ALKILASI

ALKILASI

Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Dalam proses ini menggunakan katalis asam kuat seperti H2SO4, HCl, AlCl3 (suatu asam kuat Lewis).

Secara kimia reaksi alkilasi dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu :

1.      Alkilasi Katalis

Suhu reaksi berkisar antara 30 – 1050F dan tekanan 1 atm – 150 psig.

Katalis yang banyak digunakan, yaitu :

a.       Proses Alkilasi Asam Fluorida diperkenalkan oleh Phillips Petroleum Company pada tahun 1942.

b.      Proses Alkilasi Aluminium Khlorida di operasikan oleh Phillip selama Perang Dunia.

c.       Proses Alkilasi Katalis Asam Sulfat telah di mulai di Amerika Serikat pada tahun 1938 oleh Shell Oil Company. Pada proses ini, komponen gasolin dengan angka oktan tinggi dibuat melalui reaksi isobutana dengan olefin. Butilen merupakan senyawa yang paling umum dipakai, karena produk yang dihasilkan mempunyai kualitas tinggi dan dapat diperoleh hanya dengan sedikit Asam Sulfat dibandingkan dengan olefin lainnya, jika diproses pada kondisi operasi yang sama.

2.      Alkilasi Termis

Alkilasi termis adalah alkilasi yang mengolah Etilen yang diikuti oleh Propilene, Butane dan Isobutilene dengan bantuan panas. Suhu reaksi berkisar 9500F dan tekanan sekitar 3000-5000 psia. Proses Alkilasi termis yang komersil telah di bangun oleh Phillips Petroleum Co untuk membuat neoheksana. Alkilasi ini menggunakan Etilene dan Isobutana sebagai reaktan untuk membuat neoheksana.

Alkilasi dalam proses industri minyak bumi merupakan salah satu proses yang digunakan bertujuan meningkatkan angka oktan produk minyak bumi. Salah satu reaksi yang terkenal adalah reaksi antara isobutana dengan olefin menggunakan katalis aluminium klorida yang ditemukan oleh Ipattief dan kawan-kawan. Reaksi ini sampai saat ini digunakan secara luas dalam alkilasi senyawa aromatik dan olefin, tetapi jarang digunakan dalam alkilasi olefin dengan parafin. Selain itu, contoh reaksi jenis ini adalah reaksi antara isobutana dengan olefin menggunakan katalis asam sulfat atau asam fluorida. Alikilasi akan mengkombinasikan olefin dengan berat molekul rendah (umumnya terdiri dari campouran propilena dan butilena) dengan isobutena dengan adanya katalis asam sulfat atau asam fluorida. Produk disebut Alkylat merupakan gasolin dengan sifat antiknocking dan pembakaran bersih.

Secara teknis, proses alkilasi dengan katalis asam sulfat dilakukan dengan diagram kerja seperti gambar berikut:

Umpan reaksi berupa olefin, isobutana dan asam dikontakkan dalam reaktor dan kemudian panas reaksi yang dihasilkan dihilangkan dengan refrigerator. Effluen reaktor ditreatmen dengan asam sebagai katalis, dan pada produk yang dihasilkan dilakukan fraksinasi untuk pemisahan.

Alkilasi dengan asam sulfat (H₂SO₄): umpan (propylena, butilena, amilena, dan isobutana) memasuki reaktor dan mengalami kontak dengan asam sulfat pekat (85% hingga 95%). Aliran dalam reaktor dibagi menjadi pengendap hidrokarbon dan fasa asam. Fasa hidrokarbon dicuci dengan air panas dan kaustik pada pH terkontrol dan dipisahkan.

Reaksi alkilasi

Pada reaksi alkilasi, atom H digantikan oleh gugus alkil (CnH2n+1).

·        Benzena bereaksi dengan haloalkana (ex = C2H5Br)

·        Menggunakan katalis AlCl3, inilah yang membedakannya dengan reaksi halogenasi

·        Menghasilkan halobenzena dan asam kuat

 Berikut contoh reaksi alkilasi:

Nama senyawa yang terbentuk bergantung pada gugus alkil yang mensubstitusi atom H. Berikut contoh penamaan alkil benzena.

Tahap pertama dari alkilasi Friedel-Crafts adalah pembentukan karbokation.

Serangan oleh karbokation elektrofil (atau haloalkana terpolarisasi) pada cincin benzena menyebabkan hilangnya sebuah proton dan menghasilkan alkilbenzena. 

Dalam campuran reaksi, karbokation dapat mengubah susunan strukturnya untuk menghasilkan karbokation yang lebih stabil. Dalam perubahan susunan kembali, karbokation sekunder memindahkan sebuah hibrida        (H :— ) ke karbon positif terdekat untuk menghasilkan karbokation tersier yang lebih stabil. Haloalkana primer yang terpolarisasi dapat mengadakan perubahan susuan serupa untuk menghasilkan karbokation sekunder atau tersier. Oleh sebab itu, alkilasi Friedel-Crafts harus direncanakan secara teliti. Walaupun reaksi dari 2-kloropana dengan benzena memberikan hasil terutama isopropilbenzena (tidak ada perubahan susunan), reaksi dari 1-kloropropana terutama juga menghasilkan (ada perubahan susunan) isopropilbenzena.

Alkilasi Enolat

Salah satu reaksi yang paling penting dari enolat adalah alkilasi oleh

adanya perlakuan dengan alkil halida. Reaksi ini sangat berguna untuk tujuan

sintesis karena memungkinkan pembentukan ikatan karbon-karbon baru, yaitu

menggabungkan dua senyawa yang lebih kecil menjadi molekul yang lebih

besar. Alkilasi terjadi bila anion enolat yang nukleofilik bereaksi dengan alkil

halida yang elektrofilik dan memaksa keluar ‘leaving group’ melalui mekanisme

SN2. Reaksi dapat terjadi pada atom oksigen enolat atau karbon alfa, tetapi

secara normal terjadi pada atom karbon.

Permasalahan
1. Salah satu reaksi yang terkenal adalah reaksi antara isobutana dengan olefin menggunakan katalis aluminium klorida yang ditemukan oleh Ipattief dan kawan-kawan. Reaksi ini sampai saat ini digunakan secara luas dalam alkilasi senyawa aromatik dan olefin, tetapi jarang digunakan dalam alkilasi olefin dengan parafin. Mengapa jarang digunakan ?

2. Alkilasi terjadi bila anion enolat yang nukleofilik bereaksi dengan alkil

halida yang elektrofilik dan memaksa keluar. Mengaapa demikian dan apa yang terjadi jika tidak bereaksi dengan alkil halida ?