SINTESIS ALKUNA

(Synthesis Of Alkynes)

Alkuna merupakan suatu golongan hidrokarbon alifatik yang mempunyai gugus fungsi berupa ikatan rangkap tiga karbonkarbon. Seperti halnya ikatan rangkap pada alkena, ikatan rangkap tiga pada alkuna juga disebut ikatan tidak jenuh. Ketidak jenuhan ikatan rangkap tiga karbon-karbon lebih besar dari pada ikatan rangkap dua pada alkena. Alkuna sangat tidak stabil dan sangat reaktif. Salah satunya adalah etuna yang disebut juga sebagai asetilen dalam perdagangan atau sebagai pengelasan. Alkuna dapat dibuat melalui alkilasi, melalui reaksi berkatalis Pd, dan melalui metatesis.

1.    Melalui Alkilasi

Alkilasi merupakan suatu reaksi yang mana terjadinya penambahan suatu gugus alkil pada suatu kerangka molekul.

v  Terminal alkuna tidak biasa untuk hidrokarbon sederhana karena dapat dideprotonasikan (pKa = 26) menggunakan basis yang tepat (biasanya NaNH2, pKa = 36) untuk menghasilkan karbanion.

v  Karbanion asetil adalah nukleofil C yang baik dan dapat mengalami reaksi substitusi nukleofilik (biasanya SN2) dengan 1o atau 2o alkil halida (Cl, Br atau I) yang memiliki elektrofilik C untuk menghasilkan alkuna internal.

v  3˚ alkil halida lebih mungkin untuk menjalani eliminasi.

v  Salah satu atau kedua atom H terminal dalam etilena (asetilena) HC≡CH dapat di susbtituted menyediakan akses ke monosubstitusi (RC≡CH) dan simetris (R = R ') atau unsymmetrical (R tidak sama dengan R') alkina disubstitusi RC≡ CR '

Mekanisme reaksi alkilasi pada asetilida (dengan bromoetana) :

Langkah  1:

Reaksi asam / basa.

Ion amida bertindak sebagai basis untuk menghilangkan terminal asam H untuk menghasilkan ion asetilida, nukleofil karbon.

Langkah  2:
Reaksi substitusi nukleofilik.

Carbanion bereaksi dengan karbon elektrofilik dalam alkil halida dengan hilangnya kelompok yang meninggalkan, membentuk ikatan C-C baru.

Alkilasi alkuna tidak hanya terjadi untuk asetilena saja, tetapi juga pada terminal alkuna yang lain. Alkilasi terminal alkuna dapat menghasilkan internal alkuna. Contohnya 1-heksuna dikonversi menjadi anionnya, lalu direaksikan dengan 1bromobutana, hasilnya adalah 5-dekuna.

Alkilasi 1-heksuna

Terminal alkuna dapat diperoleh dari alkilasi asetilena, sedangkan internal alkuna diperoleh dari alkilasi terminal alkuna.

Reaksi umum alkilasi alkuna

Alkilasi ion asetilida hanya terbatas pada alkil bromida primer dan alkil iodida saja. Hal ini karena anion asetilida merupakan basa kuat, sehingga jika bereaksi dengan alkil halida sekunder atau tersier justru akan mengalami reaksi dehidrohalogenasi dari pada reaksi substitusi.

2.    Melalui reaksi berkatalis paladium

Luminasi intermolekular yang dikatalisasi oleh paladium sangat efektif untuk sintesis berbagai heterocycles.30 Reaksi biasanya terjadi mulai dari aril atau vinyl halida yang mengandung nukleofil 23 yang berdekatan oksidatif palladated ke 24. Setelah cis carbopalladation berikutnya dari alkuna terkemuka hingga 25, nukleofil internal dapat mempengaruhi perpindahan intramolekular paladium menuju heterocycle 27, mungkin dengan pembentukan sebelumnya palladac 26 dan eliminasi reduktif (Skema 10) .30b

Contoh penerapan sintesis heterosiklik ini adalah persiapan pyrroles sangat tersubstitusi, seperti 29, oleh reaksi antara iodoenamines yang stabil, seperti 28, dengan alkuna internal, reaksi dikatalisis oleh Pd (OAc) 2 (5 mol%) dikehadiran LiCl sebagai aditif dan kalium karbonat sebagai dasar dalam DMF pada 65 ºC (Skema 11) .31

Kerangka indole adalah salah satu yang paling penting di dunia heterosiklik karena kehadiran mereka dalam sejumlah besar sistem biologis aktif yang menarik, dan sintesis mereka melalui reaksi katalis-paladium telah sangat intens.30b, 30d, 32
Di antara metodologi yang dikembangkan, reaksi paladium-katalis intermolecular derivatif o-iodoaniline dengan alkuna internal (indole intermolecular Larock sintesis) ditunjukkan sebagai prosedur yang kuat untuk persiapan 2,3-disubstitusi indoles dari alkynes.33 demikian, dengan adanya jumlah katalitik Pd (OAc) 2 (5% mol), sumber anion klorida (nBu4NCl atau LiCl) dan basis seperti kalium karbonat atau asetat dalam DMF pada 100 ºC, turunan o-iodoaniline ditambahkan secara formal alkuna internal untuk memberikan 2,3-disubstitusi indoles, seperti yang dicontohkan dalam Skema 12, dengan persiapan indole 31 dari iodoaniline 30 dan 4,4-dimethylpent-2-yne.33b As diamati, kelompok yang lebih terhalang secara sterik pada bagian alkyne biasanya menempel pada posisi C-2 dari indole. Proses ini juga telah dilakukan menggunakan oxime-derived palladacycles hanya menggunakan 1 mol% dari katalis, kalium karbonat sebagai basis di hadapan TBAB di DMF pada 130 ºC.27a Terlepas dari kondisi yang sangat ionik ini, yang menunjukkan keberadaan spesies palladium bermuatan, sebagian besar pendekatan mekanistik untuk reaksi ini didasarkan pada kondisi netral. Selain itu, versi heterogen dari pencabutan Larock ini telah dilaporkan.34 Dengan demikian, paladium (2% mol) telah didukung pada NaY zeolit, yang telah memungkinkan menekan keberadaan sumber klorida dan mendaur ulang katalis hingga empat kali, 34a dan pada silika mesopori SBA15.34b Selain itu, penggunaan Pd / C sebagai katalis (2% mol) telah memungkinkan persiapan indoles mulai dari o-bromoanilines yang kurang reaktif, reaksi yang terjadi di dalam adanya natrium karbonat sebagai basa, dalam DMF sebagai pelarut pada 140 ºC, seperti yang ditunjukkan pada Skema 12 dengan persiapan indole 33 dari o-bromoaniline 32 dan diphenylacetylene.34c Selain itu, sistem terkait lainnya seperti 2,3-disubstitusi 5 azaindoles baru-baru ini diperoleh dengan menggunakan reaksi heteroannulation antara 4 acetamido-3-iodopyrydines dan alkynes internal di bawah PdCl2 (PPh3) 2 katalisis (5% mol).

Prosedur berbeda yang memungkinkan penggunaan anilin terhalogenasi kurang reaktif derivatif atau sistem halogenasi lainnya sebagai prekursor dalam sintesis Larock indole sebelumnya telah dikembangkan.32e, f Dengan demikian, o-bromo- atau bahkan o-kloroanilin, seperti 35,
telah digunakan dalam penambahan formal intramolekul alkuna internal, seperti 36, mengarah ke indoles, seperti 37 (rasio 91: 9 regioisomer), dalam suatu proses yang dikatalisasi oleh a
kombinasi Pd (OAc) 2 dan ligan ferrocene yang diturunkan 34 dengan adanya kalium karbonat dalam NMP sebagai pelarut pada 110 atau 130 ºC (Skema 13).

3.    Melalui Metatesis

Metatesis Reaksi merupakan suatu pertukaran ikatan antara dua spesies kimia yang bereaksi. Reaksi metatesis disebut juga reaksi pertukaran ganda. Contohnya yaitu :

Alkyne metathesis

Mekanisme reaksi metatesis alkuna :

Permasalahan :

1.       Kenapa Alkilasi ion asetilida hanya terbatas pada alkil bromida primer dan alkil iodida saja?

2.       Apa produk dari reaksi CH3-C≡C- dengan 2-bromopropane?

DAFTAR PUSTAKA

Katz, T. J.; McGinnis, J. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 1592.

Kürti, L. Czakó, B. Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis; Elsevier Academic Press: Burlington, MA 2005.

Mortimer, E. C.; General Chemistry, Sixth Edition 1986.

http://www.chem.ucalgary.ca/courses/350/Carey5th/Ch09/ch9-7.html

https://pdfs.semanticscholar.org/498e/411de8cd8973f05e16b0b17e0ae0d7163137.pdf

https://www2.chemistry.msu.edu/courses/cem958/10-11/talks/Nosrati.pdf