Mekanisme Reaksi Reduksi Pada Berbagai Senyawa Organik

Pada blog kali ini, kita akan kembali membahas mekanisme reaksi dari senyawa organik. Namun pada materi kali ini kita akan membahas salah satu reaksi dalam senyawa yaitu reaksi reduksi. Baiklah sebelum kita masuk pada pembahasan mengenai mekanisme reaksi nya, ada baiknya kita mengerti terlebih dahulu mengenai apa itu reaksi oksidasi.

·         Reaksi reduksi adalah reaksi penambahan elektron dari sebuah molekul, atom, atau ion atau bisa juga di artikan reaksi penurunan bilangan oksidasi. 

Selanjutnya kita juga harus mengetahui apa itu senyawa organik.

·         Senyawa organik adalah Senyawa yang umumnya tersusun dari unsur carbon dan hydrogen, tetapi unsur hydrogen bisa juga digantikan dengan unsur lain seperti oksigen, nitrogen, belerang, dan fosfor dalam jumlah sedikit.

Berikut ini adalah jenis-jenis mekanisme reaksi reduksi pada berbagai senyawa organik

1. Mekanisme reduksi senyawa nitro ---> Amina.

Prinsip reaksi

Kelompok nitro dapat dengan mudah direduksi menjadi gugus amino dengan logam, seperti seng, timah dan besi, dalam larutan asam. Metodologi tambahan melibatkan hidrogenasi katalitik dan penggunaan zat pereduksi , seperti hidrazin dan titanium triklorida.
Contoh: 

Mekanisme reaksi reduksi gugus nitro dengan logam dalam larutan asam analog dengan reduksi gugus karbonil dalam kondisi yang sama.

Aplikasi

• Persiapan industri anilin dari nitrobenzene.

Awalnya, kelompok nitro direduksi menjadi kelompok nitroso.

Langkah awal diikuti oleh penambahan reduktif dua atom hidrogen untuk membentuk hidroksilamin.

Sekali lagi langkah terakhir adalah reduksi; air dihilangkan dan amina diisolasi.

Reduksi gugus nitro dengan logam dalam larutan asam tidak dapat dihentikan pada tahap nitroso- atau hidroksilamin. Produk akhirnya adalah amina, yang diisolasi sebagai garam dari asam yang digunakan.
Pada langkah pertama reduksi, atom nitrogen bermuatan positif menggunakan elektron dengan penambahan proton bersamaan dengan oksigen ikatan ganda.

Setelah penambahan proton kedua, air dihilangkan menghasilkan senyawa nitroso.

Dalam larutan netral atau asam lemah, reaksi dapat dihentikan pada tahap hidroksilamin. Hidroksilamin tersubstitusi- N dapat diisolasi dan dalam kondisi tertentu dioksidasi ulang menjadi senyawa nitroso.

2. Mekanisme reduksi Meerwein-Ponndorf-Verley 

Prinsip reaksi

Reaksi Meerwein-Ponndorf-Verley mengurangi aldehida dan keton menjadi alkohol yang sesuai. Zat pereduksi adalah aluminium alkoksida, terutama aluminium isopropoksida. Reaksi adalah reaksi redoks . Aldehida atau keton awal direduksi menjadi alkohol , dan satu residu alkoksida dari aluminium alkoksida dioksidasi menjadi keton. Aluminium isopropoksida dapat diregenerasi dengan menggunakan pelarut isopropanol. Aluminium alkoksida yang baru dihasilkan dihidrolisis dalam reaksi kesetimbangan ini. Dengan menggunakan aluminium isopropoksida, gugus isopropoksi dioksidasi menjadi aseton yang dihilangkan dengan distilasi, dengan demikian memindahkan kesetimbangan ke sisi kanan.
Reaksi balik disebut sebagai oksidasi Oppenauer .
Contoh:
Pengurangan cinnamyl aldehyde menjadi cinnamyl alcohol (hasil 75%).

Reaksi ini tidak penting secara preparatif karena Reduksi jenis ini lebih disukai dilakukan dengan hidrida kompleks. Pengurangan Meerwein-Ponndorf-Verley digunakan di industri untuk mensintesis allyl alcohol dari acrolein; yang pertama adalah zat antara penting dalam sintesis gliserol.

Mekanisme ini juga dapat dianggap sebagai reaksi Cannizaro yang disebabkan oleh aluminium alkoksida (atau magnesium alkoksida). Aluminium, sebagai basa Lewis yang sangat kuat, berkoordinasi pada langkah pertama dengan oksigen karbonil, asam Lewis .

Koordinasi antara aluminium dan oksigen memungkinkan untuk transfer ion hidrida ke atom karbon karbonil. Penggunaan aluminium isopropoksida terutama menempatkan hidrida dalam posisi yang menguntungkan untuk transfer. Reaksi berlangsung melalui keadaan transisi beranggota enam. Dengan menggunakan aluminium isopropoksida, transfer hidrida menghasilkan aseton yang terus-menerus dihilangkan dari campuran reaksi dengan distilasi, memindahkan kesetimbangan ke kanan. Alkohol, diproduksi dari keton, diperoleh dengan hidrolisis.

Pelarut untuk reaksi ini adalah isopropanol yang memungkinkan hidrolisis alkoksida yang baru dihasilkan dan regenerasi aluminium isopropoksida.

3. Mekanisme reaksi reduksi rosenmund 

Prinsip reaksi

Sintesis aldehida dari asil halida dapat dilakukan dengan dua cara. Metode pertama menggunakan hidrogenasi katalitik dengan katalis logam, misalnya platinum. Reaksi ini disebut sebagai reduksi Rosenmund . Sebagai alternatif, asil halida dapat direduksi menjadi aldehida dengan logam hidrida kompleks. Zat pereduksi ringan, seperti natrium borohidrida dan litium tri- tertoksialuminum hidrida, harus digunakan untuk menghentikan reaksi pada tahap aldehida.
Contoh:

Mekanisme reduksi Rosenmund ditunjukkan di sini untuk reduksi dengan litium tri-tertoksialuminum hidrida.

Dengan asumsi mekanisme eliminasi adisi, ion hidrida ditransfer dari litium tri-tertoksialuminum hidrida ke asil klorida pada langkah pertama.

Selanjutnya, eliminasi klorida yang dikatalisis oleh asam terjadi dan menghasilkan aldehida.

Permasalahan

1.  Pada tahapan mekanisme reaksi reduksi rosenmund, bagian eliminasi klorida yang dikatalisis oleh asam sehingga menghasilkan aldehida. Bagaimana yang terjadi jika yang pengkatalisis nya adalah basa?

2. Pada tahapan mekanisme reduksi Meerwein-Ponndorf-Verley, zat pereduksinya ialah alumunium alkoksida ,terutama alumunium isopropoksida. Apa yang terjadi jika zat pereduksi nya bukan alumunium alkoksida, akankah reaksinya tidak terjadi?


3.  Pada gambar diatas, di gunakan suhu yang cukup tinggi berkisar 65°C. Apa yang akan terjadi pada reaksi tersebut jika suhu yang di gunakan di bawah 65°?