makalah kelompok pemicu 1: kimia organik 2 2011

7/22/2019 Makalah Kelompok Pemicu 1: Kimia Organik 2 2011

1/29

Makalah Jawaban Pemicu 1

Aldehida, Keton, Karbohidrat

Oleh Kelompok 10

Fariz Danupraja 1006706201

Johannes L. S. Sasiang 1006706252

Rizqy Pandu S. 0906557045

Viona 1006773345

Yosephine Merry Devina 1006660661

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2011


2/29


Kimia Organik 2 Page 2

Dalam kalimat di atas, disebutkan bahwa glukosa dan fruktosa

adalah jenis kandungan yang sama adalah keliru. Jelaskan

perbedaan antara keduanya, dan hubungkan dengan gugus

fungsinya, yang merupakan senyawa karbonil. Kemudian jelaskan

sifat dari masing-masing gugus penyusunnya dan bagaimana

mendeteksi senyawa tersebut berdasarkan gugus fungsinya.

Berikanlah analisis kenapa fruktosa bisa menyebabkan kanker dan

lebih berbahaya daripada glukosa.

Jawab:

- Perbedaan keduanya berkaitan dengan gugus fungsiGlukosa adalah monosakarida dengan rumus C 6 H 12 O 6 atau H-(C = O) - (CHOH)

5-H, yang lima hidroksil (OH) kelompok tersebut diatur dalam cara tertentu di sepanjang-nya

enam karbon backbone. Dalam sekilas yang terbuka-rantai bentuk, molekul glukosa memiliki

terbuka (sebagai lawan siklik dan tidak bercabang tulang punggung) dari enam atom karbon,

C-1 melalui C-6, di mana C-1 merupakan bagian dari kelompok aldehida H (C = O) -, dan

masing-masing dari lima karbon lainnya dikenakan satu kelompok hidroksil-OH. Sisanya

obligasi dari karbon tulang punggung dipenuhi oleh hidrogen atom-H. Oleh karena glukosa

adalah heksosa dan aldosa , atau aldohexose .

-
http://3.bp.blogspot.com/-HUr4e43jSuM/TVypAZ1TbaI/AAAAAAAAAz8/Rh1XzVyB1fo/s1600/2.JPG


3/29



NOTASI D DAN L

Notasi D & L dilakukan karena adanya atom C dengan konfigurasi asimetris seperti pada

gliseraldehida.

-Masing-masing dari empat karbon C-2 melalui C-5 yang kiral , artinya bahwa empat

obligasi tersebut terhubung ke empat bagian yang berbeda dari molekul. Dalam D-glukosa,

keempat bagian harus dalam tiga dimensi tertentu pengaturan. Yakni, ketika molekul ditarik

dalam proyeksi Fischer , yang hydroxyls pada C-2, C-4, dan C-5 harus berada di sisi kanan,sementara pada C-3 harus berada di sisi kiri.

Untuk gula dengan atom C asimetrik lebih dari 1, notasi D atau L ditentukan oleh

atom C asimetrik terjauh dari gugus aldehida atau keto. Gula yang ditemui di alam adalah

dalam bentuk isomer D.

-Gula dalam bentuk D merupakan bayangan cermin dari gula dalam bentuk L. Kedua

gula tersebut memiliki nama yang sama, misalnya D-glukosa & L-glukosa. Posisi keempat
http://1.bp.blogspot.com/-PYPcdZusSTY/TVyprpMwWmI/AAAAAAAAA0E/VWzYyTgQo9k/s1600/4.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/-3HmRO7_1I0E/TVypgcAoezI/AAAAAAAAA0A/E7wTsyQRN24/s1600/3.JPGhttp://1.bp.blogspot.com/-PYPcdZusSTY/TVyprpMwWmI/AAAAAAAAA0E/VWzYyTgQo9k/s1600/4.JPGhttp://4.bp.blogspot.com/-3HmRO7_1I0E/TVypgcAoezI/AAAAAAAAA0A/E7wTsyQRN24/s1600/3.JPG


4/29



hydroxyls yang terbalik dalam diagram Fischer L-Glukosa; D- dan L- glukosa adalah dua

dari 16 kemungkinan aldoheksosa 14 lainnya allose , altrose , mannose , gulose , idose ,

galaktosa , dan talose , masing-masing dengan dua isomer, 'D -' dan 'L -'.

-Pada gula yang lebih panjang, bentuk L- atau D- ditentukan dari atom karbon kiral

yang paling jauh dari gugus karbonil

- Glukosa

CHO

C

C

C

C

CH2OH

H

H

H

H

D-Glukosa

OH

OH

OH

HO

Glukosa dapat diperoleh dari hidrolisis sukrosa (gula tebu) atau pati(amilum). Dalam alam glukosa dihasilkan dari reaksi antara

karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil

dalam daun serta mempunyai sifat:

Memutar bidang polarisasi cahaya ke kanan (+52.70) dan dapatmengalami mutarotasi

Dapat mereduksi larutan fehling dan membuat larutan merahbata
http://3.bp.blogspot.com/-B7bF23vPcao/TVyqW84pWSI/AAAAAAAAA0M/2rrR4NnPiEU/s1600/6.JPGhttp://1.bp.blogspot.com/-tCiDmgJZaI4/TVyp-QUX2zI/AAAAAAAAA0I/JUptggF6FA8/s1600/5.JPGhttp://3.bp.blogspot.com/-B7bF23vPcao/TVyqW84pWSI/AAAAAAAAA0M/2rrR4NnPiEU/s1600/6.JPGhttp://1.bp.blogspot.com/-tCiDmgJZaI4/TVyp-QUX2zI/AAAAAAAAA0I/JUptggF6FA8/s1600/5.JPG


5/29



Dapat difermentasi menghasilkan alkohol (etanol) denganreaksi sebagai berikut:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

Fruktosa

D-Fruktosa

CH2OH

C

C

C

C

CH2OH

H

H

H

O

OH

OH

HO

Fruktosa adalah suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat memutar

cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut juga levulosa.

Fruktosa mempunyai rasa lebih manis dari pada gula tebu atau

sukrosa. Fruktosa dapat dibedakan dari glukosa dengan pereaksi

seliwanoff, yaitu larutan resorsinol (1,3 dhidroksi-benzena) dalam

asam clorida. Disebut juga sebagai gula buah, dperoleh dari

hdrolisis sukrosa; dan mempunyai sifat:

Memutar bidang polarisasi cahaya ke kiri (-92.40C) Dapat mereduksi larutan fehling dan membentuk endapan

merah bata

Dapat difermentasi

- Sifat dari gugus-gugus penyusun glukosa dan fruktosa

GugusHidroksil

Pada suatu gugus hidroksil, satu atom karbon terikat dengan satu atom oksigen yang

kemudian terikat dengan kerangka karbon molekul organik. Senyawa organik yangmengandung karboksil disebut alkohol. Gugus hidroksil bersifat polar sebagai akibat atom

oksigen elektronegatif yang menarik elektron kearah dirinya sendiri. Akibatnya, molekul air

tertarik ke gugus hidroksil dan hal ini membantu melarutkan senyawa organik yang

mengandung gugus seperti ini. Gula, misalnya, kelarutannya dalam air terjadi karena adanya

gugus hidroksil.

Gugus Karbonil


6/29



Gugus karbonil terdiri atas sebuah atom karbon yang dihubungkan dengan sebuah atom

oksigen dengan iktatan ganda. Jika gugus karbonil itu berada pada ujung kerangka suatu

karbon, senyawa organic tersebit disebut aldehid, jika tidak senyawa tersebut disebut keton.

Karbonil adalah gugus polar sehingga mempunyai titik didih yang lebih tinggi dibandingkan

dengan hidokarbon dengan berat molekul yang sama. Namun, aldehid dan keton tidak dapat

membentuk ikatan hydrogen yang kuat antara molekul-molekulnya sendiri sehingga mereka

memiliki titik didih yang lebih rendah daripada alkohol yang berat molekulnya setara.

Melalui gugus karbonil aldehida dan keton dapat membentuk iktan hydrogen dengan molekul

air. Oleh karenanya, aldehid dan keton dengan berat molekul rendah mempunyai kelarutan

tinggi dalam air. Aseton dan aldehid larut sempurna dalam air pada semua perbandingan.

- Cara mendeteksiUntuk mengidentifikasi gugus fungsi pada senyawa glukosa dan monosakarida, dapat

digunakan metode spektroskopi inframerah. Spektroskopi infra merah adalah salah satu

metode yang sangat pentingdalam kimia modern, terutama dalam analisis struktur senyawa

organik. SpektraIR memberikan informasi tentang jenis gugus fungsional yang terdapat

dalamsuatu senyawa sehingga dapat diperkirakan gugus-gugus apa saja yangterkandung

dalam senyawa tersebut. Inframerah mempunyai yang lebih panjangdibanding UVVis,

sehingga tenaga radiasinya lebih kecil. Tenaga infra merahhanya dapat menyebabkan vibrasi

ikatan pada molekul. Energi vibrasi darikebanyakan molekular adalah berhubungan dengan

infra merah dari spektrumelektromagnetik.Bila sinar infra merah dilewatkan melalui senyawa

organik maka sebagiandari frekuensi sinar diserap, dan yang lain diteruskan ataupun

ditransmisikan.Frekuensi adsorbsi IR dilaporkan sebagai bilangan gelombang atauwave

number yaitu jumlah gelombang per cm.Bagian utama dari spektrofotometri infra merah

adalah sumber cahayainfra merah, monokromator, dan detektor. Cahaya dari sumber

dilewatkan melaluicuplikan, dipecah menjadi frekuensi dalam monokromator yang diukur

olehdetektor.Banyaknya gugus identik dalam sebuah molekul mengubah kuat reaktif pita

absorbsinya dalam suatu spektrum. Misalnya, suatu gugus tunggal dalamsebuah molekul

menghasilkan absorbs yang agak kuat, sedangkan absorbsi suatugugus CH tunggal relatif

lemah. Tetapi jika suatu senyawa mempunyai banyak ikatan CH, maka efek gabungan dari

absorbsi CH ini adalah akan menghasilkansuatu puncak yang bersifat medium bahkan kuat.

Berikut adalah spectra inframerah dari glukosa dan fruktosa


7/29




8/29



Dari spectra yang ada dapat dilihat untuk

a. Glukosa

Gugus karbonil (aldehid) tampak pada rentang 2690-2840 wavenumber/cm-1.

Gugus Hidroksil tampak pada rentang 3580-3650 wavenumber/cm-1.

b. Glukosa

Gugus karbonil (keton) tampak pada rentang 2690-2840 wavenumber/cm-1.

Gugus Hidroksil tampak pada rentang 3580-3650 wavenumber/cm-1.

- Analisis fruktosa dapat menyebabkan kanker, lebih berbahaya dari glukosaSel tumor pankreas memanfaatkan fruktosa untuk membelah dan berkembang biak.

Menurut penelitian oleh U.S researchers, ternyata berlaku juga untuk semua gula. Sel tumor

memakan glukosa dan fruktosa dengan dua cara berbeda. Sel kanker mudah untuk

memetabolisme fruktosa untuk meningkatkan proliferasi (berkembang biak). Namun


9/29



berdasarkan penelitian, orang yang tidak mengkonsumsi fruktosa secara berlebih akan

mengambat perkembangan tumor pangkreas.

Glukosa merupakan sumber tenaga yang terdapat dimana-mana dalam biologi.

Glukosa dapat dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah

tersedia bagi system biokimia primitif. Glukosa tidak mudah bereaksi secara nonspesifik

dengan gugus amino suatu protein. Reaksi tersebut (glikosilasi) merusak fungsi berbagai

enzim. Rendahnya laju glikosilasi ini dikarenakan glukosa yang kebanyakan berada dalam

isomer siklik yang kurang reaktif. Meski begitu, komplikasi akut tetap saja mungkin terjadi

disebabkan glikosilasi protein.

Fruktosa disimpan sebagai cadangan dalam hati untuk digunakan bila tubuh

membutuhkan dan juga untuk mengurangi kerusakan hati. Fruktosa dapat dikonsumsi oleh

para penderita diabetes karena transportasi fruktosa ke sel-sel tubuh tidak membutuhkan

insulin, sehingga tidak mempengaruhi keluarnya insulin. Di samping itu, kelebihan fruktosa

adalah memiliki kemanisan 2,5 kali dari glukosa.

Berdasarkan data tersebut analisisnya kenapa fruktosa lebih berbahaya, yaitu karena

fruktosa mengendap dalam hati. Fruktosa hanya dipakai jika dibutuhkan oleh tubuh. Lain

halnya dengan glukosa yang langsung digunakan untuk membentuk energi. Sisanya glukosa

akan menjadi lemak dalam tubuh. Selain itu glukosa juga tidak mudah reaktif. Dengan

menumpuknnya fruktosa menjadi makanan buat sel tumor atau kanker pada pankreas,

sehingga mempercepat perkembangannya.

Berdasarkan tabel dari jurnal Fructose Induces Transketolase Flux to Promote

Pancreatic Cancer Growth oleh terlihat bahwa tidak terlihat perbedaan yang signifikan

tingkat perkembangbiakan dari F (fruktosa) dan G (glukosa) pada kanker pankreas. Namun

dapat dilihat dari gambar siklus metabolisme dari glukosa dan sukrosa dibawah :


10/29



Dari siklus A glukosa sudah terinduksi terlebih dahulu sebelum mencapai fase fruktosa.

Sementara itu, pada siklus B (fruktosa) langsung masuk ke fase fruktosa. Fruktosa kemudia

terinduksi menjadi pentosa dan transketolase. Transketolase lah yang menyebabkan tingkat

perkembangbiakan sel kanker semakin tinggi.

Glukosa dan fruktosa termasuk dalam golongan heksosa. Penomoran

diberikan berdasarkan aturan yang ada dalam gugus fungsinya,

yaitu aldehid atau keton. Jelaskan. Jelaskan juga aturan penamaan

untuk senyawa aldehid dan keton. Jelaskan reaksi apa saja yang bisa

terjadi pada senyawa aldehid dan keton. Apakah reaksi yang sama

bisa juga terjadi pada senyawa monosakarida? Jelaskan.

Jawab:

1. Aturan penamaan untuk senyawa aldehid dan keton.A. Aldehida

IUPAC

Nama aldehida diturunkan dari nama alkana induknya dengan mengubah hurufakhira menjadial. Rantai induk harus berisi gugus CHO. Atom karbon pada

CHO diberi nomor 1, tetapi nomor tidak perlu dicantumkan.

Gugus aldehid (CHO) yang menempel pada cincin benzene akhirnya menjadicarbaldehyde.

Trivial


11/29



Nama trivial asam karboksilat induknya dengan mengubah imbuhan asam

oat atau asamat menjadi akhiranaldehida.

Aturan :

1. Aldehida yang mengandung atom karbon sebanyakE5 kerap kali dinamai dengannama umum, yaitu nama yang diturunkan dari nama umum asam karboksilat

dengan mengganti akhiran at dengan aldehida. Untuk menunjukkan posisi

substituen (gugus samping/cabang) digunakan huruf Yunani.

2. Nama IUPAC aldehida diturunkan dari nama rantai induk alkana denganmengganti akhiran adenganal.

3. Jika rantai karbon aldehida mengikat substituen, penomoran rantai utama dimulaidari atom karbon karbonil.

4. Jika gugusCHO terikat langsung pada suatu cincin maka senyawa dinamai denganmemberikan akhiran karboksaldehida atau karbaldehidapada nama sikloalkananya.


12/29



B. KetonIUPAC

Nama keton diturunkan dari alkana induknya, huruf akhira diubah menjadi

on. Rantai induk merupakan rantai yang terpanjang dan memiliki gugus keton.

Penomoran dimulai dari karbon yang paling dekat dengan gugus keton.

Trivial

Gugus alkil atau aril yang terikat pada karbonil dinamai, kemudian ditambah

kata keton. Kecuali: aseton.

Aturan :

1. Nama IUPAC untuk keton diturunkan dari nama alkana rantai induknya denganmengganti akhiran a dengan on. Posisi gugus karbonil ditunjukkan dengan nomor

serendah mungkin dan diletakkan sebelum nama induk.

2. Nama umum keton terbentuk dari dua gugus alkil yang terikat pada gugus karbonildiikuti dengan kata keton.


13/29



2. Jika gugus keton ada di antara gugus fungsi lain yang lebih diutamakan maka untukmenunjukkannya digunakan awalan oksodengan suatu nomor yang sesuai.

3. Reaksi pada senyawa aldehid dan keton.A. Reaksi Adisi

Suatu gugus karbonil dapat diserang oleh nukleofil atau elektrofil.

Kebanyakan reaksi adisi gugus karbonil melibatkan protonasi oksigen. Protonasi akan

menambah muatan positif pada karbon di gugus karbonil, sehingga karbon tersebut

lebih mudah untuk diserang oleh nukleofil. Reaksi adisi yang melibatkan nukleofil

lemah dikatalisasi oleh asam.

Reaksi dengan Air

Air dapat mengadisi suatu gugus karbonil untuk membentuk suatu 1,1-diol

yang disebut sebagai gem-diol atau hidrat. Reaksi ini bersifat reversible, dimana

kesetimbangan terletak pada sisi karbonil.

Mekanisme reaksi adisi dengan air (hidrasi) terdiri dari dua tahap. Tahap

pertama adalah serangan nukleofil OH ke gugus karbonil. Tahap kedua adalah

protonasi oksigen sehingga menghasilkan hidrat dan OH.

Jika reaksi hidrasi dilakukan dengan menggunakan katalis asam, produk

sampingan yang dihasilkan adalah H3O+. Reaksi tersebut dapat digambarkan sebagai

berikut:

Reaksi dengan Alkohol

Reaksi adisi alkohol terhadap gugus karbonil bersifat reversible, dimana

kesetimbangan terletak pada sisi karbonil. Adisi satu molekul alkohol akan

membentuk produk yang disebut sebagai hemiasetal atau hemiketal. Adisi dua

molekul alkohol akan membentuk produk yang disebut sebagai asetal atau ketal, yang

gem-diol

gem-diol


14/29



diikuti dengan hilangnya air. Reaksi adisi dengan alkohol dikatalis oleh asam kuat.

Secara umum, reaksi adisi alkohol untuk membentuk suatu asetal akan menghasilkan

hemiasetal sebagai intermediate.

Mekanisme reaksi antara aldehida dengan alkohol meliputi proses protonasi

dan deprotonasi dari gugus karbonil. Tahap pertama adalah protonasi dan deprotonasi

oksigen untuk menghasilkan hemiasetal. Tahap kedua adalah protonasi dan

deprotonasi oksigen pada hemiasetal untuk menghasilkan asetal, yang disertai dengan

lepasnya H2O.

Reaksi dengan Hidrogen Sianida

Hidrogen sianida (HCN) dapat mengadisi ke gugus karbonil suatu aldehida

sehingga membentuk produk yang disebut sebagai sianohidrin. Adisi HCN

membutuhkan kondisi reaksi yang sedikit basa untuk menambah besar konsentrasi ion

sianida (CN), sehingga adisi berlangsung dengan serangan nukleofilik CNke gugus

karbonil. Nukleofil kuat seperti CNtidak membutuhkan katalis untuk reaksinya.

Mekanisme reaksi adisi dengan HCN terdiri dari dua tahap. Tahap pertama

adalah serangan nukleofil CN ke gugus karbonil. Tahap kedua adalah protonasi

okseigen sehingga menghasilkan sianohidrin dan CN

.

Reaksi Reagen Grignard

Berbeda dengan reaksi adisi sebelumnya, reaksi dengan reagen Grignard

adalah reaksi yang bersifat irreversible. Reaksi dengan reagen Grignard merupakansuatu metode untuk mensistensis alkohol. Reagen Grignard adalah nukleofil, karena


15/29



ikatan karbon-magnesium sangat terpolarkan dengan kerapatan elektron yang tinggi

pada karbon.

Mekanisme reaksi dengan reagen Grignard terdiri dari dua tahap. Tahap

pertama adalah reaksi antara reagen Grignard dengan gugus karbonil. Tahap kedua

adalah hidrolisis MgX+untuk menghasilkan alkohol.

B. Reaksi Adisi-EliminasiDalam reaksi adisi-eliminasi, beberapa reagen mengalami adisi ke dalam

gugus karbonil. Kemudian, reaksi ini diikuti dengan eliminasi air atau molekul kecil

lain untuk menghasilkan produk yang memiliki ikatan rangkap.

Reaksi dengan Amina Primer

Amina primer (RNH2) dapat mengadisi suatu gugus karbonil untuk

membentuk suatu suatu senyawa dengan gugusan C=N yang disebut sebagai imina.

Reaksi ini bersifat reversible dan dikatalis oleh runutan asam. Reaksi pembentukan

imina tergantung pada pH. Pada pH yang terlalu rendah (asam), amina akan

terprotonasi sehingga tidak terjadi adisi nukleofil. Pada pH yang terlalu tinggi (basa),

karbinolamina tidak terprotonasi sehingga tidak terbentuk imina. pH optimum untuk

reaksi ini adalah sekitar pH 45.

Reaksi pembentukan imina diawali dengan adisi amina nukleofil pada gugus

karbonil, yang diikuti dengan lepasnya proton dari nitrogen dan diperolehnya proton

oleh oksigen. Kemudian, reaksi eliminasi yang merupakan protonasi gugus OH yang

kemudian lepas menjadi air.


16/29



Reaksi dengan Amina SekunderAmina seknder (R2NH) dapat mengadisi suatu gugus karbonil untuk

membentuk suatu suatu senyawa dengan gugusan C=N yang disebut sebagai enamina.

Enamina terbentuk dengan lepasnya sebuah proton dari atom karbon ke nitrogen,

sehingga menghasilkan ikatan rangkap antara karbon dan .

Reaksi dengan Hidrazina dan Senyawa Sehubungan

Imina mudah terhidrolisis. Tahap awal hidrolisis adalah protonasi nitrogen

imina. Jika suatu gugus elektronegatif terikat pada nitrogen imina tersebut, maka

kebasaan nitrogen akan berkurang dan hidrolisis terkurangi.

Reaksi dengan Fosfonium Ilida (Reaksi Wittig)

enamina

ion iminium


17/29



Reaksi Wittig merupakan nama untuk sintesis alkena dari senyawa karbonil

dengan menggunakan fosfonium ilida. Ilida adalah suatu molekul dengan muatan (+)

dan () berdampingan.

Mekanisme reaksi Wittig melibatkan serangan nukleofil pada gugus karbonil

oleh karbon negatif dari ilida tersebut. Produk adisi tersebut merupakan betaina, yaitu

suatu molekul dengan muatan (+) dan () yang tidak berdekatan. Betaina kemudian

mengalami siklinasi dan eliminasi trifenilfosfina untuk membentuk alkena.

C. Reaksi OksidasiAldehida

Aldehida mudah mengalami oksidasi sehingga membentuk asam karboksilat

(COOH). Reaksi oksidasi diawali dengan pembentukan intermediate gem-diol atau

hidrat, yang kemudian bereaksi lagi sehingga membentuk asam karboksilat.

Keton

Keton tidak mudah mengalami oksidasi. Keton tidak memiliki ikatan H pada

gugus karbonilnya, sehingga keton menjadi tidak reaktif. Keton tidak bereaksi dengan

kebanyakkan zat pengoksidasi, namun bereaksi lambat ketika direaksikan dengan

alkali panas KMnO4. Ikatan CC yang berada pada sebelah gugus karbonil akan putus

dan terbentuk asam karboksilat.


18/29



D. Reaksi ReduksiSuatu aldehida dapat direduksi menjadi suatu alkohol, hidrokarbon, atau

amina. Produk reduksi tergantung pada bahan pereduksi dan struktur aldehida yang

bereaksi.

Hidrogenasi

Reaksi hidrogenasi dari gugus karbonil memerlukan kalor dan tekanan. Reaksi

reduksi dari aldehida akan menghasilkan alkohol primer. Jika suatu senyawa memiliki

ikatan rangkap dan gugus karbonil, maka gugus karbonil tidak dapat dihidrogenasi

tanpa mereduksi ikatan rangkapnya. Hidrogenasi gugus karbonil tanpa mereduksi

ikatan rangkap karbon harus dilakukan dengan menggunakan hidrida logam.

Hidrida Logam

Jika ini mereduksi gugus karbonil tanpa mereduksi ikatan rangkap karbon,

maka reaksi dilakukan dengan menggunakan hidrida logam. Namun, ikata C=C yang

berkonjugasi dengan gugus karbonil bisa tereduksi juga. Hidrida logam yang

digunakan misalnya adalah LAH, NaBH4, DBAH, dan [(CH3)2CHCH2]2AlH.

Reaksi reduksi dengan hidrida logam diawali dengan penyerangan gugus

karbonil dengan ion hidrida negatif. Kemudian, intermediate tersebut diolah dengan

air supaya alkohol terbebas dari garamnya.

Reduksi Wolff-Kishner dan Clemmensen

Reduksi Wolff-Kishner dan reduksi Clemmensen akan mereduksi gugus

karbonil C=O menjadi CH2 (alkana). Dalam reduksi Wolff-Kishner, aldehida yang

direaksikan dengan hidrazina diubah menjadi hidrazon. Hidrazon kemudian diolah

dengan basa kuat seperti kalium hidroksida atau kalium t-butoksida dalam pelarut

DMSO. Oleh karena itu, reaksi ini hanya berlaku pada senyawa karbonil yang stabil

dalam kondisi basa.


19/29



Reduksi Clemmensen dilakukan untuk senyawa karbonil yang tidak stabil

dalam suasana basa. Sebagai reagen, digunakan amalgam seng.

4. Reaksi pada senyawa monosakarida.Senyawa monosakarida merupakan senyawa yang mempunyai gugus

aldehida atau gugus keton di dalam strukturnya. Seperti senyawa aldehida dan

keton, monosakarida juga bisa mengalami reaksi oksidasi dan reduksi.

A. Reaksi OksidasiSuatu gugus aldehida sangat mudah dioksidasi menjadi gugus karboksil. Gula

pereduksi merupakan gula yang dapat dioksidasi oleh zat pengoksidasi lembut seperti

reagensia Tollens, suatu larutan basa dan Ag(NH3)2+. Bentuk-bentuk hemiasetal siklik

dari semua aldosa mudah dioksidasi karena berada dalam kesetimbangan dengan

bentuk aldehida rantai terbukanya.

Oksidasi aldosa

Oksidasi ketosa (fruktosa)


20/29



Asam aldonat

Produk okidasi dari gugus aldehida suatu aldosa adalah suatu asam

polihidroksi karboksilat yang disebut asam aldonat. Pengoksidasi yang digunakan

adalah reagensia Tollens. Namun, suatu reagensia yang lebih mudah dan murah untuk

reaksi sintetik adalah larutan brom yang dibufer (disangga).

Asam aldarat

Asam aldarat merupakan suatu asam polihidroksi dikarboksilat, yaitu produk

oksidasi dari gugus aldehida dan alkohol suatu aldosa. Asam aldarat dapat dengan

mudah membentuk lakton. Zat pengoksidasi kuat (HNO3), mengoksidasi gugus

aldehidadan juga gugus hidroksil ujung (suatu alkohol primer) dari monosakarida.

Asam uronat

Adalah produk oksidasi dengan enzim, di mana yang dioksidasi hanya gugus

CH2OH ujung, sedangkan gugus aldehidanya tidak teroksidasi.

D-glukosa Asam D-glukonat

Suatu asam aldonat

D-glukosaAsam D-glukaratsuatu asam aldarat

Br2+ H2O

pH 5-6

HNO3

Kalor


21/29



B. Reaksi ReduksiBaik aldosa maupun ketosa dapat direduksi oleh zat pereduksi karbonil,

seperti hidrogen dan katalis atau suatu hidrida logam, menjadi polialkohol yang

disebut alditol. Akhiran untuk nama dari salah satu polialkohol ini ialah itol. Produk

reduksi D-glukosa disebut D-glukositol (D-glucitol) atau sorbitol.

C. Reaksi pada Gugus HidroksilGugus-gugus hidroksil dalam karbohidrat bertabiat serupa dengan dalam

gugus-gugus alkohol lain. Gugus ini dapat diesterifikasi oleh asam karboksilat atau

oleh asam anorganik dan dapat digunakan untuk membentuk eter. Karbohidrat dapat

juga membentuk diol dan membentuk asetal atau ketal siklik dengan aldehida atau

keton.

Pembentukan Asetat

Suatu reagen yang lazim untuk esterifikasi alkohol ialah anhidrida asam asetat,

dengan natrium asetat atau piridina sebagai suatu katalis basa. Jika reaksi itu

dilakukan di bawah 0oC, reaksi asilasi akan lebih cepat daripada antara pengubahan

anomerik -. Pada kondisi ini baik - ataupun - pentasetat, dengan - pentasetat

lebih melimpah.

[O]

enzime

D-glukosaAsam D glukoronat

suatu asam uronat

D-glukosaD-glusitol

(sorbitol)


22/29



Pembentukan Eter

Dimetil sulfat adalah suatu ester anorganik dengan gugus pergi yang sangat

baik. Senyawa ini digunakan untuk membentuk eter metil.

Bila suatu mono sakarida diolah dengan dimetil sulfat yang berlebih dan

NaOH, semua gugus hidroksil (termasuk gugus OH hemiasetal atau hemiketal)

diubah menjadi gugus metoksil.

Dalam suatu sintetis eter Williamson yang lazim (RO+ RX ROR + X),

alkoksida harus dibuat dengan suatu basa yang lebih kuat daripada NaOH. Dalam hal

karbohidrat, NaOH merupakan basa yang cukup kuat untuk menghasilkan in

alkoksida. (Efek induktif dari oksigen-oksigen yang elektronegatif pada karbon-

karbon yang berdekatan membuat tiap gugus hidroksil lebih asam daripada suatu

gugus hidroksil dalam suatu alkohol biasa). Karena ikatan lebih stabil dalam basa,

konfigurasi pada karbon anomerik dari suatu glikosida tidak berubah dalam reaksi

metil ini.

Pembentukan Asetal dan Asetal siklik

Karena karbohidrat mengandung banyak gugus OH, kadang-kadang

diinginkan untuk memblokade beberapa diantaranya sehingga dapat dilaksanankan

reaksi selektif pada gugus-gugus hidroksil yang lain. Asetal dan ketal merupakan dua

gugus blokade yang lazim. Misalnya, suatu aldehida, seperti benzaldehida, bereaksi

NaO2CCH3

dingin

(CH3CO)2O

-D-glukopiranosa Penta-O-asetil--D-glukopiranosa


23/29



dengan gugusan 1,3-diol dalam molekul gula. Aldehida dan keton lain dapat bereaksi

secara pilih-pilih pada gugus diol yang berlainan. (dalam beberapa hal, produknya

adalah ciincin furanosa, bukannya piranosa). Produk-produk yang berbeda-beda

timbul karena adanya efek elektronik dan sterik yang hampir tak terbedakan.

Dalam pengubahan L-sorbosa secara komersial menjadi vitamin C, digunakan

aseton untuk memblokade empat gugus hidroksil sehingga dapat dioksidasi suatu

gusus CH2OH tunggal.


24/29



Fruktosa disebut juga dengan senyawa levulosa. Bagaimana dengan

glukosa dan galaktosa, apakah sama? Hubungkan dengan sifat

kiralitas dari monosakarida. Monosakarida dapat bergabung

menjadi disakarida atau polisakarida. Jelaskan apa saja yang

termasuk ke dalam disakarida ataupun polisakarida. Selain itu ada

juga yang disebut dengan gula termodifikasi, jelaskan dan berikan

contoh.

Jawab:

Kiralitas dari monosakarida. Glukosa dan galaktosa apakah sama ?

Suatu molekul organik disebut molekul kiral jika terdapat minimal satu atom C

yang mengikat empat gugus yang berlainan. Molekul-molekul kiral memiliki sifat yang

sangat unik yaitu sifat optis. Artinya suatu molekul kiral memiliki kemampuan untuk

memutar bidang cahaya terpolarisasi pada alat yang disebut polarimeter. Pemutaran dapat

berupa dextro-rotary (+) bila arahnya sesuai arah jarum jam; atau levo-rotary () bila

arahnya berlawanan jarum jam.

Senyawa fruktosa mengalami pemutaran ke kiri atau berlawanan arah jarum jam

(levo-rotary) dengan putaran jenis 92,4. Hal ini membuat fruktosa disebut sebagai

senyawa levulosa. Lain halnya dengan glukosa dan galaktosa. Glukosa dan galaktosa

mengalami pemutaran ke kanan atau searah jarum jam (dextro-rotary). Glukosa memiliki

putaran jenis +52,7 dan galaktosa memiliki putaran jenis +80,2. Maka, glukosa dan

galaktosa disebut sebagai senyawa dextrosa.

Glukosa dan galaktosa mempunyai rumus molekul yang sama, namun memiliki

kiralitas yang berbeda pada C-3 dan C-4 yaitu karbon ke 3 karbon ke-4.

- Jelaskan yang termasuk ke dalam monosakarida atau polisakarida

Disakarida

Disakarida adalah karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yangdihubungkan

oleh ikatan glikosida. Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu monosakarida dengan

atom O dari OH monosakarida lain. Hidrolisis 1 mol disakaridaakan menghasilkan 2 mol

monosakarida. Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di alam.

1. Maltosa

Maltosa adalah suatu disakarida dan merupakan hasil dari hidrolisis parsial tepung(amilum).Maltosa tersusun dari molekul -D-glukosa dan -D-glukosa.


25/29



Dari struktur maltosa, terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antarunit

yaitumenghubungkan C 1 dari -D-glukosa dengan C 4 dari -D-glukosa. Konfigurasi

ikatanglikosida pada maltosa selalu karena maltosa terhidrolisis oleh -glukosidase.

Satumolekul maltosa terhidrolisis menjadi dua molekul glukosa. Dari struktur maltosa,

terlihat bahwa gugus -O- sebagai penghubung antar unit yaitumenghubungkan C 1 dari -D-

glukosa dengan C 4 dari -D-glukosa. Konfigurasi ikatan glikosida pada maltosa selalu

karena maltosa terhidrolisis oleh -glukosidase. Satu molekul maltosa terhidrolisis menjadi

dua molekul glukosa.

2. Sukrosa

Sukrosa terdapat dalam gula tebu dan gula bit. Dalam kehidupan sehari-hari sukrosadikenal

dengan gula pasir. Sukrosa tersusun oleh molekul glukosa dan fruktosa yangdihubungkan

oleh ikatan 1,2.

Sukrosa terhidrolisis oleh enzim invertase menghasilkan-D-glukosa dan -D-fruktosa.

Campuran gula ini disebutgula inversi, lebih manis daripada sukrosa.Jika kita perhatikan

strukturnya, karbon anomerik (karbonkarbonil dalam monosakarida) dari glukosa

maupunfruktosa di dalam air tidak digunakan untuk berikatansehingga keduanya tidak

memiliki gugus hemiasetal.Akibatnya, sukrosa dalam air tidak berada dalamkesetimbangan


26/29



dengan bentuk aldehid atau keton sehinggasukrosa tidak dapat dioksidasi. Sukrosa bukan

merupakangula pereduksi.

3. Laktosa

Laktosa adalah komponen utama yang terdapat pada air susu ibu dan susu sapi.

Laktosatersusun dari molekul -D-galaktosa dan -D-glukosa yang dihubungkan oleh

ikatan1,4'-

Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan,akan

memberikan jumlah ekivalen yang sama dari -D-glukosa dan -D-galaktosa.Apabila enzim

ini kurang atau terganggu, bayi tidak dapat mencernakan susu. Keadaanini dikenal dengan

penyakit galaktosemia yang biasa menyerang bayi. Hidrolisis dari laktosa dengan bantuan

enzim galaktase yang dihasilkan dari pencernaan,akan memberikan jumlah ekivalen yangsama dari -D-glukosa dan -D-galaktosa.Apabila enzim ini kurang atau terganggu, bayi

tidak dapat mencernakan susu. Keadaanini dikenal dengan penyakit galaktosemia yang biasa

menyerang bayi.

Polisakarida

Polisakarida merupakan polimer yang disusun oleh rantai monosakarida. Berdasarkan

fungsinya polisakarida dapat digolongkan menjadi dua bagian yaitu polisakarida struktural

dan polisakarida nutrien.

Sebagai komponen struktural, polisakarida berperan sebagai pembangun dan penyusun

komponen organel sel serta sebagai molekul pendukung intrasel. Polisakarida yang termasuk

golongan ini adalah selulosa(ditemukan dalam dinding sel tanaman), kitin yang dibangun

oleh turunan glukosa yaitu glukosamin diketemukan pada cangkang udang, kepiting dan

lainnya.


27/29



Selulosa sebagai salah satu polisakarida struktural merupakan polimer yang tidak bercabang,

terbentuk dari monomer -D-glukosa yang terikat bersama-sama dengan ikatan (1 4)

glikosida. Jumlah rantai atau -D-glukosa beraneka ragam, untuk beberapa jenis mencapai

ribuan unit glukosa. Ikatan (14) glikosida yang dimiliki selulosa membuatnya lebih

cenderung membentuk rantai lurus, hal ini disebabkan ikatan glikosida yang terbentuk hanya

sejenis yaitu (14)glikosida, perhatikan Gambar di bawah ini

Polisakarida struktural lainnya seperti glikogen memiliki struktur yang lebih kompleks dan

tersusun atas rantai glukosa homopolimer dan memiliki cabang. Setiap rantai glukosa

berikatan (14) dan ikatan silang (16) glikosida pembentuk cabang, dengan adanya

cabang bentuk Glikogen menyerupai batang dan ranting pepohonan seperti ditunjukkan

Gambar 14.16.

nutrien merupakan sumber dan cadangan monosakarida. Polisakarida yang termasuk

kelompok ini adalah pati, selulosa dan glikogen. Setiap jenis polisakarida memiliki jumlah

monomer atau monosakarida yang berbeda, demikianpula dengan ikatan yang

menghubungkan setiap monosakarida yang satu dengan yang lainnya, perhatikan Tabel 14.2.

Tabel 14.2. Polisakarida dengan monomer dan jenis ikatan glikosidanya.

Pati adalah polisakarida nutrien yang tersedia melimpah pada sel tumbuhan dan beberapa

mikroorganisme. Pati umumnya berbentuk granula dengan diameter beberapa mikron.


28/29



Granula pati mengandung campuran dari dua polisakarida berbeda, yaitu amilum dan

amilopektin. Jumlah kedua poliskarida ini tergantung dari jenis pati. Pati yang ada dalam

kentang, jagung dan tumbuhan lain mengandung amilopektin sekitar 75 80% dan amilum

sekitar 20-25%.

Komponen amilum merupakan polisakarida rantai lurus tak bercabang terdiri dari molekul D-

Glukopiranosa yang berikatan (1 4) glikosida. Struktur rantai lurus ini membentuk

untaian heliks, seperti tambang perhatikan Gambar 14.17.

Polisakarida yang banyak digunakan dalam industri makanan adalah agar, alginate,

carragenan dan Carboxymethyl Cellulose (CMC). Agar merupakan hasil isolasi polisakarida

yang terdapat dalam rumput laut dan banyak dimanfaatkan sebagai media biakan mikroba.

Agar juga merupakan bahan baku/tambahan dalam industri pangan. Hal ini dikarenakan

adanya beberapa sifat dan kegunaan agar seperti; tidak dapat dicerna, membentuk gel, tahan

panas serta dapat digunakan sebagai emulsifier (pengemulsi) dan stabilizer (penstabil) adonan

yang berbentuk koloid.

Alginat diperoleh dari ekstraksi alga coklat (Phaeophyceae) dalam kondisi alkali. Alginat

berfungsi sebagai penstabil dan pembentuk gel. Carrageenan banyak digunakan untuk

menaikkan kekentalan dan menstabilkan emulsi. Sejumlah 0,03 % carrageenan biasanya

ditambahkan pada coklat untuk mencegah pemisahan lemak dan menstabilkan suspensi

partikel kakao.

Carboxymethyl Cellulose (CMC) merupakan hasil modifikasi selulosa dengan menambahkan

gugus karboksi metil, CMC disintesa dari selulosa dengan menambahkan kloroasetat dalam

suasana basa. CMC berfungsi sebagai pengikat dan dipergunakan untuk memperbaiki tekstur

produk-produk seperti : jelly, pasta, keju, dan ice cream.

Jelaskan gula termodifikasi dan berikan contohnya.

Gula termodifikasi adalah komponen penting dari karbohidrat, glikoproten dan glikolipidkompleks. Terdapat dua jenis gula termodifikasi yaitu deoksi dan amino. Pada gula deoksi


29/29


gugus OH diganti oleh H atauCH2OH oleh CH3. Biasanya terjadi pada C2dan pada C6.

Pada gula amino OH diganti oleh NH2, biasanya pada C2. Gugus amino akan ter-asetilasi

dan menurunkan N-asetil.

makalah kelompok pemicu 1: kimia organik 2 2011

Documents