan nukleofil dan hidrogen dalam ikatan rangkap karbon-oksigen.



REAKSI REAKSI ADISI PADA ALDEHID DAN KETON

1. Penambahan Hidrogen Sianida (HCN) pada aldehid dan keton
Hidrogen sianida ditambahkan kedalam ikatan rangkap karbon-oksigen dalam aldehida dan keton sehingga dihasilkan senyawa sebagai hidroksinitril.

Mekanisme untuk Penambahan HCN ke Ethanal (Aldehid)
Ethanal (aldehid) bereaksi dengan HCN menghasilkan 2-hydroxypropanenitrile

Reaksi dimulai dengan adanya serangan nukleofilik dari ion sianida terhadap atom karbon yang sedikit positif.

Terjadi penambahan ion hidrogen dari molekul hidrogen sianida.

Mekanisme untuk Penambahan HCN ke Propanon (keton)
Propanon (keton) bereaksi dengan HCN menghasilkan 2-hidroksi-2-metilpropanenitril:

Terdapat serangan nukleofilik dari ion sianida terhadap atom karbon yang sedikit positif.

Ion negatif yang kemudian akan mengambil ion hidrogen dari suatu tempat - misalnya, dari molekul hidrogen sianida atau dari air atau ion H3O+.

2. Adisi Natrium Hidrogen Sulfat pada aldehid dan keton

Reaksi ini hanya bekerja dengan baik pada aldehida. Sedangkan pada kasus keton, salah satu gugus hidrokarbon yang melekat pada gugus karbonil harus berupa gugus metil.
Mekanisme untuk Penambahan Natrium Hidrogen Sulfat Ke Ethanal (Aldehid)
Ethanal (aldehid) bereaksi dengan NaHSO3 :

Propanon (keton) bereaksi dengan NaHSO3 :

3. Adisi H2O pada aldehid dan keton

Mekanisme Hidrasi

Penggunaan katalis basa, mekanismenya sebagai berikut :

Penggunaan katalis asam, mekanismenya sebagai berikut :

4. Adisi Nukleofilik Alkohol

Alkohol merupakan nukleofil lemah yang mengadisi keton/aldehida secara lambat pada suasana netral dan akan bereaksi cepat pada suasana asam. Aldehida mengalami reaksi dengan alkohol monohidrat untuk menghasilkan hemiasetal dan selanjutnya akan mengalami reaksi dengan alkohol untuk menghasilkan senyawa dialkoksi permata atau asetal. Pembentukan asetal sebenarnya hampir mirip dengan reaksi adisi nukleofilik lainnya, namun dibedakan dengan adanya fakta bahwa tahap adisi pada reaksi ini dikatalisis asam. 

5. Adisi Nukleofilik Pereaksi Grignard

Pereaksi Grignard adalah suatu nukleofil yang memiliki ikatan karbon-magnesium yang sangat polar dengan kerapatan elektron yang tinggi pada atom karbon.
Pembentukan Alkohol

Jika Grignard Reagent bereaksi dengan formaldehyde (HCHO), reaksi akan membentuk alkohol primer sebagai produk.

Jika reagen bereaksi dengan aldehida selain HCHO, reaksi akan menghasilkan alkohol sekunder. 

Reaksi keton dengan reagen akan menghasilkan alkohol tersier.

6. Adisi Nukleofilik Amina pada Aldehid dan Keton 

Adisi amina primer pada aldehid/keton akan menghasilkan imina sedangkan adisi amina sekunder pada aldehid/keton akan menghasilkan enamina yang dijelaskan pada reaksi dibawah ini :

PERMASALAHAN

1. Dari paparan materi diatas, dapat kita ketahui bahwa secara umum aldehid lebih mudah mengalami reaksi adisi nukleofilik dibandingkan dengan keton. Lalu keadaan yang bagaimanakah sehingga suatu senyawa keton lebih mudah mengalami reaksi adisi nukleofilik dibandingkan dengan senyawa aldehid? 
2. Dari penjelasan terkait adisi natrium hidrogen sulfat dijelaskan bahwa reaksi ini hanya bekerja dengan baik pada aldehida. Sedangkan pada kasus keton, salah satu gugus hidrokarbon yang melekat pada gugus karbonil harus berupa gugus metil. Keadaan yang bagaimanakah senyawa keton dapat bereaksi dengan baik pada adisi natrium hidrogen sulfat yang mana gugus hidrokarbon yang melekat pada gugus karbonil bukan berupa gugus metil? 
3. Pada adisi alkohol pada aldehid dan keton telah dijelaskan reaksi akan berjalan secara lambat pada suasana netral dan bereaksi secara cepat pada suasana asam. Lalu, bagaimana kecepatan reaksi jika adisi alkohol pada aldehid dan keton berjalan pada suasana basa?