Chapter 20 Carboxylic Acids

Chapter 20
ASAM KARBOKSILAT
Pengantar
• Gugus fungsi dari asam karboksilat terdiri
atas ikatan C=O dengan –OH pada karbon
yang sama.
• Gugus karboksil biasanya ditulis -COOH.
• Asam alifatik memiliki gugus alkil terikat
pada -COOH.
• Asam aromatik memiliki gugus aril.
• Asam lemak merupakan rantai panjang
asam alifatik. Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
2
TATA NAMA UMUM
• Asam alifatik banyak memiliki nama sejarah.
• Posisi substituen pada rantai diberi
label dengan huruf Yunani.
α-asam klorobutirat
β-asam fenilkaprat
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
3
TATA NAMA IUPAC
• Hapus –a dari nama alkana (atau alkena),
tambahkan –oat dan diberi awalan asam.
• Karbon dari gugus karboksil diberi nomor 1.
asam 2-klorobutanoat
trans-3-fenil-2-propenoat
asam (asam sinamat)
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
4
Penamaan Asam Siklik
• Sikloalkana terikat pada-COOH yang dinamakan
sebagai asam karboksilat sikloalkana.
• Asam aromatik disebut sebagai asam benzoat.
Asam 2-isopropilsiklopentanakarboksilat asam o-hidroksibenzoat
(asam salisilat)
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
5
Asam Dikarboksilat
• Asam dikarboksilat alifatik biasanya disebut
dengan nama-nama umumnya (untuk diingat)
• Untuk tata nama IUPAC, penomoran rantai
dari ujung paling dekat dengan suatu substituen.
• Dua gugus karboksil pada cincin benzena
menunjukkan asam ftalat.
Asam 3-bromoheksadioat
Asam β-bromoadipat
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
6
Struktur karboksil
• Hibridisasi karbon adalah sp2.
• sudut ikat dekat dengan 120°.
• O-H tumpang tindih dengan C=O, untuk mendapatkan
orbital π tumpang tindih dengan orbital pasangan elektron
bebas pada oksigen.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
7
Titik Didih
Titik didihnya lebih tinggi dari alkohol yang
setara, terjadi karena pembentukan dimer.
Asam asetat, t.d. 118°C
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
8
Titik Lebur
• Asam alifatik dengan karbon
lebih dari 8 berbentuk padat pada suhu
kamar.
• Ikatan rangkap (terutama cis) menurunkan
titik leleh. Catatan asam 18-C:
¾Asam stearat (jenuh): 72° C
¾Asam oleat (satu ikatan rangkap cis): 16 °C
¾Asam linoleat (dua cis ikatan ganda): -5 °C
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
9
Kelarutan
• Kelarutan air menurun dengan bertambah
panjang rantai karbon.
• Sampai dengan 4 karbon, asam larut
dalam air.
• Lebih larut dalam alkohol.
• Juga larut dalam pelarut yang relatif
nonpolar seperti kloroform karena larut
sebagai dimer.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
10
Keasaman
Robby Noor Cahyono, S.Si.,
M.Sc.
11
Stabilisasi Resonansi
Robby Noor Cahyono, S.Si.,
M.Sc.
12
Efek Substituen Pada Asam
pKa = 4.46
pKa = 4.19 pKa = 3.47
pKa = 3.41
Robby Noor Cahyono, S.Si.,
M.Sc.
pKa = 2.16
=>
13
Garam dari Asam Karboksilat
• Sodium hidroksida menghilangkan sebuah
proton untuk membentuk garam.
• Menambahkan asam kuat, seperti HCl, akan
menghasilkan asam karboksilat kembali.
=>
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
14
Penamaan Garam Asam
• Nama kation.
• Kemudian nama anion.
potassium β-klorovalerat
potassium 3-kloropentanoat
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
15
Sifat Asam Garam
• Biasanya bentuk padat dengan bau tak
sedap
• Garam karboksilat Na+, K+, Li+, dan NH4+
yang larut dalam air.
• Sabun adalah garam natrium yang larut
dari asam lemak rantai panjang
• Garam dapat dibentuk oleh reaksi asam
dengan NaHCO3,melepaskan CO2.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
16
Pemurnian Asam
Robby Noor Cahyono, S.Si.,
M.Sc.
17
Beberapa Asam Penting
• Asam asetat dalam cuka dan makanan lain,
digunakan industri sebagai pelarut, katalis, dan
reagen untuk sintesis.
• Asam lemak dari lemak dan minyak.
• Asam benzoat dalam obat-obatan, pengawet.
• Asam adipat digunakan untuk membuat nilon 66.
• Asam Ftalat digunakan untuk membuat poliester
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
18
Review Sintesis
• Oksidasi dari alkohol primer dan aldehida
dengan asam kromat.
• Pemutusan dari suatu alkena dengan
KMnO4 panas menghasilkan asam
karboksilat jika ada hidrogen pada karbon
ikatan rangkap.
• Alkil benzena dioksidasi menjadi asam
benzoat oleh KMnO4 panas atau asam
kromat panas.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
19
Sintesis Grignard
Reagen Grignard menghasilkan
CO2+ garam karboksilat.
=>
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
20
Hidrolisis Nitril
Hidrolisis asam atau basa dari nitril
menghasilkan asam karboksilat.
=>
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
21
Turunan Asam
• Gugus fungsi terikat pada karbon asil
menentukan kelompok senyawa:
¾-OH, asam karboksilat
¾-Cl, klorida asam
¾-OR’, ester
¾-NH2, amida
• Perubahan ini melalui substitusi asil
nukleofilik.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
22
Esterifikasi Fischer
•
•
•
•
Asam + alkohol menghasilkan ester + air.
Asam mengkatalisis nukleofil lemah.
Semua tahap berjalan reversibel.
Reaksi mencapai ketimbangan.
=>
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
23
Mekanisme Fischer (1)
Protonasi karbonil dan serangan alkohol,
(sebuah) nukleofil lemah.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
24
Mekanisme Fischer (2)
Protonasi –OH dan pelepasan air.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
25
Klorida Asam
• Bentuk aktif dari asam karboksilat .
• Klorida adalah gugus pergi yang baik, sehingga
mudah mengalami substitusi asil.
• Untuk mensintesis klorida asam digunakan tionil
klorida atau oksalil klorida dengan asam.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
26
Ester dari Klorida Asam
• Klorida asam bereaksi dengan alkohol untuk
menghasilkan ester dengan hasil yang baik.
• Mekanismenya adalah adisi nukleofilik oleh
alkohol pada gugus karbonil, ion klorida
lepas,kemudian deprotonasi.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
27
Amida dari Klorida Asam
• Klorida asam bereaksi dengan amonia dan
amina untuk menghasilkan amida.
• Basa (NaOH atau piridin) ditambahkan untuk
menetralkan HCl yang dihasilkan.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
28
Diazomethana
• CH2N2 bereaksi dengan asam karboksilat
untuk menghasilkan ester metil kuantitatif.
• Sangat beracun, eksplosif. Larut dalam eter.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
29
Mekanisme Diazomethana
Robby Noor Cahyono, S.Si.,
M.Sc.
30
Amida dari Asam
• Amina (basa) mengambil sebuah proton dari
asam karboksilat membentuk suatu garam.
• Memanaskan garam di atas 100°C
menghasilkan uap dan bentuk amida.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
31
Reduksi Menjadi Alkohol Primer
• Menggunakan reduktor kuat, LiAlH4.
• Borana, BH3 dalam THF, mereduksi asam
karboksilat menjadi alkohol, namun tidak
mereduksi keton.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
32
Reduksi Menjadi Aldehid
• Sulit menghentikan reduksi pada aldehid.
• Menggunakan bentuk yang lebih reaktif dari
asam (klorida asam) dan reduktor lemah,
litium alumunium tri(t-butoksi)hidrida.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
33
Alkilasi Membentuk Keton
Satu mol asam karboksilat
bereaksi dengan 2 mol organolitium.
Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc.
34