Kimia Organik

BAB I

PENDAHULUAN

Asam organik telah diketahui lama sebelum asam anorganik. Banyak tentunya yang lebih mengenal asam anorganik (HCl dan  H2SO4) daripada asam organik, akan tetapi suku-suku primitif lebih mengenal asam organik seperti asam asetat yang mereka dapatkan ketika reaksi fermentasi yang mereka lakukan terlalu lama sehingga menghasilkan cuka, bukan alkohol.

Ahli alam pada abad ke-tujuh belas mengetahui bahwa sengatan akibat gigitan semut merah disebabkan oleh asam organik yang dimasukkan ke luka oleh semut tersebut. Selain itu telah lama disadari bahwa rasa asam segar pada buah jeruk dihasilkan oleh senyawa organik yang disebut asam sitrat. Bau kambing dihasilkan oleh senyawa  asam kaproat. Asam asetat pada cuka, asam format pada semut merah dan asam sitrat pada buah merupakan keluarga senyawa yang sama, yaitu keluarga asam karboksilat.

Beberapa turunan asam karboksilat juga penting. Ester merupakan  turunan asam yang akan kita  bahas lebih mendalam. Aroma harum dari parfum, aroma buah-buahan, aroma bunga merupakan contoh dari ester.  

BAB II

LANDASAN TEORI

Gugus fungsi adalah atom atau kelompok atom dengan susunan  tertentu  yang menentukan struktur dan sifat suatu senyawa atau yang lebih umumnya diartikan sebagai kereaktifan senyawa kimia dalam molekul. Senyawa-senyawa yang mempunyai gugus fungsi yang sama dikelompokkan ke dalam golongan yang sama. Gugus fungsi tersebut merupakan bagian yang paling reaktif jika senyawa tersebut bereaksi dengan zat lain. Senyawa hidrokarbon yang hanya mengandung atom H dan O dikelompokkan menjadi alkana, alkena, alkuna, sikloalkana dan sikloalkena. Senyawa yang mengandung atom C, H dan O dikelompokkan menjadi alkohol, eter, aldehid, keton, asam karboksilat dan ester.

 

Namun, dalam hal ini pembahasan mendalam kami tunjukan tentang senyawa hidrokarbon yakni Ester.

1.  Pembuatan ester

Esterifikasi merupakan salah satu reaksi yang sering dilakukan sebagai langkah untuk mensintesis sebuah senyawa kimia organik, ester biasa dipersiapkan dengan esterifikasi langsung asam dengan alcohol dengan asam sebagai katalis (asam sulfurat, hydrogen klorida ) dengan alkoholisis asam klorida asam anhidrid dan garam metalik atau asam karboksilat dengan alkil halide atau alkil sulfat.misal, Alkohol dengan asam alkanoat dapat membentuk ester.

Contoh sejenis esterifikasi langsung dengan katalis asam meliputi mekanisme berikut :

      Protonasi kelompok karboksil

      Penambahan alkohol

      Pengahapusan air dan deprotonasi

Secara umum laju reaksi esterifikasi mempunyai sifat  sebagai berikut:

1.    Alkohol primer bereaksi paling cepat, disusul alcohol sekunder, dan paling lambat alcohol tersier.

2.    Ikatan rangkap memperlambat reaksi.

3.    Asam aromatic (benzoate dan p- toluata) bereaksi lambat, tetapi mempunyai batas konfersi yang tinggi.

4.    Makin panjang rantai alcohol, cenderung mempercepat reaksi atau tidak terlalu berpengaruh pada laju reaksi.

Senyawa – senyawa ester banyak kegunaannya dikehidupan manusia, terutama dibidang farmasi. Maka dari itu pembuatan makalah ini bertujuan untuk menjelaskan dan lebih mempelajari lagi khususnya senyawa ester.

Dalam kimia, ester adalah suatu senyawa  organik  yang  terbentuk melalui penggantian satu ( atau lebih) atom hydrogen pada gugus hidrogsil dengan suatu gugus organic (biasa dilambangkan dengan R). asam oksigen adalah suatu asam yang molekulnya memiliki gugus  -OH  yang hydrogennya  (H) dapat terdisosiasi menjadi ion H+.

Ester dapat dibuat dengan keseimbangan oleh suatu alkohol dan suatu asam karbon. Ester dinamai menurut kelompok alkil dari alcohol dan kemudian  alkanoat (bagian dari asam karbon). Sebagai contoh, reaksi antara alcohol dengan asam butir menghasilkan ester metil butir C3H7-COO-CH3 seperti halnya air. Hal yang paling sederhana adalah H-COO-CH3 Metil metanoat. Karena ester berasal dari asam yang lebih tinggi alkane menyebuatnya dengan akhiran –oat. Secara umum ester  dari asam berbau harum meliputi benzoate seperti metil benzoate.

2.  Struktur Ester sebagai turunan dari Asam Karboksilat

Ester merupakan turunan dari asam karboksilat. Gugus fungsi ester diperoleh dengan melepaskan atom H pada  gugus karboksil, sehingga ester mempunyai gugus fungsi -COO- atau COO. Untuk dapat memahami hal ini perhatikan struktur Ester menggunakan model molymod berikut:

Dari struktur tersebut, rumus umum untuk ester  adalah

CnH2nO2

Tatanama ester dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu nama menurut sistem IUPAC dan nama trivial.

3.   Tatanama ester

Ester disebut juga alkil alkanoat. Penamaan ester dilakukan dengan menyebutkan terlebih dahulu alkil yang melekat pada gugus karbonil  kemudian disusul nama karboksilatnya.

Contoh !

Metil propanoat                       etil etanoat                  isopropil etanoat

Tatanama trivial ester disesuaikan dengan tatanama trivial karboksilatnya.

Metil propionate                      Etil asetat                    Isopropil asetat

4.   Sifat fisik Ester

Ester yang diturunkan dari asam karboksilat pada umumnya mempunyai sifat yang berlawanan dari zat asalnya, karena ester mempunyai bau yang menyenangkan dan sering terdapat pada aroma buah-buahan dan bunga-bungaan. 

            Molekul-molekul ester bersifat polar namun tidak mampu membentuk ikatan hidrogen intermolekuler satu dengan yang lain. Karenanya ester mempunyai titik didih yang lebih rendah daripada asam karboksilat isomernya. Seperti yang dapat diduga titik didih ester terletak antara keton dan eter dengan massa molar yang sebanding. Karena molekul-molekul ester dapat membentuk ikatan hidrogen dengan molekul-molekul air, ester dengan massa molar rendah larut dalam air. Ester yang memiliki tiga hingga lima atom karbon larut dengan baik dalam air. Tabel ini menunjukkan sifat-sfifat fisik beberapa ester yang umum dijumpai. 

Table sifat-sifat fisik ester.

5.     Sifat Kimia Ester

Ester merupakan senyawa yang bersifat netral. Biasanya ester mengalami reaksi kimia dimana gugus alkoksi ( -OR’) digantikan oleh gugus yang lain. Salah satu reaksi seperti ini adalah hidrolisis. Hidrolisis dipercepat dengan adanya asam atau basa. Hidrolisis dalam suasana asam merupakan kebalikan dari esterifikasi. Ester direfuk dengan air berlebih  yang mengandung katalis asam yang kuat. Akan tetapi reaksi tersebut merupakan reaksi kesetimbangan, sehingga reaksi tidak pernah berhenti.

            Jika suatu basa (NaOH atau KOH) digunakan untuk menghidrolisa ester maka reaksi tersebut sempurna. karena Asam karboksilat dilepaskan dari kesetimbangan dengan mengubahnya menjadi garam. Garam organik tidak bereaksi dengan alkohol sehingga reaksi tersebut merupakan reaksi tidak dapat balik.  

6.  Kegunaan Dan Fungsi Ester

            Beberapa senyawa ester mempunyai aroma buah-buahan seperti apel (metil butirat), aroma pisang (amil asetat), aroma nanas (etil butirat) dan masih banyak lagi.Dengan prinsip reaksi esterifikasi tersebut dapat dibuat aroma buah-buahan tiruan. Jadi rasa dan aroma buah-buahan yang terdapat pada makanan seperti permen, sirup dapat digantikan dengan senyawa ester.  

            Ester tidak hanya penting untuk kosmetik dan penambah rasa, tapi juga untuk penerapan lain. Beeswax, campuran ester seperti C25H51COO–C30H61, dan dan Carnauba wax, ester lain, digunakan pada cat/pelapis mobil dan mebelair. Lemak dan minyak (bukan minyak tanah) merupakan ester dari gliserol dengan asam-asam lemak; ini penting bagi makanan kita. Ester-ester aspirin dan metil salisilat digunakan dalam pengobatan sebagai analgesik dan anti-peradangan. Metil salisilat, juga disebut minyak wintergreen, merupakan bahan utama rasa/bau wintergreen. Etil asetat digunakan sebagai penghapus cat kuku/kutek.  

7.  Hidrolisis Ester

            Hidrolisis ester yaitu dengan memecahnya menjadi asam-asam karboksilat (atau garam-garamnya) dan alkohol dengan bantuan air, asam encer atau basa encer. Penjelasan dimulai dengan hidrolisis ester-ester sederhana seperti etil etaoat, lalu dilanjutkan dengan hidrolisis ester yang lebih besar, yang lebih kompleks untuk pembuatan sabun.

Hidrolisis ester-ester sederhana

Pengertian hidrolisis

            Secara teknis, hidrolisis adalah sebuah reaksi dengan air. Reaksi inilah yang sebenarnya terjadi ketika ester dihirolisis dengan air atau dengan asam encer seperti asam hidroklorat encer.

            Hidrolisis ester dengan basa melibatkan reaksi dengan ion-ion hidroksida, tetapi hasil keseluruhannya sangat mirip sehingga dikategorikan dalam hidrolisis dengan air atau asam encer.

Hidrolisis menggunakan air atau asam encer

            Reaksi dengan air murni sangat lambat sehingga tidak pernah digunakan. Reaksi ini dikatalisis oleh asam encer, sehingga ester dipanaskan di bawah refluks dengan sebuah asam encer seperti asam hidroklorat encer atau asam sulfat encer. Berikut dua contoh sederhana dari hidrolisis menggunakan sebuah katalis asam.

Pertama, hidrolisis etil etanoat:

            Perhatikan bahwa kedua reaksi di atas dapat balik (reversibel). Untuk melangsugkan hidrolisis sesempurna mungkin, harus digunakan air yang berlebih. Air diperoleh dari asam encer, sehingga ester perlu dicampur dengan asam encer yang berlebih.

Hidrolisis menggunakan basa encer

            Ini merupakan cara yang lazim digunakan untuk menghidrolisis ester. Ester dipanaskan di bawah refluks dengan sebuah basa encer seperti larutan natrium hidroksida.

            Ada dua kelebihan utama dari cara ini dibanding dengan menggunakan asam encer. Reaksinya berlangsung satu arah dan tidak reversibel, dan produknya lebih mudah dipisahkan.Mari kita mengambil contoh ester sama seperti kedua contoh di atas, tapi menggunakan larutan natrium hdroksida bukan sebuah asam encer:

Pertama, hidrolisis etil etanoat menggunakan larutan natrium hidroksida:

dan selanjutnya hidrolisis metil propanoat dengan cara yang sama:

            Perhatikan bahwa terbentuk garam natrium bukan asam karboksilat sendiri. Campuran ini relatif mudah dipisahkan. Jika digunakan larutan natrium hidroksida yang berlebih, tidak akan ada ester yang tersisa.

            Alkohol yang terbentuk bisa dipisahkan dengan distilasi. Pemisahan ini cukup mudah. Jika menginginkan terbentuk asam bukan garamnya, ini harus menambahkan asam kuat yang berlebih seperti asam hidroklorat encer atau asam sulfat encer ke dalam larutan yang tersisa setelah distilasi pertama. Jika melakukan ini, campuran akan dibanjiri dengan ion-ion hidrogen. Ion-ion hidrogen ini ditangkap oleh ion-ion etanoat (atau ion paropanoat atau ion apapun) yang terdapat dalam garam membentuk asam etanoat (atau asam propanoat, dan lain-lain).

            Karena asam-asam ini adalah asam lemah, maka ketika bergabung dengan ion hidrogen, cenderung tetap bergabung. Sekarang asam karboksilat bisa dipisahkan dengan distilasi.

Hidrolisis ester-ester kompleks utuk membuat sabun

            Pembahasan ini berkaitan dengan hidrolisis basa (dengan menggunakan larutan natrium hidroksida) ester-ester besar yang ditemukan dalam lemak dan minyak hewani dan nabati. Jika ester-ester besar yang terdapat dalam lemak dan minyak hewani dan nabati dipanaskan dengan larutan natrium hdiroksida pekat, reaksi yang terjadi persis sama dengan reaksi pada ester-ester sederhana.

            Terbentuk asam karboksilat – kali ini, garam natrium dari sebuah asam besar seperti asam oktadekanoat (asam stearat). Garam-garam ini merupakan komponen sabun yang penting – yaitu komponen yang melakukan pembersihan.Juga terbentuk alkohol – kali ini, alkohol yang lebih rumit, propan-1,2,3-triol (gliserol).

Karena hubungannya dengan pembuatan sabun, hidrolisis ester dengan basa terkadang disebut sebagai saponifikasi.