KARBANION

PENDAHULUAN

Banyak reaksi organik dalam metabolisme yang melibatkan pembentukan dan pemutusan ikatan

karbon. Terdapat 3 cara untuk memutuskan ikatan antara C-X, yang dapat menghasilkan karbokation,

karbanion, atau senyawa intermediet radikal bebas. Pada dasarnya, ketiga spesi ini bersifat tidak stabil dan

sangat reaktif. Pada karbokation dan radikal bebas, keduanya merupakan spesi yang kekurangan elektron.

Sedangkan, karbanion adalah suatu spesi yang mengandung atom karbon yang mengemban muatan negatif.

Karbanion dapat dibentuk dari reaksi pemecahan heterolitik dari ikatan kovalen yang melibatkan atom

karbon, dimana atom yang berikatan dengan atom karbon, “pergi” tanpa membawa pasangan elektron. Hal

ini akan membuat atom karbon tersebut menjadi bermuatan negatif karena memiliki pasangan elektron

bebas. Contohnya, pelepasan atom H dari asetaldehid sebagai ion H+ yang menyebabkan atom karbon

mempunyai sepasang elektron menyendiri.

KLASIFIKASI dan REAKTIVITAS KARBANION

Karbanion merupakan spesi yang sangat reaktif. Hal ini dikarenakan adanya pasangan elektron bebas

pada atom karbonnya. Pada dasarnya, karbanion dapat dikelompokkan menjadi primer (1°), sekunder (2°)

and tersier (3°). Pengelompokkan ini didasarkan dari jumlah substituen alkil yang terikat pada karbon yang

bermuatan negatif.

TUGAS KIMIA ORGANIK- Pak Pudjono -

Kenny Ryan Limanto098114006

KARBANION

PENDAHULUAN

Banyak reaksi organik dalam metabolisme yang melibatkan pembentukan dan pemutusan ikatan

karbon. Terdapat 3 cara untuk memutuskan ikatan antara C-X, yang dapat menghasilkan karbokation,

karbanion, atau senyawa intermediet radikal bebas. Pada dasarnya, ketiga spesi ini bersifat tidak stabil dan

sangat reaktif. Pada karbokation dan radikal bebas, keduanya merupakan spesi yang kekurangan elektron.

Sedangkan, karbanion adalah suatu spesi yang mengandung atom karbon yang mengemban muatan negatif.

Karbanion dapat dibentuk dari reaksi pemecahan heterolitik dari ikatan kovalen yang melibatkan atom

karbon, dimana atom yang berikatan dengan atom karbon, “pergi” tanpa membawa pasangan elektron. Hal

ini akan membuat atom karbon tersebut menjadi bermuatan negatif karena memiliki pasangan elektron

bebas. Contohnya, pelepasan atom H dari asetaldehid sebagai ion H+ yang menyebabkan atom karbon

mempunyai sepasang elektron menyendiri.

KLASIFIKASI dan REAKTIVITAS KARBANION

Karbanion merupakan spesi yang sangat reaktif. Hal ini dikarenakan adanya pasangan elektron bebas

pada atom karbonnya. Pada dasarnya, karbanion dapat dikelompokkan menjadi primer (1°), sekunder (2°)

and tersier (3°). Pengelompokkan ini didasarkan dari jumlah substituen alkil yang terikat pada karbon yang

bermuatan negatif.

TUGAS KIMIA ORGANIK- Pak Pudjono -

Kenny Ryan Limanto098114006

KARBANION

PENDAHULUAN

Banyak reaksi organik dalam metabolisme yang melibatkan pembentukan dan pemutusan ikatan

karbon. Terdapat 3 cara untuk memutuskan ikatan antara C-X, yang dapat menghasilkan karbokation,

karbanion, atau senyawa intermediet radikal bebas. Pada dasarnya, ketiga spesi ini bersifat tidak stabil dan

sangat reaktif. Pada karbokation dan radikal bebas, keduanya merupakan spesi yang kekurangan elektron.

Sedangkan, karbanion adalah suatu spesi yang mengandung atom karbon yang mengemban muatan negatif.

Karbanion dapat dibentuk dari reaksi pemecahan heterolitik dari ikatan kovalen yang melibatkan atom

karbon, dimana atom yang berikatan dengan atom karbon, “pergi” tanpa membawa pasangan elektron. Hal

ini akan membuat atom karbon tersebut menjadi bermuatan negatif karena memiliki pasangan elektron

bebas. Contohnya, pelepasan atom H dari asetaldehid sebagai ion H+ yang menyebabkan atom karbon

mempunyai sepasang elektron menyendiri.

KLASIFIKASI dan REAKTIVITAS KARBANION

Karbanion merupakan spesi yang sangat reaktif. Hal ini dikarenakan adanya pasangan elektron bebas

pada atom karbonnya. Pada dasarnya, karbanion dapat dikelompokkan menjadi primer (1°), sekunder (2°)

and tersier (3°). Pengelompokkan ini didasarkan dari jumlah substituen alkil yang terikat pada karbon yang

bermuatan negatif.

TUGAS KIMIA ORGANIK- Pak Pudjono -

Kenny Ryan Limanto098114006

Pada dasarnya, urutan kestabilan dari karbanion terbalik dari kestabilan karbokation (karbon yang

bermuatan positif) maupun dengan radikal bebasnya (karbon yang mempunyai satu elektron tak

berpasangan).

Urutan kestabilan karbanion : CH3- > 1o > 2o > 3o

Urutan dari stabilitas ini dapat dijelaskan dengan teori induksi. Hal ini dikarenakan efek induksi dari

kelompok alkil. Kelompok alkil mempunyai kecenderungan untuk melepaskan elektronnya yang membuat

terjadinya peningkatan kepadatan elektron pada atom karbon yang bermuatan negatif. Hal ini akan

menyebabkan terjadinya ketidakstabilan. Semakin banyak gugus alkil yang terikat pada atom C yang

bermuatan negatif, semakin besar pula kerapatan elektron-nya dan ini akan menyebabkan turunnya stabilitas

dari karbanion tersebut.

Banyak karbanion yang jauh lebih stabil daripada karbanion sederhana yang telah disebutkan di atas.

Kestabilan ini meningkat karena adanya keistimewaan struktur tertentu.

1. Konjugasi pasangan elektron bebas dengan suatu ikatan tak jenuh.

Dalam hal ini terdapat ikatan rangkap dua atau rangkap tiga yang terletak pada posisi α

terhadap posisi karbon karbanion maka ion tersebut akan distabilkan melalui resonansi dalam mana

pasangan elektron bebas akan overlap dengan elektron π ikatan rangkap. Faktor ini bertanggung

jawab terhadap kestabilan karbanion jenis allilik dan benzilik.

α α

Pada dasarnya, urutan kestabilan dari karbanion terbalik dari kestabilan karbokation (karbon yang

bermuatan positif) maupun dengan radikal bebasnya (karbon yang mempunyai satu elektron tak

berpasangan).

Urutan kestabilan karbanion : CH3- > 1o > 2o > 3o

Urutan dari stabilitas ini dapat dijelaskan dengan teori induksi. Hal ini dikarenakan efek induksi dari

kelompok alkil. Kelompok alkil mempunyai kecenderungan untuk melepaskan elektronnya yang membuat

terjadinya peningkatan kepadatan elektron pada atom karbon yang bermuatan negatif. Hal ini akan

menyebabkan terjadinya ketidakstabilan. Semakin banyak gugus alkil yang terikat pada atom C yang

bermuatan negatif, semakin besar pula kerapatan elektron-nya dan ini akan menyebabkan turunnya stabilitas

dari karbanion tersebut.

Banyak karbanion yang jauh lebih stabil daripada karbanion sederhana yang telah disebutkan di atas.

Kestabilan ini meningkat karena adanya keistimewaan struktur tertentu.

1. Konjugasi pasangan elektron bebas dengan suatu ikatan tak jenuh.

Dalam hal ini terdapat ikatan rangkap dua atau rangkap tiga yang terletak pada posisi α

terhadap posisi karbon karbanion maka ion tersebut akan distabilkan melalui resonansi dalam mana

pasangan elektron bebas akan overlap dengan elektron π ikatan rangkap. Faktor ini bertanggung

jawab terhadap kestabilan karbanion jenis allilik dan benzilik.

α α

Pada dasarnya, urutan kestabilan dari karbanion terbalik dari kestabilan karbokation (karbon yang

bermuatan positif) maupun dengan radikal bebasnya (karbon yang mempunyai satu elektron tak

berpasangan).

Urutan kestabilan karbanion : CH3- > 1o > 2o > 3o

Urutan dari stabilitas ini dapat dijelaskan dengan teori induksi. Hal ini dikarenakan efek induksi dari

kelompok alkil. Kelompok alkil mempunyai kecenderungan untuk melepaskan elektronnya yang membuat

terjadinya peningkatan kepadatan elektron pada atom karbon yang bermuatan negatif. Hal ini akan

menyebabkan terjadinya ketidakstabilan. Semakin banyak gugus alkil yang terikat pada atom C yang

bermuatan negatif, semakin besar pula kerapatan elektron-nya dan ini akan menyebabkan turunnya stabilitas

dari karbanion tersebut.

Banyak karbanion yang jauh lebih stabil daripada karbanion sederhana yang telah disebutkan di atas.

Kestabilan ini meningkat karena adanya keistimewaan struktur tertentu.

1. Konjugasi pasangan elektron bebas dengan suatu ikatan tak jenuh.

Dalam hal ini terdapat ikatan rangkap dua atau rangkap tiga yang terletak pada posisi α

terhadap posisi karbon karbanion maka ion tersebut akan distabilkan melalui resonansi dalam mana

pasangan elektron bebas akan overlap dengan elektron π ikatan rangkap. Faktor ini bertanggung

jawab terhadap kestabilan karbanion jenis allilik dan benzilik.

α α

Bila karbon karbanion berkonjugasi dengan ikatan rangkap karbon-oksigen atau karbon-

nitrogen (Y=O atau Y=N), maka kestabilan ion tersebut akan lebih besar daripada anion trialkilmetil,

R3C⊝. Hal ini dikarenakan adanya atom yang lebih elektronegatif yang mampu membawa muatan

negatif dari karbon. Akan tetapi, perlu diperhatikan kembali apakah ion jenis ini masih layak disebut

karbanion. Hal ini dikarenakan ion seperti ini disebut juga sebagai enolat. Sebagai contoh, bentuk B

lebih berkontribusi kepada hibridanya daripada bentuk A meskipun yang sering bereaksi adalah

karbonnya.

2. Peningkatan kestabilan karbanion dengan meningkatnya bobot karakter s pada karbon karbanion.

Perhatikan urutan kestabilan dari spesi-spesi berikut ini.

Dengan peningkatan karakter s, hal ini mengakibatkan elektron akan lebih dekat ke inti

sehingga energinya menjadi lebih rendah.

3. Efek medan.

Kebanyakan gugus yang menstabilkan karbanion dengan efek resonansi mempunyai

efek medan penarik elektron, dan dengan cara demikian maka gugus seperti itu

menstabilkan karbanion melalui penyebaran muatan negatif, meskipun sulit untuk

memisahkan efek medan dari efek resonansi. Sebagai contoh, R3N⊖ ⊖CR2 di mana

muatan positif dari nitrogen berdampingan dengan karbon yang bermuatan negatif. Pada

kondisi ini, hanya efek medan yang bekerja, senyawa ini lebih stabil daripada karbanion

sederhana. Karbanion yang dapat distabilkan oleh efek medan bilamana ada atom hetero

(O, N, atau S) yang terikat pada karbon karbanion asalkan atom hetero yang memuat

muatan positif ada dalam bentuk kanonik yang utama.

4. Karbanion tertentu stabil karena aromatik.

Bila karbon karbanion berkonjugasi dengan ikatan rangkap karbon-oksigen atau karbon-

nitrogen (Y=O atau Y=N), maka kestabilan ion tersebut akan lebih besar daripada anion trialkilmetil,

R3C⊝. Hal ini dikarenakan adanya atom yang lebih elektronegatif yang mampu membawa muatan

negatif dari karbon. Akan tetapi, perlu diperhatikan kembali apakah ion jenis ini masih layak disebut

karbanion. Hal ini dikarenakan ion seperti ini disebut juga sebagai enolat. Sebagai contoh, bentuk B

lebih berkontribusi kepada hibridanya daripada bentuk A meskipun yang sering bereaksi adalah

karbonnya.

2. Peningkatan kestabilan karbanion dengan meningkatnya bobot karakter s pada karbon karbanion.

Perhatikan urutan kestabilan dari spesi-spesi berikut ini.

Dengan peningkatan karakter s, hal ini mengakibatkan elektron akan lebih dekat ke inti

sehingga energinya menjadi lebih rendah.

3. Efek medan.

Kebanyakan gugus yang menstabilkan karbanion dengan efek resonansi mempunyai

efek medan penarik elektron, dan dengan cara demikian maka gugus seperti itu

menstabilkan karbanion melalui penyebaran muatan negatif, meskipun sulit untuk

memisahkan efek medan dari efek resonansi. Sebagai contoh, R3N⊖ ⊖CR2 di mana

muatan positif dari nitrogen berdampingan dengan karbon yang bermuatan negatif. Pada

kondisi ini, hanya efek medan yang bekerja, senyawa ini lebih stabil daripada karbanion

sederhana. Karbanion yang dapat distabilkan oleh efek medan bilamana ada atom hetero

(O, N, atau S) yang terikat pada karbon karbanion asalkan atom hetero yang memuat

muatan positif ada dalam bentuk kanonik yang utama.

4. Karbanion tertentu stabil karena aromatik.

Bila karbon karbanion berkonjugasi dengan ikatan rangkap karbon-oksigen atau karbon-

nitrogen (Y=O atau Y=N), maka kestabilan ion tersebut akan lebih besar daripada anion trialkilmetil,

R3C⊝. Hal ini dikarenakan adanya atom yang lebih elektronegatif yang mampu membawa muatan

negatif dari karbon. Akan tetapi, perlu diperhatikan kembali apakah ion jenis ini masih layak disebut

karbanion. Hal ini dikarenakan ion seperti ini disebut juga sebagai enolat. Sebagai contoh, bentuk B

lebih berkontribusi kepada hibridanya daripada bentuk A meskipun yang sering bereaksi adalah

karbonnya.

2. Peningkatan kestabilan karbanion dengan meningkatnya bobot karakter s pada karbon karbanion.

Perhatikan urutan kestabilan dari spesi-spesi berikut ini.

Dengan peningkatan karakter s, hal ini mengakibatkan elektron akan lebih dekat ke inti

sehingga energinya menjadi lebih rendah.

3. Efek medan.

Kebanyakan gugus yang menstabilkan karbanion dengan efek resonansi mempunyai

efek medan penarik elektron, dan dengan cara demikian maka gugus seperti itu

menstabilkan karbanion melalui penyebaran muatan negatif, meskipun sulit untuk

memisahkan efek medan dari efek resonansi. Sebagai contoh, R3N⊖ ⊖CR2 di mana

muatan positif dari nitrogen berdampingan dengan karbon yang bermuatan negatif. Pada

kondisi ini, hanya efek medan yang bekerja, senyawa ini lebih stabil daripada karbanion

sederhana. Karbanion yang dapat distabilkan oleh efek medan bilamana ada atom hetero

(O, N, atau S) yang terikat pada karbon karbanion asalkan atom hetero yang memuat

muatan positif ada dalam bentuk kanonik yang utama.

4. Karbanion tertentu stabil karena aromatik.

STRUKTUR KARBANION

Dalam teorinya, suatu karbanion sederhana dengan jenis R3C⊝, dapat berkonfigurasi dalam bentuk

piramida (limas; sp3) atau menyebidang (planar; sp2), atau dapat pula mengambil bentuk intermediet-nya,

bergantung pada sifat R. Namun, pada kenyataannya, konfigurasi piramida akan lebih disukai pada energi

rendah, karena pasang elektron menyendirinya kemudian akan ditampung dalam orbital sp3 bukan dalam

orbital p yang tak terhibrida yang berenergi lebih tinggi pada konfigurasi menyebidang,

PEMBENTUKAN dan REAKSI KARBANION

Ada dua cara pembentukan karbanion, yaitu

1. Gugus yang terikat pada suatu karbon pergi tanpa pasangan elektronnya. Gugus yang pergi

biasanya adalah proton.

Peristiwa ini adalah reaksi asam-basa sederhana, dan suatu basa diperlukan untuk mengambil

proton. Akan tetapi, ada gugus pergi yang lain yang telah diketahui.

2. Ion negatif mengadisi ke ikatan rangkap dua atau ikatan rangkap tiga.

Tetapi, ada hal yang perlu diingat. Penambahan ion negatif ke ikatan rangkap karbonil tidak akan

menghasilkan karbanion karena muatan negatif ada pada sisi oksigen.

Reaksi karbanion yang paling umum adalah reaksi dengan spesi yang bermuatan positif, atau dengan

spesi lain yang mempunyai orbital kosong di dalam kulit terluarnya (reaksi asam-basa Lewis).

STRUKTUR KARBANION

Dalam teorinya, suatu karbanion sederhana dengan jenis R3C⊝, dapat berkonfigurasi dalam bentuk

piramida (limas; sp3) atau menyebidang (planar; sp2), atau dapat pula mengambil bentuk intermediet-nya,

bergantung pada sifat R. Namun, pada kenyataannya, konfigurasi piramida akan lebih disukai pada energi

rendah, karena pasang elektron menyendirinya kemudian akan ditampung dalam orbital sp3 bukan dalam

orbital p yang tak terhibrida yang berenergi lebih tinggi pada konfigurasi menyebidang,

PEMBENTUKAN dan REAKSI KARBANION

Ada dua cara pembentukan karbanion, yaitu

1. Gugus yang terikat pada suatu karbon pergi tanpa pasangan elektronnya. Gugus yang pergi

biasanya adalah proton.

Peristiwa ini adalah reaksi asam-basa sederhana, dan suatu basa diperlukan untuk mengambil

proton. Akan tetapi, ada gugus pergi yang lain yang telah diketahui.

2. Ion negatif mengadisi ke ikatan rangkap dua atau ikatan rangkap tiga.

Tetapi, ada hal yang perlu diingat. Penambahan ion negatif ke ikatan rangkap karbonil tidak akan

menghasilkan karbanion karena muatan negatif ada pada sisi oksigen.

Reaksi karbanion yang paling umum adalah reaksi dengan spesi yang bermuatan positif, atau dengan

spesi lain yang mempunyai orbital kosong di dalam kulit terluarnya (reaksi asam-basa Lewis).

STRUKTUR KARBANION

Dalam teorinya, suatu karbanion sederhana dengan jenis R3C⊝, dapat berkonfigurasi dalam bentuk

piramida (limas; sp3) atau menyebidang (planar; sp2), atau dapat pula mengambil bentuk intermediet-nya,

bergantung pada sifat R. Namun, pada kenyataannya, konfigurasi piramida akan lebih disukai pada energi

rendah, karena pasang elektron menyendirinya kemudian akan ditampung dalam orbital sp3 bukan dalam

orbital p yang tak terhibrida yang berenergi lebih tinggi pada konfigurasi menyebidang,

PEMBENTUKAN dan REAKSI KARBANION

Ada dua cara pembentukan karbanion, yaitu

1. Gugus yang terikat pada suatu karbon pergi tanpa pasangan elektronnya. Gugus yang pergi

biasanya adalah proton.

Peristiwa ini adalah reaksi asam-basa sederhana, dan suatu basa diperlukan untuk mengambil

proton. Akan tetapi, ada gugus pergi yang lain yang telah diketahui.

2. Ion negatif mengadisi ke ikatan rangkap dua atau ikatan rangkap tiga.

Tetapi, ada hal yang perlu diingat. Penambahan ion negatif ke ikatan rangkap karbonil tidak akan

menghasilkan karbanion karena muatan negatif ada pada sisi oksigen.

Reaksi karbanion yang paling umum adalah reaksi dengan spesi yang bermuatan positif, atau dengan

spesi lain yang mempunyai orbital kosong di dalam kulit terluarnya (reaksi asam-basa Lewis).

Karbanion juga dapat membentuk ikatan dengan karbon yang telah memiliki empat ikatan melalui

pelepasan satu gugus dari empat gugus yang ada (reaksi SN2).

Selain itu, karbanion juga dapat bereaksi dengan cara mengkonversi spesies netral menjadi spesies yang

tidak netral. Karbanion dapat mengadisi ke dalam ikatan rangkap dua, biasanya pada karbonil, C=O;

atau mengalami penataan ulang, meskipun hal ini jarang terjadi; atau teroksidasi menjadi radikal bebas.

Karbanion juga dapat membentuk ikatan dengan karbon yang telah memiliki empat ikatan melalui

pelepasan satu gugus dari empat gugus yang ada (reaksi SN2).

Selain itu, karbanion juga dapat bereaksi dengan cara mengkonversi spesies netral menjadi spesies yang

tidak netral. Karbanion dapat mengadisi ke dalam ikatan rangkap dua, biasanya pada karbonil, C=O;

atau mengalami penataan ulang, meskipun hal ini jarang terjadi; atau teroksidasi menjadi radikal bebas.

Karbanion juga dapat membentuk ikatan dengan karbon yang telah memiliki empat ikatan melalui

pelepasan satu gugus dari empat gugus yang ada (reaksi SN2).

Selain itu, karbanion juga dapat bereaksi dengan cara mengkonversi spesies netral menjadi spesies yang

tidak netral. Karbanion dapat mengadisi ke dalam ikatan rangkap dua, biasanya pada karbonil, C=O;

atau mengalami penataan ulang, meskipun hal ini jarang terjadi; atau teroksidasi menjadi radikal bebas.