Perkembangan Sintesis Total Senyawa Organik

Perubahan terbesar dalam kimia terjadi pada bidang kimia organik. Salah satu contohnya adalah kasus kimiawan Amerika, Robert B Woodward.

Woodward adalah kimiawan organik klasik terbesar, namun ia juga terdepan dalam mengeksploitasi instrumen baru, khususnya spektrometri inframerah, ultraviolet dan NMR. Keahliannya adalah melakukan sintesis total, penciptaan zat organik (biasanya alami) sepenuhnya di laboratorium, dimulai dari bahan yang sesederhana mungkin. Senyawa-senyawa yang berhasil ia sintesis bersama rekan-rekannya adalah alkaloid, seperti quinine dan srychnine, antibiotik seperti tetrasilin, dan molekul yang sangat rumit, klorofil.

Pencapaian terbesar Woodward dicapai enam tahun setelah ia menerima hadiah nobel kimia tahun 1965; sintesis vitamin B12, sebuah rekor kerumitan baru. Universitas Harvard berhasis mensintesis produk alami yang lebih rumit lagi kemudian, yaitu palytoksin, yang memiliki lebih dari 60 stereosenter.

Sebuah sintesis total adalah sintesis kimia lengkap senyawa kimia organik yang komplek dari molekul yang simpel (sederhana), yang tersedia secarakomersial atau perkusor alami. Penelitian metodologi  biasanya melibatkan tiga tahapan utama, yaitu penemuan (Discovery) , optimasi dan study lingkungan (optimization   and     studyof scope) dan keterbatasan (Limitations) . Beberapa kelompok peneliti dapat melakukansintesis total untuk menampilkan metodologi baru dan dengan demikian menunjukkan aplikasinya untuk sintesis kompleks senyawa lainnya.   Sintesis total ini memiliki manfaat praktis maupun ilmiah. Sebelum revolusi instrumental, sintesis sering dilakukan untuk membuktikan struktur molekul. Sekarang mereka adalah syarat untuk penemuan jenis obat baru. Mereka juga dapat dipakai untuk membuktikan teori. Bersama dengan teoritikus kimia Amerika kelahiran Polandia, Roald Hoffmann, Woodward mengikuti petunjuk dari sintesis B12 yang menghasilkan perumusan aturan simetri orbital. Aturan ini tampak berlaku pada semua reaksi organik termal atau fotokimia yang terjadi dalam satu langkah. Kesederhanaan dan ketelitian prediksinya dibuat oleh beberapa aturan baru, termasuk detail stereokimia yang sangat spesifik dari hasil reaksi, dan menjadi alat yang berharga untuk kimiawan organik sintetik.

berikut ini adalah hasil sintesis senyawa organik yang ditemukan oleh woodward:

Tiga tantangan yang harus dipenuhi dalam merancang sebuah sintesis untuk senyawa tertentu:

(1) kerangka atom karbon atau kerangka yang ditemukan di kompleks yang diinginkan harus dirakit (disusun);

(2) gugus fungsional yang menjadi ciri senyawa yang diinginkan harus diperkenalkan atau dirubah (difranformasikan) dari gugus lain pada posisi yang tepat,

(3) jika pusat stereogenik muncul, mereka harus diperbaiki dengan cara yang tepat.

daftar pustaka:

http://chemist-try.blogspot.co.id/2013/03/perkembangan-kimia-organik.html

http://www.academia.edu/3818740/Sintesis_Organik

K.C.Nicolau.et.al.2000.the art and science of total synthesis at the dawn of the twenty-first century

Sntesis Urea

Siklus urea ditemukan oleh Hans Krebs dan Kurt Henseleit (5thn sblm TCA). Siklus urea disebut juga siklus ornitin, adalah reaksi pengubahan ammonia (NH₃) menjadi urea ((NH₂)₂CO). Reaksi ini terjadi dihati dan sedikit terjadi di ginjal. Hati menjadi pusat pengubahan ammonia menjadi urea karena terkait dengan fungsi hati sebagai tempat menetralkan racun.

Ammonia merupakan hasil degradasi dari asam amino; yang berasal dari reaksi transaminasi; asam oksalat dikatalisis oleh enzim aspartat dehidrogenase menjadi aspartat, aspartat akan masuk pada siklus urea dan reaksi deaminasi; glutamat (hasil transaminasi) dan H₂O yang dibantu oleh NAD⁺ yang menghasilkan NADH dan ammonia. Ammonia hasil reaksi itulah yang akan diolah di siklus urea ini. Ammonia bersifat racun sehingga dapat membahayakan tubuh (bersifat toksik) bila jumlanya berlebih di dalam tubuh. Tubuh manusia tidak dapat membuang ammonia secara cepat sehingga perlu diubah menjadi urea terlebih dahulu yang bersifat kurang beracun.

Tahapan reaksi pengubahan amonia menjadi urea terdiri atas lima tahapan reaksi (siklus urea), dua tahapan terjadi di mitokondria dan tiga tahapan terjadi di sitoplasma. Tahapan-tahapan dalam siklus urea adalah sebagai berikut.

Reaksi-reaksi diatas disederhanakan menjadi.

• NH3 + CO2 + aspartate + 3 ATP + 2 H2O → urea + fumarate + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi

CO2 dan H2O berikatan dan menjadi HCO3- dan masuk pada tahapan reaksi yang pertama.

adapun siklus dari urea adalah sebagai berikut:

urea juga bisa dijadikan sebagai pupuk. Pupuk urea dihasilkan sebagai produk samping pengolahan gas alam atau pembakaran batu bara. Karbon dioksida yang dihasilkan dari kegiatan industri tersebut lalu dicampur dengan amonia melalui proses Bosch-Meiser. Dalam suhu rendah, amonia cair dicampur dengan es kering (karbondioksida) menghasilkan amonium karbamat. Selanjutnya, amonium karbamat dicampur dengan air ditambah energi untuk menghasilkan urea dan air. Reaksinya sebagai berikut:

CO₂  + 2NH₃ → NH₂COONH₄

NH₂COONH₄ → CO(NH₂)₂  + H₂O

daftar pustaka:

http://www.edubio.info/2014/03/siklus-urea-pengubahan-amonia-menjadi.html

http://dianirianita.blogspot.co.id/2016/06/siklus-urea.html

Kimia Organik Sintesis

Gugus pelindung Amina

Amina merupakan senyawa organik dan gugus fungsional yang isinya terdiri dari senyawa nitrogen atom dengan pasangan sendiri. Amino merupakan derivatif amoniak. Biasanya dipanggil amida dan memiliki berbagai kimia yang berbeda. Yang termasuk amino ialah asam amino, amino biogenik, trimetilamina, dan anilina.

 

Gugus pelindung adalah gugus yang digunakan untuk melindungi gugus tertentu agar tidak turut bereaksi dengan pereaksi atau pelarut pada proses sintesis.Perlindungan nitrogen terus menarik banyak perhatian dalam bidang kimia, seperti peptida, nukleosida, polimer dan sintesis ligan. Tetapi, dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah gugus pelindung nitrogen telah digunakan sebagai pembantu kiral. Dengan demikian, desain baru, lebih ringan dan metodenya lebih efektif untuk perlindungan nitrogen masih aktif dalama topik sintesis kimia. Salah satu gugus pelindung amina adalah asetil, yang berfungsi melindungi gugus NH pada kitosan,. Kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang baik karena mempunyai sejumlahgugus hidroksil (-OH) dan gugus amina (-NH2) pada rantainya, merupakan polisakarida bersifat basa. Kebanyakan polisakarida yang terdapat di alam bersifat netral dan asam seperti selu losa, dekstran, peptin, asam alginat, agar, dan agarose.(Kumar, 2000).

Reaksi-reaksi transformasi kitosan pada N atau N dan O umumnya dilangsungkan tanpa melakukan proteksi (perlindungan) terhadap gugus OH primer maupun pada OH skunder.Reaksi N-asilasi kitosan dilakukan dengan mereaksikan asam karboksilat dengan kitosan. Pemanasan larutan kitosan dalam asam formiat 100 % pada suhu 90 C dengan penambahan sedikit demi sedikit piridin, akan menghasilkan N- formilkitosan, serta N-Asetil dalam asam asetat 20%. Pereaksi yang sangat banyak digunakan untuk N-asilasi kitosan adalah asil anhidrida, baik dalam kondisi homogen dan heterogen. (Kaban, 2007). Mekanisme reaksi gugus pelindung asetil pada kitosan :

Reaksi N,O-asilasi kitosan, pemanasan selama delapan jam pasa suhu 60 C campuran kitosan dengan asil klorida dengan katalis piridin kering dalam pelarut kloroform, menyebabkan semua gugus fungsi dari kitosan mengalami alkilasi. Hasil reaksi berupa O,O-alkilasi dan N,N-alkilasi, dihidrolisis selama 20 jam menggunakan larutan NaOH 1 molar suhu 60 C mampu memutuskan ikatan ester dan menghasikan senyawa amida dari kitosan dalam bentuk N,N-asil kitosan. Perbandingan volume piridin dan klorofor m yang digunakan mempengaruhi derajat substitusi asilasi dari kitosan.(Chun, et al., 2005). Mekanisme reaksi sintesis asil kitosan adalah sebagai berikut :

Gugus pelindung lain yang sering digunakan sebagai gugus pelindung amina adalah t-butiloksikarbonil (t-Boc). Gugus ini mudah dideproteksi dengan menggunakan asam trifluoro asetat (TFA), suatu kondisi yang lebih lembut dibandingkan dengan kondisi deproteksi Cbz. Ketersediaan dua gugus pelindung ini memberikan kemudahan strategi sintesis peptida yang mengandung lisin. Gugus α-amino dapat diproteksi dengan t-Boc, sementara amino rantai samping diproteksi dengan Cbz. Selama sintesis, α-amino dapat dideproteksi dengan TFA, tanpa mempengaruhi rantai samping yang diproteksi Cbz. Selain Cbz dan t-Boc, gugus pelindung amina lainnya yang sering digunakan adalah 9-florenilmetoksikarbonil (Fmoc), yang diperkenalkan oleh Carpino. Misalnya, gugus pelindung uretan seperti benziloksikarbonil (Cbz), tertbutoxycarbonyl (Boc) dan (fluorenylmethoxy) karbonil (Fmoc) mudah diperkenalkan sebagai berikut yang ditunjukkan dalam Skema dibawah ini :

Gugus amino juga dapat dilindungi dengan membentuk sulfonil nya [seperti arilsulfonil atau 2 (trimetilsilil) etil sulfonil], sulfenil dan turunannya silil. 2-atau 4-nitrofenilsulfonamida turunan dari asam amino yang berguna untuk substrat mono-N-alkilasi hanya menggunakan karbonat cesium (Cs2CO3) sebagai basis. Misalnya seperti berikut ini :

Daftar Pustaka : 

https://ml.scribd.com/doc/143832408/Book-Report-Sintesis-Kimia 

http://www.docfoc.com/book-report-sintesis-kimia Repositor.usu.ac.id/bitsream/123456789/53387/4/Chapter%20II.pdf