Reaksi Kondensasi Karbonil

Suatu reaksi kondensasi ialah reaksi dimana dua molekul atau lebih bergabung menjadi satu molekul yang lebih besar dengan atau tanpa hilangnya suatu molekul kecil (seperti air). Kondensasi aldol merupakan suatu reaksi adisi dimana tidak dilepaskannya suatu molekul kecil. Bila suatu aldehid diolah dengan basa NaOH dalam air, ion enolat yang terjadi cepat bereaksi pada gugus karbonil dari molekul aldehid yang lain. Hasilnya ialah adisi suatu molekul aldehid ke molekul aldehid yang lain.

Suatu reaksi kondensasi ialah reaksi dimana dua molekul atau lebih bergabung menjadi satu molekul yang lebih besar dengan atau tanpa hilangnya suatu molekul kecil (seperti air). Dalam reaksi ini biasanya dibebaskan air. Reaksi kondensasi karbonil terjadi antara dua mitra karbonil dan melibatkan penambahan nukleofilik dan substitusi-α. Satu karbonil dikonversi menjadi basa menjadi ion enolat nukleofilik, yang kemudian ditambahkan ke gugus karbonil elektrofilik dari senyawa kedua. Akibatnya, molekul pertama mengalami substitusi-α, sedangkan molekul kedua mengalami penambahan nukleofilik.

Kondensasi aldol

Kondensasi aldol adalah sebuah reaksi organik antara ion enolat dengan senyawa karbonil, membentuk β-hidroksialdehida atau β-hidroksiketon dan diikuti dengan dehidrasi, menghasilkan sebuah enonterkonjugasi.

Kondensasi aldol sangatlah penting dalam sintesis organik karena menghasilkan ikatan karbon-karbon dengan baik. Dalam bentuk yang biasa, ia melibatkan adisi nukleofilik sebuah enolat keton ke sebuah aldehida, membentuk β-hidroksi keton, atau sebuah "aldol" (aldehida + alkohol), sebuah unit struktural yang dijumpai pada molekul alami dan obat-obatan.

Nama kondensasi aldol juga umumnya digunakan untuk merujuk reaksi aldol itu sendiri yang dikatalisasi oleh aldolase (terutama dalam biokimia). Namun reaksi aldol sebenarnya bukanlah sebuah reaksi kondensasi karena ia tidak melibatkan pelepasan molekul yang kecil.

Reaksi antara keton dengan aldehida (kondensasi aldol silang) atau antara dua aldehida juga dinamakan Kondensasi Claisen-Schmidt. Nama reaksi ini berasal dari Rainer Ludwig Claisen dan J. G. Schmidt yang secara terpisah mempublikasi topik ini pada tahun 1880 dan 1881. 

Mekanisme

Bagian pertama reaksi ini adalah sebuah reaksi aldol, sedangkan bagian kedua reaksi ini adalah reaksi dehidrasi. Dehidrasi dapat diikuti oleh dekarboksilasi ketika terdapat sebuah gugus karboksil yang aktif. Produk adisi aldol dapat didehidrasi via dua mekanisme, yakni mekanisme enolat yang menggunakan basa kuat dan mekanisme enol yang menggunakan katalis asam.

Jenis-jenis kondensasi

Adalah penting untuk membedakan kondensasi aldol dari reaksi adisi senyawa karbonil lainnya.

-          Ketika basa yang digunakan adalah amina dan senyawa hidrogen aktifnya mampu mengaktivasi reaksi, reaksi ini dinamakan kondensasi Knoevenagel.

-          Dalam reaksi Perkin, aldehida bersifat aromatik dan enolat dihasilkan dari sebuah anhidrida.

-          Kondensasi Claisen melibatkan dua senyawa ester.

-          Kondensasi Dieckmann melibatkan dua gugus ester pada molekul yang sama dan menghasilkan senyawa siklik.

-          Reaksi Henry melibatkan sebuah aldehida dan senyawa nitro alifatik.

-          Anulasi Robinson melibatkan keton α,β-takjenuh dan sebuah gugus karbonil

-          Pada reaksi Guerbet, sebuah aldehida, yang dihasilkan secara in situ dari alkohol, berswakondensasi membentuk alkohol dimer.

Proses aldoks

Dalam bidang industri, proses om yang dikembangkan oleh Royal Dutch Shell dan Exxon mengubah propilena dan syngas secara langsung menjadi 2-etilheksanol via hidroformilasi menjadi butiraldehida, kondensasi aldol menjadi 2-etilheksenal dan akhirnya hidrogenasi.

Reaksi kondensasi karbonil banyak digunakan dalam sintesis dan merupakan metode yang paling serbaguna untuk mensintesis molekul kompleks. Reaksi anoda Robinson, yang mengarah pada pembentukan sikloheksanon tersubstitusi, menunjukkan kegunaan reaksi kondensasi karbonil. Ketika β-diketon atau β-ketoester diperlakukan dengan keton α, β-tak jenuh, hasil produk tambahan Michael yang mengalami siklisasi aldol intramolekul. Misalnya, 3-Buten-2-satu bereaksi dengan etil asetoasetat untuk menghasilkan produk samping konjugasi Michael (1,5-diketon). Pengobatan dengan natrium etoksida mengubah produk Michael menjadi sikloheksen melalui kondensasi aldol intramolekul. Dalam sistem biologis, reaksi annulation Robinson terjadi selama sintesis hormon steroid tertentu.

Reaksi Aldol terjadi di banyak jalur biologis tetapi sangat umum dalam metabolisme karbohidrat di mana enzim yang disebut aldolase mengkatalisis penambahan ion enolat keton ke aldehida. Contoh reaksi aldolase-katalis terjadi dalam biosintesis glukosa ketika dihidroksioseton fosfat bereaksi dengan gliseraldehida 3-fosfat untuk menghasilkan fruktosa 1,6-bifosfat.

Kondensasi Claisen, seperti reaksi aldol, juga terjadi di sejumlah besar jalur biologis. Kondensasi Claisen adalah mekanisme dimana molekul hidrokarbon yang rumit seperti lipid, lemak, dan steroid disintesis dalam sistem biologis. Misalnya, Asetil koenzim A melakukan fungsi etil asetat, dan rantai panjang lipid dibangun dari unit dua atom karbon.

Nilai besar dari karbonilasi kondensasi adalah bahwa mereka adalah salah satu dari beberapa metode umum untuk membentuk ikatan karbon-karbon, sehingga memungkinkan untuk membangun molekul yang lebih besar dari molekul yang lebih kecil.

Permasalahan:

1. Kondensasi aldol sangatlah penting dalam sintesis organik karena menghasilkan ikatan karbon-karbon dengan baik. Ikatan karbon yang seperti apa sehingga dapat dikategorikan bahwa ikatan karbon-karbon tersebut bagus? Apakah terdapat faktor yang mempengaruhinya?
2. Nama kondensasi aldol juga umumnya digunakan untuk merujuk reaksi aldol itu sendiri yang dikatalisasi oleh aldolase (terutama dalam biokimia). Lalu bagaimana pengaruh kegunaan reaksi kondensasi aldol terhadap reaksi aldolase-katalis dalam biosintesis glukosa ketika dihidroksioseton fosfat bereaksi dengan gliseraldehida 3-fosfat untuk menghasilkan fruktosa 1,6-bifosfat?
3. Pada reaksi kondensasi aldol digunakan 2 mekanisme reaksi. Yaitu mekanisme enolat yang menggunakan basa kuat dan mekanisme enol yang menggunakan katalis asam. Lalu mengapa pada 2 mekanisme reaksi kondensasi aldol ini haruslah menggunakan 2 katalis yang berbeda? Tidakkah dapat menggunakan katalis yang sama?