SINTESIS TOTAL DAN HALOGENISASI SENYAWA BAHAN ALAM

Minggu sebelumnya telah dibahas mengenai gugus pelindung. Kini saya akan membahas mengenai sintesis total dan halogenasi senyawa bahan alam. Sebelum lebih lanjut kita harus mengetahui apa itu pengertian dari sintesis total.

SINTESIS TOTAL

Sintesis total adalah sintesis kimia dari semua molekul organik kompleks dari bagian-bagian sederhana, biasanya tanpa bantuan proses biologi.

Sintesis total pertama senyawa organic dilakukan pada abad 19 oleh Kolbe dengan berawal dari karbon dan sulfur ,yang diperlihatkan pada gambar berikut :

Kita ketahui bahwa alam kita kaya akan flora yang pastinya mengandung senyawa metabolit sekunder. Metabolit sekunder pada tumbuhan memiliki strukur yang kompleks sehingga pada materi ini lah kita akan mempelajari sintesis total dari molekul yang kompleks menjadi molekul yang sederhana dengan mencari reagen yang sesuai untuk halogeniasasi senyawa alam.

Contoh senyawa dari hasil sintesis adalah urea (NH₂)₂CO. Urea merupakan senyawa kimia organik yang dihasilkan dari proses metabolisme protein.

Urea sintetis (urea buatan) dibuat dari amonia dan karbon dioksida dalam bentuk cair atau padat. Pada tahun 1870, proses pembuatan senyawa sintetis ini yaitu dengan cara pengeringan amonium karbanat dengan suhu dan tekanan yang sangat tinggi. Bahkan sampai saat ini, proses pembuatan urea dengan cara tersebut masih digunakan sampai sekarang.

Sintesis urea juga disebut Sintesis Wöhler yang merupakan perubahan ammonium sianat menjadi urea. Reaksi kimia ini ditemukan oleh Friedrich Wöhler pada tahun 1828. Penemuan ini dianggap sebagai titik awal dimulainya Kimia organic modern. Beliau pernah belajar bersama Berzeius menyajikan sintesis struktur yang sangat kompleks mencoba membuat sejenis garam 'anorganik'; amonium sianat, dengan cara mencampur larutan ion amonium (NH₄⁺) dan laurtan ion sianat (CNO^-). Wohler terperanjat karena ia justru memperoleh urea, senyawa organik yang terdapat dalam urin hewan.

Sintesis ini penting karena untuk pertama kalinya komponen organik dapat dihasilkan dari reaktan anorganik. Penemuan ini bertentangan dengan teori Vitalisme yang meyakini bahwa materi organik mengandung kekuatan khusus atau kekuatan vital. Urea ditemukan pada tahun 1799 dan sebelumnya hanya bisa didapat dari sumber biologis seperti urin.

Urea banyak manfaatnya bagi manusia, misalkan para petadi di desa-desa menggunakan urea sebagai pupuk untuk menyuburkan tanah persawahan atau perkebunan.

HALOGENISASI SENYAWA BAHAN ALAM

Halogenasi merupakan suatu reaksi kimia yang melibatkan penambahan satu atau lebih halogen pada suatu senyawa atau material. Banyak sekali senyawa bahan alam yang telah disintesis contohnya alkaloid, terpen, peptida dan poiketida. Salah satu tantangan yang dirasakan utama yang berkaitan dengan halogenasi alkena asimetris adalah halonium-ion transfer. (scheme 4) terjadi ketika tiga ion halonium beranggota mentransfer atom halogen mereka untuk olefin yang tidak bereaksi. Proses ini baik dan sangat cepat, sehingga jika kompleks kiral yang tepat bisa menambahkan ion halonium untuk wajah tunggal alkena (yaitu 47 → 48), peristiwa transfer mungkin telah dihilangkan enantioselectivity awal ini dengan waktu serangan nukleofil, menghasilkan produk rasemat (50/51). Secara tradisional, proses ini dipandang sebagai tantangan berat, terutama untuk proses katalitik yang akan membutuhkan konsentrasi tinggi bahan awal sehubungan dengan intermediet reaktif selama reaksi.

Gambar di atas menunjukkan terjadinya transfer halonium yaitu ketika ada 3 ion halonium mentransfer atom halogen mereka untuk olefin yang tidak bereaksi. Prosesnya berlangsung sangat cepat dan baik. Namun masalah besarnya adalah intermediet yang reaktif selama reaksi berlangsung sehingga dalam reaksi katalitik dibutuhkan starting material dengan konsentrasi tinggi. Salah satu solusi menghindari ion halonium elektrofilik sepenuhnya dengan memanfaatkan kompleks logam transisi kiral untuk mengkatalisis halogenasi alkena.

      Pada Henry et. al itu baru ditemukan bahwa katalis paladium kiral dan stoikiometri oksidan dihadapankan dengan konsentrasi yang sangat tinggi dari Br atau Cl- yang dapat melakukan dibrominations enantioselektivitas katalitik dan chlorohydroxylations dari alkenes. Sementara biasanya menyediakan produk dengan enantioselektivitas tinggi, metode ini saat ini hanya cocok untuk alkena yang baik terminal dan tidak kekurangan elektron, membatasi utilitas.

      Sedangkan pada Kang et. al ini sebuah proses dimediasi logam, di mana kompleks kiral dari beberapa logam transisi baris pertama mampu mengkatalisis iodoetherifications intramolekul asimetris dan iodolactonizations terhadap stoikiometri iodium.

Sumber :

Treitler, D. S. 2012. Reagents and Strategies for the Total Synthesis of Halogenated Natural Products. Columbia University.

id.wikipedia.org/wiki/urea

organic-chemistry.org

slideshare.net