Chemistry of Carbanions Kimia karbanion

Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
1 1
Chemistry of Carbanions Kimia karbanion
Formation of CC bond is fundamental to organic synthesis. Pembentukan ikatan CC mendasar untuk sintesis organik. From about ten Dari sekitar sepuluh
petrochemical products which are abundantly available – what we call as natural produk petrokimia yang banyak tersedia – apa yang kita sebut sebagai alam
feedstock – today, we are able to make millions of compounds ranging from drugs to feedstock – hari ini, kita mampu membuat jutaan senyawa obat mulai dari ke
dyes. pewarna. This advancement was possible largely due to development of organic chemistry – kemajuan kimia ini mungkin sebagian besar disebabkan karena perkembangan organik –
and in particular the ability of the synthetic chemists to modify structures via newer CC dan khususnya kemampuan para ahli kimia sintetik untuk mengubah struktur melalui CC yang lebih baru
bond formations. obligasi formasi. The majority of these reactions involve the carbanion intermediates. Sebagian besar reaksi ini melibatkan intermediet Karbanion. We Kita
are all familiar with the factors which stabilize the carbanions. semua terbiasa dengan faktor-faktor yang menstabilkan karbanion. In this part, we are going Pada bagian ini, kita akan
to be focusing on one of the most versatile carbanion intermediate namely the enolate, harus fokus pada salah satu serbaguna Karbanion paling intermediate yaitu enolat,
with their utility in various CC bond formations being central issue in our discussion. dengan utilitas mereka dalam berbagai formasi ikatan CC menjadi isu sentral dalam diskusi kita.
Enols and Enolate Anions: Enols dan Anion enolat:
The process whereby a hydrogen atom attached to the α-carbon atom of a carbonyl Proses dimana sebuah atom hidrogen terikat pada atom karbon karbonil α sebuah
compound (the α-hydrogen atom) moves to the carbonyl oxygen atom is known as senyawa (di-hidrogen atom α) bergerak ke atom oksigen karbonil dikenal sebagai
enolization or keto-enol tautomerism. enolisasi atau-enol tautomerisme keto. The isomeric carbonyl and enol structures are Karbonil isomerik dan struktur enol adalah
tautomers. tautomers. The extent of enolization is dependent on the acidity of the a-proton – more Besarnya enolisasi tergantung pada keasaman-proton – lebih
acidic the a-proton, the more probable the enolization and hence the equilibrium constant asam di-proton, yang lebih mungkin yang enolisasi dan karenanya konstanta kesetimbangan
for tautomerism K untuk tautomerisme K
T T
will be higher. akan lebih tinggi. Normally, the carbonyl form is favoured, however Biasanya, bentuk karbonil lebih disukai, namun
structural factors can significantly affect K faktor struktural dapat secara signifikan mempengaruhi K
T T
. .
H H
O O
OH OH
K K
T T
carbonyl karbonil
enol enol
K K
T T
= [enol] / [carbonyl] = [Enol] / [karbonil]
The interconversion between the keto and enol form is catalyzed by both acid and the The interkonversi antara keto dan bentuk enol dikatalisis oleh asam dan
base. dasar. In aqueous acid, rapid protonation of carbonyl group occurs first, which is followed Dalam air asam, protonasi cepat gugus karbonil terjadi pertama, yang diikuti
by removal of α-proton by water in the rate controlling step leading to the enol. dengan penghapusan α-proton oleh air di tingkat mengendalikan langkah menuju ke enol.

Page 2 Page 2
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
2 2
H H
3 3
C C
O O
CH CH
3 3
+ +
H OH H OH
2 2
fast cepat
H H
3 3
C C
HO HO
C C
H H
2 2
H H
+ H + H
2 2
O O
H H
3 3
C C
OH OH
CH CH
2 2
+ +
H H
3 3
O O
rsc rsc
Under basic condition, abstraction of the α-hydrogen atom is the initial rate-controlling Pada kondisi dasar, abstraksi dari atom hidrogen-α adalah tingkat awal pengendali
step. langkah. Proton abstraction from solvent completes the enolization process. Proton abstraksi dari pelarut menyelesaikan proses enolisasi.
H H
3 3
C C
O O
C C
H H
2 2
H H
+ +
OH OH
rsc rsc
H H
3 3
C C
O O
CH CH
2 2
H H
3 3
C C
O O
CH CH
2 2
HOH HOH
+ +
fast cepat
H H
3 3
C C
OH OH
CH CH
2 2
+ +
OH OH
As can be seen, these processes are essentially acid-base reactions and involve Seperti dapat dilihat, proses ini pada dasarnya reaksi asam-basa dan melibatkan
equilibriums. keseimbangan.
Carbonyl compounds are considerably more acidic (we are obviously referring to senyawa Karbonil jauh lebih asam (kita jelas mengacu
Bronsted acidity) than their hydrocarbon analogs (see table 1). Bronsted keasaman) dari Analog hidrokarbon mereka (lihat tabel 1). Enolate anion is the enolat anion adalah
conjugate base of a carbonyl compound and is resonance stabilized. dari dasar dan senyawa karbonil konjugasi adalah resonansi stabil. It can also act as a Hal ini juga dapat bertindak sebagai
nucleophile – this in fact is the basis of their reactivity in variety of reactions ranging nukleofil – fakta ini dalam adalah dasar dari reaktivitas mereka dalam berbagai reaksi antara
from alkylation, aldol reactions to more complex iodoform reactions. dari alkilasi, reaksi aldol lebih reaksi iodoform kompleks. A general idea of Ide umum
pK pK
a sebuah
values of various carbon acids will help us in understanding these reactions better nilai-nilai berbagai asam karbon akan membantu kita untuk memahami reaksi-reaksi yang lebih baik
and will also allow us to decide what base could be used for deprotonation of a given dan juga akan memungkinkan kita untuk memutuskan apa dasar dapat digunakan untuk deprotonasi diberikan
proton under certain conditions. proton dalam kondisi tertentu.

Page 3 Page 3
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
3 3
Acid Asam
pKa pKa
H H
2 2
O O
14 or 15.7 14 atau 15,7
depending on source slight tergantung pada sumber sedikit
variation in numbers possible variasi dalam jumlah yang mungkin
CH CH
3 3
OH16 OH16
HCl HCl
-8 -8
OH OH
9.95 9,95
CH CH
3 3
CO CO
2 2
H H
4.76 4,76
CH CH
4 4
48 48
H H
2 2
C CH CH C CH CH
3 3
43 43
H H
Ph Ph
23 23
H H
H H
15 15
H H
2 2
36 36
NH NH
36(in THF) 36 (dalam THF)
NH NH
3 3
38 38
Me Saya
X X
O O
X X
H H
26.5 26,5
Ph Ph
19.8 19,8
COCH3 COCH3
9 9
t t
BuO Penuh
O O
H H
24.5 24,5
eg One can use misalnya Satu dapat menggunakan
i aku
Pr Pr
2 2
N N
– –
(pKa of conjugate acid 36) for deprotonation of CH (PKa asam konjugat 36) untuk deprotonasi CH
3 3
COCH COCH
3 3
(pKa = 26.5) in such a way that equilibrium will be almost exclusively towards enolate. (PKa = 26,5) sedemikian rupa sehingga keseimbangan akan hampir secara eksklusif terhadap enolat.
(We call this as deprotonation under kinetic conditions.) (Kami menyebutnya sebagai deprotonasi dalam kondisi kinetik.)

Page 4 Page 4
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
4 4
O O
H H
+ +
B B
O O
O O
BH BH
+ +
There is one more factor that we need to keep in mind before we go further. Ada satu faktor lagi yang kita perlu diingat sebelum kita melangkah lebih jauh. Look at the Lihatlah
table – can we use BuLi or MeLi ie Bu meja – dapat kita gunakan yaitu Buli atau Bu Meli
– –
or CH atau CH
3 3
– –
to deprotonate acetone? untuk deprotonasi aseton? Ideally Idealnya
speaking, yes, provided we take only basicity into account. berbicara, ya, asalkan kita kebasaan hanya ke rekening. pKa of conjugate acid is more pKa asam konjugat lebih
than that of the proton to be abstracted. dibandingkan dengan proton untuk dicabut. However, one more aspect we have to worry Namun, satu lagi aspek kita harus khawatir
about is the nucleophilicity – MeLi or BuLi are also good nucleophiles like Grignard tentang adalah nucleophilicity – Meli atau Buli juga nukleofil yang baik seperti Grignard
reagents. reagen. So they are not typically used for deprotonation but rather non-nucleophilic, Jadi mereka biasanya tidak digunakan untuk deprotonasi melainkan non-nukleofilik,
bulky LDA (lithium diisopropylamide) or LiHMDS (lithium hexamethyldisilazide) are LDA besar (diisopropilamida lithium) atau LiHMDS (hexamethyldisilazide lithium) adalah
used more often. lebih sering digunakan.
One has to look at C=O as well. Kita harus melihat pada C = O juga. Due to the polarization of C=O bond, it can act as an Karena polarisasi ikatan C = O, itu dapat bertindak sebagai
electrophile at carbon centre or as a nucleophile (or base) through oxygen or α-carbon elektrofil di pusat karbon atau sebagai nukleofil (atau dasar) melalui oksigen atau α-karbon
centre (of the enol form). pusat (bentuk enol).
O O
δ+ δ- δ + δ-
Nu Nu
O O
δ+ δ +
δ- δ-
E E
electrophile elektrofil
nucleophile nukleofil
OH OH
E E
or atau
Kinetic and Thermodynamic Enolates: Kinetika dan Termodinamika enolat:
Generation of enolates of ketones is at times challenging because they pose a problem in Generasi enolat keton adalah pada kali menantang karena mereka menimbulkan masalah dalam
regioselectivity – ketones can have enolizable protons on both sides of the carbonyl regioselectivity – keton dapat memiliki proton enolizable di kedua sisi karbonil
groups. kelompok. The problem is not so much when one side of the ketone does not have the Masalahnya tidak begitu banyak bila satu sisi keton tidak memiliki
enolizable proton (eg acetophenone) or the ketone is symmetrical (eg 3-pentanone). proton enolizable (acetophenone misalnya) atau keton adalah simetris (misalnya 3-pentanone).
The real issue is with the unsymmetrical ketones where enolizable protons are present on Masalah sebenarnya adalah dengan keton tidak simetris di mana proton enolizable yang hadir pada
either side. sisi. For successful reactions, we need to control which side enolate is formed. Untuk reaksi yang sukses, kita harus mengontrol sisi enolat terbentuk.

Page 5 Halaman 5
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
5 5
O O
H H
+ +
B B
R R
O O
R R
O O
+ +
B B
R R
H H
O O
R R
If one of the two protons is significantly more acidic, the selective enolate formation is Jika salah satu dari dua proton secara signifikan lebih asam, pembentukan enolat selektif adalah
straight forward. lurus ke depan. Eg in the case of ethyl acetoacetate, there are two types of enolizable Misalnya dalam kasus acetoacetate etil, ada dua jenis enolizable
protons. proton. However, only one of the two protons is deprotonated first. Namun, hanya satu dari dua proton adalah terdeprotonasi pertama. This is an example Ini adalah contoh
of thermodynamic control: only the more stable of the two possible enolates is formed. kontrol termodinamik: hanya lebih stabil dari dua enolat mungkin terbentuk.
OEt OEt
O O
O O
OEt OEt
O O
O O
OEt OEt
O O
O O
Base Dasar
Base Dasar
Less stable Kurang stabil
More stable Lebih stabil
This principle can be extended further where the difference in the acidity of the protons Prinsip ini dapat diperpanjang lebih jauh dimana perbedaan dalam keasaman dari proton
on either side is not as pronounced. di kedua sisi ini tidak diucapkan. Take example of 2-methyl cyclohexanone. Ambil contoh-metil Sikloheksanon 2. There are Ada
two enolates which are possible as shown. dua enolat yang mungkin seperti yang ditunjukkan. Now enols and enolates are alkenes and hence Sekarang enols dan enolat adalah alkena dan karenanya
the more substituted it is, the more stable it will be. semakin menggantinya, semakin stabil akan. So, when equilibration is possible, the Jadi, ketika kesetimbangan adalah mungkin,
more stable enolate will form. enolat lebih stabil akan membentuk. This is possible if a proton source is available, in this case Hal ini dimungkinkan jika tersedia sumber proton, dalam hal ini
a slight excess of ketone itself can act as a source of proton. yang sedikit berlebihan keton itu sendiri dapat bertindak sebagai sumber proton.
Now compare a situation where we use a strong, bulky base such as LDA. Sekarang bandingkan situasi dimana kami menggunakan yang kuat, basis besar seperti LDA. LDA is too LDA terlalu
hindered and attacks the least hindered CH bond α to the carbonyl group. menghambat dan menyerang paling tidak terhalang ikatan α CH ke grup karbonil. It also prefers Ini juga suka
to attack more acidic CH bond and CH bond on less substituted carbons are indeed untuk menyerang asam CH obligasi lebih dan ikatan CH pada diganti karbon kurang memang
more acidic. lebih asam. Also, the statistic helps with more protons present on the less substituted Selain itu, statistik membantu dengan proton lebih hadir pada kurang diganti
carbon atom. atom karbon. These factors combine and ensure that we form the less substituted enolate Faktor-faktor ini mengkombinasikan dan memastikan bahwa kita membentuk diganti kurang enolat
as the major product provided we do not allow the equilibrium to be attained which will sebagai produk utama yang disediakan kami tidak mengijinkan ekuilibrium yang akan dicapai yang akan
lead to the formation of more stable enolate. mengarah pada pembentukan enolat lebih stabil. This can be accomplished by controlling a Hal ini dapat dicapai dengan mengendalikan

Page 6 Page 6
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
6 6
few things – temperature is typically maintained at -78 beberapa hal – suhu biasanya dipertahankan pada -78
o o
C, the reaction times are typically C, reaksi biasanya kali
short and using excess of base compared to ketone at all the time which can be easily pendek dan menggunakan kelebihan dasar dibandingkan dengan keton pada semua waktu yang dapat dengan mudah
achieved by adding ketone drop-wise to the base. dicapai dengan menambahkan keton drop-bijaksana untuk basis. This enolate which is formed faster is Enolat ini yang dibentuk lebih cepat
kinetic enolate. enolat kinetik.
LDA LDA
(slight excess) (Sedikit lebih)
O O
(add dropwise) (Tambahkan setetes demi setetes)
-78 -78
o o
C, THF C, THF
O O
(Kinetic enolate formed) (Kinetika enolat dibentuk)
O O
(Thermodynamic enolate (Termodinamika enolat
not formed) tidak terbentuk)
Reactions of enolates: Reaksi dari enolat:
Enolates are nucleophiles and thus can be reacted with a variety of electophiles. Enolat adalah nukleofil dan dengan demikian dapat bereaksi dengan berbagai electophiles.
Depending on the type electrophile used we have different classes of reactions. Tergantung pada jenis elektrofil digunakan kita memiliki kelas yang berbeda reaksi. Some of Beberapa
the reactions that we are going to be discussing are (i) aldol reaction (ii) Claisen reaksi yang kita akan membahas adalah (i) reaksi aldol (ii) Claisen
condensation (iii) Diekman cyclization (iv) alkylation of enolates (active methylene kondensasi (iii) Diekman siklisasi (iv) alkilasi enolat (metilen aktif
compounds) (v) Michael addition and (vi) Robinsons annelation. senyawa) (v) Michael tambahan dan (vi) Robinsons annelation.
(i) Aldol Reaction: (I Reaksi aldol):
Consider the reaction of acetaldehyde with a base like NaOH. Perhatikan reaksi asetaldehida dengan basis seperti NaOH. As we have discussed Sebagaimana telah kita bahas
earlier, under basic condition we’ll form enolates. sebelumnya, di bawah kondisi dasar yang kita akan bentuk enolat. Based on the pKa whoever, you’ll Berdasarkan pKa dari siapa pun, Anda akan
realize that formation of enolate is not going to be complete (hydroxide is not strong menyadari bahwa pembentukan enolat tidak akan lengkap (hidroksida tidak kuat
enough base to ensure complete deprotonation) and the equilibrium would largely be dasar cukup untuk memastikan deprotonasi lengkap) dan sebagian besar keseimbangan akan
towards the aldehyde and sodium hydroxide. terhadap aldehida dan natrium hidroksida. Thus, only a small amount of the Dengan demikian, hanya sejumlah kecil dari
nucleophilic enolate is formed. enolat nukleofilik terbentuk. The enolate thus formed will react with the acetaldehyde Enolat yang terbentuk akan bereaksi dengan asetaldehida yang
molecule which is not enolized to form the alkoxide. molekul yang tidak enolized untuk membentuk alkoksida tersebut. This alkoxide will be protonated by alkoksida ini akan terprotonasi oleh
the water which was initially formed in the first step. air yang awalnya dibentuk pada langkah pertama. The product of this step is a Hasil dari langkah ini adalah
compound which contains an aldehyde (‘ald’) as well as a hydroxyl (‘ol’) group whose yang mengandung senyawa aldehida (‘sedang dioperasikan pada poros’) serta sebuah hidroksil (‘ol’) kelompok yang
common name is ‘aldol’. nama umum adalah ‘aldol’. The name aldol however is used for the whole class of reactions Namun nama itu aldol digunakan untuk seluruh kelas reaksi
involving an enolate and a carbonyl compound. melibatkan suatu enolat dan senyawa karbonil. Notice that the base catalyst (hydroxide Perhatikan bahwa katalis basa (hidroksida
ion) is regenerated in the last step, so this indeed is a catalytic process. ion) adalah regenerasi di langkah terakhir, jadi ini memang merupakan proses katalitik.

Page 7 Page 7
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
7 7
H H
O O
H H
+ +
OH OH
H H
O O
CH CH
2 2
+ +
OH OH
H H
O O
CH CH
3 3
H H
H H
3 3
C C
O O
O O
O O
H H
H H
H H
H H
3 3
C C
OH O O OH
– –
In general, in these reactions the concentration of base has to be controlled. Secara umum, dalam reaksi konsentrasi dasar harus dikontrol. With higher Dengan lebih tinggi
concentration, dehydration of aldol products occurs rather readily due to the formation of konsentrasi, dehidrasi produk aldol akan terjadi lebih mudah karena pembentukan
stable conjugated unsaturated carbonyl compounds. konjugasi stabil senyawa karbonil tidak jenuh. This elimination is an example of a penghapusan ini adalah contoh dari
typical E1cB reaction. E1cB khas reaksi.
H H
OH OH
H H
O O
HO HO
H H
OH O O OH
-OH -OH
H H
O O
Aldol condensation Kondensasi aldol
product produk
One of the ways to ensure that the aldol product rather than aldol condensation product is Salah satu cara untuk memastikan bahwa produk aldol aldol kondensasi bukan produk dari adalah
obtained is to use kinetic conditions discussed earlier for carrying out aldol reaction. diperoleh adalah dengan menggunakan kondisi kinetik dibahas sebelumnya untuk melakukan reaksi aldol.
Ph Ph
O O
LDA LDA
-78 -78
O O
C, THF C, THF
Ph Ph
O Li O Li
H H
O O
then H maka H
3 3
O O
+ +
Ph Ph
O O
OH OH
The aldol reaction could be catalyzed under acidic conditions as well. Reaksi aldol dapat dikatalisis dalam kondisi asam juga. However, under Namun, dalam
these conditions typically aldol condensation product is obtained ie the dehydration of kondisi ini biasanya produk kondensasi aldol diperoleh yaitu dehidrasi
initial aldol product takes place rapidly. produk aldol awal berlangsung cepat. For mechanistic discussion, let’s consider Untuk diskusi mekanistik, mari kita pertimbangkan
example of cyclopentanone with an acid. contoh cyclopentanone dengan asam. In acidic medium, the ketone tautomerizes to its Dalam media asam, keton tautomerizes nya
enol form. bentuk enol. The enols are much less nucleophilic than the enolates. Para enols jauh kurang nukleofilik daripada enolat. However, protonation Namun, protonasi
of carbonyl oxygen makes it better acceptor (electrophile) than the unprotonated ketone! oksigen karbonil membuat akseptor lebih baik (elektrofil) dari keton unprotonated!
The reaction is thus acid catalyzed. Reaksi ini sehingga asam katalis.

Page 8 Page 8
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
8 8
O O
H H
+ +
O O
H H
H H
H H
2 2
O O
-H -H
3 3
O O
+ +
OH OH
O O
H H
H H
O O
H H
H H
OH OH
H H
2 2
O O
O O
H H
OH OH
H H
+ +
O O
H H
OH OH
2 2
O O
H H
H H
2 2
O O
-H -H
3 3
O O
+ +
O O
-H -H
2 2
O O
(ii) Claisen condensation or reaction: (Ii) Claisen kondensasi atau reaksi:
The enolate generation and further reactions are not limited to ketones and aldehydes. Generasi enolat dan selanjutnya reaksi tidak terbatas pada keton dan aldehida.
Even protons α to the ester functional group are acidic enough and can be deprotonated Bahkan proton α untuk ester kelompok fungsional asam cukup dan dapat terdeprotonasi
with base to form enolates. dengan dasar untuk membentuk enolat. These enolates are nucleophilic and can react with a variety of Enolat ini adalah nukleofilik dan dapat bereaksi dengan berbagai
electrophiles. elektrofil. Incidently, the carbonyl of ester can itself act as an electrophile. Incidentally, karbonil ester bisa sendiri bertindak sebagai elektrofil. Thus, ethyl Jadi, etil
acetate when reacted with sodium ethoxide leads to the formation of a β-keto ester, asetat bila bereaksi dengan natrium etoksida mengarah pada pembentukan β-keto ester,
namely ethyl acetoacetate. yaitu etil acetoacetate.
O O
OEt OEt
1)EtONa/EtOH 1) EtONa / EtOH
2)H 2) H
3 3
O O
+ +
O O
OEt OEt
O O
+ +
EtOH EtOH
Ethyl acetoacetate Etil acetoacetate
This reaction is known as Claisen reaction or Claisen condensation. Reaksi ini dikenal sebagai reaksi Claisen atau kondensasi Claisen. The Claisen The Claisen
condensation involves a series of equilibria. kondensasi melibatkan serangkaian ekuilibria.

Page 9 Page 9
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
9 9
O O
OEt OEt
O O
O O
OEt OEt
EtO ETO
+ +
-EtOH -EtOH
O O
OEt OEt
OEt OEt
O O
OEt OEt
O O
O O
OEt OEt
+ +
O O
OEt OEt
O O
OEt OEt
rcs rcs
O O
OEt OEt
O O
H H
-EtOH -EtOH
O O
OEt OEt
O O
O O
OEt OEt
O O
O O
OEt OEt
O O
H H
3 3
O O
+ +
EtO ETO
All the equilibria are shifted towards the product because the stability of the anion of the Semua kesetimbangan adalah bergeser ke arah produk karena stabilitas dari anion dari
ethyl acetoacetate which itself is obtained by acidifying the reaction. etil acetoacetate yang diperoleh sendiri oleh acidifying reaksi.
Another way to shift the equilibrium to right is to distill off the alcohol by-product as it is Cara lain untuk menggeser kesetimbangan ke kanan adalah untuk menyaring off alkohol dengan-produk seperti yang
formed. terbentuk.
Formation of the enolate in a separate initial step of the reaction by using a strong base Pembentukan enolat pada langkah awal yang terpisah dari reaksi dengan menggunakan basa kuat
and then reacting with an acyl chloride also improves the yield of the β-keto esters. dan kemudian bereaksi dengan asil klorida juga meningkatkan hasil dari β-keto ester.
O O
OEt OEt
LDA/THF LDA / THF
-78 -78
0 0
C C
O O
OEt OEt
Li Li
+ +
O O
Cl Cl
then HCl kemudian HCl
O O
O O
OEt OEt
This by far is much better method especially for preparing products of mixed ester Ini jauh lebih baik metode banyak terutama untuk mempersiapkan produk campuran ester
condensation which typically yields a mixture of products. kondensasi yang biasanya menghasilkan campuran produk.
iii) Dieckmann Reaction iii) Reaksi Dieckmann
The intra-molecular condensation of diesters leading to the formation of cyclic β- The-molekul kondensasi intra diesters menuju pembentukan siklik β-
keto esters is known as Dieckmann reaction. keto ester dikenal sebagai reaksi Dieckmann. This reaction is mechanistically similar to Reaksi ini secara mekanis mirip dengan
Claisen reaction and is particularly useful in the formation of five and six-membered Claisen reaksi dan ini terutama bermanfaat dalam pembentukan lima dan enam beranggota
rings. cincin.

Page 10 Page 10
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
10 10
1)Na/toluene 1) Na / toluena
2)H 2) H
3 3
O O
+ +
CO CO
2 2
Et Et
O O
+ +
EtOH EtOH
EtO ETO
OEt OEt
O O
O O
2-Carboethoxy 2-Carboethoxy
cyclopentanone cyclopentanone
1)NaH/C 1) NAH / C
6 6
H H
6 6
2)H 2) H
3 3
O O
+ +
+ +
EtOH EtOH
EtO ETO
OEt OEt
O O
O O
CH CH
3 3
O O
CO CO
2 2
Et Et
Me Saya
2-Carboethoxy-6-methyl- 2-Carboethoxy-6-metil-
cyclohexanone Sikloheksanon
Note: It is important to remember that just like aldol reaction Claisen reaction and Catatan: Sangat penting untuk diingat bahwa sama seperti reaksi aldol dan reaksi Claisen
Dieckmann reaction are reversible. Dieckmann adalah reaksi reversibel.
Eg Misalnya
CO CO
2 2
CH CH
3 3
O O
1)NaOH/H 1) NaOH / H
2 2
O O
2)H 2) H
3 3
O O
+ +
OH OH
O O
Ph Ph
+ +
C C
2 2
H H
5 5
OH OH
Ph Ph
CO CO
2 2
H H
O O
O O
NaOH/H NaOH / H
2 2
O O
heat panas
O O
O O
O O
Na Na
+ +
H H
3 3
O O
+ +
OH OH
O O
O O
iv) Alkylation of enolates: iv) alkilasi enolat:
The enolates of aldehydes, ketones and esters typically undergo condensation The enolat dari aldehida, keton dan ester biasanya mengalami kondensasi
reactions as they also contain an electrophilic carbonyl group. reaksi karena mereka juga mengandung sebuah gugus karbonil elektrofilik. Formation of the enolate Pembentukan enolat
anion is much more facile when two adjacent groups can stabilize the negative charge. anion jauh lebih lancar ketika dua kelompok yang berdekatan dapat menstabilkan muatan negatif.
These types of compounds are often referred to as active methylene compounds – they Jenis senyawa yang sering disebut sebagai senyawa metilen aktif – mereka
posses pKa values less than those of water and alcohols (see table 2). pKa memiliki nilai yang kurang dibandingkan dengan air dan alkohol (lihat tabel 2).

Page 11 Page 11
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
11 11
Table 2: pKa’s of active methylene compounds Tabel 2: pKa’s senyawa metilen aktif
Substrate Substrat
pKa pKa
CH CH
2 2
(CO (CO
2 2
Et Et
2 2
) )
13 13
CO CO
2 2
Et Et
O O
11 11
NC NC
CN CN
11 11
O O
O O
9 9
CN CN
O O
OEt OEt
9 9
The enolates generated from these active methylene compounds are very nucleophilic The enolat dihasilkan dari senyawa metilen aktif sangat nukleofilik
and can be readily alkylated with a wide range of alkyl halides (electrophiles). dan dapat mudah alkilasi dengan berbagai alkil halida (elektrofil).
Me Saya
OEt OEt
O O
O O
1)NaOEt/EtOH 1) NaOEt / EtOH
2)nC 2) nC
4 4
H H
9 9
Br Br
Me Saya
OEt OEt
O O
O O
nC nC
4 4
H H
9 9
Me Saya
Me Saya
O O
O O
1)K 1) K
2 2
CO CO
3 3
/CH / CH
3 3
COCH COCH
3 3
2)CH 2) CH
3 3
I Aku
Me Saya
Me Saya
O O
O O
Me Saya

Page 12 Page 12
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
12 12
When two acidic hydrogen atoms are present on the same carbon atom, mono- and Ketika dua atom hidrogen asam yang hadir pada atom karbon yang sama, mono-dan
dialkylation are both possible. dialkylation keduanya mungkin. The product obtained is a simple function of quantities of Produk yang diperoleh merupakan fungsi sederhana kuantitas
the reactants used. reaktan yang digunakan. Dialkylation or successive mono-alkylation with two different Dialkylation atau alkilasi berturut-mono dengan dua yang berbeda
alkylating reagents is possible. alkylating reagen adalah mungkin.
OEt OEt
O O
O O
1)K 1) K
2 2
CO CO
3 3
(2eq)/H (2eq) / H
2 2
O O
Br Br
2) 2)
OEt OEt
O O
O O
EtO ETO
2 2
C C
CO CO
2 2
Et Et
1)NaOEt/EtOH 1) NaOEt / EtOH
2) EtI 2) ETI
EtO ETO
2 2
C C
CO CO
2 2
Et Et
Et Et
EtO ETO
2 2
C C
CO CO
2 2
Et Et
1)NaOEt(2eq)/EtOH 1) NaOEt (2eq) / EtOH
2) 2)
Br Br
Br Br
CO CO
2 2
Et Et
EtO ETO
2 2
C C
1)NaOEt/EtOH 1) NaOEt / EtOH
2) MeI 2) Mei
CO CO
2 2
Et Et
CO CO
2 2
Et Et
Me Saya
Et Et
(2 eq.) (2 Pers.)
β-keto eaters undergo decarboxylation via the corresponding β-keto acid which greatly β-keto pemakan menjalani dekarboksilasi melalui asam β-keto yang sesuai yang sangat
enhances their utility in organic synthesis. meningkatkan utilitas mereka dalam sintesis organik. The product after decarboxylation is Produk setelah dekarboksilasi adalah
essentially similar to the one obtained on corresponding ketone enolate alkylation. dasarnya mirip dengan yang diperoleh pada alkilasi enolat keton yang sesuai.
O O
CO CO
2 2
Et Et
KOH/H KOH / H
2 2
O O
O O
CO CO
2 2
K K
H H
2 2
SO SO
4 4
/H / H
2 2
O O
heat panas
O O
CO CO
2 2
+ +
acetone unit aseton unit
EtO ETO
2 2
C C
CO CO
2 2
Et Et
1)NaOEt(2Eq)/EtOH 1) NaOEt (2Eq) / EtOH
2) 2)
Br Br
Br Br
CO CO
2 2
Et Et
CO CO
2 2
Et Et
HCl/H HCl / H
2 2
O O
heat panas
CO CO
2 2
H H
v) Michael Reaction v) Michael Reaksi
Olefins on their own are not very good partners in reactions with nucleophiles ie, Olefin sendiri tidak begitu baik mitra dalam reaksi dengan nukleofil yaitu,
they are not very good acceptors. mereka tidak begitu baik akseptor. But when conjugated with electron withdrawing groups Tapi ketika terkonjugasi dengan gugus penarik elektron
such as aldehydes, ketones, esters, amides, nitriles, etc., olefins undergo addition of seperti aldehid, keton, ester, amida, nitril, dll, olefin mengalami penambahan
nucleophiles rather easily. nukleofil agak mudah.

Page 13 Page 13
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
13 13
O O
O O
O O
β α β α
(The resonance structures of α, β-unsaturated carbonyl compounds) (Struktur Resonansi tersebut dari α, β-senyawa karbonil tidak jenuh)
A look at resonance structures of this type of compounds quickly reveals the fact that the J melihat struktur resonansi dari jenis senyawa cepat mengungkapkan kenyataan bahwa
β-carbon is electron deficient and can be attacked by the nucleophile. β-karbon kekurangan elektron dan dapat diserang oleh nukleofil. When addition of Ketika penambahan
nucleophiles proceeds with such a mode, it is commonly referred to as 1,4-addition. nukleofil hasil dengan modus seperti itu sering disebut sebagai 1,4-tambahan.
O O
Nu Nu
O O
Nu Nu
OH OH
Nu Nu
H H
+ +
O O
Nu Nu
This type of 1,4- or conjugate addition of a carbanion or its equilant to α, β-unsaturated Jenis 1,4 – atau penambahan konjugat dari Karbanion atau equilant untuk α, β-unsaturated
compounds is commonly known as Michael reaction. senyawa umumnya dikenal sebagai reaksi Michael. They are Alkylation reactions in Mereka alkilasi reaksi dalam
which the conjugated substrate is the alkylating agent. dimana substrat konjugasi agen alkylating.
Ph Ph
Ph Ph
O O
+ +
CO CO
2 2
Et Et
CO CO
2 2
Et Et
(piperidine) (Piperidina)
MeOH/heat MeOH / panas
Ph Ph
Ph Ph
O O
CO CO
2 2
Et Et
EtO ETO
2 2
C C
O O
O O
+ +
CN CN
Et Et
3 3
N/t-BuOH N / t-BuOH
O O
O O
CN CN
CO CO
2 2
Et Et
+ +
Ph Ph
NH NH
2 2
OEt OEt
O O
CO CO
2 2
Et Et
Ph Ph
N N
O O
+ +
CO CO
2 2
Et Et
CO CO
2 2
Et Et
1)EtONa/EtOH 1) EtONa / EtOH
2)H 2) H
3 3
O O
+ +
O O
CO CO
2 2
Et Et
CO CO
2 2
Et Et
N N
H H
2 2

Page 14 Page 14
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
14 14
vi) Robinson annulation: vi) Robinson annulation:
Conjugate addition is quite useful reaction and can be used in conjunction with an Selain Conjugate reaksi cukup berguna dan dapat digunakan bersama dengan
aldol condensation for the formation of cyclic structures. aldol kondensasi untuk pembentukan struktur siklik. This is known as Robinson Hal ini dikenal sebagai Robinson
annulation. annulation.
O O
O O
Me Saya
+ +
KOH/CH KOH / CH
3 3
OH OH
heat panas
O O
O O
H H
3 3
C C
O O
NaOEt/ NaOEt /
EtOH EtOH
O O
O O
Me Saya
Me Saya
Me Saya
O O
OCH Och
3 3
O O
H H
3 3
C C
O O
+ +
NaOEt/EtOH NaOEt / EtOH
OCH Och
3 3
O O
H H
3 3
C C
O O
EtONa/EtOH EtONa / EtOH
OMe OMe
O O
H H
3 3
C C
(Suggest a suitable mechanism for the second step!) (Sarankan mekanisme yang sesuai untuk tahap kedua!)

Page 15 Page 15
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
15 15
Assignment Tugas
ENOLATE ANIONS Enolat anion
Suggest a suitable mechanism for the following reactions. Sarankan mekanisme yang sesuai untuk reaksi berikut. Write each step Tulis setiap langkah
and show the rearrangement clearly by means of arrows. dan menunjukkan penataan yang jelas dengan menggunakan panah.
1. 1.
O O
O O
2 2
i. i. NaOEt/EtOH NaOEt / EtOH
ii. ii. H H
3 3
O O
+ +
O O
O O
O O
2. 2.
O O
O O
i. i. NaOH/H NaOH / H
2 2
O, Δ O, Δ
ii. ii. H H
3 3
O O
+ +
O O
COOH COOH
3. 3.
OCOPh OCOPh
O O
CH CH
3 3
OH OH
O O
i. i. KOH/Pyridine KOH / piridina
ii. ii. H H
3 3
O O
+ +
O O
Ph Ph
4. 4.
O O
+ +
I Aku
2 2
NaOH/H NaOH / H
2 2
O O
O O
ONa Ona
+ +
CHI CHI
3 3
5. 5.
O O
dil. dil. aq. aq. NaOH NaOH
O O
6. 6.
O O
COOCH COOCH
3 3
H H
3 3
O O
+ +
Δ Δ
O O
Explain the following observation: Jelaskan pengamatan berikut:
O O
i. i. BuLi/HN Buli / HN
i aku
Pr Pr
2 2
ii. ii. MeI Mei
O O
i. i. BuLi Buli
ii. ii. MeI Mei
O O
n n
Bu Bu

Page 16 Page 16
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
16 16
How will you effect the following conversions? Bagaimana Anda akan mempengaruhi konversi berikut? Indicate the reagents and Tunjukkan reagen dan
reaction conditions clearly. kondisi reaksi jelas.
O O
COOCH COOCH
3 3
O O
COOCH COOCH
3 3
Ph Ph
O O
COOCH COOCH
3 3
O O
COOCH COOCH
3 3
Ph Ph
Me Saya
O O
O O
O O
Me Saya
O O
Me Saya
n n
Bu Bu
Me Saya
O O
O O
O O
Me Saya
O O
CHO CHO
NO NO
2 2
O O
O O
O O
O O
Me Saya
O O
O O
COOCH COOCH
3 3
H H
3 3
COOC COOC
OH OH
HO HO
O O
O O
OH OH
Ph Ph
O O
COOCH COOCH
3 3
COOCH COOCH
3 3
O O
1. 1.
2. 2.
3. 3.
4. 4.
5. 5.
6. 6.
7. 7.
8. 8.
9. 9.
10. 10.

Page 17 Page 17
Engineering Chemistry III Teknik Kimia III
Prof. Santosh Gharpure Prof Santosh Gharpure
Indian Institute of Technology Madras Indian Institute of Technology Madras
17 17
Ph Ph
O O
O O
O O
Me Saya
Ph Ph
O O
O O
O O
Me Saya
11. 11.
CH CH
2 2
Ph Ph
O O
12. 12.
CN CN
Ph Ph
O O
CN CN
13. 13.
O O
Me Saya
Me Saya
O O
OH OH
Me Saya
14. 14.
Me Saya
Me Saya
O O
HO HO
O O
Ph Ph
15. 15.
O O
O O
O O
Me Saya
O O
O O
O O
Me Saya
HO HO
Ph Ph

%d blogger menyukai ini: