Derivat Asam Karboksilat

baiklah jika sebelumnya saya membahas tentang pembentukan dan sifat-sifat asam karboksilat. Maka kali ini saya akan membhas turunan dari asam karboksilat.

Gugus karboksil (disingkat -CO2H atau COOH) adalah salah satu gugus fungsi yang paling banyak terjadi dalam bisang kimia. Kelompok Karboksil dari keluarga besar senyawa terkait yang disebut senyawa asil atau Turunan Asam Karboksilat. Derivat asam karboksilat yaitu senyawa yang menghasilkan asam karboksilat jika direaksikan dengan air.

Kereaktifan Asam Karboksilat

Produksi turunan asam karboksilat adalah reaksi dua langkah, yang masing-masing penting dalam memprediksi reaktivitas senyawa. Selain itu, faktor elektronik dan sterik juga penting untuk dipertimbangkan ketika membandingkan reaktivasi asam karboksilat dan turunannya.

Faktor sterik merupakan pertimbangan penting untuk menilai reaktivitas karena keberadaan kelompok besar secara signifikan mempengaruhi laju langkah pertama dalam produksi turunan; semakin besar gugus alkil yang melekat pada karbon karbonil, semakin sulit bagi nukleofil untuk menyerang karbon karbonil.

Polarisasi senyawa asil juga penting dalam memprediksi reaktivitas. Senyawa asil yang terpolarisasi lebih kuat bereaksi lebih mudah daripada yang kurang polar. Ini berarti, misalnya, asil klorida akan bereaksi lebih cepat dalam substitusi nukleofilik dibandingkan dengan amida yang kurang terpolarisasi.

Semua reaksi dan senyawa yang dibahas dalam bagian ini akan menghasilkan asam karboksilat pada hidrolisis dan dengan demikian dikenal dengan derivatif asam karboksilat. Hidrolisis adalah salah satu contoh substitusi asil nukleofilik, yang merupakan mekanisme dua langkah yang sangat penting yang umum dalam semua reaksi yang akan dibahas.

kelompok senyawa ini juga mengandung gugus karbonil, tetapi sekarang ada atom elektronegatif (oksigen, nitrogen, atau halogen) yang melekat pada karbon karbonil. perbedaan struktur ini meyebabkan perubahan besar dalam reaktivitas. 

untuk gugus-gugus fungsional ini, gugus karbonil dulunya merupakan bagian dari asam karboksilat, dan untuk alasan itu, mereka dianggap sebagai turunan dari asam karboksilat.

1. asam klorida 

asam klorida dibuat dari asam yang sesuai dengan reaksi thionyl chloride atau fosfor pentachloride. asam klorisa adalah yang paling reaktif dari turunan asam karboksilat. gugus asil yang terikat pada halogen disebut asil halida, yang paling umum adalah asam klorida. nama ini dibangun dengan mengidentifikasiasam karboksil ic dan mengubah akhiran menjadi -yl halida. Dengan demikian, asam propano ic akan menjadi propano yl chloride.

2. asam anhidrida

anhidrida asam tidak dapat dibentuk langsung dari asam karboksilat, tapi harus dibuat dari turunan asam karboksilat yang paling reaktif. ada dua cara dalampembuatan anhidrida, yang pertama menggunakan asam klorida dan suatu karboksilat. 

dua gugus asil yang terikat pada atom oksigen yang umum adalah anhidrida karboksilat. kelompok fungsional asam anhidrida terjadi ketika dua asam karboksilat bergabung dan kehilangan air (anhidrida = tanpa air). anhidrida asam simetris diberi nama sepertiasam karboksilat kecuali asam asid akhir diganti dengan -anhidrida.

• anhridrida simetris
  anhidrida simetris adalah anhidrida asam karboksilat yang memiliki rumus struktur umum berikut ini :
  
  dimana R1 = R2 = atom hidrogen, gugus alkil, gugus aril
  
• anhidrida tidak simetris
  anhidrida campuran atau tidak simetris adalah anhidrida asam karboksilat yang memiliki rumus strukturumum berikut
  
  dimana R1 ≠ R2, tetapi merupakan atom hidroge, gugus alkil, gugus aril. saat menamai anhidrida asam tidak simetris, beri nama keduanya menggunakan metode umum alkanoic dan kemudian masukkan kedua namatersebut secara alfabe. oleh karena itu, nama pertama setiap komponen dan disusun menurut abjad diikuti dengan spasi dan kemudian anhidrida.
  
  
  anhidrida propanoat
  
  
  
  anhidrida propanoat etanoat

3. ester

ketika guguskarboksil terikat pada -OR atau -OAr, gugus fungsional disebut ester karboksilat atau hanya ester. 

ester dibuat dari asam karboksilat dan alkohol dengan bantuan katalis yang disebut reaksi esterifikasi 

ester dinamai seolah-olah rantai alkil dari alkoholadalah substituen. tidak ada nomor yang ditetapkan untuk rantai alkil ini. 

4. amida

penamaan pada amida ini yaitu kata asam dihilangkan dan akhiran -oat diganti dengan amida. pada atom N tersubstitusi oleh gugus alkil, maka substituen alkil ditunjukkan dengan memberi awalan N dimana alkil tersebut terikat. Amina sangat kuat/tahan terhadap hidrolisis. tetapi dengan adanya asam atau basa pekat, hidrolisis dapat terjadi untuk menghasilkan asam klorida.

permasalahan :

1. apa yang menyebabkan asam klorida merupakan turunan dari asam karboksilat yang palimg reaktif?

2. kenapa asam anhidrida tidak dapat langsung dibuat dari asam karboksilat?

3. apa yang menyebabkan amida dapat dihidrolisis membentuk asam klorida?

Pembentukan dan Sifat-Sifat Asam Karboksilat

Pada kali ini saya akan membahas tentang asam karboksilat. Tahukah kalian apa itu asam karboksilat?

asam karboksilat adalah senyawa organik yang didalamnya terkandung gugus fungsi, -COOH. Pada gugus karboksil mengandung gugus karbonil dan gugus hidroksil. Derivat hidrokarbon dengan sebuah atom karbon ujung yang mempunyai ikatan rangkap pada oksigen dan sebuah gugus hidroksil inilah yang disebut dengan asam karboksilat.

Pembuatan Asam Karboksilat
adapun asam karboksilat dapat dibuat dan disintesil melalui beberapa cara yaitu sebagai berikut :
1. oksidasi alkohol primer
alkohol primer mengalami oksidasi untuk menghasilkan asam karboksilatpada penambahan zat pengoksidasi. oksidasi alkohol primer menghasilkan aldehid yang selanjutnya dilanjutkan oksidasi untuk menghasilkan asam karboksilat. Kalium dikromat, kalium permanganat dan kromium trioksida termasuk dalam zat pengoksidasi yang kuat.

penting untuk diingat bahwa zat pengoksidasi yang diasamkan seperti kalium dikromat dan pereaksi jones mengarah pada pembentukan ester dalam jumlah kecil. oleh karena itu, lebih disukai untuk menggunakan zat netral atau alkali seperti kalium permanganat untuk metode persiapan.

2. Alkilbenzen
persiapan asam karboksilat aromatik dimungkinkaan melalui oksidasi alkilbenzena. Oksidasi kuat dari senyawa alkil benzena dengan kalium permanganat asam atau alkil asam atau alkali dapat menyebabkan pembentukan senyawa asam karboksilat aromatik. oksidasi rantai samping lengkap dari gugus karboksil terjadi terlepas dari rantai panjang samping.
produk samping yang dihasilkan dari reaksi bervariasi tergantung pada gugus alkil primer atau sekunder. namun, gugus alkil tersier tidak terpengaruh. selain itu, alkena yang tersubstitusi dengan benar juga dapat mengalami proses oksidasi untuk membentuk asam karboksilat dengan menggunakan zat pengoksidasi ini.

3. nitril
Nitril adalah senyawa yang mengandug -CN yang melekat pada gugus hidrokarbon. Nitril mengalami hidrolisis untuk membentuk amida. Amida selanjutnya mengalami reaksi dengan adanya katalis yang kemudian membentuk asam karboksilat. Katalis untuk reaksi ini adalah H+ atau OH-. hidrolisis senyawa nitril ini dilakukan dalam suasana asam. Hidrolisis menggunakan asam kuat diperlukan suhu yang tinggi

4. Amida
Amida mengalami hidrolisis dengan adanya katalis H+ atau OH- untuk membentuk asam karboksilat.

5. Reagen Grignard
reaksi reagen grignard dengan es kering hancur atau karbon dioksida padat mengarah pada pembentukkan garam asam karboksilat. Selanjutnya, pengasaman garam dari asam karboksilat dengan asam mineral mengarah pada pembentukan asam karboksilat yang sesuai. teknik persiapan membantu dalam mengkonversi alkil halida menjadi asam karboksilat masing masing. Asam karboksilat yang dihasilkan akan selalu memiliki satu atom karbon lebih dari alkil halida yang sesuai.

4. Asil Halida dan Anhidrida
hidrolisis asam klorida dengan air menghasilkan asam karboksilat. selain itu, asam klorida dapat dengan mudah menjalani hidrolisis dengan basa cair untuk menghasilkan ion karboksilat yang mengalami pengasaman lebih lanjut untuk menyediakan masing-masing asam karboksilat. disisi lain anhidrida menjalani hidrolisis dengan air untuk menghasilkan asam masing-masing.

• hidrolisis asam klorida dengan air menghasilkan asam karboksilat
• asam klorida mengalami reaksi dengan basa dan pengasaman lebih lanjut menyebabkan asam karboksilat.
• hidrolisis asam anhidrida menyebabkan asam karboksilat

5. ester
hidrolisis ester asam mengarah pada pembentukan asam karboksilat. namun hidrolisis basa menghasilkan karboksilat diikuti dengan pengasaman mengarah pada pembentukan asam karboksilat yang sesuai. selanjutnya, hidrolisis ester dilakukan dengan asam kuat  atau alkali untuk menghasilkan asam karboksilat.

6. aldehid
seperti pembahan diatas pembuatan asam karboksilat dimungkinkan dari zat pengoksidasi ringan seperti reagen tollen [Ag(NH3)2+ OH-] dan mangan dioksida (MnO2)

sifat-sifat asam karboksilat
sifat fisik:
1. memiliki titik didih lebih tinggi daripada senyawa organik golongan lain yang memiliki berat molekul sebanding
2. kelarutan asam karboksilat dalam air lebih besar daropada eter, alkohol, aldehida dan keton yang berat molekulnya sebanding.
3. memiliki 3 ikatan kovalen polar

sifat kimia
1. reaksi denan basa
2. mengalami reduksi
3. mengalami esterifikasi
4. mengalami dekarboksilasi
5. mengalami halogenasi





permasalahan :
1. apa yang terjadi jika pada oksidasi alkohol primer menjadi karboksilat zat pengoksidasi yang digunakan adalah zat pengoksidasi ringan seperti MnO2 ?
2. seperti yang dijelaskan diatas bahwa dalam pembentukan asam karboksilat dengan menggunakan aldehid diperlukan zat pengoksidasi ringan.

apa yang terjadi jika digunakan pereaksi kuat seperti kalium permanganat?
3. apa yang akan terjadi jika hidrolisis nitril dilakukan dengan menggunakan katalis asam lemah dan pada suhu ruang?

Mekanisme Reaksi Reduksi Pada Berbagai Senyawa Organik

Baiklah jika pada sebelumnya saya membahas reaksi oksidasi pada berbagai senyawa organik, maka kali ini saya akan membahas tentang reaksi reduksi pada berbagai senyawa organik.

Reaksi reduksi merupakan reaksi yang terjadi dengan menurunkan bilnagan oksidasi atau biloks melalui penangkapan elektron atau pelepasan oksigen pada suatu aion, atom ataupun molekul.

Berikut adalah beberapa reaksi reduksi pada senyawa organik :

1. Reaksi reduksi pada Aldehid dan Keton
Pada Aldehid dan Keton dapat direduksi menjadi 3 yaitu sebagai berikut:
A. Hidrokarbon
Menggunakan metode mozingo :
Prinsip dari metode ini yaitu dengan mengubah gugus karbonil menjadi tioasetal, yang selanjutnya direduksi dengan nikel raney. Dimana ikatan C-O Adah ikatan kuat dan C-S adalah ikatan yang lemah dan mudah direduksi dnegan nikel raney sehingga dapat terbentuk tioasetal.

Menggunakan metode Wolff kishner :
Prinsip dari reduksi ini yaitu dengan menggunakan hirdazon dan juga dilanjutkan dengan penambahan basa kuat.

Menggunakan metode Clemmensen :
Prinsip yang digunakan pada metode ini yaitu dengan menggunakan logam yang larut dalam asam dan metode ini hanya dapat berlaku dengan senyawa yang hanya memiliki satu gugus fungsi.

B. Alkohol

Pada reduksi menjadi alkohol ini dibedakan menjadi dua yaitu berdasarkan agen pereduksinya.

Transfer hidrida 

1. Pereaksi logam hidrida 

2. Reaksi cannizaro
Reaksi Aldehid dan Keton yang tidak memiliki hidrogen alpa dengan basa yang akan menghasilkan suatu alkohol dan asam karboksilat.

Adapun mekanisme nya :

3. Reduksi meerwein-ponndorf-verley
Reduksi keton menjadi alkohol dengan Al(Oi-Pr)3 dalam isopropanol.

Adapun Mekanisme nya:

C. Pikanol
Tanpa adanya donor Proton, logam elektropositif mereduksi keton menjadi pikanol dengan dimerisasi radikal anion.

2. Reduksi epoksida
Dalam mereduksi epoksida dapat digunakan tiga pereaksi yaitu
A. Litium alumunium hidrida
Dengan pereaksi ini epoksida diubah menjadi alkohol.

Jika tegangan cincin berkurang maka litium alumunium hidrida akan sulit memutuskan ikatan cincin.
B. Hidroborasi
Epoksida direduksi dengan diboran menghasilkan produk utama alkohol kurang tersubstitusi.

C. Pereaksi grignard
Dengan menggunakan pereaksi grignard ini dapat mereduksi epoksida menajdi alkohol, tetapi Rantai karbon akan bertambah panjang karena penambahan dari pereaksi grignard tersebut.

3. Reduksi Ester
Dalam reduksi Ester menjadi aldehit metode yang paling umum digunakan adalah Mcfayden dan Steven, yang dilakukan pertamakali yaitu mengkonversi ester menjadi hidrasidanya yang selajutnya direaksikan dengan benzensufonil klorida membentuk asilbenzenasulfonil hidrazin. Kemudian senyawa ini direaksikan dengan basa sehingga menghasilkan aldehid.

Permasalah :
1. Kenapa pada reduksi Aldehid dan Keton menjadi hidrokarbon dengan menggunakan metode Wolff kishner dilakukan penambahan basa kuat?
2. Kenapa pada reduksi aldehid dan keton menjadi hidrokarbon menggunakan metode clemmensen ini hanya berlaku pada senyawa yang hanya memiliki satu gugus fungsi saja ?
3. Apa yang menyebabkan atom karbon pusat pada alkana merupakan  senyawa dengan bentuk paling mudah  tereduksi dibandingkan dengan senyawa organik lainnya?