UJIAN AKHIR SEMESTER KIMIA ORGANIK FISI

UJIAN AKHIR SEMESTER

KIMIA ORGANIK FISIK

Nama Anggota Kelompok  :   1. Debby Mutiara Ananda       (F1C111006)

                                                2. Putri Ajeng Stephanie          (F1C111034)

                                                3. Gunawan                             (F1C111035)

Hari                                     :   Kamis, 23 Januari 2014

Waktu                                 :   Kamis jam 09.00 WIB s.d Jumat jam 16.00 WIB

Dosen                                  :   Dr. Syamsurizal

Soal

1.        Sebagai orang kimia, anda tentu mengenal TNT, yaitu bom yang banyak digunakan dalam medan perang. Kalau senyawa ini dibuat Jelaskan bagaimana cara mengontrol laju reaksi dan sekaligus mengontrol termodinamikanya. Kemukakan pula pendekatan kimia untuk mengendalikan kemungkinan terjadinya ledakan !

Jawaban :

Trinitrotoluene (TNT, atau Trotyl) adalah kristalin aromatic hydrocarbon berwarna kuning pucat yang melebur pada suhu 354 K (178 °F, 81 °C). Trinitrotoluene adalah bahan peledak yang digunakan sendiri atau dicampur, misalnya dalam Torpex, Tritonal, Composition B atau Amatol. TNT dipersiapkan dengan nitrasi toluene C₆H₅CH₃; rumus kimianya C₆H₂(NO₂)₃CH₃, and IUPAC name 2,4,6-trinitrotoluene.

Trinitrotoluena berwarna kuning pucat, berbentuk kristal jarum dan dapat disuling dalam ruang hampa. TNT sulit larut dalam air, lebih mudah larut dalam eter, aseton, benzena, dan piridin. Dengan titik leleh rendah yaitu 80,35° C, TNT dapat meleleh di uap dan dituangkan ke dalam wadah. TNT bersifat beracun dan jika terkena kulit dapat menyebabkan reaksi alergi, menyebabkan kulit berubah warna menjadi kuning-oranye terang.

·         Kelarutan dalam air: 130 mg/L pada 20° C

·         Tekanan uap pada 20° C: 150 sampai 600 Pa

·         Detonasi speed: 6700-7000 m/s 6900 m/s (density: 1,6 g / cm ³)

·         Memimpin tes blok: 300 ml/10 g

·         Sensitivitas terhadap dampak: 15 newton meter (N • m) (1,5 kilopound (kp) • meter (m))

·         Gesekan sensitivitas: untuk 353 N (36 kp) tidak ada reaksi

            Bahan peledak 2,4,6 Tri Nitro Toluena banyak digunakan sebagai bahan peledak militer dan industri karena mempunyai beberapa keuntungan antara lain  titik leleh rendah,  dapat digunakan sebagai bahan peledak senyawa tunggal atau  tidak membutuhkan bahan reduktor, relatif stabil dan tidak sensitif terhadap  benturan, gesekan, maupun suhu tinggi sehingga relatif aman untuk digunakan  sebagai bahan peledak .

Namun demikian bahan peledak ini sangat peka terhadap gelombang energi atau dengan kata lain apabila terhadap bahan peledak TNT dilewatkan shock wave ( gelombang kejut) maka segera terjadi ledakan, dengan demikian untuk meledakkan TNT selalu menggunakan detonator dan karena ledakan yang terjadi dipicu oleh gelombang energi maka yang terjadi adalah  proses  detonasi maka ledakan yang terjadi adalah bersifat high explosive.

           

Bom TNT merupakan bom yang termasuk kedalam reaksi fusi dimana energi yang dipakai adalah energi fusi. Reaksi fusi adalah reaksi yang melibatkan proses penggabungan 2 inti ringan menjadi sebuah inti yang lebih berat. reaksi fusi berlangsung pada suhu yang sangat tinggi seperti pada inti matahari atau pada ledakan bom atom (bom fisi).

 Bom fusi atau bom termonuklir menggunakan hydrogen sebagai bahan bakarnya sehingga sering juga di sebut bom hydrogen. Suhu sangat tinggi yang di butuhkan untuk berlangsungnya reaksi fusi pada bom hydrogen ini di peroleh dari ledakan bom fisi. Jadi, dalam sebuah bom fusi terdapat pemicu berupa bom fisi.Sehingga bom TNT akan meleleh pada suhu 80°C (176°F), jauh di bawah suhu di mana ia akan meledak secara spontan. Maka cara untuk mengontrol laju reaksi bahan peledak TNT ini adalah dengan cara mengontrol suhu yang kita pakai ketika membuat bahan peledak TNT. TNT tidak menyerap atau larut dalam air, yang memungkinkan untuk digunakan secara efektif dalam lingkungan basah.

Cara untuk mengontrol termodinamika bahan peledak TNT yaitu Bahan peledak 2,4,6 Tri Nitro Toluenakarena mempunyai beberapa keuntungan antara lain titik leleh rendah,  dapat digunakan sebagai bahan peledak senyawa tunggal atau tidak membutuhkan bahan reduktor, relatif stabil dan tidak sensitif terhadap benturan, gesekan, maupun suhu tinggi sehingga relatif aman untuk digunakan sebagai bahan peledak .

Namun demikian bahan peledak ini sangat peka terhadap gelombang energi atau dengan kata lain apabila terhadap bahan peledak TNT dilewatkan shock wave ( gelombang kejut) maka segera terjadi ledakan, dengan demikian untuk meledakkan TNT selalu menggunakan detonator dan karena ledakan yang terjadi dipicu oleh gelombang energi maka yang terjadi adalah proses  detonasi maka ledakan yang terjadi adalah bersifat high explosive. 

Pendekatan kimia untuk mengendalikan terjadinya ledakan yaitu dengan cara pertama menganalisa residu pasca ledakan dan yang kedua adalah mendeteksi dan mengidentifikasi trace bahan peledak yang mungkin ada pada tangan, pakaian atau tempat lain yang diperhitungkan ada keterkaitan atau berhubungan dengan sitersangka.

2.        Reaksi-reaksi radikal bebas lazimnya sukar dikontrol untuk mendapatkan suatu produk tunggal dalam jumlah banyak. Kemukakan apa saja upaya yang dapat anda lakukan untuk mengendalikan laju propagasi reaksi, berikan contoh reaksinya !

Jawaban :

            Perambatan (propagasi) : reaksi dimana terbentuk radikal bebas baru, panjang rantai suatu reaksi radikal bebas bergantung pada ernergi radikal – radikal yang terlibatdalam propagasi.

contoh reaksinya :

Propagasi adalah reaksi yang melibatkan radikal bebas yang mana jumlah radikal bebas akan tetap sama. Setelah terbentuk, radikal bebas klor akan menjalani sederetan reaksi. Tahap propagasi yang pertama adalah radikal bebas klor yang merebut sebuah atom hidrogen dari dalam molekul metana, menghasilkan radikal bebas metil dan HCl.

                                  

                                 Cl• + H:CH₃ + 1 kkal/mol → H:Cl + •CH₃

Radikal bebas metil juga sangat reaktif. Dalam tahap propagasi kedua, radikal bebas metil merebut sebuah atom klor dari dalam molekul Cl₂.

Propagasi rantai.

Radikal bebas menyerang reaktan menghasilkan molekul produk dan spesies reaktif yang lain. Radikal bebas yang baru ini bereaksi lebih lanjut dan membentuk lagi radikal bebas yang semula, yang sekali lagi menyerang molekul reaktan. Dengan jalan ini produk dan pembawa rantai terbentuk secara kontinyu. Proses ini diistilahkan dengan reaksi propagasi.

Setelah terbentuk radikal bebas dengan kereaktifan yang tinggi yang kemudian dapat bereaksi dengan setiap spesies yang ditemukan. Pada tahap ini akan terbentuk radikal bebas yang baru, karena radikal bebas yang dihasilkan pada tahap awal bereaksi dengan molekul lain. Selanjutnya radikal bebas baru tersebut dapat pula bereaksi dengan molekul atau radikal bebas yang lain.

 Oleh karena itu dalam proses propagasi dikatakan terjadi reaksi berantai. Apabila radikal bebasnya sangat reaktif, misalnya radikal alkil, maka terjadi rantai yang panjang karena melibatkan sejumlah besar molekul. Apabila radikal bebasnya kereaktifannya rendah, misalnya radikal aril, maka kemampuannya bereaksi rendah sekali, sehingga rantai yang terjadi pendek, bahkan mungkin tidak terjadi rantai.

Laju Propagasi Reaksi merupakan laju Radikal bebas menyerang reaktan menghasilkan molekul produk dan spesies reaktif yang lain. Radikal bebas yang baru ini bereaksi lebih lanjut dan membentuk lagi radikal bebas yang semula, yang sekali lagi menyerang molekul reaktan.

Cara mengendalikan laju propagasi reaksi yaitu, seperti yang kita ketahui Hasil radikal antioksidan oleh donasi hidrogen mempunyai reaksi sangat rendah terhadap lemak. Reaksi yang rendah akan mengurangi laju tahap propagasi. 

Upaya yang dapat anda lakukan untuk mengendalikan laju propagasi reaksi yaitu adalah dengan 3 cara antara lain:

A.    Dengan cara mencegah atau menghambat terbentuknnya radikal bebas baru

B.     Inaktivasi atau menangkap radikal dan memotong propagasi(pemutusan rantai)

C.     Perbaikan(repair) kerusakan sel akibat radikal bebas

Diasumsikan bahwa reaktivitas radikal tidak tergantung pada panjang rantai, sehingga semua tahap propagasi dapat dikarakterisasi dengan menggunakan konstanta laju reaksi yang sama .

Contoh reaksi propagasi :

3.        Buatlah senyawa 3-metil heksanol dengan menggunakan senyawa etana sebagai  bahan dasar !

Jawaban :

                        H₂SO₄ sebagai katalis

3 C=C + H2O          CH3-C-C-C-C-C-OH

                                                      CH₃

4.        Jelaskan peran Kimia Organik Fisik dalam menjelaskan kemudahan suatu senyawa organik mengalami sublimasi. Berikan contoh senyawa organiknya !

Jawaban :

Sublimasi adalah perubahan wujud dari padat ke gas tanpa mencair terlebih dahulu. Misalkan es yang langsung menguap tanpa mencair terlebih dahulu. Pada tekanan normal, kebanyakan benda dan zat memiliki tiga bentuk yang berbeda pada suhu yang berbeda-beda. Pada kasus ini transisi dari wujud padat ke gas membutuhkan wujud antara. Namun untuk beberapa antara, wujudnya bisa langsung berubah ke gas tanpa harus mencair.

Pada umumnya perubahan tingkat wujud berlangsung menurut pola padat – cair – gas – atau kebalikannya. Ada beberapa zat yang dapat berubah langsung dari keadaan uap ke keadaan padat yang disebut menyublim.Sifat demikian dimiliki oleh unsur yodium, kamfer, naftalen, belerang.

Zat padat pada umumnya mempunyai bentuk kristal tertentu: Kubus, heksagonal, rombik, monoklin dan sebagainya. Unsur belerang dalam suhu biasa berwarna kuning dengan bentuk kristal rombik. Jika belerang rombik dipanaskan sampai 96° bentuk kristalnya berubah menjadi monoklin. Jika belerang cair didinginkan tiba-tiba pada 119° terjadi pula bentuk kristal monoklin (seperti bentuk jarum).

Pada pendinginan lebih lanjut sampai 96° terjadi bentuk rombik. Suhu 96° adalah suhu peralihan. Peristiwa ini disebut alotropi ialah satu macam zat dalam keadaan berlainan mempunyai sifat fisik yang berbeda.Sejumlah zat dapat menyublim atau dapat berubah dari wujud padat ke wujud gas atau dari wujud gas menjadi wujud padat tanpa melalui wujud cair terlebih dahulu.Teknik pemisahan dengan cara sublimasi sering dilakukan untuk beberapa senyawa organik. Contohnya NH4Cl, dll

Dalam kehidupan sehari-hari pemisahan dengan kromatografi dapat kita temui pada perembesan air pada dinding yang menghasilkan garis-garis dengan jarak tertentu. Selain itu, kapur barus (biasa dipakai pengharum pakaian atau ruangan), kafein (zat yang terdapat dalam biji teh atau kopi yang dapat membantu orang supaya tidak mengantuk), kristal iod, dan padatan karbon dioksida yang biasa disebut es kering. Peran kimia organik adalah mengisolasi, memurnikan dan mempelajari struktur zat alamiah yang berhubungan dengan proses sublimasi.

Peran kimia organik fisik dalam menjelaskan kemudahan suatu senyawa organik mengalami sublimasi :

Peranannya adalah Kimia Fisik. Bidang ini berkaitan dengan ilmu fisika, sehingga memusatkan kajian pada penelitian tentang energi yang menyertai reaksi kimia, sifat fisik kimia, dan perubahan senyawa kimia. Pada umumnya perubahan tingkat wujud berlangsung menurut pola padat – cair – gas – atau kebalikannya.

contohnya adalah : 

·         Pemurnian naftalen dengan menggunakan proses sublimasi dikarenakan karena sifat naftalen yang mudah menyublim dan merupakan padatan Kristal yang tak bewarna.

·         senyawa organiknya yaitu arsen, belerang dan ammonium nitrat.

PEMBENTUKAN IKATAN TUNGGAL C-C

Nama    : Debby Mutiara Ananda

NIM      : F1C11006

Fakultas : SAINS DAN TEKNOLOGI

Prodi      : KIMIA S1

IKATAN SIGMA

Dalam kimia, ikatan sigma (ikatan σ) adalah sejenis ikatan kimia kovalen yang paling kuat. Ikatan sigma dapat dijelaskan dengan jelas untuk molekul diatomik menggunakan konsep grup simetri. Dalam pendekatan formal ini, ikatan σ adalah simetris terhadap rotasi di sumbu ikat. Dengan definisi ini, bentuk ikatan sigma yang umum adalah s+s, pz+pz, s+pz, dan dz2+dz2 (z ditentukan sebagai sumbu ikat). Teori kuantum juga mengatakan bahwa orbital molekul (MO) yang bersimetri sama akan bercampur. Konsekuensi dari percampuran molekul diatomik ini adalah fungsi gelombang orbital molekul s+s dan pz+pz menyatu. Ruang lingkup percampuran ini tergantung pada energi relatif dari MO yang bersimetri.

Untuk molekul homodiatomik. orbital σ yang berikatan tidak memiliki bidang simpul di antara atom-atom yang berikatan. Antiikat atau orbital σ* ditentukan dengan keberadaan sebuah bidang simpul antara dua atom yang berikatan ini.

Oleh karena ikatan sigma adalah jenis ikatan kovalen yang paling kuat, elektron-elektron dalam ikatan ini kadang-kadang dirujuk sebagai elektron sigma. Simbol σ adalah huruf Yunani untuk s. Ketika ikatan ini dilihat dari atas, MO σ mirip dengan orbital atom s.

 

                            Ikatan σ antara dua atom: lokalisasi rapatan elektron

Ikatan sigma dalam senyawa poliatomik

Ikatan sigma ini didapatkan dari orbital-orbital atom yang tumpang tindih. Konsep ikatan sigma diperluas untuk menjelaskan interaksi ikatan yang melibatkan ketumpangtindihan cuping tunggal sebuah orbital dengan cuping tunggal lainnya. Sebagai contoh, propana dideskripsikan mengandung 10 ikatan sigma, masing-masing untuk dua ikatan C-C dan delapan ikatan C-H. Ikatan σ pada molekul poliatomik ini sangat ter-delokalisasi dan berlawanan dengan konsep dua orbital satu ikatan. Terlepas dari masalah ini, konsep ikatan σ sangatlah berguna, sehingga digunakan secara luas.

Ikatan sigma dalam senyawa yang berikatan rangkap banyak

Senyawa-senyawa yang memiliki ikatan rangkap, seperti etilena dan kromium(II) asetat memiliki ikatan sigma di antara ikatan rangkap tersebut. Ikatan sigma ini ditambahi dengan ikatan π seperti pada etilena dan bahkan dengan ikatan &delta seperti pada kasus kromium(II) asetat untuk membentuk ikatan rangkap.

Dalam ilmu kimia, sintesis kimia adalah kegiatan melakukan reaksi kimia untuk memperoleh suatu produk kimia, ataupun beberapa produk. Hal ini terjadi berdasarkan peristiwa fisik dan kimia yang melibatkan satu reaksi atau lebih. Sintesis kimia adalah suatu proses yang dapat direproduksi selama kondisi yang diperlukan terpenuhi.

Sintesis kimia dimulai dengan pemilihan senyawa kimia yang biasa dikenal dengan sebutan reagen atau reaktan. Proses ini membutuhkan pengadukan dan dilakukan di suatu wadah reaksi seperti reaktor kimia atau sebuah labu reaksi sederhana. Beberapa reaksi membutuhkan prosedur tertentu sebelum menghasilkan produk yang diinginkan. Jumlah produk yang dihasilkan dalam suatu sintesis kimia dikenal dengan istilah perolehan reaksi (dalam bahasa Inggris dikenal dengan istilah yield). Umumnya, perolehan reaksi dinyatakan sebagai berat dalam satuan gram atau sebagai persentase dari jumlah produk yang secara teoritis dapat dihasilkan. Dalam suatu sintesa kimia, terdapat kemungkinan adanya reaksi samping yang menghasilkan produk yang tidak diinginkan. Reaksi samping menyebabkan turunnya perolehan produk yang diinginkan. Bila menginginkan produk dengan kemurnian yang tinggi, tahap pemurnian perlu dilakukan dengan melakukan proses pemisahan.

Dibandingkan dengan sintesis senyawa anorganik, sintesis senyawa organik jauh lebih sukar. Kelahiran kimia organik dinisbahkan pada sintesis urea CO(NH2)2 (suatu senyawa organik umum) dengan memanaskan amonium sianat (senyawa anorganik), pertama dilakukan oleh kimiawan Friedrich Wöhler (1800-1882). Hanya akhir-akhir ini saja desain dan sintesis senyawa yang diinginkan mungkin dilakukan.

Reaksi yang digunakan dalam sintesis organik dapat digolongkan menjadi dua golongan :

1.     pembentukan ikatan karbon-karbon

2.    pengubahan gugus fungsi

Bagi bidang sintesis organik pembentukan ikatan C-C dan pengubahan gugus fungsi seperti roda kendaraan. Tidak pantas menanyakan mana yang lebih penting. Berbagai reaksi pembentukan ikatan C-C telah dilaporkan. Berdasarkan gaya dorong reaksinya, reaksi ini dapat digolongkan atas tiga jenis, kondensasi aldol, reaksi Grignard dan reaksi Diels-Alder.

A. 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 enon terkonjugasi.

Kondensasi aldol sangatlah penting dalam sintesis organik karena menghasilkan ikatan karbon-karbon dengan baik. Kondensasi aldol umumnya didiskusikan pada pelajaran kimia organik tingkat universitas. 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 Aldok 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.

B.   Reaksi Grignard

Reaksi Grignard ditemukan oleh kimiawan Perancis Auguste Victor Grignard (1871-1935) di tahun 1901. Tahap awal reaksi adalah reaksi pembentukan metilmagnesium iodida, reagen Grignard, dari reaksi antara alkil halida (metil iodida dalam contoh di bawah ini) dan magnesium dalam dietil eter kering.

                                                   CH₃I + Mg –> CH₃MgI

Anda pasti melihat bahwa magnisium terikat langsung dengan karbon. Senyawa semacam ini yang sering disebut sebagai reagen Grignard dengan ikatan C-logam dimasukkan dalam golongan senyawa organologam. Ikatan C-logam sangat labil dan mudah menghasilkan kabanion seperti CH^3- setelah putusnya ikatan logam-karbon. Ion karbanion cenderung menyerang atom karbom bermuatan positif. Telah dikenal luas bahwa atom karbon gugus aldehida atau gugus keton bermuatan positif karena berikatan dengan atom oksigen yang elektronegatif. Atom karbon ini akan diserang oleh karbanion menghasilkan adduct yang akan menghasilkan alkohol sekunder dari aldehida atau alkohol terseir dari keton setelah hidrolisis.

C₆H₅CHO + CH₃MgI –> C₆H₅CH(CH₃)OMgI

Benzaldehida

C₆H₅CH(CH₃)OMgI + HCl –> C₆H₅CH(CH₃)OH + MgClI

1-fenilletanol

C₆H₅COC₂H₅ + CH₃MgI –> C₆H₅CH(CH₃)(C₂H₅) OMgI

Propiofenon

C₆H₅CH(CH₃)(C₂H₅)OMgI + HCl –> C₆H₅CH(CH₃)(C₂H₅)OH + MgClI

2-fenil-2-butanol

Reaksi Grignard adalah contoh reaksi senyawa oragnologam. Karena berbagai jenis aldehida dan keton mudah didapat, berbagai senyawa organik dapat disintesis dengan bantuan reaksi Grignard.

C.   Reaksi Diels-Alder

Gaya dorong reaksi Grignard adalah tarik-menarik antara dua muatan listrik yang berbeda antara dua atom karbon. Reaksi semacam ini disebut dengan reaksi ionik atau reaksi polar. Ada pula jenis lain reaksi organik. Salah satunyaa adalah reaksi radikal, yang gaya dorongnya adalah radikal reaktif yang dihasilkan dalam reaksi. Bila dihasilkan radikal fenil, radikal ini akan menyerang molekul benzene akan menghasilkan bifenil.

                                            C₆H₅ + C₆H₆ –> C₆H₅- C₆H₅ + H

Sebagian besar reaksi organik diklasifikasikan dalam reaksi ionik dan reaksi radikal. Di pertengahan pertama abad 20, kemudian muncul, golongan lain reaksi yang tidak dapat dimasukkan dalam dua golongan tadi. Salah satu yang khas adalah reaksi Diels-Alder yang ditemukan di tahun 1928 oleh dua kimiawan Jerman Paul Hermann Diels (1876-1954) dan Kurt Alder (1902-1958).

Dalam reaksi ini butadiena yang secara muatan netral bereaksi dengan anhidrida maleat yang juga netral menghasilkan produk siklik.

Menariknya, ternyata kemudaian banyak contoh reaksi semacam ini: diena (senyawa dengan ikatan rangkap) dan alkena diaktivasi oleh gugus karbonil dan bereaksi menghasilkan produk siklik. Harus ditambahkan bahwa tidak ada reaksi antara dua molekul butadiena atau dua anhidrida maleat.

Di tahun 1965, dua kimiawan Amerika, Woodward dan Roald Hoffmann (1935-) menjelaskan bahwa jenis reaksi ini bukan reaksi ionik maupun reaksi radikal, tetapi reaksi yang dihasilkan oleh tumpang tindih orbital molekul dua reaktan. Interpretas ini memungkinakan elusidasi mekanisme reaksi yang sebelumnya belum dikenal.

Menurut mereka, interaksi yang disukai akan ada bila salah satu reaktan (misalnya butadiena) memiliki empat elektron π dan reaktan lain (misalnya anhidrida maleat) memiliki elektron πmenghasilkan produk siklik. Dapat ditunjukkan bahwa orbital molekul yang terisi dengan energi tertinggi [highest occupied molecular orbitals (HOMO)] dan orbital molekul tak terisi terendah [lowest unoccupied molecular orbitals (LUMO)] yang mngatur jalannya reaksi. Pada waktu yang sama Kenichi Fukui (1918-1999) menamakan orbital-orbital ini orbital frontir (frontier orbital).

Pentingnya reaksi yang dibahas ini jelas dengan diberikannya hadiah Nobel untuk Grignard, Diels, Adler, Woodward, Hoffmann dan Fukui.

Pertanyaan :

Sebutkan senyawa apa saja yang termasuk dalam reaksi Diels-Alder ?