Pengantar Pereaksi Grignard

Kata Kunci: pereaksi Grignard, reaksi Grignard

Ditulis oleh Ramadhan wahyu

Halaman ini menjelaskan secara ringkas cara pembuatan pereaksi Grignard dari halogenalkana (haloalkana atau alkil halida), dan memperkenalkan beberapa reaksinya.
Membuat Pereaksi Grignard
Pengertian peraksi Grignard
Pereaksi Grignard memiliki rumus umum RMgX dimana X adalah sebuah halogen, dan R adalah sebuah gugus alkil atau aril (berdasarkan pada sebuah cincin benzen). Pada pembahasan halaman ini, kita menganggap R sebagai sebuah gugus alkil.
Pereaksi Grignard sederhana bisa berupa CH₃CH₂MgBr.
Pembuatan pereaksi Grignard
Pereaksi Grignard dibuat dengan menambahkan halogenalkana ke dalam sedikit magnesium pada sebuah labu kimia yang mengandung etoksietana (umumnya disebut dietil eter atau hanya "eter"). Labu kimia dihubungkan dengan sebuah kondensor refluks, dan campuran dipanaskan di atas penangas air selama 20 hingga 30 menit.

Segala sesuatunya akan mengering sempurna karena pereaksi Grignard bereaksi dengan air (lihat berikut).
Setiap reaksi yang menggunakan pereaksi Grignard dilakukan dengan campuran yang dihasilkan dari reaksi di atas. Digunakan campuran sebab pereaksi Grignard tidak bisa dipisahkan.
Reaksi-reaksi dari pereaksi Grignard
Reaksi pereaksi Grignard dengan air
Pereaksi Grignard bereaksi dengan air menghasilkan alkana. Inilah sebabnya mengapa segala sesuatunya harus menjadi kering selama pembuatan seperti dijelaskan di atas.
Sebagai contoh:

Produk organik yang dihasilkan pada reaksi di atas, Mg(OH)Br, disebut sebagai sebuah "bromida basa". Anda bisa menganggap produk ini sebagai produk transisi antara magnesium bromida dan magnesium hidroksida.
Reaksi pereaksi Grignard dengan karbon dioksida
Pereaksi Grignard bereaksi dengan karbon dioksida dalam dua tahapan. Pada tahapan pertama, pereaksi Grignard diadisi ke karbon dioksida.
Karbon doksida kering digelembungkan melalui sebuah larutan pereaksi Grignard dalam etoksietana, yang dibuat seperti dijelaskan di atas.
Sebagai contoh:

Produk yang terbentuk ini selanjutnya dihidrolisis (direaksikan dengan air) dengan bantuan asam encer. Biasanya, anda bisa menambahkan asam sulfat encer atau asam hidroklorat encer ke dalam larutan yang dihasilkan oleh reaksi dengan CO₂.
Jika ditambahkan satu atom karbon lagi, maka akan terbentuk asam karboksilat bukan pereaksi Grignard.
Persamaan reaksinya bisa dituliskan sebagai berikut:

Hampir semua sumber menyebutkan pembentukan sebuah halida basa seperti Mg(OH)Br sebagai produk lain dari reaksi ini. Anggapan ini tidak tepat karena senyawa-senyawa ini bereaksi dengan asam-asam encer. Hasil dari reaksi ini adalah campuran antara ion-ion magnesium terhidrasi biasa, ion-ion halida dan ion-ion sulfat atau klorida – tergantung pada asam encer apa yang ditambahkan.
Reaksi pereaksi Grignard dengan senyawa-senyawa karbonil
Pengertian senyawa karbonil
Senyawa karbonil mengandung ikatan rangkap C=O. Senyawa karbonil yang paling sederhana secara umum bisa dituliskan sebagai berikut:

R dan R’ bisa sama atau berbeda, dan bisa berupa gugus alkil atau hidrogen.
Jika salah satu (atau kedua) gugus R ini adalah hidrogen, maka senyawa tersebut dinamakan aldehid. Sebagai contoh:

Jika kedua gugus R adalah gugus alkil, maka senyawa tersebut dinamakan keton. Contohnya antara lain:

Reaksi umum antara pereaksi Grignard dengan senyawa karbonil
Reaksi antara berbagai macam senyawa karbonil dengan pereaksi Grignard bisa terlihat sedikit rumit, walaupun pada kenyataannya semua senyawa karbonil bereaksi dengan cara yang sama – yang berbeda hanyalah gugus-gugus yang terikat pada ikatan rangkap C=O.
Apa yang terjadi pada reaksi ini jauh lebih mudah dipahami dengan mencermati persamaan umumnya (menggunakan gugus "R" bukan gugus tertentu) – setelah anda memahami dengan gugus R barulah bisa diganti dengan gugus yang sesungguhnya jika diperlukan.
Reaksi-reaksi yang terjadi pada dasarnya sama untuk reaksi dengan karbon dioksida – yang membedakan hanya sifat-sifat produk organiknya.
Pada tahap pertama, pereaksi Grignard diadisi ke ikatan rangkap C=O:

Asam encer selanjutnya ditambahkan untuk menghidrolisisnya. (Pada persamaan berikut digunakan persamaan umum dengan tidak mempertimbangkan fakta bahwa Mg(OH)Br akan bereaksi lebih lanjut dengan asam yang ditambahkan.)

Alkohol terbentuk. Salah satu kegunaan penting dari pereaksi Grignard adalah kemampuannya untuk membuat alkohol-alkohol kompleks dengan mudah.
Jenis alkohol yang dihasilkan tergantung pada senyawa karbonil yang digunakan – dengan kata lain, gugus R dan R’ yang dimiliki.
Reaksi antara pereaksi Grignard dengan metanal
Pada metanal, kedua gugus R adalah hidrogen. Metanal merupakan aldehid paling sederhana yang bisa terbentuk.

Dengan mengasumsikan bahwa anda memulai dengan CH₃CH₂MgBr dan menggunakan persamaan reaksi umum di atas, maka alkohol yang diperoleh akan selalu dalam bentuk berikut:

Karena kedua gugus R adalah atom hidrogen, maka produk akhirnya akan menjadi:

Sebuah alkohol primer terbentuk. Sebuah alkohol primer hanya memiliki satu gugus alkil terikat pada atom karbon yang mengikat gugus -OH.
Jika anda menggunakan pereaksi Grignard yang berbeda, maka akan terbentuk alkohol primer yang berbeda pula.
Reaksi antara pereaksi Grignard dengan aldehid-aldehid lain
Aldehid setelah metanal adalah etanal. Salah satu dari gugus R nya adalah hidrogen dan yang lainnya adalah CH₃.

Untuk memudahkan, anggap kembali gugus-gugus ini sebagai gugus R dan R’ pada persamaan umum. Alkohol yang terbentuk adalah:

Jika gugur R dan R’ diganti masing-masing dengan hidrogen dan CH₃ (sebagaimana semestinya) maka produk tersebut akan menjadi:

Sebuah alkohol sekunder memliki dua gugus alkil (bisa sama atau berbeda) terikat pada atom karbon yang mengikat gugus -OH.
Anda bisa merubah sifat dari alkohol sekunder ini dengan salah satu cara berikut:

• Mengubah sifat-sifat pereaksi Grignard – yang mana akan mengubah gugus CH₃CH₂ menjadi beberapa gugus alkil yang lain;
• mengubah sifat-sifat aldehid – yang mana akan mengubah gugus CH₃ menjadi beberapa gugus alkil lainnya.

Reaksi antara pereaksi Grignard dengan keton
Keton memiliki dua gugus alkil yang terikat pada ikatan rangkap C=O. Keton yang paling sederhana adalah propanon.

Kali ini, jika gugus R diganti pada rumus umum untuk alkohol yang terbentuk, maka akan dihasilkan alkohol tersier.

Alkohol tersier memiliki tiga gugus alkil yang terikat pada atom karbon yang mengikat gugus -OH. Ketiga gugus alkil tersebut bisa sama atau berbeda.
Anda bisa mengatur perubahan pada produk dengan cara

• mengubah sifat-sifat pereaksi Grignard – yang mana akan merubah gugus CH₃CH₂ menjadi beberapa gugus alkil yang lain;
• mengubah sifat-sifat keton – yang mana akan mengubah gugus-gugus CH₃ menjadi gugus-gugus alkil lain sesuai dengan gugus pada keton yang digunakan.

Mengapa pereaksi Grignard bereaksi dengan senyawa-senyawa karbonil?
Mekanisme-mekanisme untuk reaksi-reaksi ini tidak penting dibahas pada pemabahasan tingkat dasar, tapi anda perlu mengetahui sedikit tentang sifat-sifat pereaksi Grignard.
Ikatan antara atom karbon dan magnesium bersifat polar. Karbon lebih elektronegatif dibanding magnesium, sehingga pasangan elektron ikatan tertarik ke arah atom karbon.
Ini menyebabkan atom sedikit bermuatan negatif.

Ikatan rangkap C=O sangat polar dengan cukup banyak muatan positif pada atom karbon. Sifat-sifat ikatan ini akan dijelaskan di halaman lain.
Dengan demikian, pereaksi Grignard bisa berfungsi sebagai nukleofil karena gaya tarik antara sedikit kenegatifan dari atom karbon pada pereaksi Grignard dengan kepositifan atom karbon dalam senyawa karbonil.
Nukleofil adalah sebuah spesies yang menyerang inti-inti positif (atau sedikit positif) pada molekul-molekul atua ion-ion lain.

Posted in: