Kamis, 15 Maret 2012

Produk Alami 5 - Natural Product - 天然产物化学 - 天然產物化學 - Polimer 3



PULIH MARI BALI WUTUH PURNA WALUYA JATI
DNA Molecule - Two Views

Legend:

The double helix of the DNA is shown along with details of how the bases, sugars and phosphates connect to form the structure of the molecule.

DNA is a double-stranded molecule twisted into a helix (think of a spiral staircase). Each spiraling strand, comprised of a sugar-phosphate backbone and attached bases, is connected to a complementary strand by non-covalent hydrogen bonding between paired bases. The bases are adenine (A), thymine (T), cytosine (C) and guanine (G). 

A and T are connected by two hydrogen bonds. G and C are connected by three hydrogen bonds. 
Polimer
Definisi
Polimer atau kadang-kadang disebut sebagai makromolekul, adalah molekul besar yang dibangun oleh pengulangan kesatuan kimia yang kecil dan sederhana. Kesatuan-kesatuan berulang itu setara dengan monomer, yaitu bahan dasar pembuat polimer (Tabel Pembentukan Polimer). Akibatnya molekul-molekul polimer umumnya mempunyai massa molekul yang sangat besar. Sebagai contoh, polimer poli (feniletena) mempunyai harga rata-rata massa molekul mendekati 300.000. Hal ini yang menyebabkan polimer tinggi memperlihatkan sifat sangat berbeda dari polimer bermassa molekul rendah, sekalipun susunan kedua jenis polimer itu sama.

Tabel Pembentukan Polimer
Polimer
Monomer
Kesatuan Berulang
Rumus
Poli(etena)/ Polyethylene/ Poly(methylene)
CH= CH2
- ( CH- CH2) -
(C2H4)n
Poli(chloroetena)/ Poly(vinylchloride)
CH= CHCl
- ( CH- CHCl) -
(C2H3Cl)n
Selulosa/Cellulose
C6H12O6
- (C6H10O5) -
(C6H10O5)n

Klasifikasi
Senyawa-senyawa polimer didapatkan dengan dua cara, yaitu yang berasal dari alam (polimer alam) dan di polimer yang sengaja dibuat oleh manusia (polimer sintetis).
Polimer yang sudah ada dialam (polimer alam), seperti :
  1. Amilum dalam beras, jagung dan kentang
  2. Selulosa dalam kayu
  3. Protein terdapat dalam daging
  4. Karet alam diperoleh dari getah atau lateks pohon karet

Latex being collected from a tapped rubber tree
Polimer Alam, Berupa Getah Karet
A woman in Sri Lanka in the process of harvesting rubber
Polimer Alam, Berupa Getah Karet
Karet adalah polimer hidrokarbon yang terkandung pada lateks beberapa jenis tumbuhan. Sumber utama produksi karet dalam perdagangan internasional adalah para atau Hevea brasiliensis (suku Euphorbiaceae). Beberapa tumbuhan lain juga menghasilkan getah lateks dengan sifat yang sedikit berbeda dari karet, seperti anggota suku ara-araan (misalnya beringin), sawo-sawoan (misalnya getah perca dan sawo manila), Euphorbiaceae lainnya, serta dandelion. Pada masa Perang Dunia II, sumber-sumber ini dipakai untuk mengisi kekosongan pasokan karet dari para. Sekarang, getah perca dipakai dalam kedokteran (guttapercha), sedangkan lateks sawo manila biasa dipakai untuk permen karet (chicle). Karet industri sekarang dapat diproduksi secara sintetis dan menjadi saingan dalam industri perkaretan.
As a material of natural origin, rubber has a tendency to equilibrium with the humidity of the surrounding environment. 
If the absorbed level is too high or low, this can have a significant impact 
on the materials ability to be reprocessed, and the subsequent final product`s quality.
Polimer Alam, Berupa Getah Karet
Karet alam merupakan polimer dari senyawa hidrokarbon, yaitu 2-metil-1,3-butadiena (isoprena). Ada juga polimer yang dibuat dari bahan baku kimia disebut  polimer sintetis seperti polyetena, polipropilena, poly vynil chlorida (PVC), dan nylon. Kebanyakan  polimer ini sebagai plastik yang digunakan untuk berbagai keperluan baik untuk rumah tangga, industri, atau mainan anak-anak.
 Plastik
Polimer Sintetis, Berupa Plastik
Plastik
Polimer Sintetis, Berupa Plastik 

Reaksi Polimerisasi
Reaksi polimerisasi adalah reaksi penggabungan molekul-molekul kecil (monomer) yang membentuk molekul yang besar. Ada dua jenis reaksi polimerisasi, yaitu :  polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensasi.


Polimerisasi Adisi
Polimerisasi ini terjadi pada monomer yang mempunyai ikatan tak jenuh (ikatan rangkap dengan melakukan reaksi dengan cara membuka ikatan rangkap (reaksi adisi) dan menghasilkan senyawa polimer dengan ikatan jenuh.

Mekanisme reaksi :
Atau dapat dituliskan :
Contoh :
Pembentukan  Polietena (sintesis)
Polietena merupakan plastik yang dibuat secara sintesis dari monomer etena (C2H4) menurut reaksi adisi berikut :
Etena (ethene) atau etilena (ethylene)
Polietilena (Polyethylene)
Polyethylene or polythene (IUPAC name polyethene or poly(methylene)) 
Polietilena (Polyethylene) 

Polyethylene or polythene (IUPAC name polyethene or poly(methylene))

Etena atau etilena atau Ethylene (IUPAC name: ethene) adalah senyawa alkena paling sederhana yang terdiri dari empat atom hidrogen dan dua atom karbon yang terhubungkan oleh suatu ikatan rangkap. Karena ikatan rangkap ini, etena disebut pula hidrokarbon tak jenuh atau olefin.
Pada suhu kamar, molekul etena tidak dapat berputar pada ikatan rangkapnya sehingga semua atom pembentuknya berada pada bidang yang sama. Sudut yang dibentuk oleh dua ikatan karbon-hidrogen pada molekul adalah 117°, sangat dekat dengan sudut 120° yang diperkirakan berdasarkan hibridisasi ideal sp2.
 Three sp2 orbitals.
Etena digunakan terutama sebagai senyawa antara pada produksi senyawa kimia lain seperti plastik. Etena juga dibentuk secara alami oleh tumbuhan dan berperan sebagai hormon. Ia diketahui terutama merangsang pematangan buah dan pembukaan kuncup bunga.

Polietilena (disingkat PE) (IUPACPolietena) adalah termoplastik yang digunakan secara luas oleh konsumen produk sebagai kantong plastik. Sekitar 80 juta metrik ton plastik ini diproduksi setiap tahunnya.
Polietilena adalah polimer yang terdiri dari rantai panjang monomer etilena (IUPAC: etena). Di industri polimer, polietilena ditulis dengan singkatan PE, perlakuan yang sama yang dilakukan oleh Polistirena (PS) dan Polipropilena (PP).
Molekul etena C2H4 adalah CH2=CH2. Dua grup CH2 bersatu dengan ikatan ganda. Polietilena dibentuk melalui proses polimerisasi dari etena. Polietilena bisa diproduksi melalu proses polimerisasi radikalpolimerisasi adisi anionikpolimerisasi ion koordinasi, atau polimerisasi adisi kationik. Setiap metode menghasilkan tipe polietilena yang berbeda.

Pembentukan Poli-isoprena (alami)
Poli-isoprena merupakan karet alam dengan monomer 2-metil-1,3 butadiena. Reaksi yang terjadi dengan membuka salah satu ikatan rangkap dan ikatan rangkap yang lainnya berpindah, menurut reaksi adisi :
Polyisoprena (cis-1,4-polyisoprene) / Karet Alam 
Polyisoprena (cis-1,4-polyisoprene) / Karet Alam

Natural rubber is an addition polymer made up of thousands of isoprene monomer repeating units. It is obtained from the Hevea brasiliensis tree in the form of latex. The difference between natural rubber and another natural polymer, gutta-percha (the material used to cover golf balls), is the geometric form of the polyisoprene molecules. The CH2 groups joined by double bonds in natural rubber are all on the same sides of the double bonds (the cis configuration), whereas those in gutta-percha are on opposite sides of the double bonds (the trans configuration). This single structural difference changes the elasticity of natural rubber to the brittle hardness of gutta-percha.

Geometric Isomers
Examination of the two molecules above reveals they share the same molecular formula (BrCHCHBr) as well as the location of the double bond. Thus they are isomers; both represent 2-ethylene but their physical properties differ. The difference between the two isomers is hinted by their two dimensional representation but becomes more clear when the examined in three dimensions.
The difference lies in the way the atoms are oriented in space. They are not mirror images of each other, and thus they are termed diastereomers. However, because the rotation about the carbon carbon double bond is hindered (since it would break the pi bond), they are classified as geometric isomers. The two configurations are named by inserting the prefix "cis" (Latin: on this side) for I and "trans" (Latin: across) for II which indicate the location of the bromo groups each on the same or opposite sides of the molecule. Thus, the proper name for I is cis-1,2-dibromo-ethene and II trans-1,2-dibromo-ethene.



Contoh molekul hidrokarbon yang menunjukkan isomerisme cis-trans adalah 2-butena. 
Dalam kimia, isomerisme cis-trans atau isomerisme geometrik atau isomerisme konfigurasi adalah sebuah bentuk stereoisomerisme yang menjelaskan orientasi gugus-gugus fungsi dalam sebuah molekul. Secara umum, isomer seperti ini mempunyai ikatan rangkap yang tidak dapat berputar. Selain itu, isomer ini juga muncul dikarenakan struktur cincin molekul yang menyebabkan perputaran ikatan sangat terbatas.
Istilah "isomerisme geometrik" adalah istilah lama yang sudah tidak digunakan lagi dan merupakan sinonim dari "isomerisme cis-trans". Ia kadang-kadang juga merupakan sinonim untuk stereoisomerisme umum (misalnya isomerisme optis); istilah yang tepat untuk stereoisomerisme non-optis adalah diastereomerisme.
Terdapat dua bentuk isomer cis-trans, yakni cis dan trans. Ketika gugus substituen berorientasi pada arah yang sama, diastereomer ini disebut sebagai cis, sedangkan ketika subtituen berorientasi pada arah yang berlawanan, diastereomer ini disebut sebagai trans. Contoh molekul hidrokarbon yang menunjukkan isomerisme cis-trans adalah 2-butena.
Senyawa alisiklik juga dapat menunjukkan isomerisme cis-trans. Sebagai contoh isomer geometrik yang disebabkan oleh struktur cincin, perhatikan 1,2-diklorosikloheksana:
1,2-diklorosikloheksana 


The two types of polymer configurations are cis and trans. These structures can not be changed by physical means (e.g. rotation). The cis configuration arises when substituent groups are on the same side of a carbon-carbon double bond. Trans refers to the substituents on opposite sides of the double bond.

Polimerisasi Kondensasi
Pada polimerisasi kondensasi ini, disamping menghasilkan senyawa polimer juga menghasilkan zat lain yang struktur molekulnya sederhana (kecil).

Monomer + monomer  +….. → polimer + zat lain


Pembentukan Nylon (sintesis)
Pembuatan nylon dari monomer asam heksanadionat (asam adipat) dengan 1,6-diamino heksana. Reaksi yang terjadi adalah gugus karboksilat (-COOH) bereaksi dengan gugus amino (-NH2) melalui ikatan peptida (HNCO) dan mengasilkan nylon serta molekul air.
Contoh :
Reaction scheme of the condensation polymerization of dicarboxyric acid and diamine.
Nylon
Nylon 
Nylon 
Nilon merupakan suatu keluarga polimer sintetik yang diciptakan pada 1935 oleh Wallace Carothers di DuPont. Produk pertama adalah sikat gigi ber-bulu nilon (1938), dilanjutkan dengan produk yang lebih dikenal: stoking untuk wanita pada 1940. Nilon dibuat dari rangkaian unit yang ditautkan dengan ikatan peptida (ikatan amida) dan sering diistilahkan dengan poliamida (PA). Nilon merupakan polimer pertama yang sukses secara komersial, dan merupakan serat sintetik pertama yang dibuat seluruhnya dari bahan anorganik: batu bara, air, dan udara. Elemen-elemen ini tersusun menjadi monomer dengan berat molekular rendah, yang selanjutnya direaksikan untuk membentuk rantai polimer panjang.

Bahan ini ditujukan untuk menjadi pengganti sintetis dari sutra yang diwujudkan dengan menggunakannya untuk menggantikan sutra sebagai bahan parasut setelah Amerika Serikat memasuki Perang Dunia II pada 1941, yang menyebabkan stoking sulit diperoleh sampai perang berakhir.
Serat nilon sekarang dipergunakan untuk kain dan tali. Nilon padat digunakan untuk bagian mekanik dan rekayasa.
Pembentukan protein (alami)
Protein terbentuk dari asam  D amino sebagai monomer. Pembentukannya seperti pada nylon yaitu reaksi dari gugus karboksilat (-COOH) dengan gugus amino (-NH2) melalui ikatan peptida (HNCO) dengan menghasilkan protein dan air.

Chemical structure of the peptide bond (bottom) and the three-dimensional structure 
of a peptide bond between an alanine and an adjacent amino acid (top/inset)

Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus.
Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber gizi, protein berperan sebagai sumber asam amino bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).
Protein merupakan salah satu dari biomolekul raksasa, selain polisakarida, lipid, dan polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838.
Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik. Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom.[1] Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi penuh secara biologi.

>>> Daftar Jamu Godog Kendhil Kencana

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar