Derivat Karboksilat

Asam karboksilat mengalami reaksi untuk menghasilkan turunan dari asam. Derivatif yang paling umum terbentuk adalah ester, asam halida, asam anhidrida, dan amida.

Ester adalah senyawa yang dibentuk oleh reaksi asam karboksilat dengan alkohol, dan mereka memiliki formula struktural umum:

Metode persiapan yang paling sederhana adalah metode Fischer , di mana alkohol dan asam direaksikan dalam media asam. Reaksi ada dalam kondisi kesetimbangan dan tidak mencapai penyelesaian kecuali suatu produk dihilangkan secepat yang terbentuk.

Esterifikasi Fischer berlangsung melalui mekanisme karbokation.Dalam mekanisme ini, alkohol ditambahkan ke asam karboksilat dengan langkah-langkah berikut:

1. Karbon karboksil dari asam karboksilat terprotonasi.

2. Molekul alkohol menambah karbokation yang diproduksi di Langkah 1.

3. Proton hilang dari ion oksonium yang dihasilkan pada Langkah 2.

4. Proton diambil dari larutan oleh kelompok hidroksil.

5. Sepasang elektron yang tidak dibagi dari kelompok hidroksil yang tersisa membantu molekul air pergi.

6. Ion oksonium kehilangan proton untuk menghasilkan ester.

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

Pembentukan ester yang tidak dapat dikembalikan

Reaksi esterifikasi non-reversibel berlangsung melalui reaksi substitusi nukleofilik.

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

2. Oxonium kehilangan proton.

3. Pasangan elektron yang tidak terbagi dari ion alkoksida bergerak menuju karbon karbonil, membantu keluarnya gugus hidroksil.

Pembentukan metil ester

Ester metil sering dibuat dengan reaksi asam karboksilat dengan diazometana.

Pembentukan amida

Amida adalah senyawa yang mengandung kelompok berikut:

Amida yang diganti dapat mengandung grup berikut:

Nama amida didasarkan pada nama asam karboksilat dengan jumlah atom karbon yang sama, tetapi akhir oo berubah menjadi amida . Amida dengan gugus alkil pada nitrogen adalah amida tersubstitusi dan dinamai sama dengan amida tersubstitusi-N, kecuali nama induk didahului dengan nama substituen alkil dan huruf kapital N mendahului nama substituen.

Amida biasanya dibuat dengan 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 N, N-disubstitusi dibuat dengan mereaksikan asam halida dengan amina sekunder.

Anda juga dapat mereaksikan amonia dengan ester untuk menyiapkan amida primer.

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

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

2. Ion amonium kehilangan proton untuk membentuk gugus —NH ₂ .

3. Pasangan elektron yang tidak dibagi pada ion alkoksida oksigen bergerak untuk membantu memindahkan kelompok yang meninggalkan.

Pembentukan asam halida

Asam karboksilat bereaksi dengan fosfor triklorida (PCl ₃ ), fosfat pentaklorida (PCl ₅ ), thionyl chloride (SOC _l 2 ), dan phosphorous tribromide (PBr ₃ ) untuk membentuk asil halida.

Pembentukan asam anhidrida

Berikut ini adalah kelompok anhidrida:

Kelompok ini terbentuk dengan mereaksikan garam asam karboksilat dengan asil halida.

Reaksi dekarboksilasi

Dekarboksilasi adalah hilangnya gugus fungsi asam sebagai karbon dioksida dari asam karboksilat. Produk reaksi biasanya merupakan senyawa halokomposisi atau hidrokarbon alifatik atau aromatik.

Ilustrasi berikut menunjukkan metode sodalime:

Asam alifatik dan aromatik dapat didekarbilasi menggunakan garam tembaga sederhana.

Reaksi Hunsdiecker

Dalam reaksi Hunsdiecker , garam perak dari asam karboksilat aromatik dikonversi dengan perlakuan brom menjadi asil halida.

Elektrolisis kolbe

Dalam elektrolisis Kolbe , oksidasi elektrokimia terjadi dalam larutan natrium hidroksida berair, yang mengarah pada pembentukan hidrokarbon.

Dalam bab ini kita belajar bahwa semua turunan asam karboksilat dapat disintesis dari asam karboksilat. Reaksi-reaksi ini cenderung lebih berguna untuk sintesis multi-langkah untuk membangun molekul besar dan kompleks. Turunan asam karboksilat sepanjang dapat dihidrolisis untuk menghasilkan asam karboksilat. Reaksi hidrolisis ini memiliki penggunaan terbatas dalam sintesis beberapa langkah karena proton asam dapat menjadi masalah bagi banyak reaksi organik. Secara biokimia, reaksi hidrolisis sangat penting dalam metabolisme makanan, obat-obatan, dan nutrisi lainnya. Hidrolisis dapat terjadi dalam kondisi asam atau basa yang menentukan ionisasi asam karboksilat. Reaksi dalam kondisi basa akan membutuhkan langkah netralisasi akhir dengan H + encer untuk memulihkan asam karboksilat. Untuk memperkuat kesadaran kita tentang sensitivitas pH asam karboksilat, kedua peta reaksi ditunjukkan di bawah ini.

• Hidrolisis Asam dari Turunan Asam Karboksilat

 Akan sangat membantu untuk mengenali reagen untuk peran mereka dalam suatu reaksi. Sebagai contoh, H 2 SO 4 , HCl, H 3 PO 4, CH 3 CO 2 H, dan p-TSA adalah semua sumber H + . Tidak masalah mana yang digunakan untuk katalisis atau netralisasi. Asam nitrat mengoksidasi, sehingga biasanya hanya digunakan dalam reaksi oksidasi. Ketika kita terus belajar lebih banyak reaksi / reagen, itu dapat membantu untuk mengelompokkannya berdasarkan reaktivitasnya: asam, basa, netral, pengoksidasi, reduksi, protik, aprotik, dll. Misalnya, peroksida mengoksidasi - apakah itu H2O2 atau MCPBA (asam m-kloroperoksibenzoat).

• Hidrolisis Dasar Derivatif Asam Karboksilat

Permasalahan : 

1. Apa yang akan terjadi jika dalam mekanisme esterifikasi Fischer, eter yang di tambahkan ke asam karboksilat, turunan apa yang akan terbentuk?
2. Keadaan yang seperti apa yang menjadi tolak ukur untuk menggunakan asam atau basa pada hidrolisis dalam menentukan ionisasi asam karboksilat?
3. Apa yang terjadi pada pembentukan metil ester jika yang di reaksikan adalah alkohol bukan eter?