Reaksi Dalam Total Sintesis Senyawa Organik "Reaksi Grignard"

Total sintesis merupakan proses modifikasi senyawa sederhana yang sudah tersedia di laboratorium untuk menghasilkan senyawa yang diinginkan. Total sintesis ini bertujuan untuk memproduksi serta memperbanyak senyawa-senyawa yang dibutuhkan oleh makhluk hidup yang dilakukan di laboratorium, seperti yang sudah dibahas pada materi sebelumnya mengenai "Total Sintesis Progesteron"

Pada pertemuan kali ini, kita akan membahas mekanisme reaksi-reaksi apa saja yang terjadi pada proses sintesis senyawa organik, yaitu "Reaksi Grignard"

Reaksi grignard merupakan reaksi kimia organologam yang menggunakan pereaksi grignard dengan rumus umum (RMgX), dimana R merupakan suatu alkil alifatik sederhana, X merupakan unsur halogen yang bermuatan negatif (F, Cl, Br, I) dan Mg sendiri merupakan logam alkali tanah (Gol. IIA) yang bermuatan positif (2⁺).

Reaksi dan pereaksi Grignard ditemukan oleh dan diberi nama sesuai dengan penemunya yaitu  kimiawan Perancis François Auguste Victor Grignard (Universitas Nancy, Perancis), yang dianugerahi Nobel Kimia tahun 1912 ini bekerja Grignard reagen mirip dengan menghasilkan reagen karena keduanya nukleofil kuat yang dapat membentuk ikatan antar karbon yang baru.

Pereaksi Grignard dibuat dengan menambahkan halogenalkana ke dalam sedikit magnesium pada sebuah labu kimia yang mengandung etoksietana (umumnya disebut dietil eter atau hanya "eter"). Labu kimia dihubungkan dengan sebuah kondensor refluks, dan campuran dipanaskan di atas penangas air selama 20 hingga 30 menit.

Segala sesuatunya akan mengering sempurna karena pereaksi Grignard bereaksi dengan air (lihat berikut). Setiap reaksi yang menggunakan pereaksi Grignard dilakukan dengan campuran yang dihasilkan dari reaksi di atas. Digunakan campuran sebab pereaksi Grignard tidak bisa dipisahkan.

Bentuk pereaksi Grignard melalui reaksi Halida alkil atau Aril dengan magnesium logam. Reaksi dilakukan dengan menambahkan Halida organik ke suspensi dari magnesium dalam pelarut etherial, dimana yang menyediakan ligan diperlukan untuk menstabilkan organomagnesium senyawa. Bukti empiris menunjukkan bahwa reaksi terjadi pada permukaan logam. Reaksi hasil melalui transfer elektron tunggal: dalam reaksi pembentukan Grignard, radikal dapat dikonversi ke karbanions melalui transfer elektron kedua.

R−X + Mg → R−X•− + Mg•+
R−X•− → R• + X−
R• + Mg•+ → RMg+
RMg+ + X- → RMgX

Batasan pereaksi Grignard adalah bahwa mereka tidak siap bereaksi dengan alkil halide melalui mekanisme SN2. Di sisi lain, mereka siap berpartisipasi dalam reaksi transmetalation:

RMgX + ArX → ArR + MgX2

Untuk tujuan ini, tersedia secara komersial pereaksi Grignard sangat berguna karena rute ini menghindari masalah dengan inisiasi.

Berikut ini adalah reaksi-reaksi dari pereaksi grignard :

1. Reaksi dengan air

Pereaksi Grignard bereaksi dengan air menghasilkan alkana. Inilah sebabnya mengapa segala sesuatunya harus menjadi kering selama pembuatan seperti dijelaskan di atas.
Sebagai contoh:

Produk organik yang dihasilkan pada reaksi di atas, Mg(OH)Br, disebut sebagai sebuah "bromida basa". Anda bisa menganggap produk ini sebagai produk transisi antara magnesium bromida dan magnesium hidroksida.

2. Reaksi degan karbondioksida (CO2)

Pereaksi Grignard bereaksi dengan karbon dioksida dalam dua tahapan. Pada tahapan pertama, pereaksi Grignard diadisi ke karbon dioksida. Karbon doksida kering digelembungkan melalui sebuah larutan pereaksi Grignard dalam etoksietana, yang dibuat seperti dijelaskan di atas.
Sebagai contoh:

Produk yang terbentuk ini selanjutnya dihidrolisis (direaksikan dengan air) dengan bantuan asam encer. Biasanya, anda bisa menambahkan asam sulfat encer atau asam hidroklorat encer ke dalam larutan yang dihasilkan oleh reaksi dengan CO2. Jika ditambahkan satu atom karbon lagi, maka akan terbentuk asam karboksilat bukan pereaksi Grignard.

Persamaan reaksinya bisa dituliskan sebagai berikut:

Hampir semua sumber menyebutkan pembentukan sebuah halida basa seperti Mg(OH)Br sebagai produk lain dari reaksi ini. Anggapan ini tidak tepat karena senyawa-senyawa ini bereaksi dengan asam-asam encer. Hasil dari reaksi ini adalah campuran antara ion-ion magnesium terhidrasi biasa, ion-ion halida dan ion-ion sulfat atau klorida – tergantung pada asam encer apa yang ditambahkan.

3. Reaksi dengan karbonil

Reaksi antara berbagai macam senyawa karbonil dengan pereaksi Grignard bisa terlihat sedikit rumit, walaupun pada kenyataannya semua senyawa karbonil bereaksi dengan cara yang sama – yang berbeda hanyalah gugus-gugus yang terikat pada ikatan rangkap C=O.

 

Apa yang terjadi pada reaksi ini jauh lebih mudah dipahami dengan mencermati persamaan umumnya (menggunakan gugus "R" bukan gugus tertentu) – setelah anda memahami dengan gugus R barulah bisa diganti dengan gugus yang sesungguhnya jika diperlukan.
Reaksi-reaksi yang terjadi pada dasarnya sama untuk reaksi dengan karbon dioksida – yang membedakan hanya sifat-sifat produk organiknya.
Pada tahap pertama, pereaksi Grignard diadisi ke ikatan rangkap C=O:

 

Asam encer selanjutnya ditambahkan untuk menghidrolisisnya. (Pada persamaan berikut digunakan persamaan umum dengan tidak mempertimbangkan fakta bahwa Mg(OH)Br akan bereaksi lebih lanjut dengan asam yang ditambahkan.)

 

Alkohol terbentuk. Salah satu kegunaan penting dari pereaksi Grignard adalah kemampuannya untuk membuat alkohol-alkohol kompleks dengan mudah. Jenis alkohol yang dihasilkan tergantung pada senyawa karbonil yang digunakan – dengan kata lain, gugus R dan R’ yang dimiliki.

Berikut ini adalah reaksi grignard pada sintesis :

Daftar Pustaka :

http://nurul.kimia.upi.edu/arsipkuliah/web2013/1100772/penemuan.html

http://nurjannahhappychemistry.blogspot.co.id/2012/10/v-behaviorurldefaultvmlo_11.html

https://id.wikibooks.org/wiki/Kimia_Organik/Alkohol