Reaksi Pembentukan Cincin Pada Senyawa Karbonil

 Dalam kimia organik, gugus karbonil adalah sebuah gugus fungsi yang terdiri dari sebuah atom karbon yang berikatan rangkap dengan sebuah atom oksigen C=O.

Istilah karbonil juga dapat merujuk pada karbon monoksida sebagai sebuah ligan pada senyawa anorganik atau kompleks organologam (misalnya nikel karbonil); dalam situasi ini, karbon berikatan rangkap tiga dengan oksigen C≡O.

 Reaksi pembentukan cincin atau reaksi penutupan cincin dalam kimia organik adalah istilah untuk reaksi yang memperkenalkan satu atau lebih cincin ke dalam molekul. Reaksi pembentukan heterosiklik adalah reaksi yang memperkenalkan heterosiklik baru. Kelas-kelas penting dari reaksi pembentukan cincin termasuk annotes dan sikloadisi.

Beberapa reaksi pembentukan cincin yaitu :

1.      Azide-alkyne Huisgen cycloaddition

2.      Bischler–Napieralski reaction

3.      Bucherer carbazole synthesis

4.      Danheiser annulations

5.      Diels–Alder reaction

6.      Fischer indole synthesis

7.      Larock indole synthesis

8.      Paal–Knorr synthesis

9.      Pictet–Spengler reaction

10.  Pomeranz–Fritsch reaction

11.  Ring-closing metathesis

12.  Robinson annulations

13.  Skraup reaction

Pada reaksi pembentukan cincin karbonil dapat direaksikan dengan gugus siklik ataupun benzena, berikut ini adalah contohnya:

-          Reaksi benzena dengan mensubstitusi atom H oleh gugus asil

-          Gugus asil adalah gugus yang diturunkan dari asam benzoat (—COOH) dengan menghilangkan gugus hidroksil-nya (—OH) dan diberi nama akhiran –oil

-          Menggunakan katalis AlCl3

-          Hasil akhir (produk) berupa benzena dengan gugus keton yang berikatan dengan gugus metil.

Reaksi Diels-Alder

Reaksi Diels-Alder merupakan salah satu cara membuat cincin pada sintesis organik. Reaksi Diels-Alder berlangsung antara diena terkonjugasi (1) dengan suatu dienofil (2). Selain alkena, alkuna (3) juga dapat bertindak sebagai dienofil.

Adanya gugus penarik elektron pada dienofil akan menyebabkan reaksi semakin mudah berlangsung. Reaksi ini bersifat regioselektif dan stereoselektif karena proses pembentukan cincin berlangsung dalam satu tahap sehingga tidak ada waktu untuk berotasi. Trans dienofil (4) akan memberikan produk trans, dan begitu sebaliknya untuk cis dienofil

 

Dalam reaksi pembentukan cincin pada senyawa karbonil, salah satunya dikenal reaksi Diels-Alder.

Reaksi di atas dianamakan reaksi sikloadisi Diels-Alder. dalam reaksi ini membentuk 2 ikatan karbon - karbon dalam satu tahap dan merupakan metode umum untuk membuat molekul siklik. Dalam reaksi ini, 2 reaktan bereaksi bersama sama melalui bentuk transisi siklik yang mana dua ikatan C-C baru terbentuk dalam waktu yang sama.

Reaksi ini terjadi paling cepat jika senyawa alkena, atau dienophile, memiliki gugus subtituen penarik elektron. oleh karenanya, etilen sendiri akan berekasi dengan lambat, tetapi propenal, etil propenoat, benzoquinon , dan senyawa yang mirip sangat lah tinggi reaktivitasnya.

Pada semua kasus, ikatan rangap 2 ataupun tiga dari dienophile berdekatan ke karbon yang terpolarisasi positif dari substitueun penarik elektron. sebagai hasilnya, karbon rangkap 2 pada substansi ini menjadi kurang kaya elektron dibandingkan karbon pada etilen. Jadi, potensial elektrostatik dari etilen, propenal, dll menunjukkan bahwa gugus penarik elektron menyebabkan karbon ikatan rangkap 2 menjadi kurang kaya elektron.

Permasalahan:

1. Reaksi Diels-Alder merupakan salah satu cara membuat cincin pada sintesis organik. Reaksi Diels-Alder berlangsung antara diena terkonjugasi dengan suatu dienofil. Selain alkena, alkuna juga dapat bertindak sebagai dienofil. Mengapa selain alkena alkuna dapat bertindak sebagai dienofil? Dan mengapa alkena/alkuna mudah menarik elektron?
2. Pada reaksi  reaksi sikloadisi Diels-Alder, reaksi ini membentuk 2 ikatan karbon - karbon dalam satu tahap dengan menggunakan 2 reaktan bereaksi bersama sama. Lalu tahap apa yang bagaimana yang terjadi dalam reaksi ini sehingga dapat membentuk 2 ikatan karbon-karbon? Dan reaktan yang bagaimana yang digunakan?