Kereaktifan Senyawa Turunan Asam Karboksilat

Kereaktifan Senyawa Turunan Asam Karboksilat

Senyawa turunan asam karboksilat adalah senyawa yang apabila dihidrolisis akan menghasilkan asam karboksilat. Beberapa derivat asam karboksilat sebagai berikut.

Halida Asam (Alkanoil halida)


Anhidrida Asam


Ester


Amida


Nitril

Kecuali senyawa nitril, semua derivat asam karboksilat mengandung gugus R-C=O (asil) dan anhidrida.

Senyawa turunan asam karboksilat dapat mengalami reaksi substitusi nukleofilik. Nukleofilik yang menyerang senyawa turunan asam karboksilat tidak serta merta masuk dan langsung menggantikan salah satu substituen pada senyawa turunan asam karboksilat, namun berlangsung dalam dua tahap reaksi. Dua tahap reaksi yang dimaksud adalah reaksi adisi kemudian diikuti oleh reaksi eliminasi.

• Mula-mula terjadi pembentukan intermediat tetrahedral melalui reaksi adisi
• Kemudian terjadi eliminasi salah satu dari dua substituen pada atom C karbonil, maka secara keseluruhan terjadi reaksi substitusi nukleofilik.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kereaktifan gugus karbonil untuk mudah diserang oleh nukleofil adalah faktor sterik (ruang) dan faktor elektronik.

Faktor Sterik

Derivat/turunan asam karboksilat yang tidak mempunyai hambatan sterik/ruang akan lebih mudah mengalami serangan nukleofilik daripada yang mempunyai hambatan sterik, contoh: asetil klorida lebih reaktif daripada 2,2-dimetil propanoil klorida. Urutan kereaktifan senyawa karbonil adalah sebagai berikut:

Gugus alkil (R) memiliki ukuran yang lebih besar dibanding atom hidrogen. Akibat gugus alkil yang besar, membuat nukleofil yang akan masuk menyerang gugus karbonil terhalang. Halangan inilah yang dimaksud dengan halangan sterik. Semakin besar ukuran atom yang terikat pada gugus karbonil, semakin sulit pula nukleofil menyerang gugus karbonil. Berarti halangan steriknya juga semakin besar. Sehingga reaksi akan sulit terjadi (berlangsung lambat). Sebaliknya, semakin kecil ukuran atom yang terikat pada gugus karbonil maka halangan steriknya semakin kecil. Hal ini mengakibatkan semakin mudah terjadi reaksi (berlangsung cepat).

Faktor Elektronik

Turunan asam karboksilat yang mempunyai kepolaran lebih tinggi akan lebih mudah diserang oleh pereaksi nukleofil. Urutan reaktifitas senyawa turunan asam karboksilat adalah sebagai berikut:

Senyawa turunan asam karboksilat yang paling reaktif adalah alkanoil klorida. Hal ini disebabkan oleh karena polarisasi klorida pada karbonil lebih besar dari pada polarisasi gugus yang ada pada senyawa turunan asam karboksilat lainnya.

Untuk menjelaskan kereaktifan senyawa turunan asam karboksilat diatas, dapat ditinjau dari struktur resonansinya. Seperti halnya pada asam karboksilat, maka turunan asam karboksilat juga dapat melakukan struktur resonansi, yang disebabkan oleh karena keikutsertaan dari pasangan elektron bebas dari gugus yang dianggap sebagai gugus pergi atau leaving group (L). Struktur dipolar pada struktur resonansi sangat penting untuk menjelaskan urutan kereaktifan senyawa turunan asam karboksilat.

Untuk L = NR'₂, atom nitrogen mempunyai keelektronegatifan yang paling rendah daripada unsur oksigen ataupun klor, maka sumbangan untuk pembentukan muatan positif menjadi diperlemah. Oleh karena itu, hal tersebut dapat digunakan untuk menjelaskan mengapa amida merupakan senyawa turunan asam karboksilat yang paling tidak reaktif.

Pada ester, L = OR, dimana atom oksigen lebih elektronegatif daripada atom nitrogen, maka pembentukan struktur dipolar pada ester akan lebih nyata daripada pembentukan struktur dipolar pada amida. Untuk anhidrida asam, L = OCOR, selain atom oksigen bersifat elektronegatif juga diapit oleh gugus karbonil (C=O) yang bersifat penarik elektron, sehingga pembentukan struktur dipolar juga makin nyata. Oleh karena itu, anhidrida asam juga lebih reaktif daripada ester. Selanjutnya alkanoil klorida, L = Cl, berarti Cl lebih bersifat elektronegatif daripada oksigen, akibatnya pembentukan struktur dipolarnya adalah yang paling nyata. Dengan demikian,. alkanoil klorida merupakan senyawa turunan asam karboksilat yang paling reaktif.

Referensi:
Riswiyanto, 2012. Langkah Sukses Menuju Olimpiade Kimia Organik Tingkat SMA/MA. Bina Prestasi Insani. Jakarta