Tiol dan amina

T I O L

Dalam kimia organik, tiol adalah sebuah senyawa yang mengandung gugus fungsi yang terdiri dari atom sulfur dan atom hidrogen (-SH). Sebagai analog sulfur dari gugus alkohol (-OH), gugus ini dirujuk baik sebagai gugus tiol ataupun gugus sulfhidril. Secara tradisional, tiol sering dirujuk sebagai merkaptan. Istilah merkaptan berasal dari Bahasa Latin mercurium captans, yang berarti 'menggenggam raksa', karena gugus -SH mengikat kuat unsur raksa.

Penamaan Tiol

·    Metode yang direkomendasikan oleh IUPAC adalah dengan menambahkan akhiran -tiol pada nama alkana. Metode ini hampir identik dengan tatanama alkohol. Misalnya: CH₃SH akan menjadi metanatiol.

·   Metode lama, perkataan merkaptan menggantikan alkohol pada nama analog alkohol senyawa itu. Misalnya: CH₃SH menjadi metil merkaptan. (CH₃OH bernama metil alkohol)

·         Sebagai sebuah prefiks, istilah sulfanil atau merkapto digunakan. Sebagai contoh: merkaptopurina. 

Sifat-sifat Tiol

1.      Sifat Fisika

·         Bau

Banyak senyawa tiol adalah cairan dengan bau yang mirip dengan bau bawang putih. Bau tiol sering kali sangat kuat dan menyengat, terutama yang bermassa molekul ringan. Tiol akan berikatan kuat dengan protein kulit. Distributor gas alam mulai menambahkan berbagai macam tiol yang berbau tajam ke dalam gas alam yang tidak berbau tersebut setelah kasus peledakan sekolah New London pada tahun 1937 di New London, Texas yang mematikan. Walaupun demikian, tidak semua tiol berbau tidak sedap. Sebagai contoh, tioterpineol bertanggung jawab atas aroma sedap buah Citrus × paradisi.

·         Titik didih dan kelarutan

Oleh karena perbedaan elektronegativitas yang rendah antara hidrogen dengan sulfur, ikatan S-H secara praktis bersifat kovalen nonpolar. Sehingga ikatan S-H tiol memiliki momen dipol yang lebih rendah dibandingkan dengan ikatan O-H alkohol. Tiol tidak menampakkan efek ikatan hidrogen, baik terhadap molekul air, maupun terhadap dirinya sendiri. Oleh karena itu, tiol memiliki titik didih yang rendah dan kurang larut dalam air dan pelarut polar lainnya dibandingkan dengan alkohol.

2.      Sifat Kimia

·           Sintesis

Metode pembuatan tiol mirip dengan pembuatan alkohol dan eter. Reaksinya biasanya lebih cepat dan berendemen lebih tinggi karena anion sulfur merupakan nukleofil yang lebih baik daripada atom oksigen/Tiol terbentuk ketika halogenoalkana dipanaskan dengan larutan natrium hidrosulfida.

CH₃CH₂Br + NaSH → CH₃CH₂SH + NaBr

Selain itu, disulfida dapat dengan mudah direduksi oleh reduktor seperti litium aluminium hidrida dalam eter kering menjadi dua tiol.

R-S-S-R' → R-SH + R'-SH

·         Reaksi

Gugus tiol merupakan analog sulfur gugus hidroksil (-OH) yang ditemukan pada alkohol. Oleh karena sulfur dan oksigen berada dalam golongan tabel periodik yang sama, ia memiliki sifat-sifat ikatan kimia yang mirip. Seperti alkohol, secara umum, ia akan terdeprotonasi membentuk RS⁻ (disebut tiolat), dan secara kimiawi lebih reaktif dari bentuk tiol terprotonasi RSH. Kimia tiol berhubungan dengan kimia alkohol: tiol membentuk tioeter, tioasetal, dan tioester, yang beranalogi dengan eter, asetal, dan ester. Lebih jauh lagi, gugus tiol dapat bereaksi dengan alkena, membentuk tioeter.

·         Keasaman

Atom sulfur tiol lebih nukleofilik daripada atom oksigen pada alkohol. Gugus tiol bersifat sedikit asam dengan pK_a sekitar 10 sampai 11. Dengan keberadaan basa, anion tiolat akan terbentuk, dan merupakan nukleofil yang sangat kuat. Gugus dan anion ini dapat dengan         mudah teroksidasi oleh reagen seperti bromin, menghasilkan disulfida              (R-S-S-R).

2R-SH + Br₂ → R-S-S-R + 2HBr

Oksidasi oleh reagen yang lebih kuat, seperti natrium hipoklorit atau hidrogen peroksida, menghasilkan asam sulfonat (RSO₃H).

R-SH + 3H₂O₂ → RSO₃H + 3H₂O

 

Contoh tiol

·         Metanatiol - CH₃SH

·         Etanatiol - C₂H₅SH

·         Koenzim A

·         Lipoamida

·         Glutationa

·         Sisteina

·         2-Merkaptoetanol

·         Ditiotreitol/ditioeritritol (pasangan epimer)

·         2-Merkaptoindola

·         transglutaminase

Dalam obat:

Dimerkaprol (sebagai antidotum arsen dan antidotum logam berat)

  2,3-dimercapto-succinic acid (DMSA)
Sintesis Dimerkaprol:

A M I N A

Amina adalah senyawa organik yang mengandung atom nitrogen trivalent yang berkaitan dengan satu atau dua atau tiga atom karbon. Gugusan amino mengandung nitrogen terikat, kepada satu sampai tiga atom karbon (tetapi bukan gugusan karbonil). Apabila salah satu karbon yang terikat pada atom nitrogen adalah karbonil, senyawanya adalah amida, bukan amina. Gugus fungsi amina adalah R-NH_2.

Ciri Khas

Di antara sejumlah golongan senyawa organik yang memiliki sifat basa, yang terpenting adalah amina. Di samping itu sejumlah amina memiliki keaktifan faali (fisiologis), misalnya efedrina berkhasiat sebagai peluruh dahak, meskalina yang dapat mengakibatkan seseorang berhalusinasi, dan amfetamina yang mempunyai efek stimulant. Kelompok senyawa alkaloid yang berasal dari tumbuhan secara kimia juga meripakan bagian dari golongan basa organik amina.

Isomerisasi Amina

Isomerisasi yang terbentuk pada senyawa-senyawa amina adalah isomer rangka. Isomer rangka adalah kesamaan rumus molekul namun memiliki perbedaan kerangka secara struktural.

Contohnya: C₄H₁₁N

 

Rumus dan Struktur

Rumus umum untuk senyawa amina adalah C_n H_2n+3 N, dimana R dapat berupa alkil atau aril. Amina merupakan senyawa organik yang terpenting dalam kehidupan sehari-hari dan memiliki urutan yang paling penting dalam senyawa organik, oleh karena itu amina tidak terlepas dari semua unsur organik yang lain. Oleh karena itu sifat-sifat yang dipelajari dalam senyawa amina akan sangat membantu dalam memahami aspek kimiawi kelompok alkoid yang mempunyai peran penting dalam pembuatan obat-obat sinetik dewasa ini.

Tata Nama Amina

1.      Tata Nama IUPAC (Sistematik)

Nama sistematik untuk amina alifatik primer diberikan dengan cara seperti nama sistematik alkohol, monohidroksi akhiran –a dalam nama alkana induknya  diganti oleh kata amina..

Contoh:

CH3- CH-CH3
           │                                       2-propanamina
         NH2

CH3-CH2-CH-CH2-CH3

        │                                3-pentanamina

                       NH­3

Untuk amina sekunder dan tersier yang asimetrik (gugus yang terikat pada atom N tidak sama), lazimnya diberi nama dengan menganggapnya sebagai amina primer yang tersubtitusi pada atom N. Dalam hal ini berlaku ketentuan bahwa gugus sustituen yang lebih besar dianggap sebagai amina induk, sedangkan gugus subtituen yang lebih kecil lokasinya ditunjukkan dengan cara menggunakan awalan N (yang berarti terikat pada atom N).
Contoh:
CH3NCH3N3N-dimetilsiklopentamina

2.  Tata Nama Trivial

Nama trivial untuk sebagian besar amina adalah dengan menyebutkan gugus-gugus alkil/aril yang terikat pada atom N dengan ketentuan bahwa urutan penulisannya harus memperhatikan urutan abjad huruf terdepan dalam nama gugus alkil/aril kemudian ditambahkan kata amina di belakang nama gugus-gugus tersebut.

Contoh:

 CH3
  │
CH3——NH2CH — C — NH2             Metilamina tersier-butilamina
  │
CH3

Klasifikasi Amina

Amina digolongkan menjadi amina primer (RNH2), sekunder (R2NH), atau tersier (R3N), tergantung kepada jumlah atom karbon yang terikat pada atom nitrogen (bukan pada atom karbon, seperti pada alkohol)
Amina primer (suatu karbon Terikat kepada N), Amina sekunder (Dua Korbon terikat kepada N), Amina tersier (Tiga karbon terkait kepada N).

Tabel Penggolongan Amina

Kelas kimiawi	Gugus	Rumus	Rumus struktural	Awalan	Akhiran	Contoh
Amina	Amina primer	RNH2		amino-	-amina	Metilamina
	Amina sekunder	R2NH		amino-	-amina	Dimetilamina
	Amina tersier	R3N		amino-	-amina	Trimetilamina

Sifat-Sifat Amina
1. Sifat Kimia

·         Pada senyawa dengan rantai pendek, merupakan senyawa polar yang mudah larut dalam air.

·     Memiliki titik didih dan titik leleh yang dengan seiring bertambah cenderung bertambah panjangnya rantai karbon.

·         Semua amina bersifat sebagai basa lemah dan larutan amina dalam air bersifat basis.

2.    Sifat Fisika

·         Suku-suku rendah berbentuk gas.

·         Tak berwarna, berbau amoniak, berbau ikan.

·         Mudah larut dalam air

·         Amina yang lebih tinggi berbentuk cair/padat.

·         Kelarutan dalam air berkurang dengan naiknya BM.

Reaksi-reaksi Amina

Reaksi Amina dengan Asam Nitrit

1. Amina alifatik primer dengan HNO₂ menghasilkan alkohol disertai pembebasan gas N₂ menurut persamaan reaksi di bawah ini :

CH₃-CH-NH₂ + HNO₂→ CH₃-CH-OH + N₂ + H₂O
         │                                          │
        CH₃                                     CH₃

      Isopropilamina (amina 1°) isopropil alkohol (alkohol 2°)

2.        Amina alifatik/aromatik sekunder dengan HNO₂ menghasilkan senyawa N-nitrosoamina yang mengandung unsur N-N=O

Contoh :
H N=O N + HNO₂ → N + H₂OCH₃CH₃

                N-metilanilina N-metilnitrosoanilina

3.      Amina alifatik/aromatik dengan HNO₂ memberikan hasil reaksi yang  ditentukkan oleh jenis amina tersier yang digunakan. Pada amina alifatik/aromatik tersier reaksinya dengan HNO₂ mengakibatkan terjadinya substitusi cincin aromatik oleh gugus –NO.

Contoh :

CH₃ CH₂ N + HNO₂ → N + H₂O CH₃ CH₃

             N,N-dietilanilina p-nitroso –N,N- dimetilanilina

4.      Amina aromatik primer jika direaksikan dengan HNO₂ pada suhu 0°C menghasilkan garam diazonium.

Contoh:

NH₂ + HNO₂ + HCl N= : Cl + 2H₂O
   Anilina benzenadiaazonium klorida

Reaksi Amina dengan Asam

  Contoh :
(CH₃CH₂)2NH + HCl (CH₃CH₂)2NH+Cl-
           Dietilamonium klorida

Pembuatan Amina

Ada dua jalan umum untuk pembentukan amina yaitu subtitusi dan reduksi.

1.      Reaksi Subtitusi dari Alkil Halida

Ammonia dan mengandung pasangan elektron sunyi pada atom nitrogen, oleh sebab itu, senyawa itu dapat bertindak sebagai nukleofil dalm reaksi subtitusi nukleofilik dari alkil halida. Reaksi dengan amonia menghasilkan garam dari amin primer. Bila garam amina ini direaksikan dengan basa akan dibebaskan amina bebas. Reaksi alkil halida dengan amina dan bukan amonia akan menghasilkan amin sekunder, tersier, atau garam amonium kuarterner, tergantung pada amina yang digunakan.

2.        Reaksi Reduksi dari Senyawa Nitrogen lain

Reduksi dari amida atau nitril dengan litium aluminium hidrida atau dengan gas hidrogen (hidrogenasi katalitik) menghasilkan amina. Dengan amida, amin primer, sekunder, atau tersier bisa didapat, tergantung kepada jumlah substitusi pada amida nitrogen.

Gugus amina dalam obat-obatan

Nama Obat	Nama Kimia	Rumus	Khasiat Obat
Antalgin	Natrium 2,3-dimetil-1-fenil-5-pirazolon-4-metiaminoetansulfonat	C13H16N3NaO4S.H2O	Analgetik
Asetaminofen	N-asetil-4-aminofenol	C8H9NO2	Analgetik antipiretik
Asam Aminokaproat	Asam 6-aminoheksanoat	C6H13NO2	Antihemoragi
Etambutol Hidroklorida	2,2-etilendiimino-dibutan-1-ol-hidroklorida	C10H24N2O2.2HCL	Antituberkulosis
Etilendiamina	Etana 1,2 diamina	C2H8N2.H2O	Pelarut teofilin
Kalsium Pantotenat	Kalsium D (+)-N-(2,4-dihidroksi-3,3-dimetil butiril-ß-alaninat	C18H32CaN2O10	Komponen Vitamin B Kompleks
Kalium Penisilina-V	Kalium Fenoksimetilpenisilina	C16H17KN2O5	Antibiotik
Lisina Hidroklorida	2,6-diaminoheksanoat hidroklorida	C6H14N2O2.HCl	Penambah gizi
Meprobamat	2-metil-2-propil-propana-1,3-diol dikarbamat	C9H18N2O4	Sedativum
Pantotenol	Pantotenol	C9H19NO4	Komponen vitamin B kompleks

Contoh Sintesis Obat yang Mengandung Gugus Amina

1.      Paracetamol (Asetaminofen)

                             Para-acetyl-amino-Phenol