UTS KIMIA ORGANIK 2

NAMA   : DWI RATNASARI
NIM      : A1C111043

1. Asam karboksilat dapat ditransformasi menjadi beberapa turunan. Buatlah skema reaksi perubahan dari suatu ester menjadi amida selanjutnya target akhirnya adalah benzoil khlorida.

2. Temukan manfaat dari benzoil khlorida, jelaskan bagaimana mekanisme senyawa benzoil khlorida berperan.

3. Bila benzoil khlorida dikonversi menjadi asam benzoat. Buatlah tiga contoh turunan asam benzoat sebagai model, kemudian jelaskan pengaruh efek resonansi terhadap kekuatan tiga jenis asam benzoat yang anda modelkan.

4. Usulkan turunan asam benzoat yang anda gunakan pada soal no.3 dapat dibiodegradasi oleh suatu mikroorganisme, bagaimana hasil akhir penguraiannya?

JAWABAN

1) Ester di ubah menjadi amida caranya yaitu dengan mereaksikan senyawa ester dengan amonia. Contohnya adalah reaksi antara metil benzoat dengan amonia menghasilkan benzamida dan metanol. Reaksi nya adalah :

 Selanjutnya yaitu benzamida di hidrolisis dan menghasilkan asam benzoat dan amonia. Reaksi nya :

Setelah terbentuk asam benzoat, asam benzoat direaksikan dengan senyawa benzotriklorida dan menghasilkan senyawa benzoil klorida dan asam klorida. Reaksinya :

 2) Manfaat senyawa benzoil klorida dapat di manfaatkan pada pembuatan senyawa benzofenon, yang mana senyawa benzofenon adalah senyawa yang sangat banyak manfaatnya seperti 2,4-dihidroksi benzofenon yang sigunakan sebagai fotoinisiator pada plisterina,sehingga senyawa benzofenon harus di produksi lebih banyak lagi. Senyawa benzofenon di dapat melalui analisis retrosintesis senyawa benzofenon dengan jalur reaksi :

TAHAP 1

 Pada tahap pertama ini senyawa turunan benzofenon (1) dapat diperoleh melalui reaksi asilasi Friedel-Crafts antara senyawa fenol (2) dan benzoil klorida (3).

TAHAP 2

 Selanjutnya adalah proses sintesis turunan benzofenon yaitu o-benzoil metil eugenol melalui asilasi Friedel-Crafts menggunakan benzoil klorida dan katalis AlCl3 dalam pelarut metilen klorida telah dilakukan [5]. Hasil akhir reaksi tersebut mengandung empat produk utama dan 2,3-dimetoksi-5- (4-fenil-1,3-siklobutadienil) benzo-fenon dihasilkan dengan rendemen sebesar 14,10%.

3) konversi benzoil klorida menjadi asam benzoat dapat di lakukan dengan mereaksikan benzoil klorida dengan air, dari reaksi tersebut di dapatkan asam benzoat dan asam klorida. Reaksinya :

 Turunan asam benzoat di antaranya adalah asetil salisilat, natrium benzoat dan asetaminofen ( parasetamol ).

a) asetil salisilat

 b) natrium benzoat

 c) asetaminofen ( parasetamol )

Resonansi dapat terjadi karena adanya delokalisasi elektron dari ikatan rangkap ke ikatan tunggal.berdasarkan teori resonansi, semakin banyak struktur penyumbang dalam suatu senyawa,maka senyawa tersebut semakin stabil.

 4)  biodegradasi senyawa asetil salisilat
Senyawa asetil salisilat dapat di degradasi oleh bakteri streptomyces sp,  asetil salisilat di konversi menjadi senyawa gensitase melalui salicylyl Co-A dan gensiti Co-A. Mekanisme reaksinya adalah :

BIODEGRADASI SENYAWA ORGANIK

A. BIODEGRADASI

Biodegradasi adalah Proses pemecahan atau perombakan yang dilakukan oleh Mikroorganisme. Dimana perombakan/pemecahan Dimana perombakan/pemecahan yang dilakukan adalah untuk dapat dimanfaatkan, terutama dalam bentuk energi. Mikroorganisme pemecah ini tergantung pada substrat yang dipecahnya. Diantara substratnya adalah: Protein, Lemak dan Karbohidrat.

 

Biodegradasi hidrokarbon oleh komunitas mikroba tergantung pada komposisi komunitas dan respon adaptif terhadap kehadiran hidrokarbon . Laju biodegradasi senyawa hidrokarbon kompleks dengan berat molekul besar seperti senyawa aromatik, resin, dan asfalten lebih lambat dibandingkan dengan senyawa dengan berat molekul rendah. Meski demikian beberapa studi menunjukkan bahwa degradasi pada kondisi optimum terhadap senyawa kompleks memiliki laju yang tinggi .

B. BIODEGRADASI HIDROKARBON

Bakteri menggunakan hidrokarbon minyak bumi sebagai sumber karbon dan energi (Atlas 1981; Udiharto 1996a). Proses biodegradasi hidrokarbon minyak bumi akan menghasilkan CO2, H2O dan biomassa sel (Bossert & Bartha 1984). Menurut Udiharto et al. (1995) selama aktivitas berlangsung bakteri mengeluarkan metabolit-metabolit ke dalam media berupa asam, surfaktan dan gas yang dapat mempengaruhi lingkungannya diantaranya asam menurunkan pH dan surfaktan menurunkan tegangan antar muka media. Penurunan tegangan

antar muka media menyebabkan minyak terdispersi dan memperbesar kontak permukaan antara bakteri dan minyak sehingga akan terjadi peningkatan biodegradasi hidrokarbon minyak bumi. Selain itu, biomassa yang dihasilkan merupakan akumulasi massa sel yang sebagian besar tersusun oleh protein. Protein dapat meningkatkan kesuburan tanah tercemar karena merupakan sumber pupuk nitrogen bagi lahan yang mendapatkannya. Sebelum biodegradasi berlangsung, hidrokarbon minyak bumi akan masuk ke dalam sitoplasma bakteri. Ada dua teori mekanisme masuknya hidrokarbon ke dalam sitoplasma. Pertama, hidrokarbon menjadi mudah larut dan yang kedua terjadi adhesi antara butiran hidrokarbon dengan cairan dalam sel (Higgins & Gillbert 1977). Proses selanjutnya, bakteri memproduksi enzim yang dapat mendegradasi hidrokarbon minyak bumi. Enzim mendegradasi senyawa tersebut dengan cara mengeksploitasi kebutuhan bakteri akan energi (Wisjnuprapto 1996).

Menurut Kadarwati et al. (1994) dalam pertumbuhannya bakteri akan mengeluarkan enzim yang akan bergabung dengan substansi membentuk senyawa kompleks enzim-substansi, kemudian terurai menjadi produk lain. Enzim tidak habis dalam reaksi tersebut tetapi dilepaskan kembali untuk reaksi selanjutnya dengan substansi lainnya. Proses ini terjadi berulang-ulang sampai semua substansi yang tersedia terpakai. Tingkat kemudahan hidrokarbon minyak bumi didegradasi oleh bakteri tergantung kepada struktur dan bobot molekulnya (Atlas 1989). Secara umum kemampuan biodegradasi naik dengan kenaikan panjang rantai (Kadarwati et al. 1996). Selama proses biodegradasi terjadi perombakan fraksi parafinik, naftenik dan aromatik. Parafinik merupakan fraksi yang paling mudah didegradasi

sedangkan naftenik dan aromatik lebih sulit (Leahly & Colwell 1990).

Menurut Udiharto (1996a) kemampuan bakteri mendegradasi hidrokarbon minyak bumi berbeda-beda. Panjang rantai optimum untuk didegradasi antara 10-20 rantai karbon. Hidrokarbon dengan panjang rantai kurang dari 9 sulit didegradasi karena senyawa ini bersifat toksik tetapi beberapa bakteri tertentu (methanotrop) dapat mendegradasinya. Beberapa hasil percobaan menunjukkan bahwa: (i) hidrokarbon alifatik umumnya mudah didegradasi daripada aromatik, (ii) hidrokarbon alifatik rantai lurus umumnya lebih mudah terdegradasi daripada rantai cabang. Introduksi cabang ke molekul hidrokarbon menghambat proses biodegradasi, (iii) hidrokarbon jenuh lebih mudah terdegradasi daripada yang tidak jenuh. Adanya ikatan dobel atau tripel antar karbon menghambat proses biodegradasi dan (iv) hidrokarbon alifatik rantai panjang lebih mudah didegradasi daripada rantai pendek.        

          Secara umum kemampuan biodegradasi naik dengan kenaikan panjang rantai (Kadarwati et al. 1996). Menurut Udiharto (1996a) kemampuan bakteri mendegradasi hidrokarbon minyak bumi berbeda-beda. Panjang rantai optimum untuk didegradasi antara 10-20 rantai karbon. Hidrokarbon dengan panjang rantai kurang dari 9 sulit didegradasi karena senyawa ini bersifat toksik tetapi beberapa bakteri tertentu (methanotrop) dapat mendegradasinya.

Permasalahan :

Menurut artikel di atas kemampuan biodegradasi naik dengan kenaikan panjang rantai (Kadarwati et al. 1996).  

Mengapa panjang rantai dapat mempengaruhi kemampuan bakteri untuk melakukan biodegradasi ?

KEASAMAN DARI ASAM KARBOKSILAT

I. Pengukuran kekuatan asam

Dalam air asam karboksilat berada pada kesetimbangan dengan ion karboksilat dan ion hidronium. Satu ukuran dari kekuatan asam ialah besarnya ionisasi dalam air. Lebih besar jumlah ionisasi, lebih kuat asamnya. Asam karboksilat umumnya asam yang lebih lemah daripada H₃O⁺; dalam larutan air, kebanyakan molekul asam karboksilat tidak terionisasi.

Kekuatan asam dinyatakan sebagai konstanta asam Ka, konstanta kesetimbangan ionisasi dalam air.

II. Resonansi dan kekuatan asam

Sebab utama asam karboksilat bersifat asam adalah resonansi stabil dari ion karboksilat. Kedua struktur dari ion karboksilat adalah ekivalen; muatan negatif dipakai sama oleh kedua atom oksigen.

Delokalisasi dari muatan negatif ini menjelaskan mengapa asam karboksilat lebih asam daripada fenol. Walaupun ion fenoksida merupakan resonansi stabil kontribusi utama struktur resonansi mempunyai muatan negatif berada pada satu atom.

III. Efek induksi dan kekuatan asam

Faktor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relative terhadap asamnya. Penambahan kestabilan dari anion menyebabkan bertambahnya keasaman dari suatu asam. Misalnya, khlor elektronegatif. Dalam asam khloroasetat, khlor menarik kerapatan elektron dari elektron dari gugusan karboksil ke dirinya. Penarikan elektron ini menyebabkan delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif, jadi menstabilkan anion dan menambah kekuatan asam dari asamnya. Asam khloroasetat lebih kuat dari asam asetat.

Makin besar penarikan elektron oleh efek induktif, lebih kuat asamnya. Asam dikloroasetat mengandung dua atom khlor yang menarik elektron dan merupakan asam yang lebih kuat dari pada asam khlorasetat. Asam trikhloroasetat mempunyai tiga atom khlor dan lebih kuat lagi daripada asam dikhloroasetat.

Dalam suasana basa, asam karboksilat dapat membentuk garamnya. Dan dengan adanya asam, asam karboksilat dapat kembali menjadi bentuk asamnya, seperti reaksi dibawah ini.

Pengaruh Subtituen Pada Keasaman Asam Karboksilat dan Kebasaan Garam Karboksilat

Faktor-faktor yang dapat meningkatkan kestabilan anion berarti akan menaikkan keasaman, dan faktor-faktor yang mengurangi kestabilan anion akan menyebabkan penurunan keasaman suatu asam karboksilat. Menurut teori asam-basa Bronsted Lowry, bila suatu asam karboksilat bersifat asam kuat, maka basa konjugasinya bersifat basa lemah, sebaliknya bila suatu asam karboksilat bersifat asam lemah, maka basa konjugasinya bersifat basa kuat.

AMIDA

Amida adalah senyawa yang merupakan turunan asam karbosilat yang diperoleh dari penggantian –OH pada gugus –COOH oleh gugus –NH 2. Dengan demikian rumus umum untuk amida adalah 

Amida adalah senyawa yang sangat tidak reaktif, Amida tidak bereaksi dengan ion halida, ion karboksilat, alkohol, atau air. karena dalam setiap kasus, nukleofil yang masuk adalah basa lemah dari gugus pergi amida.

Amida dapat bereaksi dengan air dan alkohol jika campuran reaksi dipanaskan dalam suasana asam.

 

Sifat-sifat Fisik Amida

Ø    Polar

Ø  Mudah larut di dalam air karena dengan adanya gugus C=O dan N-H memungkinkan terbentuknya ikatan hidrogen.

Ø  Umumnya berupa padat pada suhu kamar kecuali formamida berbentuk cair pada TR.

Beberapa peneliti terdahulu telah melakukan amidasi langsung melalui pemanasan antara asam karbosilat dengan senyawa amin yaitu reaksi antara asam azelat dengan urea menghasilkan senyawa amida yang berguna sebagai surfaktan (Budijanto, 2002) dan reaksi antara dodekilamania dengan asam ß-hidroksi pelargonat yang merupakan turunan asam azelat menghasilkan dodekil ß-hidroksi pelargonamida yang berguna sebagai zat anti penuaan dan anti keriput dalam industri kosmetika (Silsia, D, 2000).

pertanyaan : 

Beberapa peneliti terdahulu telah melakukan amidasi langsung melalui pemanasan antara asam karbosilat dengan senyawa amin yaitu reaksi antara asam azelat dengan urea menghasilkan senyawa amida yang berguna sebagai surfaktan .

mengapa amida yang di hasilkan dari reaksi tersebut dapat di gunakan sebagai surfaktan?

ESTER

PEMBUATAN ESTER

Esterifikasi Fischer

               Ester dapat dibuat dengan mereaksikan asam karboksilat dan alkohol menggunakan katalis asam (HCl). Biasanya reaksi berjalan dengan disertai pemanasan. Pembuatan ester dengan cara demikian disebut esterifikasi Fischer. Persamaan umumnya dituliskan:

   

    O                                O

    ║                                ║

R-C-OH + R-OH ® R-C-OR + H₂O

Reaksi tersebut merupakan reaksi kesetimbangan. Untuk mendapatkan hasil yang banyak, dapat dilakukan dengan menggunakan alkohol atau asam berlebihan. Hasil ester yang banyak bisa juga diperoleh dengan cara memisahkan ester yang banyak terbentuk agar kesetimbangan bergeser ke kanan.

Reaksi ester dengan senyawa-senyawa lain

1) Penyabunan (Saponifikasi)

            Ester dapat dihidrolisis dengan menggunakan asam atau basa. Hidrolisis ester dengan basa disebut penyabunan. Reaksi umumnya adalah sebagai berikut:

     O                               O

     ║                               ║

R-C-OR + NaOH ® R-C-O-Na + ROH

Berbeda dengan esterifikasi, reaksi penyabunan bukan merupakan reaksi kesetimbangan. Hal ini terjadi karena pada akhir reaksi, ion alkoksida yang merupakan basa kuat mengikat proton asam karboksilat membentuk ion karboksilat dan alkohol secara irreversibel.

2) Trans-esterifikasi

            Pertukaran gugus alkohol dari suatu ester berjalan dalam larutan asam atau basa melalui reaksi reversibel antara ester dan alkohol. Reaksi trans-esterfikasi adalah dimana terjadi pertukaran langsung gugus alkohol (RO) akibat hidrolisis dengan interefikasi kembali dengan gugus alkohol yang lain (RO). Reaksi trans-esterfikasi dapat dijalankan baik dalam larutan asam maupun larutan basa. Karena reaksi ini adalah reversibel, maka alkohol pengganti yang ditambahkan dibuat berlebihan.

3) Reagen grignard

Reagen Grignard dapat bereaksi dengan senyawa karbonil (aldehida dan keton). Demikian juga, ester dapat bereaksi dengan reagen Grignard menghasilkan alkohol tersier.

Sifat dan Kegunaan Ester

Ester dapat dihidrolisis dengan menggunakan asam atau basa. Hidrolisis ester disebut juga reaksi penyabunan. Hidrolisis ester tiada lain adalah mengubah ester menjadi alkohol dan garam yang berasal dari turunannya. Misalnya, hidrolisis etil asetat. Proses hidrolisis berlangsung sempurna jika dididihkan dengan pelarut basa, seperti NaOH. Reaksi penyabunan bukan merupakan reaksi kesetimbangan sebagaimana pada esterifikasi sebab pada akhir reaksi, ion alkoksida mengikat proton dari asam karboksilat dan terbentuk alkohol yang tidak membentuk kesetimbangan.

C₂H₅COOC₂H₅ + H₂O⎯^H2SO4→ C₂H₅COOH + C₂H₅OH

C₂H₅COOC₂H₅ + NaOH ⎯⎯→C₂H₅COONa + C₂H₅OH

Ester asam karboksilat dengan massa molekul relatif rendah umumnya tidak berwarna, berwujud cair, mudah menguap, dan memiliki bau yang sedap. Ester-ester ini umumnya memiliki rasa buah. Ester-ester ini banyak ditemukan dalam buah-buahan atau bunga.

Ester banyak digunakan sebagai esens buatan yang berbau buah-buahan .Misalnya, etil asetat (rasa pisang), amil asetat (rasa nanas), oktil asetat (rasa jeruk orange), dan etil butirat (rasa stroberi).

Umumnya ester yang berasal dari asam karboksilat pendek dan alkohol pendek berupa cairan pada suhu kamar; sedangkan dari rantai panjang cenderung berupa padatan. Semua ester berbau harum; ada yang berbau bunga, daun, dan ada yang berbau buah. Uap ester tidak bersifat racun (toksik) kecuali jika dihisap dalam jumlah besar. Hanya satu senyawa ester yang cenderung bersifat racun yakni amil asetat.

Uap ester tidak bersifat racun (toksik) kecuali jika dihisap dalam jumlah besar. Hanya satu senyawa ester yang cenderung bersifat racun yakni amil asetat.
yang saya tanyakan : mengapa hanya amil asetat yang cenderung bersifat racun ?