Derivat Asam Karboksilat

Derivat Asam Karboksilat

Asam karboksilat secara um Derivat um mengalami reaksi substitusi nukleofilik dimana nukleofil (-OH) tersubstitusi oleh nukleofil lain. Turunan asam karboksilat memiliki dua sisi. Satu sisi adalah gugus adil, yang merupakan karbonil ditambah gugus alkil (R) yang terikat. Dimana R adalah hidrogen atau metil. Turunan asam karboksilat dibedakan dari aldehida dan keton dengan adanya gugus yang mengandung heteroatom elektronegatif, biasanya oksigen, nitrogen, atau sulfur yang terikat langsung ke karbonil. Turunan asam karboksilat diibaratkan memiliki dua sisi. Satu sisi adalah gugus asil yang merupakan karbonil ditambah gugus alkil (R) yang terikat. 

a. Dicylohexyl carbodiimide (DCC)

Asam karboksilat pertama-tama ditambahkan ke molekul DCC untuk membentuk gugus lepas yang baik, yang kemudian dapat digantikan oleh amina selama substitusi nukleofilik untuk membentuk amida yang sesuai. Langkah-langkah reaksi dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

1. Deprotonasi asam

. 2. Serangan nukleofilik oleh karboksilat

3. Serangan nukleofilik oleh amina

Asam karboksilat dapat mengalami reaksi untuk memperoleh turunan asam. Turunan asam karboksilat yang paling umum terbentuk adalah ester, anhidrida asam, asam halida, dan amida.

1. Reaksi Ester 

Ester merupakan senyawa yang terbentuk oleh reaksi asam karboksilat dengan alkohol, dan memiliki rumus struktur umum:

Metode pembuatan paling sederhana yaitu menggunakan metode Fischer. Pada metode ini alkohol dan asam direaksikan dalam media asam. Reaksi dapat terjadi dalam kondisi kesetimbangan kecuali produk dikeluarkan secepat bentuknya.

Esterifikasi Fischer dapat berlangsung melalui mekanisme karbokation. Pada mekanisme karbokation, alkohol ditambahkan ke asam karboksilat dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Karbon karboksil dari asam karboksilat diprotonasi

2. Molekul alkohol menambah karbokation yang diperoleh dari Langkah 1

3. Proton hilang dari ion oksonium yang diperoleh dari Langkah 2

4. Proton berasal dari larutan gugus hidroksil

5. Sepasang elektron yang merupakan gugus hidroksil yang tidak terbagi membantu molekul air pergi.

6. Ion oksonium kehilangan proton untuk memperoleh Ester.

7. Ester dapat dibuat dalam reaksi asam yang tidak dapat diubah dengan ion alkoksida.

Pembentukan Ester yang tidak dapa diubah 

Reaksi esterifikasi tidak dapat diubah akan berlangsung melalui reaksi substitusi nukleofilik.

1. Bertindak sebagai nukleofil, ion alkoksida tertarik ke atom karbon dari gugus karboksil.

2. Oksonium  mengalami kehilangan proton

3. Pasangan elektron dari ion alkoksida yang tidak dibagi bergerak menuju karbon karbonil keluar dari gugus hidroksil 

B. Reaksi Anhidrida Asam

Gugus anhidrida asam terbentuk dengan mereaksikan garam dari asam karboksilat dengan adil halida.

Reaksi Dekarboksilasi

Dekarboksilasi merupakan proses hilangnya gugus fungsi asam sebagai karbondioksida dari asam karboksilat. Produk reaksi biasanya berupa senyawa hidrokarbon alifatik atau aromatik. Asam alifatik dan aromatik dapat didekarboksilasi menggunakan garam tembaga sederhana.

3. Reaksi Amida

Amida dengan gugus alkil pada nitrogen adalah amida tersubstitusi dan dinamai sama dengan amida tersubstitusi dan dinamai dengan amida tersubstitusi N. Amida biasanya dibuat melalui reaksi asam klorida dengan amonia atau Amina. Amida dibuat dengan mereaksikan asam halida dengan amonia. Amida tersubstitusi N dibuat dengan mereaksikan asam halida dengan Amina primer. Amida terdisubstitusi N dan dibuat dengan mereaksikan asam halida dengan amina sekunder.

Mekanisme pembentukan amida berlangsung melalui serangan molekul amonia, yang bertindak sebagai nukleofil, pada karbon karboksil dari asam klorida atau Ester. Ion alkoksida yang terbentuk membantu perpindahan ion klorida atau gugus alkoksi.

a. Molekul amonia menyerang karbon karboksil, yang mengarah pada pembentukan ion alkoksida.

b. Ion amonium kehilangan satu proton untuk memebentuk gugus NH2

c. Pasangan elektron yang tidak dibagi pada ion alkoksida oksigen bergerak masuk untuk menggantikan gugus lepas.

C. Reaksi Asam Halida

Asam karboksilat bereaksi dengan fosfor triklorida (PCl3), fosfor pentaklorida (PCl5), ionik klorida (SOC12), dan tribromida fosfor (PBr3) untuk membentuk asil Halida.

Permasalahan

1. Jelaskan mengapa  anhidrida asam pembuatannya dibuat dari derivat asam karboksilat yang lebih reaktif dan tidak dapat dibuat langsung melalui asam karboksilat induknya ?

2. Jelaskan bagaimana mempercepat terbentuknya Ester pada reaksi esterifikasi fischer ?

3. Jelaskan faktor apa yang menyebabkan turunan asam karboksilat yang berbeda memiliki reaktivitas yang sangat berbeda pula?