Sikloalkana

Senyawa Hidrokarbon yang membentuk rantai terbuka disebut hidrokarbon alifatik

Bila kedua atom karbon pada ujung saling berikatan membentuk cincin, dikatakan mempunyai struktur siklis; dan disebut hidrokarbon alisiklis = sikloalkana

Rumus umum sikloalkana CnH2n Atom karbon pada sikloalkana tetap dalam

hibridisasi sp3

2

Sikloalkana

Struktur Sikloalkana Sikloalkana umumnya dinyatakan

sebagai struktur kerangka

Rumus beberapa jenis Sikloalkana

Struktur Ruang SikloalkanaTeori tegangan cincin menurut Adolf von Baeyer

(1835-1917)makin besar tegangan sudut dalam struktur sikloalkana, makin tidak stabil

Siklopropana:deviasi sudut (109,50 – 600 = 49,50)

Siklobutana: deviasi sudut (109,50 – 900 = 19,50)

Siklopentana

Sikloheksana

< 109,50 (sdt tetrahedral)tegangan sudut besar

Tidak stabil

StabilSudut antar orbital tetap 109,50

Model Molekul dari sikloalkana:

sikloheksana

siklopropana siklobutana

siklopentana

Sikloheksana paling stabil dalam konformasi kursi

Semua ikatan dalam posisi staggered dan sudut ikatan atom karbon

mendekati tetrahedral.

Konformasi perahu kurang stabil dibandingkan kursi

Semua sudut ikatan mendekati tetrahedral tetapi atom H pada C1 dan C4 berdekatan menyebabkan tegangan van der Waals.Semua ikatan dalam posisi eclipsed, mengakibatkan tegengan torsi pada kinformasi perahu

180 pm

Generalisasi

Konformasi kursi dari sikloheksana

adalah bentuk yang paling stabil dan turunan sikloheksana

hampir selalu berada dalam konformasi kursi.

Ke 12 ikatan pada cincin sikloheksana dibedakan menjadi dua jenis posisi

Posisi Substituen

Ikatan aksial menunjuk arah “utara-selatan”(6 buah ikatan)

Ikatan ekuatorial letaknya sepanjang bidang ekuator (6 buah ikatan)

Pembalikan konformasi

interkonversi kursi-kursi (ring-flipping) proses cepat (energi aktivasi = 45 kJ/mol) Semua ikatan aksial menjadi ekuatorial dan

sebaliknya

Half-chair

Half-chair

Skewboat

Half-chair

Skewboat

Half-chair

Skewboat

45 kJ/mol 45 kJ/mol

23 kJ/mol

5% 95%

Metilsikloheksana

Terjadi interkonversi kursi-kursi, tetapi 95% dari molekul mempunyai gugus metil ekuatorial.

Gugus metil aksial lebih “crowded” daripada yang ekuatorial.

CH3

CH3

5% 95%

Metilsikloheksana

Sumber berjejal (“crowded”) melalui pendekatan adanya hidrogen aksial di sisi yang sama dari cincin.

Crowding disebut "tolakan 1,3-diaksial" yang merupakan jenis tegangan van der Waals.

tert-Butilsikloheksana

Kurang dari 0.01% Lebih besar dari 99.99%

“Crowding” akan lebih parah dengan substituen besar seperti tert-butil.

tert-Butil sangat bercabang.

C(CH3)3

C(CH3)3

Tegangan van der Waalsdisebabkan adanya “tolakan 1,3-diaksial”

tert-Butilsikloheksana

Isomeri Cis/Trans pada SikloalkanaIkatan tunggal C-C pada alkana dapat mengalami rotasi bebas.Ikatan tunggal C-C pada sikloalkana tidak dapat mengalami rotasi bebas. Untuk mengadakan rotasi pada sikloalkana perlu memutus ikatan sigma. Ikatan sigma terlalu kuat, tidak dapat diputuskan pada kondisi normal

Siklopropana

Karena adaya hambatan rotasi, maka sikloalkana dengan dua substituen atau lebih akan mempunyai bentuk isomer cis/trans

Isomeri Cis/Trans pada Sikloalkana

CH3

CH3

CH3

CH3

cis-1,2-dimetilsiklopentanacis – pada sisi yang sama terhadap cincin.

trans-1,2-dimetilsiklopentanatrans – sisi berlawanan pada cincin

Dwi-substitusi pada Sikloheksana 1,2-dimetilsikloheksana mempunyai dua bentuk

isomer geometrik, yaitu :

H3C

CH3

CH3CH3

H3C

CH3CH3

CH3

trans-1,2-dimetilsikloheksana

cis-1,2-dimetilsikloheksana

cis (e,a) cis (a,e)

trans (e,e)(lebih stabil)trans (a,a)

Isomer trans lebih stabilkarena kedua substituen

pada posisi ekuatorial

4-tert.butilsikloheksanol

Pada 4-tert.butilsikloheksanol ukuran substituen tert.Bu lebih besar daripada substituen –OH.

Karena itu tert.Bu harus berada pada posisi ekuatorial

Isomer trans lebih stabil daripada isomer cis

OH(H3C)3C(H3C)3C

OH

trans-4-tert.butilsikloheksanolcis-4-tert.butilsikloheksanol

Senyawa Bisiklo Dalam satu molekul terdapat dua kerangka siklis

(cincin) Ciri : mengandung dua atom C berjembatan, yaitu

atom C yang saling hubung lewat tiga jalur Tatanama: diberi awalan bisiklo Penomoran: atom C berjembatan selalu nomor 1;

menuju atom C berjembatan yang lain lewat jalur terpanjang1

2

3

4

5

6

71

2

345

6

7

bisiklo[2,2,1]heptana

OH1

2

3

4

5

6

4-metilbisiklo[3,1,0]heks-2-en-2-ol