Pembentukan dan Sifat-sifat Asam Karboksilat

Karakteristik kimia utama dari asam karboksilat adalah keasamannya. Mereka umumnya lebih asam daripada senyawa organik lain yang mengandung gugus hidroksil tetapi umumnya lebih lemah dari asam mineral seperti HCl. Senyawa di mana ―OH dari gugus karboksil diganti dengan gugus tertentu lainnya disebut turunan asam karboksilat, yang terpenting di antaranya adalah asil halida, anhidrida asam, ester dan amida

adapun sifat sifat fisik asam karboksilat adalah

1. keasaman

Sesuai dengan namanya sifat dari asam karboksilat adalah asam, asam merupakan pemyumbang H+ yang baik. Asam karboksilat adalah salah satu penyumbang asam terbaik oleh karena itu asam karboksilat adalah asam kuat walaupun lebih lemah dari pada asam mineral seperti HCl.

2. Kelarutan

Kelarutan asam karboksilat di dalam air mirip dengan kelarutan dari alkohol. Namun tidak semua asam karboksilat dapat larut di dalam air, hanya asam karboksilat yang memiliki atom c dibawah 5 yang mudah larut di dalam air.

3. Titik didih

Titik didih asam karboksilat lebih tinggi dari pada hidrokarbon, alkohol, eter, aldehida, atau keton dengan berat molekul serupa. Bahkan asam karboksilat yang paling sederhana,asam format, mendidih pada suhu 101 ° C yang jauh lebih tinggi dari titik didih etanol yang mendidih pada 78,5 ° C , meskipun keduanya memiliki berat molekul yang hampir mirip. Untuk mendidih asam karboksilat di butuhkan suhu panas yang tinggi agar pasangan elektron yang berbentuk gas tidak memiliki berat molekul yang ganda dan juga saat pasangan elektron rusak dalam keadaan mendidih, tidak di perlukan tambahan energi untuk memutus ikatan hidrogen. 

4. Bau

Bau yang di timbulkan oleh asam karboksilat kebanyakan tidak sedap contohnya bau yang berada di dalam loker terdapat asam karboksilat dan juga keringat.

adapun sifat sifat kimia asam karboksilat adalah

1. Reaksi dengan basa menghasilkan garam dan air

2. Reaksi reduksi dapat menghasilkan aldehid dan atau alkohol primer

3. Reaksi esterifikasi menghasilkan ester dengan di gunakan reaksi kesetimbangan

4. Reaksi dekarbolasi dengan suhu tinggi menghasilkan alkana

Asam karboksilat dapat dibuat dengan beberapa cara, di antaranya

a) Dengan mengoksidasi alkohol primer

b) Dengan mereaksikan gas CO₂ dengan pereaksi Grignard.

c) Dengan sintesis nitril, yaitu dengan mereaksikan alkil halida (R – X) dengan NaCN atau KCN dalam larutan teralkohol membentuk alkana nitril, kemudian alkana nitril terhidrolisis membentuk asam karboksilat.

d) Asam formiat dibuat dengan mereaksikan gas karbonmonoksida dengan uap air, dengan katalisator oksida logam pada suhu sekitar 200 °C dan tekanan tinggi

permasalahan

1. dijelaskan di atas bahwa hanya asamkarboksilat yang memiliki atom c tidak lebih dari 5 yang dapat larut di dalam air, pertanyaannya apakah ada cara melarutkan asam karboksilat yang atom c nya lebih dari 5? jelaskan

2. dari penjelasan sifat asam karboksilat, asam karboksilat mempunyai bau yang tidak sedap, apakah ada kemungkinan bau dari asamkarboksilat menjadi harum?

3. apakah dalam keaadaan gas, titik didih asam karboksilat tetap tinggi?

MEKANISME REAKSI REDUKSI PADA SENYAWA ORGANIK

Jika ada reaksi oksidasi maka ada reaksi reduksi, jika reaksi oksidasi mendapat oksigen dan melepas hidrogen, maka reaksi reduksi merupakan suatu reaksi dimana molekul organik kehilangan oksigen dan atau mendapatkan hidrogen dalam reaksi reduksi. Hidrogen yang di dapatkan dari reaksi reduksi adalah hidrogen yang berasal dari H2. Reagent yang biasanya digunakan pada reaksi reduksi adalah NaBH4 (natrium boro hidrida) ataupun LiAlH4 (litium aluminium hidrida).Reagent tersebut merupakan sumber hidrida nukleofil yang sering digunakan

ketika atom karbon dalam senyawa organik mendapatkan ikatan ke hidrogen dan kehilangan ikatan ke heteroatom (atau atom karbon lain), kita mengatakan bahwa senyawa tersebut telah terhidrogenasi, atau direduksi. Hidrogenasi keton menjadi alkohol

Hidrogenasi menghasilkan kerapatan elektron yang lebih tinggi pada atom karbon, dan dengan demikian kami menganggap proses sebagai salah satu reduksi molekul organik.

Ada dua metode prinsip untuk mereduksi gugus karbonil keton menjadi karbon metilen (CH 2 ) sederhana. Mekanisme pengurangan Clemmensen dan mekanisme pengurangan Wolff-Kishner 

Pengurangan Clemmensen:

Reduksi Clemmensen adalah reaksi kimia yang digambarkan sebagai reduksi keton (atau aldehida) menjadi alkana menggunakan seng amalgam dan asam klorida pekat.

Pengurangan Wolff-Kishner:

Reduksi Wolff-Kishner adalah reaksi yang digunakan dalam kimia organik untuk mengubah fungsi karbonil menjadi gugus metilen. Dalam konteks sintesis molekul kompleks, ini paling sering digunakan untuk menghilangkan gugus karbonil setelah telah melayani tujuan sintetiknya untuk mengaktifkan zat antara pada langkah sebelumnya. Dengan demikian, tidak ada retron yang jelas untuk reaksi ini. Prinsip dari reduksi metode Wolff-Kishner ini ialah reduksi menggunakan hirdazon yang selanjutnya ditambahkan dengan suatu basa yang sangat kuat

Permasalahan

1. Mengapa metode wolff kinsher menggunakan basa yang kuat?

2. adakah kondisi dimana reduksi dapat dipercepat maupun diperlambat?

3. bagaimana cara meningkatkan reaktivitas dari hidrazon pada metode wolff kinsher agar laju reaksinya dapat di percepat?

MEKANISME REAKSI OXIDASI PADA BERBAGAI SENYAWA ORGANIK

Pada reaksi oksidasi alkohol primer apabila dioksidasi dapat membentuk aldehid dan alkohol sekunder membentuk keton , dan aldehid dapat teroksidasi dan membentuk asam karboksilat. Namun, keton tidak dapat teroksidasi . Oksidasi alkohol menjadi aldehida adalah oksidasi parsial.  Kondisi yang dibutuhkan untuk membuat aldehida adalah panas dan distilasi. Dalam pembentukan aldehida, suhu reaksi harus dijaga di atas titik didih aldehida dan di bawah titik didih alkohol.

Kebanyakan oksidasi dilakukan dengan udara atau oksigen . Oksidasi ini termasuk rute ke senyawa kimia, remediasi polutan, dan pembakaran . Ada beberapa mekanisme reaksi untuk oksidasi organik:

Transfer elektron tunggal

Oksidasi melalui zat antara ester dengan asam kromat atau mangan dioksida

Transfer atom hidrogen seperti pada halogenasi radikal bebas

Oksidasi yang melibatkan ozon dalam ozonolisis atau peroksida (misalnya asam peroksi )

Oksidasi yang melibatkan mekanisme reaksi eliminasi seperti oksidasi Swern

1. Oksidasi Gliserol 

Gliserol dapat menjadi sebuah titik awal untuk digunakan dalam mensintesis sejumlah besar dari zat intermediet dan produk kimia lainnya, seperti hasil oksidasinya yang mempunyai potensi yang tinggi dalam sintesis organik.Beberapa kegunaan dari hasil oksidasi dari gliserol ini adalah : asam gliserat dapat digunakan sebagai bahan intermediet dalam industri obat-obatan, asam tartonat dapat digunakan sebagai bahan pengkhelat, dihidroksiaseton sebagai bahan penyamak dalam kosmetik, asam tartronat sebagai bahan pengkhelat, asam hidroksipiruvat digunakan dalam keju sebagai bahan perasa dan digunakan dalam pemasakan buah dan sebagai bahan intermediet dalam asam amino dan asam mesooksalat mempunyai peranan yang potensial dalam sintesis organik.

permasalahan

1. Dapatkah jika alkohol primer dioksidasi menghasilkan asam karboksilat?

2. adakah situasi dimana keton dapat di oxidasi?

3. Apa saja faktor pada reaksi oxidasi agar terbentuknya suatu aldehid

MEKANISME REAKSI ADISI PADA ALDEHID DAN KETON

Suatu senyawa karbonil bisa diserang oleh suatu nukleofil atau oleh suatu elektrofil.Seperti alkena, aldehid dan keton mengalami adisi reagensia-reagensia ke dalam ikatan pi. Rata-rata reaksi adisi ini, terutama reaksi adisi dengan nukleofil lemah, dikatalisasi asam karena protonasi menambah muatan positif kepada karbon karbonil, sehingga karbon ini lebih bisa diserang oleh nukleofil yang rendahnya lagi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi reaktivitas aldehid dan keton

 1) Muatan positif pada karbonil
 2) Faktor Sterik

REAKSI ADISI AIR (HIDRASI)

Mekanisme Hidrasi :

Pada katalis basa, suatu nukleofil menyerang gugus karbonil jadinya ikatan rangkap atau ikatan pi-nya lepas lalu mengikat nukleofil dan atom O  kekurangan elektron.  pada katalis asam akan menghasilkan senyawa hidrat dan H3O+.  hubungan antara reaktif aldehid ataupun keton berbanding lurus dengan kestabilan produk, jika ingin membuat produk yang lebih stabil maka ditingkatkan lagi kereaktifan dari aldehid dan keton

Reaksi Adisi Hidrogen Sianida pada Aldehida dan Keton

Aldehida dan keton bereaksi dengan hidrogen sianida untuk menghasilkan sianohidrin.

Mekanismenya

Ikatan C = O memiliki sifat yang polar disebab perbedaan keelektronegatifan atom karbon dan oksigen. Oksigen C = O memperoleh. pada reqksi diatas muatan positif parsial pada karbon menarik CN− HCN (H + CN−). Karena alasan ini, ikatan rangkap putus dan ikatan C-CN baru terbentuk. Akibatnya, oksigen menjadi tidak stabil karena elektron berlebih, dan karenanya menarik H + H + CN−.

Reaksi Adisi Nukleofilik dengan Alkohol

Aldehida dan keton mengalami reaksi adisi nukleofilik dengan alkohol untuk menghasilkan hemiaseta. alkohol merupakan nukleofil yang lemah, reaksi membutuhkan katalis asam untuk aktivasi gugus karbonil menuju serangan nukleofilik.

Karena hemiasetal dapat mengalami hidrolisis untuk menghasilkan reaktan (senyawa alkohol dan karbonil), air yang terbentuk selama reaksi harus dihilangkan. Dalam reaksi ini, oksigen karbonil terprotonasi sebelum serangan nukleofilik dilakukan oleh alkohol. 

Jika reaksi adisi pada aldehid dan keton juga dapat menentukan uji aktivitas dan di reaksi kan dengan stronelal dan L-tirosina.Reaksi yang dilakukan antara sitronelal dan L-tirosina yakni reaksi schiff base dengan menggunakan katalis KOH, dimana campuran direfluks selama 8 jam pada suhu 60oC. Reaksi adisi nukleofilik amina primer terhadap aldehida atau keton akan menghasilkan senyawa imina, R2C=NR. Selain itu, kemungkinan senyawa lain yang terbentuk adalah terjadinya adisi nukleofilik pada struktur benzen, dimana gugus karbonil pada sitronelal terkonjugasi pada pengarah orto benzen.diasumsikan terjadi reaksi antara sitronelal dan L-tirosina serta terbentuknya senyawa baru dengan berat 0,061 gram serta sifat fisik berbentuk padatan amorf berwarna kuning yang memiliki titik leleh 265-269oC, serta senyawa hasil reaksi memiliki aktivitas antibakteri yang lemah.

Permasalahan

1. Apa yang terjadi jika reaksi terdapat halangan sterik yang besar?

2. antara produk aldehid dan keton, produk yang mana yang lebih bermanfaat?

3. Apakah kereaktifan dari aldehid dan keton dapat ditingkatkan?

MEKANISME REAKSI BERSAING SN2 DAN E2

 Reaksi Sn2 dan E2 bersaing karena mempunyai kemiripan yang membuat kedua reaksi tersebut bersaing misalnya kedua reaksi tersebut membutuhkan gugus keluar yang baik,  Jika di lihat dari mekanisme reaksi  E2 agar terjadinya reaksi maka di butuhkan membutuhkan Basa kuat untuk terjadi nya reaksi sedangkan Sn2 membutuhkan nukleofilik yang baik untuk dapat terjadi reaksi Sn2. itulah yang menyebabkan sn2 dan e2 bersaing namun ada faktor yang menentukan kompetisi sn2 dan e2 yaitu keberadaan antiperiplanar β -hydrogens, derajat percabangan α dan β , dan nukleofilisitas melawan kebasaan dari spesies reaktan.

Agar eliminasi E2 terjadi, harus ada antiperiplanar β -hydrogens untuk dihilangkan. Jika tidak ada, reaksi S _N 2 akan mendominasi. Dengan cara yang sama, nukleofil S _N 2 membutuhkan jalur bebas ke antibond σ . 

jadi jika dilihat dari reaksi di atas, jika tidak ada 

antiperiplanar β -hydrogens maka tidak terjadi reaksi E2 dan jika di gunakan basa lemah maka kompetisi akan di menangkan oleh Sn2. Dan jika pelarut di gunakan pelarut polar maka akan memperbesar kemungkinan Sn2 yang dominan. dan juga Sn2 harus memiliki jalur  yang tidak ada halangan ke antibond agar dapat terjadi reaksi Sn2. 

permasalahan

1.pada saat terjadi mekanisme bersaing apakah dapat terjadi hasil 50% E2: 50% Sn2 ?

2. apa yang terjadi jika digunakan nukleofil buruk dan basa lemah? apakah reaksi bersaing tetap terjadi?

3. apa yang terjadi jika terdapat halangan jalur menuju antibond dan tidak terdapat antiperiplanar  β -hydrogens?