Asam karboksilat dan ester

Asam karboksilat

 Asam karboksilat adalah asam organik yang diidentikkan dengan gugus karboksil. Asam karboksilat   merupakan asam Bronsted-Lowry (donor proton). Garam dan anion asam karboksilat dinamakan karboksilat. Asam karboksilat merupakan senyawa polar, dan membentuk ikatan hidrogen satu sama lain. Pada fasa gas, Asam karboksilat dalam bentuk dimer. Dalam larutan Asam karboksilat merupakan asam lemah yang sebagian molekulnya terdisosiasi menjadi H+ dan RCOO-. Contoh : pada temperatur kamar, hanya 0,02% dari molekul asam asetat yang terdisosiasi dalam air. Asam karboksilat alifatik rantai pendek (atom karbon <18) dibuat dengan karbonilasi alkohol dengan karbon monoksida. Untuk rantai panjang dibuat dengan hidrolisis trigliserida yang biasa terdapat pada minyak hewan dan tumbuhan.

1. Struktur

Rumus umum asam karboksilat adalah R-COOH atau Ar-COOH, dimana :
R           : Alkil
Ar         : Aril

-COOH  : Gugus karboksil
Contoh :

Ciri khusus dalam asam karboksilat adalah terdapatnya gugus fungsi karboksil (-COOH), karboksil diambil dari karbonil (-CO-) dan hidroksil (-OH).

Sudut yang dibentuk oleh gugus fungsi –COOH- sebesar 120 derjat dan panjang ikatan C=O sebesar 0,121 nm.
Contoh :

 2. Tatanama Asam karboksilat

a. IUPAC

• Pemberian nama asam karboksilat dilakukan dengan mengganti akhiran –a pada nama alkana dengan –oat.
  Contoh :
  
• Tentukan rantai utama (rantai dengan jumlah atom karbon paling panjang yang mengandung gugus karboksil).
  Contoh :
  
• Tentukan substituen yang terikat rantai utama.
  Contoh :
  
• Penomoran substituen dimulai dari atom C gugus karboksil.
  Contoh :
  
• Jika terdapat 2/lebih substituen berbeda dalam penulisan harus disusun berdasarkan urutan abjad huruf pertama nama substituen.
  Contoh :
  
• Penambahan kata “asam” pada awal nama senyawa.
  Contoh :
  
• Awalan di-, tri-, sek-, ters-, tidak perlu diperhatikan dalam penentuan urutan abjad sedangkan awalan yang tidak dipisahkan dengan tanda hubung (antara lain : iso-, dan neo-) diperhatikan dalam penentuan urutan abjad.
  Contoh : bukan Asam-3-neopentil-2-metilheksanoat tetapi Asam 2-metil-3-neopentilheksanoat

b. Trivial (Nama Umum)

• Tak bercabang
  Berikut ini daftar nama trivial beberapa asam karboksilat yang tidak bercabang :
  
• Bercabang
  a) Tentukan rantai utama (rantai dengan jumlah atom karbon paling panjang yang terdapat gugus karboksil).
  Contoh :
  
  b) Tentukan substituen yang terikat pada rantai utama.
  Contoh:
  
  c) Penambahan kata “asam” pada awal nama senyawa.
  d) Penomoran substituen dimulai dari atom karbon yang mengikat gugus karboksil dengan huruf α, β, γ.
  Contoh :
  

 3. Sifat fisika dan kimia

Sifat Fisik Asam karboksilat

• Asam karboksilat mempunyai titik didih lebih tinggi daripada senyawa organik golongan lain yang berat molekulnya sebanding.
• Kelarutan asam karboksilat dalam air lebih besar daripada alkohol, eter, aldehida, dan keton yang berat molekulnya sebanding.
• Kelarutan asam karboksilat dalam air menurun seiring dengan meningkatnya berat molekul.
• Asam karboksilat dengan 1-4 atom karbon dapat larut sempurna dalam air.

Sifat KimiaAsam karboksilat

• Reaksi dengan basa
  Asam karboksilat bereaksi dengan basa menghasilkan garam dan air.
  Contoh :
  
• Reduksi
  Reduksi asam karboksilat dengan katalis litium alumunium hidrida menghasilkan alkohol primer.
  Contoh :
  
• Reaksi dengan tionil diklorida
  Asam karboksilat bereaksi dengan tionil diklorida membentuk klorida asam, hidrogen klorida dan gas belerang dioksida.
  Contoh :
  
• Esterifikasi
  Dengan alkohol, asam karboksilat membentuk ester. Reaksi yang terjadi merupakan reaksi kesetimbangan.
  Contoh :
  
• Reaksi dengan amonia
  Dengan amonia, asam karboksilat membentuk amida dan air.
  Contoh :
  
• Dekarboksilasi
  Pada suhu tinggi, asam karboksilat terdekarboksilasi membentuk alkana.
  Contoh :
  
• Halogenasi
  Asam karboksilat dapat bereaksi dengan halogen dengan katalis phosfor membentuk asam trihalida karboksilat dan hidrogen halida.
  Contoh :
  

4. Pembuatan Asam karboksilat

• Oksidasi alkohol primer
  Oksidasi alkohol primer dengan katalis kalium permanganat akan menghasilkan asam karboksilat.
  Contoh :
  
• Karbonasi pereaksi Grignard
  Karbonasi pereaksi Grignard dalam eter, kemudian dihidrolisis akan menghasilkan asam karboksilat.
  Contoh :
  
• Oksidasi alkil benzena
  Oksidasi alkil benzena dengan katalis kalium bikromat dan asam sulfat akan menghasilkan asam karboksilat.
  Contoh :
  
• Hidrolisis senyawa nitril
  Hidrolisis senyawa nitril dalam suasana asam akan membentuk asam karboksilat.
  Contoh :
  

5. Kegunaan Asam karboksilat

• Asam format dipakai untuk menggumpalkan lateks (getah karet).
• Asam asetat digunakan sebagai cuka makan.

Ester

Ester dibentuk dari reaksi kondensasi alkohol dengan suatu asam (esterifikasi). Asam-asam itu dapat berupa Asam karboksilat, asam phosfat, asam sulfat, asam nitrat, asam borat, dsb. Ester yang mudah menguap terdapat dalam parfum, pheromon, dan minyak atsiri. Nama ester diturunkan dari bahsa jerman yakni Essig-Ather yang berarti cuka ether. Eter siklik dinamakan lakton.

1. Struktur

Ester merupakan salah satu turunan asam karboksilat yang memiliki rumus umum R-COO-R’, dimana :

R, R’    : Alkil, Aril
-COO- : Gugus fungsi ester
Contoh :

Sudut yang dibentuk oleh gugus fungsi –COO- sebesar 120 derjat,
contoh:          

Tata nama Ester

a. IUPAC

Dalam pemberian nama ester, diawali dengan menyebut nama gugus alkil/aril yang menggantikan atom H dalam gugus –COOH pada asam induknya, kemudian diikuti nama asam tsb, tetapi tanpa kata asam. Adapun langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :
1) Tentukan jenis alkil dan nama asam karboksilat (nama sistematik) yang terdapat dalam struktur.
Contoh :
2) Urutan penulisan diawali nama alkil kemudian nama asamnya (tanpa kata “asam”).
Contoh : Nama : Etil etanoat

 b. Trivial (Nama Umum)

1) Tentukan jenis alkil dan nama asam karboksilat (nama trivial)
yang terdapat dalam struktur.
Contoh :
2) Urutan penulisan diawali nama alkil kemudian nama asamnya
(tanpa kata “asam”).
Contoh :

Sifat Fisik Ester

a. Titik didih ester hampir sama dengan titik didih aldehid/keton yang berat molekulnya sebanding.
b. Ester dapat larut dalam pelarut organik.
c. Ester dengan 3-5 atom karbon dapat larut dalam air.
d. Ester yang mudah menguap memiliki bau sedap.

Sifat Kimia Ester

a. Hidrolisis
Hidrolisis ester akan menghasilkan asam karboksilat dan alkohol.
Contoh:
b. Reaksi dengan amonia
Ester bereaksi dengan amonia dan membentuk amida dan alkohol.
Contoh :
c. Transesterifikasi
Ester dapat melakukan reaksi transesterifikasi dengan alcohol sehingga menghasilkan ester yang berbeda. Hasil samping diperoleh alkohol.
Contoh :
d. Reaksi dengan pereaksi Grignard
Ester bereaksi dengan pereaksi Grignard membentuk suatu keton.
Contoh:
e. Reduksi
Reduksi ester dengan katalis tembaga(II) oksida dan tembaga(II) kromat akan menghasilkan alkohol primer.
Contoh :

Pembuatan Ester

a. Mereaksikan asam karboksilat dan alkohol dengan katalis asam
b. Mereaksikan klorida asam dengan alkohol
c. Mereaksikan anhidrida asam dengan alkohol

Kegunaan Ester

a. Ester rantai pendek (ester yang memiliki atom karbon kurang dari 10) digunakan sebagai essen buah-buahan.
b. Lemak (ester dari gliserol dengan asam karboksilat suku tinggi)
digunakan sebagai bahan makanan dan sebagai bahan untuk
membuat sabun.