Derivat Asam Karboksilat

Derivat asam karboksilat merupakan turunan asam karboksilat, dimana ditinjau

dari strukturnya senyawa yang diperoleh dari hasil pergantian gugus –OH dalam rumus

struktur RCOOH oleh gugus –NH2, -OR, atau –OOCR. Dalam derivat asam karboksilat

ini lebih spesifik membahas halida asam, anhidrida asam, ester, amida, dan nitril.

Semua turunan asam karboksilat mempunyai gugus fungsi asil (RCO-) atau aroil

(ArCO-) dan bila dihidrolisis menghasilkan asam karboksilat. Oleh karena itu adanya

gugus karbonik menyebabkan turunan asam karboksilat bersifat polar, dan kepolaran ini

yang berpengaruh terhadap sifat-sifat yang ada pada turunan asam karboksilat.

A. Kereaktifan Derivat Asam Karboksilat

Derivat asam karboksilat ialah senyawa yang menghasilkan asam karboksilat

apabila dihidrolisis. Tidak seperti aldehida dan keton, turunan dari asam karboksilat

mengandung gugus yang tinggal, gugus elektronegatif yang dapat hilang sebagai anion

(X- atau RCO2-) atau sebagai anion terprotonasi (ROH atau R2NH).

Dan perlu diketahui bahwa semua derivat mengandung gugus asil, RCO-, kecuali nitril.

Dalam derivat asam karboksilat mengandung gugus pergi yang terikat pada

karbon asil, sedangkan aldehida dan keton tidak. Biasanya reagensia mengadisi pada

gugus karbonil dari keton atau aldehida, tetapi mensubstitusi pergi tersebut dalam

derivat asam.

B. Sifat Spektral Derivat Asam Karboksilat

Spektra nomor dari derivat asam karboksilat memberikan sedikit informasi

mengenai fungsionalitas dibandingkan dengan spektra inframerah yang memberikan

lebih banyak informasi mengenai tipe gugus fungsional.

1. Klorida asam

Absorpsi inframerah karbonil dari klorida asam dijumpai pada frekuensi yang

sedikit lebih tinggi daripada resapan untuk derivat asam lainnya.

2. Anhidrida

Pada umumnya anhidrida menunjukkan peak karbonil rangkap dalam spektrum

inframerahnya.

3. Ester

Absorpsi inframerah karbonil dari ester alifatik sekitar 1740 cm-1 (5,75 m),

tetapi ester terkonjugasi menyerap pada frekuensi sedikit lebih rendah.

4. Amida

Posisi resapan gugus karbonil suatu amida beranekaragam dan tergantung pada

sejauh mana pengikatan hidrogen antara molekul-molekul. Spektrum inframerah dari

suatu amida cair murni menunjukkan suatu peak yang disebut pita amida I. Dalam

amida ini dibedakan dengan amida primer, amida sekunder, dan amida tersier.

5. Nitril

Resapan CN dijumpai dalam daerah ikatan rangkap tiga dari spektrum

inframerah dan dengan intensitas antara medium ke lemah.

C. Turunan dari Asam Karboksilat

1. Halida Asam

a) Tatanama Klorida Asam

Klorida asam diberi nama menurut nama asam karboksilat induknya, dengan

imbuhan asam-at diubah menjadi –il klorida.

Contoh:

b) Pembuatan Klorida Asam

Klorida asam dapat diperoleh langsung dari asam karboksilat induk melalui

reaksi dengan tionil klorida (SOCl2) atau zat penghalogen lainnya, seperti PCl3.

c) Reaksi Klorida Asam

Halida asam merupakan yang paling reaktif diantara semua derivat asam

karboksilat. Oleh karena itu ketika terikat pada karbon positif dari gugus karbonil, ion

ini lebih mudah ditukargantikan dari pada bila terikat pada karbon alkil.

1) Reaksi dengan alkohol

Klorida asam bereaksi dengan alkohol untuk menghasilkan ester dan HCl dalam

suatu reaksi yang beranologi langsung hidrolisis. Biasanya HCl segera dibuang dari

dalam campuran reaksi setelah terbentuk, dan piridina ditambahkan sebagai penyapu

HCl.

2) Reaksi dengan amonia dan amina

Produk organik dari reaksi adalah suatu amida.

3) Reaksi dengan senyawa organologam

Suatu klorida asam bereaksi dengan keanekaragaman nukleofil, termasuk

senyawa organologam. Seperti reagensia grignard.

2. Anhidrida Asam Karboksilat

Asam anhidrida mempunyai dua molekul asam karboksilat di mana sebuah

molekul airnya dihilangkan. (Anhidrida berarti ”suatu senyawa tanpa air”). Misalnya

dua molekul asam etanoat dan menghilangkan satu molekul air maka didapat anhidrida

etanoat (nama lama: anhidrida asetat).

a) Tata Nama Anhidrida

Anhidrida simetris diberi nama dengan menambahkan kata anhidrida di depan

nama asam karboksilat induknya.

b) Pembuatan Anhidrida

Salah satu pengeculian, anhidrida asam tidak dapat dibentuk langsung dari asam

karboksilat induknya, tapi harus dibuat dari derivat asam karboksilat yang lebih reaktif.

Ada dua cara pembuatan anhidrida, yang pertama menggunakan klorida asam dan suatu

karboksilat. Yang kedua dengan mengolah asam karboksilat dan anhidrida asam asetat,

reaksinya reversibel. Letak kesetimbangan dapat di geser ke kanan dengan menyuling

asam asetat segera setelah asam ini terbentuk.

c) Reaksi Anhidrida

Asam anhidrida mengalami reaksi yang sama seperti pada asam halida, tetapi

reaksinya lebih lambat. Mekanisme untuk reaksi substitusi nukleofilik dari anhidrida

sama dengan reaksi untuk asam halida.

Reaksi dengan alkohol atau fenol

3. Ester Asam Karboksilat

Ester adalah salah satu senyawa organik yang sangat berguna, dapat diubah

menjadi anekaragam senyawa lain. Ester adalah suatu senyawa organik yang terbentuk

melalui penggantian satu atau lebih atom hidrogen pada gugus hidroksil dengan suatu

gugus organik. Ester banyak dijumpai dalam alam misalnya lemak dan lilin. Ester atsiri

menyebabkan dalam banyak buah dan parfum.

Nama, bau, dan titik didih

Nama trivial Struktur Bau T.d.˚C

metil asetat CH3CO2CH3 enak 57,5

propil asetat CH3CO2CH2CH2CH3 seperti buah pear 102

isobutil propionat CH3CH2CO2CH2CH(CH3)2 seperti rum 137

metil salisilat seperti gandapura

(wintergreen)

220

Citarasa sintetik jarang dapat menyamai citarasa alamiah yang sesungguhnya.

a) Tata Nama Ester

Nama suatu ester terdiri dari dua kata yang pertama nama gugus alkil yang

terikat pada oksigen ester, yang kedua berasal dari nama asam karboksilatnya, dengan

menghilangkan kata asam (inggris: -ic acid menjadi –ate)

                  IUPAC: asam propanoat natrium propanoat metil propanoat

                  trivial: asam propionat natrium propionat metil propionat

b) Pembuatan Ester

Berbagai metode untuk mensintesis ester.

Dari asam karboksilat dan alkohol

c) Reaksi Ester

Dalam larutan asam, oksigen karbonil dari suatu ester dapat diprotonkan.

Kemudian karbon yang bermuatan positif parsial, dapat diserang oleh nukleofil lemah

seperti air.

Protonasi:

Bila larutan basa, karbon karbonil suatu ester apat diserang oleh suatu nukleofil

yang baik tanpa protonasi sebelumnya. Jalan adisi-eleminasi ini sama dengan yang

untuk klorida asam dan anhidrida.

1) Lakton

Asam hidroksi mengandung dua gugus fungsi yang diperlukan dalam pembuatan

ester. Jika kedua gugus tersebut dapat bersentuhan melalui pembengkokan rantai

keduanya dapat saling bereaksi satu sama lain membentuk ester siklik disebut juga

lakton.

Asam karboksilat yang gugus hidroksilnya dalam posisi α ataupun β tidak

mudah untuk membentuk lakton siklik yang biasa sebab akan dihasilkan cincin tegang

sedangkan dengan gugus hidroksil lebih jauh dari posisi γ atau δ tidak hanya

membentuk lakton tetapi lakton asam-asam hidroksi ini dapat disintesis seperti yang

digunakan untuk esterifikasi. Esterifikasi dengan menggunakan larutan encer asam

hidroksi dalam suatu pelarut lamban (inert), jika yang digunakan larutan pekat maka

akan menghasilkan poliester.

2) Poliester

Poliester adalah suatu kategori polimer (sebuah rantai dari unit yang berulang-

ulang) yang mengandung gugus fungsional ester dalam rantai utamanya, meski banyak

sekali terdapat poliester, istilah ”poliester” merupakan sebuah bahan yang spesifik lebih

sering merujuk pada PET. Poliester termasuk zat kimia yang alami dan zat kimia yang

sintesis sehingga memiliki banyak kegunaan. 

Pembuatan poliester sebagai sebuah contoh polimerisasi kondensasi yaitu dibuat

dari sebuah reaksi yang melibatkan 2 gugus –COOH dan sebuah alkohol dengan 2

gugus –OH kemudian kita bentuk senyawa-senyawa diatas secara bergantian dan

membuat ester. Dimana masing-masing dari ke-2 gugus itu kehilangan satu molekul air

setiap kali sebuah sambungan terbentuk.

4. Amida

Amida merupakan turunan dari asam karboksilat yang paling tidak reaktif,

amida yang paling penting adalah protein. Suatu amida diberi nama dari asam

karboksilat dengan mengganti akhiran –oat atau -at dari nama asamnya dengan akhiran

amida.

IUPAC: metanamida etanamida

trivial: formamida asetamida

Amida bereaksi dengan mikrofili / dihidrolisis dengan air

reaksi ini berlangsung lambat, sehingga diperlukan pemanasan yang lama atau dengan

katalis asam atau basa.

Amida dapat direduksi oleh litium aluminium hibrida akan menghasilkan amina.

Senyawa yang berhubungan dengan amida:

1) Barbiturat

Biasa dipakai sebagai sedatif (pemenang), adalah amida siklik yang mempunyai

berbagai substituen pada satu karbon.

2) Urea

Digunakan pupuk dan bahan dasar untuk sintesis polimer dan obat-obatan,

termasuk barbiturat. Senyawa yang mendekati yaitu karbamat, senyawa yang

mengandung gugus amida-ester, didapat dalam obat-obatan dan insektisida.

5. Poliamida

Contoh poliamida yang paling penting ialah protein. Contoh poliamida yang

dibuat manusia ialah poliamida sintetik nilon6,6 yang dibuat dari asam adipat (suatu

dwi asam) dan heksametilenadiamina (suatu diamida) seperti rekasi pada poliester.

6. Nitril

Nitril merupakan senyawa organik yang mengandung rangkap 3 antara atom

karbon dan nitrogen. Gugus fungsional dalam nitril adalah gugus siano.

a) Tata nama nitril

Dalam sistem IUPAC, banyaknya atom karbon menentukan induk alkananya,

nama alkana itu diberi akhiran –nitril. Pemberian nama dengan menggantikan imbuhan

asam –at menjadi akhiran –nitril, atau –onitril.

IUPAC: etananitril benzenakarbonitril

trivial: asetonitril benzinitril

b) Reaksi Nitril

Nitril dapat dihidrolisis dengan memanaskannya dengan asam atau basa berair.

D. Penggunaan Derivat Asam Karboksilat dalam Sintesis

Derivat asam karboksilat bersifat dapat diubah satu menjadi yang lain secara

sintetik. Yang paling sempurna dari turunan asma karboksilat yakni halida asam dan

anhidrida, karena keduanya lebih reaktif daripada senyawa karbonil lain.

a) Halida asam dan anhidrida dapat digunakan untuk mensintesis ester yang terintangi

b) Ester berguna dalam sintesis alkohol dan bahan awal yang berharga dalam mensintesis

molekul rumit.

c) Sintesis nitril untuk memperpanjang rantai karbon alifatik dengan satu rantai lagi,

atau untuk menambahkan suatu gugus karboksil atau suatu gugus NH2.

Sumber Referensi:

Fessenden, Ralph J. dan Fessenden, Joan S., 2010, DASAR-DASAR KIMIA ORGANIK,

Jakarta: Binarupa Aksara.

Fessenden, Ralph J. dan Fessenden, Joan S., 2006, FESSENDEN & FESSENDEN Kimia

Organik Edisi Ketiga Jilid 2, Jakarta: Erlangga.

Hard, Harold, dkk., 2003, Kimia Organik Edisi Kesebelas, Jakarta: Erlangga

http://id.wikipedia.org/wiki/Ester

http://id.wikipedia.org/wiki/poliester

http://www.chem-is-try.org/materikimia/sifatsenyawaorganik/ester1/poliester/