carboxylic acids

Asam Karboksilat

• Gugus fungsional asam karboksilat adalah gugus karboksil

Struktur Asam Karboksilat

• Rumus umum senyawa alifatik karboksilat adalah RCOOH.

• Untuk asam karboksilat aromatik, rumus umum formula adalah ArCOOH.

Nomenclature of Carboxylic Acids• Nama IUPAC: merubah akhiran a dari nama

alkananya menjadi oat dan diawali dengan asam– Apabila ada gugus ikatan rangkap maka sisipan an dirubah

menjadi en.Asam 3-metilbuatanoat; Asam trans-3-fenilpropenoat

• Gugus karboksil memiliki prioritas paling tinggi dalam penamaan

Asam 5-hidroksiheksanoat; Asam 4-aminobutanoat, Asam 5-oksoheksanoat

•Apabila gugus karboksil terikat pada struktur siklik maka dinamai dengan nama gugus dan diakhiri dengan karboksilat

Asam 2-sikloheksenakarbokslilat; Asam trans-1,3-siklopentanadikarboksilat

• Untuk 2 gugus karboksil maka dinamai asam..(nama alkana)...dikarboksilat

• Tidak perlu diberikan nomor, gugus karboksil selalu ditempatkan diujung.

• Asam Benzoat merupakan aromatik karboksilat paling sederhana.

• Substituen perlu diberikan penomoran

• Nama umum/ nama dagang dari asam karboksilat yang paling dikenal asam format dan asam asetat

H C

O

O H

formic acid

H3C C

O

O H

acetic acid

• Pada penamaan umum, keto menunjukkan adanya keton, dan CH3CO– untuk penamaan gugus aseto

Asam 3-oksobutanoat (asam beta ketobutirat; asam aseto asetat)

• Pada penamaan umum digunakan notifikasi , , , , , etc… untuk menentukan lokasi substituen

Sifat Fisik Asam Karboksilat• Pada keadaan cair dan padat, Asam Karboksilat

memiliki bentuk dimer dengan membentuk ikatan hidrogen.

• Asam karboksilat memiliki titik didih yang tinggi, dibanding dengan senyawa alkana/ alkohol dengan bobot molekul l.k sama• Asam karboksilat merupakan senyawa polar

dan memiliki ikatan hidrogen yang kuat• Asam karboksilat lebih larut dalam air

dibanding alkana, alkohol, dan eter aldehid, keton yang memiliki berat molekul l.k sama• Asam karbokilat dapat membentuk ikatan

hidrogen dengan C=O dan -OH

• Kelarutan dalam air berkurang dengan bertambahnya berat molekul, karena meningkatnya sifat hidrofobik

Keasaman Asam Karboksilat• Asam karboksilat merupaka asam lebih kuat

dibanding asam lemah• Nilai pKa asam karboksilat alifatik dan aromatik 4 to 5.

• Sifat asam ditentukan oleh stabilitas resonansi dari ion karboksilat yang dihasilkan

• Efek induksi gugus penarik elektron yang berdekatan dengan gugus karboksil meningkatkan sifat keasaman asam karboksilat

• Semakin dekat dengan gugus karboksil meningkatkan sifat keasaman dari asam karboksilat

Pembuatan Asam KarboksilatAsam karboksilat dapat disintesis atau dibuat melaluibeberapa cara :

1. Oksidasi alkohol primer dan aldehida CH3 CH2 CH2 OH + K2Cr2O7

H+CH3 CH2 C

O

OH

CH3 CH2 CH2 CH2 OH + KMnO4H+

CH3 CH2 CH2

COOHalkohol oksidatorkuat

CH2

OH

CH C

OH

O

H+ Ag (NH3)2

+ NH4OH CH2

OH

CH C

OH

O

OH

aldehida oksidator lemah

2. Oksidasi alkena RCH HR dan R2C CHR

CHC

H3C

H3CCH2 CH3

OksC O

H3C

H3CCHO

O

CH2 CH3

H2C

H2CCH2

CH

CH

H2C

H2C

H2CCH2

COOH

COOH

H2C

sikloheksena asam adipat

Oks

3. Oksidasi gugus alkil pada cincin benzena

seberapa panjangpun gugus alkil, akan didegradasi

menjadi gugus karboksilat benzoat.

CH2

CH CH3

CH2

CH3

ClCH3

+ KMnO4OH-

COOH

COOH

Cl

3. Asam Lemak/Hidrolisis

• Lemak/minyak dihidrolisis menghasilkan asam karboksilat

H2C

HC

H2C O C (CH2)16CH3

O C (CH2)16CH3

O C (CH2)16CH3

O

O

O

Tristearin(gliserol tristearat)

+ 3 H2OH+

H2C

HC

H2C OH

OH

OH

+ CH3(CH2)16CO2H

As. Stearat(As. Lemak)

Gliserol

4. Karboonasi pada pereaksi Grignard

R-X RMgX RCO2MgX RCOOH

Menambahkan satu atom karbon pada karboksilat

Mg CO2 H+

CH3CH2CH2-Br CH3CH2CH2MgBr CH3CH2CH2COOHn-propil bromida asam butanoat

Mg CO2 H+

CO

O

RMgX + R CO

O-+ +MgX

H+

R CO

OH

CH3

Br

MgCH3

MgBr

CO2 H+CH3

COOH

p-toluic acid

CH3

Br2, hvCH2Br

MgCH2MgBr

CO2

H+

CH2 COOH

phenylacetic acid

4. Hidrolisis nirtil dan turunan asam karboksilat:

H2O, H+

R-CN R-CO2H heat

H2O, OH-

R-CN R-CO2- + H+ R-CO2H

heat

R-X + NaCN R-CN + H+, H2O, heat RCOOH1o alkyl halide

Adds one more carbon to the chain.R-X must be 1o or CH3!

CH3

Br2, hvCH2Br

NaCNCH2 CN

H2O, H+, heat

CH2 COOH

CH3CH2CH2CH2CH2CH2-BrKCN

CH3CH2CH2CH2CH2CH2-CN

H2O, H+, heat

CH3CH2CH2CH2CH2CH2-COOH

1-bromohexane

heptanoic acid

toluene

phenylacetic acid

CO2H

CH2OH

CH3

Br

C N

MgBr

KMnO4, heat

KMnO4

MgCO2; then H+

H2O, H+, heat

Reaksi-reaksi

• Reaksi dengan basa• Reduksi• Esterifikasi (Fischer)• Konversi menjadi halida asam (via SOCl2)• Dekarboksilasi

• Asam karboksilat bereaksi dengan basa menghasilkan garam yang bersifat larut dalam air

Reaksi dengan Basa

• Asam karboksilat bereaksi dengan ammonia dan amina menghasilkan garam ammonium kerboksilat yang bersifat larut

• Asam karboksilat dangan Na-bikarbonat Na karbonat menghasilkan garam dan asam karboksilat• Asam karbonat, selanjutnya terurai menjadi karbon

dikoksida dan air

• Senyawa karboksilat dengan (pKa < 7) yang akan bereaksi dengan karbonat dan bikarbonat;

Reduksi• Gugus karboksil merupakan gugus yang relatif

resisten terhadap reaksi reduksi• Gugus karboksil tidak mengalami rekasi reduksi oleh

NaBH4 dan hidrogenasi katalitik

• Litium aluminum hydrida mereduksi asam karboksilat menjadi alkohol 1°.• Reduksi dilakukan pada pelarut dietil eter, THF, atau

pelarut lain yang tidak reaktif dan pelarut aprotik.

• Kita dapat menggunakan NaBH4 untuk mereduksi gugus keton/ aldehid pada senyawa dengan gugus COOH

• Hidrogenasi katalitik tidak dapat mereduksi gugus COOH.• Kita dapa menggunakan H2/M untuk mereduksi

alkena dengan keberadaan gugus COOH.

Esterifikasi• Ester dapat diperoleh dengan mereaksikan asam

karboksilat dengan alkohol menggunakan katalisis asam, biasanya H2SO4 atau HCl.

• Pembentukan intermediet karbon tetrahedral memegang peranan penting pada reaksi esterifikasi.

C OHRO

HOCH3H+

C OCH3OH

OR

H

H+

C OCH3RO

HOH+ +

TCAI

Halida Asam• Halida asam merupakan senyawa yang

mengikat halida pada gugus asil

• klorida asam dapat diperoleh dengan mereaksikan asam karboksilat dengan tionil klorida

• Klorida asam sangat bermanfaat dalam sintesis berbagai senyawa

Dekarboksilasi• Dekarboksilasi: hilangnya gugus CO2.

• Asam karboksilat dengan pemanasan akan kehilangan gugus karboksil.

• Pada suhu rendah, gugus karboksil sulit untuk dihilangkan

• Kecuali senyawa beta karbonil karboksilat, mudah mengalami dekarboksilasi

• -keto asam dapat mengalami dekarboksilasi pada suhu sedang

• Dekarboksilasi asam-keto melibatkan penataan elektron siklik lingkar enam pada keadaan transisi.