Kekuatan Asam dan Basa Kimia Organik

Pada blog kali ini akan dibahas mengenai Kekuatan asam dan basa kimia organik, maka sebelum itu perlu diketahui teori-teori yang ada pada asam basa. Ada 3 teori asam dan basa, yaitu :

1. Teori Asam Basa Arrhenius

Pada teori ini Arrhenius mengemukakan bahwa asam basa memiliki sifat-sifat tertentu yang mampu memudahkan untuk mengenalnya. Dapat dikatakan bersifat asam bila zat akan bereaksi dengan air sehingga melepas ion H+ dan dapat dikatakan bersifat basa bila zat akan bereaksi dengan air membentuk ion OH-

2. Teori Asam Basa Brownsted Lowry

Pada konsep teori brownsted lowry, asam yaitu zat yang mampu memberikan ion hidrogen yang memiliki muatan positif atau proton (H+) salah satu contoh nya HCl. Sedangkan basa dapat dikatakan sebagai zat yang mampu menerima proton (H+) contohnya OH-

3. Teori Asam Basa Lewis

Pada teori ini, dikembangkan berdasarkan alasan bahwa beberapa reaksi asam basa tidak dapat melakukan perpindahan proton. Asam lewis merupakan zat yang mampu menerima suatu pasangan elektron. Dan basa lewis merupakan zat yang mampu memberikan suatu pasangan elektron.

Asam Organik

Asam organik dapat dicirikan dengan adanya atom hidrogen yang terpolarisasi positif. Pada asam organik terdapat atom hidrogen yang terikat dengan atom oksigen, seperti pada metil alkohol dan asam asetat.

Kekuatan asam ini dipengaruhi oleh banyaknya ion-ion H+ yang mampu dihasilkan oleh senyawa asam dalam larutannya. Dari banyak dan sedikit ion H+ yang dapat dihasilkan, maka larutan asam ini dibedakan menjadi dua, yaitu :

1. Asam Kuat

Asam kuat merupakan suatu senyawa asam yang semua larutannya terionisasi secara menyeluruh menjadi ion-ion.

2. Asam Lemah

Asam lemah merupakan  suatu senyawa asam yang semua larutannya hanya sedikit dapat terionisasi menjadi ion-ion.

Semakin kuat asam maka reaksi kesetimbangan asam yang terjadi semakin condong kearah kanan, akibatnya harga Ka akan bertambah besar. Maka dapat dikatakan bahwa harga ka adalah ukuran dari kekuatan asam, semakin besar harga Ka maka semakin kuat asam nya.

Contoh senyawa asam yaitu asam laktat, asam asetat, asam format, asam sitrat dan asam oksalat, asam etanoat.

Asam etanoat merupakan asam organik yang memberikan rasa asam dan juga memberikan aroma pada makanan. Asam etanoat ini merupakan asam lemah. Rumus dari asam etanoat ini yaitu CH3COOH. Asam etanoat ini dapat digunakan dalam terapi fisik menggunakan iontoforesis.

Asam memiliki sifat-sifat berikut:

1.Mempunyai rasa asam dan bersifat korosif.
2.Dapat mengubah warna kertas lakmus biru menjadi warna merah.
3.Dapat menghantarkan arus listrik (untuk asam kuat).
4.Bereaksi dengan logam (untuk asam kuat).

Basa Organik

Basa organik dapat dicirikan dengan adanya atom yang memiliki pasangan elektron bebas yang mampu mengikat proton. Basa organik adalah salah satu contoh senyawa yang didalamnya terkandung atom nitrogen, namun senyawa yang mengandung oksisgen juga mampu bertindak sebagai basa saat direaksikan dengan asam yang cukup kuat.

Kekuatan basa ini dipengaruhi oleh banyaknya ion-ion OH- yang dapat dihasilkan oleh senyawa basa dalam larutannya. Dilihat dari jumlah banyak dan sedikit ion OH yang mampu dihasilkan larutan basa maka dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

1. Basa Kuat

Basa kuat merupakan suatu senyawa basa yang pada larutan nya itu dapat terionisasi secara menyeluruh menjadi ion-ionnya.

2. Basa Lemah

Basa lemah merupakan suatu senyawa basa yang dalam larutannya hanya mampu sedikit terionisasi menjadi ion-ion. Reaksi ionisasi yang dialami oleh basa lemah juga merupakan reaksinkesetimbangan.

Semakin kuat basa maka reaksi kesetimbangan basa yang terjadi semakin akan condong ke arah kanan, maka harga Kb akan bertambah besar. Sama hal nya pada asam, harga Kb merupakan ukuran kekuatan basa, maka semakin besar harga Kb semakin kuat basa nya.

Contoh senyawa basa yaitu ammonia, metil amin dan lain-lain.

Sifat-sifat basa:
1.Mempunyai rasa pahit dan merusak kulit. 2.Terasa licin seperti sabun bila terkena kulit.
3.Dapat mengubah kertas lakmus merah menjadi kertas lakmus biru.
4. Menghantarkan arus listrik
5. Dapat menetralkan asam

PERMASALAHAN

1. Mengapa pada asam etanoat delokalisasi sistem dapat terjadi sehingga elektron lebih lama berada pada daerah atom oksigen ?

2.

Dilihat dari gambar diatas yang membedakan amonia dan metilamin adalah adanya CH₃ pada metilamin. Berdasarkan struktur tersebut apa yang menyebabkan metilamin dapat dikatakan sebagai basa yang lebih kuat dibandingkan dengan amonia?

3. Pada disosiasi natrium klorida itu membutuhkan stabilisasi akibat hidrasi ion. Bagaimana jika hidrasi ion yang terjadi pada natrium klorida hanya sebagian? Apa pengaruhnya terhadap stabilisasi tersebut ?

Prinsip – Prinsip sintesis senyawa organik (Retrosintesis analisis dari Geraniol)

Analisis Retrosintetik merupakan suatu proses “menguraikan” molekul target sampai didapat bahan awal yang tersedia. Untuk melakukan analisis ini caranya yaitu dengan melakukan suatu pemutusan ikatan diskoneksi dan konversi satu gugus fungsi ke gugus fungsi lain melalui rekasi kimia yang efisien atau interkonversi gugus fungsi atau tukar gugus fungsi.

Kemudian pada retrosintesis ini langkahnya melibatkan pemecahan ikatan (s) untuk membentuk dua (atau lebih) sinthon yang disebut sebagai pemutusan. Sinton merupakan suatu fragmen ideal yang mana biasanya itu kation, anion atau radikal, hasil dari diskoneksi. Satu harus memilih pemutusan yang sesuai dengan reaksi yang menghasilkan produk paling banyak.

Pada retrosintesis ini ada FGI, yang mana FGI merupakan proses tranformasi dari gugus fungsi satu ke gugus fungsi yang lain untuk  membantu perencanaan sintetis dan untuk memungkinkan pemutusan sesuai reaksi yang sesuai pula. Dalam melakukan rencana strategi sintesis, ada juga faktor yang harus diatasi yaitu termasuk kontrol regiokimia dan stereokimia selain dari merancang cara membangun rangka karbon dengan fungsi yang diperlukan.

Berikut ini ada beberapa pedoman untuk retrosintetis, yakni :

1. Penggunaan pendekatan konvergen lebih baik dari pada divergen untuk molekul yang molekul

2. Hanya digunakan pemutusan yang sesuai dengan memutus ikatan C-C dan ikatan C-X selama hal tersebut memungkinkan

3. Diskoneksi dapat diketahui dengan mudah menggunakan reaksi yang telah diketahui

4. Sintesis harus pendek

5. Lebih baik menggunakan reaksi-reaksi yang tidak membentuk campuran

6. Fokusnya ialah pada penghilangan pusat stereo (Stereocentre) dibawah kontrol stereo (stereocontrol). Stereocontrol dapat dicapai melalui kontrol baik mekanistik ataupun pengendalian substrat.

Pada bagian A hanya mengandung ikatan rangkap terubstitusi dan karenanya sintesisnya dimulai dari farnesol dan tris-norgeraniol. Untuk tetraena kedua (B) dianggap sebagai kecocokan yang lebih tepat dengan hapten penginduksi yang menghasilkan koleksi antibodi dengan menunjukkan satu ikatan rangkap yang disubstitusi dan sintesisnya menggunakan turunan tris-norgeraniol dan alkohol bis-allylic simetris sebagai bahan utama.

Monoterpenoid adalah suatu senyawa yang memiliki bau yang spesifik, dimana dibangun oleh 2 unit isoprene atau dengan jumlah atom karbon 10. Struktur dari senyawa monoterpenoid merupakan perbedaan dari 38 jenis kerangka yang berbeda. Sedangkan pada prinsip dasar penyusunannya yaitu sebagai penggabungan kepala dan ekor dari 2 unit isoprene. Pada strukturnya dapat berupa rantai terbuka dan tertutup ataupun siklik. Monoterpenoid banyak dimanfaatkan sebagai antiseptic, ekspektoran, spasmolotik, dan sedative. Selain itu monoterpenoid  juga banyak dimanfaatkan sebagai bahan pemeri aroma makanan dan parfum.

Salah satu contoh senyawa nya yaitu Geraniol, 3,7-dimethyl-2,6-octadien-1-ol atau disebut sebagai rhodinol merupakan salah satu senyawa monoterpenoid dan alkohol dengan formula C₁₀H₁₈O. Senyawa ini merupakan komponen utama dari minyak rose. Geraniol dapat ditemukan juga pada tanaman geranium dan jeruk. Geraniol tidak dapat larut dalam air, tetapi dapat larut dalam pelarut organic yang umum. Geraniol juga memiliki bau yang menyengat dan sering digunakan sebagai parfum. Selain itu geraniol juga digunakan dalam melakukan perawatan, pencegahan, dari gejala penyakit kanker dan stress oksidatif.

Geraniol mengalami oksidasi Swern, epoksidasi regioselektif dari ikatan rangkap yang diisolasi menggunakan m-CPBA, dan olefinasi Wittig berikutnya dengan Ph3P = CH2 ke epoksida yang stabil 8. Dengan menggunakan HIO4, maka membelah epoksida yang dihasilkan untuk mendapatkan yang rendah. Titik didih 5, yang kemudian mengalami reaksi Evans aldol yang dimodifikasi Crimmins setelah manipulasi aboratif. Dengan 5 di tangan, alkohol sekunder 4 dapat diperoleh dengan menggunakan penambahan aldol Evans yang dimodifikasi Crimmins dengan thione asetilthiazolidine 9. Dengan adanya TiCl4 dan (i-Pr) 2NEt (DIPEA), titanium enolat yang dihasilkan dari 9 direaksikan dengan 5 , membentuk isomer 4 yang diinginkan dominan dalam hasil yang sangat baik.

Oksidasi swern, adalah suatu reaksi kimia di mana alkohol primer atau sekunder teroksidasi menjadi suatu aldehida atau keton menggunakan oksalil klorida, dimetil sulfoksida dan basa organik, seperti trietilamina.

PERMASALAHAN
1. 

Dilihat dari gambar diatas, geraniol memiliki dua struktur yaitu alfa dan beta. Lalu bagaimana tingkat kereaktifan dari kedua struktur tersebut? Gugus fungsi apa yang digunakan kedua struktur, sehingga geraniol dapat dikatakan sebagai penyusun utama dalam pembuatan minyak rose (parfum) ?

2. Pada proses retrosintetisnya, geraniol akan mengalami reaksi oksidasi swern. mengapa hal tersebut terjadi? lalu apa sintesisnya akan tetap terjadi jika geraniol mengalami reaksi lain?
3. Gugus Fungsional yang berasal dari geraniol (pada dasarnya, geraniol yang tidak memiliki terminal -OH) yaitu gugus geranyl. lalu bagaimana peranan gugus geranyl dalam total sintesisnya sehingga geraniol ini dapat digunakan dalam melakukan perawatan, pencegahan pada penyakit kanker?

Prinsip – Prinsip Sintesis Senyawa Oganik

Sintesis Organik adalah suatu ilmu yang memberikan kemudahan kimiawan dalam menjalankan penelitian pada sintesis senyawa organik. Berikut ini merupakan reaksi dasar dari sintesis senyawa organik :

a.

Pada reaksi diatas memiliki G sebagai pendorong elektron ke dalam cincin (EWG = Pengarah o,p) dan G sebagai penarik elektron keluar cincin (EDG = Pengarah m).

b. 

Pada reaksi diatas memiliki gugus pergi yang baik.

Prinsip Umum yang dimiliki oleh sintesis senyawa organik adalah :

1.   Jika gugus yang terikat merupakan gugus yang mampu terikat pada cincin aromatis melalui substitusi

2.  Jika gugus yang terikat adalah gugus yaang tidak mampu terikat pada cincin aromatis dengan cara substitusi elektrofilik, maka dilakukan interkonversi gugus fungsi dengan cara oksidasi, reduksi, substitusi

3.  Jika gugus yang terikat adalah gugus yang tidak mampu terikat pada cincin aromatis dengan cara substitusi elektrofilik atau IGF, maka dilakukan dengan cara substitusi nukleofilik atau diazonium atau halida.

Berikut ini merupakan beberapa cara dalam sintesis senyawa organik :

1.      Diskoneksi

Diskoneksi merupakan suatu pemotongan ikatan dengan cara imaginer pemecah molekul yang diinginkan menjadi lebih sederhana. Diskoneksi ini biasanya disebut sebagai kebalikan dari sintesis.

2.      Interkonversi Gugus Fungsi

Pada IGF ini, dilalui tahap analisis yang melakukan pengenalan gugus fungsional yang terdapat pada molekul target terkait dengan keelektronegatifannya, pengaruh yang ada pada sintesis dan penentuan dari diskoneksi secara langsung harus diubah dulu dengan cara IGF. Berikut ini merupakan perubahan rantai samping senyawa aromatik dengan IGF:

3.      Sinton

Sinton adalah suat fragmen ideal yang mampu atau tidak mampu terlibat pada reaksi, tetapi yang membantu untuk menentukan reagen – reagen yang sesuai untuk digunakan. Reagen ini disebut dengan material pemula, yakni senyawa yang digunakan untuk reaksi sintesis sebagai sinton. Berikut ini reagen untuk reaksi elektrofilik aromatik :

                                      

Berikut ini contoh dari sintesis Diskoneksi, IGF dan Sinton sebagai reagen :

Senyawa Benzokaina adalah senyawa patirasa lokal yaitu senyawa ester, dimana ester dapat dibuat melalui reaksi antara alkohol dan asam karboksilat yang menggunakan katalisa asam, alkohol dengan anhidrida asam karboksilat. Pada tahap analisis dilakukan diskoneksi pada ikatan C – O :

Pada tahap analisis yang pertama diperoleh senyawa p-aminobenzoat, dimana terdapat gugus COOH dan NH₂ yang terikat pada cincin aromatik. Jika dilakukan diskoneksi baik pada COOH ataupun NH₂ maka tidak dikenal reaksi yang bersangkutan dengan diskoneksi ini. Karena itu yang dapat dilakukan yaitu interkonversi gugus fungsional untuk mengubah gugus fungsional pada COOH dan NH₂ ke gugus fungsional lainnya, dengan begitu maka dapat dilakukan diskoneksi. Asam aromatik dapat diperoleh ddengan reaksi oksidasi gugus metal, dan gugus amino dapat dibuat dengan reaksi reduksi gugus amino. Berikut ini analisis tahap kedua dengan IGF :

Setelah melakukan analisis kedua dengan IGF maka diperoleh gugus NO₂ dan CH₃ yang terikat pada cincin aromatik. Maka diskoneksi gugus nitro mampu dilakukan dan rasional,karena nitrasi toluena secara mudah bisa dilakukan. berikut ini analisis tahap ketiga :

Untuk analisis yang ketiga ini diperoleh toluena sebagai bahan awal. Dari tahap ini maka dapat ditulis tahap sintesis dengan reagen yang sesuai. Dengan mengetahui tipe reagen maka akan memperoleh hasil senyawa yang diharapkan. Sintesis denyawa benzokaina sebagai berikut :

PERMASALAHAN

1.      Pada diskoneksi, bagaimana jika suatu senyawa memiliki ikatan lebih dari satu yang harus diputus, apa pertimbangan saja yang harus kita pilih ?

2.      Bagaimana apabila pada tahap sintesis dimungkinkan melaksanakan tahap-tahap reaksi dalam urutan yang berbeda ?

3.      Mengapa pada reaksi asilasi Friedel – Crafts itu tidak terjadi penataan ulang karbokation ?