NUT253-Kimia Dasar Organik-KJ101-7310

Kimia organik merupakan bagian tidak terpisahkan dari kehidupan kita sehari-hari. Karena penyusun utama makhluk hidup merupakan senyawa organik yaitu protein, asam nukleat, lemak, karbohidrat, hormon, dan enzim. Prinsip kimia organik dipakai dalam berbagai bidang diantaranya adalah dalam bidang farmasi, kedokteran, biokimia, mikrobiologi, pertanian dan banyak ilmu pengetahuan yang lain.

Dalam ilmu kimia terdapat senyawa organik dan anorganik. Di antara keduanya sebanyak 90% senyawa yang sudah dikenal adalah senyawa karbon, yaitu senyawa organik (kimia organik). Konsep mengenai gugus fungsi sangat penting dalam kimia organik, karena berperan untuk menggolongkan struktur dan untuk memprediksi karakteristiknya. Gugus fungsi dapat berpengaruh pada sifat fisik dan kimia suatu senyawa organik. Molekul-molekul dikelompokkan berdasarkan basis gugus fungsinya. Alkohol, misalnya, memiliki subunit C-O-H. Gugus fungsi akan menentukan kereaktifan kimia dalam molekul. Senyawa dengan gugus fungsi yang sama cenderung mengalami reaksi kimia yang sama.

Reaksi-Reaksi Senyawa Organik

Bagaimanakah mempelajari senyawa organik yang begitu banyak dan  beragam? Salah satu keuntungan utama dengan menjadikan teori struktur sebagai dasar utama mempelajari senyawa organik adalah dapat dengan mudah mengklasifikasikan jutaan senyawa organik menjadi sejumlah kecil kelompok atau keluarga senyawa organik. Anggota setiap kelompok atau keluarga tersebut dengan mudah dikenali melalui keberadaan gugus tertentu yang disebut gugus fungsional. Suatu gugus fungsional adalah bagian dari molekul senyawa organik yang merupakan pusat kereaktifan dan sifat molekul. Selain menentukan sifat senyawa karbon, gugus fungsi juga dijadikan dasar klasifikasi dan penamaan senyawa karbon. Setiap kelompok atau keluarga senyawa organik dengan gugus fungsional tertentu mempunyai keteraturan tertentu, sehingga sering disebut pula sebagai deret homolog

Senyawa Bifungsional dan Reaksi-Reaksi Senyawa Alkena

Dalam berbagai reaksi sintesis yang terjadi di laboratorium atau reaksi sintesis yang terjadi di alam (biosintesis), sering kali melibatkan senyawa yang mengandung gugus fungsi lebih dari satu. Sebagai contoh, reaksi pembentukan cincin, pada sintesis berbagai senyawa steroid, sering dilakukan melalui anulasi cincin Robinson. Reaksi ini menggunakan senyawa  alpha ,β-karbonil tak jenuh yang mengandung dua gugus fungsi yaitu gugus karbonil dan ikatan rangkap dua yang berposisi pada karbon β dari gugus karbonil.

Konsep Dasar Sifat Molekul dan Reaksi-Reaksi Senyawa Alkuna

Pada umumnya ikatan antar atom dalam senyawa karbon adalah ikatan kovalen. Berdasarkan keelektronegatifan atom-atom yang berikatan, ikatan kovalen dalam senyawa karbon dapat berupa ikatan kovalen polar dan nonpolar.

Senyawa Aromatik
 
Benzena adalah senyawa siklik dengan rumus molekul C6H6 yang memiliki enam atom karbon dengan setiap atom karbonnya terhibidrisasi sp2. Setiap atom karbon hanya memiliki satu hidrogen yang terikat. Benzena
memiliki 3 ikatan rangkap dalam cincinnya, bila dibandingkan dengan senyawa hidorkarbon lain yang memiliki enam anggota karbon, misalnya heksana (C6H14) atau heksena (C6H12), diduga benzena memiliki sifat ketidakjenuhan yang tinggi seperti halnya alkena. Tetapi ternyata benzena tidak menunjukkan sifat-sifat seperti yang dimiliki oleh alkena. Sebagai contoh, benzena tidak dapat bereaksi seperti alkena, bila benzena
direaksikan dengan Br2 berwarna coklat dari bromin tidak dapat hilang hal ini menandakan tidak terjadi reaksi adisi pada benzena oleh Br2. Reaksi yang terjadi pada benzena dengan halogen bukan merupakan reaksi adisi tetapi reaksi substitusi. Sifat-sifat kimia yang diperlihatkan oleh benzena memberi petunjuk bahwa senyawa tersebut memang tidak segolongan dengan alkena ataupun sikloalkena.

Senyawa Keton dan Aldehida

Banyak aldehida dan keton yang digunakan dalam kehidupan seharihari. Formaldehida atau formalin atau metanal sering digunakan sebagai pengawet, sedangkan aseton banyak digunakan sebagai pelarut (cat, resin, cat kuku, zat warna).  Senyawa aldehida dan keton dengan bobot molekul rendah dapat larut dalam air (walaupun tidak membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya, senyawa ini dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air), akan tetapi kelarutannya dalam air makin berkurang dengan makin bertambah panjangnyarantai karbon. Senyawa aldehida dan keton memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan senyawa nonpolar dengan bobot yang sama. Namun tidak lebih rendah dibanding senyawa alkohol karena tidak membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya seperti pada alkohol.

Senyawa – Senyawa Amina

Amina adalah senyawa organik yang merupakan turunan dari ammonia, amina mengandung atom-atom nitrogen trivalen yang terikat pada satu atom karbon atau lebih. Dalam bidang farmasi amina banyak dikenal sebagai senyawa yang mempunyai aksi farmakologi. Berdasarkan osisi ikatannya amina secara umum dikelompokkan dalam tiga jenis yaitu RNH2, R2NH atau R3N. Amina tersebar luas dalam tumbuhan dan hewan, dan banyak amina yang mempunyai keaktivan faali, misalnya norepinafrina dan epinafrina (adrenalina).

Asam Karboksilat & Turunan-nya

Asam karboksilat mempunyai gugus fungsi karboksil; nama lainnya (nama IUPAC) adalah asam alkanoat. Sedangkan ester mempunyai gugus fungsi karbonil; nama lainnya (nama IUPAC) adalah alkil alkanoat.

Kimia Polimer Dasar

Untuk dapat mengenal lebih jauh tentang polimer, akan lebih baik bila kita mengetahui asal mula pemunculan istilah polimer, karena sesungguhnya senyawa polimer itu sendiri telah sejak lama terdapat secara melimpah di alam. Sebelum awal 1920-an, ahli-ahli kimia meragukan keberadaan molekulmolekul
yang memiliki berat molekul lebih dari beberapa ribu. Keraguan ini kemudian ditepiskan oleh Hermann Staudinger, ahli kimia asal Jerman yang telah lama meneliti senyawa-senyawa alam seperti karet dan selulosa. Staudinger tidak menyetujui rasionalisasi ahli kimia lainnya yang menyatakan bahwa senyawa ini adalah agregat (kumpulan) dari molekul-molekul kecil. Sebaliknya, Staudinger menyarankan hipotesis bahwa senyawa ini terbuat dari makromolekul-makromolekul yang tersusun atas 10.000 atau lebih atom. Staudinger kemudian memformulasikan struktur dari karet, berdasarkan unit-unit ulang isoprene (yang kemudian disebut monomer). Untuk kontribusinya yang amat besar bagi perkembangan ilmu kimia, Staudinger menerima
hadiah Nobel pada 1953.

 Asam Amino dan Protein

Protein merupakan senyawa yang terdapat dalam setiap sel hidup. Setengah dari berat kering dan 20% dari berat total tubuh manusia dewasa adalah protein.  Hampir setengahnya terdapat di dalam otot (daging), seperlimanya di dalam tulang dan kartilago, seper sepuluhnya dalam kulit dan sisanya dalam jaringan-jaringan lain serta cairan tubuh. Semua enzim yang terdapat di dalam tubuh adalah protein. Bermacam-macam hormon merupakan protein atau turunannya. Asam nukleat di dalam sel, yang bertanggung jawab terhadap transmisi informasi genetika dalam reproduksi sel, sering terdapat dalam bentuk berkombinasi dengan protein, yaitu nukleoprotein.

Lipida

Lipida atau lemak merupakan senyawa organik yang banyak ditemukan dalam sel jaringan, tidak larut dalam air, larut dalam zat pelarut non polar seperti (eter, kloroform, dan benzena). Lipid bersifat non polar atau hidrofolik. Penyusun utama lipida adalah trigliserida, yaitu ester gliserol dengan tiga asam lemak yang bisa beragam jenisnya.

Karbohidrat

Karbohidrat atau disebut juga hidrat arang merupakan molekul organik yang paling banyak ditemukan di alam dan mempunyai fungsi sangat luas. Karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi utama bagi sebagian besar makhluk hidup, merupakan cadangan energi tubuh, dan komponen membran sel yang berperan sebagai perantara berbagai komunikasi antar sel.  Berdasarkan jumlah molekul gula sederhana penyusunnya, karbohidrat dapat digolongkan menjadi empat, yaitu: monosakarida (1 molekul), disakarida (2 molekul), oligosakarida (3-10 molekul), dan polisakarida (> 10 molekul).  Gula sederhana penyusun karbohidrat umumnya adalah glukosa, galaktosa dan fruktosa

Konsep Dasar Sifat Molekul

Sifat intramolekuler adalah sifat-sifat yang dimiliki senyawa karbon yang terdiri dari momen dipol, efek induksi, efek resonansi, efek sterik, serta efek hiperkonjugasi. Uraian yang disajikan tidak hanya mengenai konsep sifat intramolekuler tersebut tetapi lebih kepada penalaran tentang hubungan sifat intramolekuler tersebut dengan kestabilan/kereaktifan senyawa karbon. Dengan pemahaman hubungan di atas diharapkan mahasiswa dapat memprediksi reaksi-reaksi yang dapat terjadi pada suatu senyawa karbon (materi jenis reaksi akan dipelajari pada modul selanjutnya). Pada reaksi senyawa karbon terjadi zat antara yang bermacam-macam, yaitu zat antara berupa ion karbonium, ion karbon serta zat antara berupa radikal bebas. Uraian mengenai zat antara ini terdiri dari pembentukan, struktur serta kestabilan zat antara tersebut.