Pengenalan

Apakah yang anda faham mengenai asid karboksilik? Pernahkan anda mengambil asid karboksilik dalam diet seharian anda? Untuk pengetahuan anda susu masam, bayam, limau, jus anggur, cuka, epal dan juga buah pir merupakan contoh-contoh asid karboksilik. Secara kesimpulannya, kita mengambil asid karboksilik dalam diet harian kita. Asid karboksilik dan terbitannya adalah sebatian organik yang paling banyak terdapat di dalam makmal dan juga dalam organisma hidup. Adakah anda tahu asid karboksilik bukan merupakan sebatian hidrokarbon? Ini adalah kerana asid karboksilik merupakan sebatian organik yang mengandungi atom karbon, hidrogen, dan oksigen. Bagaimanakah untuk mengetahui struktur asid karboksilik? Asid karboksilik

mengandungi kumpulan karboksil, -COOH sebagai kumpulan berfungsi. Jadual di bawah menunjukkan formula struktur, nama IUPAC bagi asid karboksilik.

Karbon 1 2 3

Formula struktur HCO2H CH3CO2H CH3CH2CO2H

Nama IUPAC Asid metanoik Asid etanoik Asid propanoik

Nama Asid formik Asid asetik Asid propanoik

Sumber semulajadi semut cuka Susu, mentega, keju

4 5 6

CH3(CH2)2CO2H CH3(CH2)3CO2H CH3(CH2)4CO2H

Asid butanoik Asid pentanoik Asid heksanoik

Asid butirik Asid valerik Asid kaproik

Mentega Akar valerion Kambing

1

PENAMAAN IUPAC ASID KARBOKSILIK

Seterusnya mari kita lihat bagaimana untuk menamakan asid karboksilik dan juga penggantiannya. Adakah anda tahu bagaimanakah formula bagi asid karboksilik? Formula bagi asid karboksilik adalah RCO2H. Sekarang kita sudah tahu formula asid karboksilik. Mari kita lihat pula cara untuk menamakan asid karboksilik. Rantaian asid karboksilik terbuka boleh dinamakan dengan menggantikan hujung nama alkana dengan oik. Anda boleh lihat contoh seperti di bawah.

O CH3CH2COHAsid Propanoik

CH3

O

O

CH2CH3

CH3

O

CH3CHCH2CH2COH Asid 4-Metilpentanoik

HOCCH2CHCH2CH2CHCH2COH Asid 3-Etil-6-metiloktendionik

Setelah kita melihat rantai panjang, mari kita melihat rantai gelang pula. Bagaimana kita hendak menamakan rantai gelang? Sebatian yang mempunyai kumpulan CO2H yang terikat pada cincin dinamakan dengan menggunakan asid karboksilik akhiran. Karbon asid karboksilik yang terletak pada karbon pertama (C1) pada gelang sendiri tidak diletakkan nombor dalam menamakannya. Anda kurang faham? Tidak mengapa, mari kita lihat contoh di bawah. Contohnya COOH yang terletak pada C1 di bawah:-

2

COOH

COOH

1 6 5 4 2 3 Br 5 4

1 2 3

Asid 3-Bromosikloheksankarboksilik

Acid 1-Siklopentenkarboksilik

Sekarang mari kita lihat apakah perbezaan struktur dan nama bagi asid karboksilik dan juga kumpulan acil. Asid karboksilik akan mempunyai akhiran ik manakala kumpulan acil pula akan mempunyai akhiran il. Dalam gambarajah di bawah, telah diringkaskan nama- nama asid karboksilik dan juga kumpulan acil.

Struktur HCO2H CH3CO2H

Asid Karboksilik Nama Formik Asetik Propionik Butirik Oksalik Malonik Succinik Akrilik

Nama Formil Asetil Propionil Butiril Oksalil Malonil Succinil Acriloil

Kumpulan Acil Struktur HCOCH3COCH3CH2COCH3(CH2)2CO-OCCO-OCCH2CO-OC(CH2)2COH2C=CHCOO

CH3CH2CO2H CH3CH2CH2CO2H HO2CCO2H HO2CCH2CO2H HO2CCH2CH2CO2H H2C=CHCO2H CO2H

Benzoik

Benzonil

C

3

PENGUKUHAN

Beri nama IUPAC bagi asid karboksilik berikut:

(a)

CH3 CH3CHCH2COOH

(b)

Br CH3CHCH2CH2COOH

(c)

CH3CH

CHCH2CH2COOH

COOH

(d)CH3CH2CHCH2CH2CH3

(e)

COOH H

Jawapan

(a) asid 3-Mitilbutanoik

CH3 H(b) asid 4-Bromopentanoik

(c) asid 4-Hexanoik

(d) asid 2-Etilpentanoik 4 (e) asid tran-2Mitilsikloheksankarboksilik

Sifat-sifat Fizikal Asid Karboksilik

Setiap dari sesuatu yang diciptakan mempunyai sifat-sifatnya yang tersendiri. Bagi asid karboksilik pula, ianya seperti alkohol kerana ianya membentuk ikatan hidrogen antara molekul yang kuat. Kebanyakkan asid karboksilik wujud sebagai dimmers yang dipegang bersama oleh 2 ikatan hidrogen. Sebagai contohnya seperti dalam gambarajah dibawah ini.

O

H

O C CH3

H3C

C O H O

Takat Didih

Asid karboksilik mempunyai takat didih tertinggi di dalam kompaun organik. Di sini kita membuat perbandingan antara alkohol, aldehid dan juga ketone. Asetik asid mempunyai takat didih 118 C, 1 pronanol mempunyai takat didih 79 C dan asetone mempunyai takat didih 56 C. Apabila bilangan atom karbon dalam molekul meningkat, asid karboksilik mempunyai takat didih yang lebih tinggi. Takat Lebur

Takat lebur semakin tinggi dengan bertambahnya saiz molekul. Asid karboksilik rendah dalam siri homolog adalah merupakan cecair yang berbau sengit dan tajam. Keterlarutan

Asid karboksilik mempunyai keterlarutan tertinggi di kalangan kompaun organik yang lain (kumpulan fungsi). Keterlarutan ini adalah disebabkan oleh ikatan hidrogen. Lihat seperti gambarajah di bawah. Apabila bilangan atom karbon dalam molekul meningkat asid karboksilik menjadi sukar untuk larut dalam air.

5

O H

H

O C H O H H O O H H

R

interaksi oleh ikatan hidrogen

Kereaktifan

Kereaktifan asid karboksilik semakin meningkat dari thioester, ester, asid anhidrida dan yang paling tinggi kereaktifan adalah asid halida. Ini adalah kerana asid halida mempunyai kumpulan halogen yang terikat dengannya. Kumpulan halogen ini berfungsi dalam menentukan kereaktifan sebatian tersebut.

O R C

O

O C R' >R

O C OR'

O

X

>

R C

> R

C

NR2

(Asid halida)

(Asid anhidrida)

(Ester)

(Thioester)

6

Sifat-sifat Kimia Asid Karboksilik

Keasidan

Mengapakah asid karboksilik adalah lebih berasid daripada alkohol walaupun kedua duanya mengandungi kumpulan OH? Dari jadual di bawah kita dapat lihat bahawa etanol mempunyai nilai pKa lebih tinggi berbanding dengan asid hidroklorik. Semakin tinggi nilai pKa sesuatu sebatian itu, semakin lemah keasidan sebatian tersebut.

Nama HCl (asid hidroklorik) CCl3CO2HCHCl2CO2H

Ka (107) 0.23 3.3 x 10-2 1.4 x 10-3 1.77 x 10-4 6.46 x 10-5 5.6 x 10-5 1.76 x 10-5 (10-16)

pKa (-7) 0.64 1.48 2.85 3.75 4.19 4.25 4.75 (16)

Asid kuat

CH2ClCO2H HCO2H C6H5CO2H H2C= CHCO2H CH3CO2H CH3CH2OH (etanol)

Asid lemah

7

Jadual di bawah ini menjelaskan lagi hubungan antara nilai pKa dengan keasidan sesuatu sebatian.

O H C H OH Cl

O C H OH Cl

O C H OH Cl

O C Cl OH

CH

CH

CCl

CCl

pKa = 4.75 Asid lemah

pKa = 2.85

pKa = 1.48

pKa = 0.64 Asid kuat

Berbandingan asid karboksilik dengan alcohol dapat dibuat dengan membandingkan kestabilan relatif anion karboksilat berbanding anion alkosid. Dalam ion alkosid, cas negatif berkedudukan setempat pada satu atom oksigen. Walau bagaimanapun, ion karboksilate, cas negatif yang dikongsi oleh kedua-dua atom oksigen. Dalam erti kata lain, anion karboksilat hibrid resonans yang stabil daripada struktur yang setara. Larutan asid karboksilik akueus adalah asid lemah. Hal ini disebabkan larutan asid karboksilik akueus boleh mengion separa dalam air untuk menghasilkan sedikit ion hidrogen. Sifat sifat asid yang ditunjukkan oleh asid karboksilik ialah:

a) Menukarkan warna penunjuk Larutan asid karboksilik akueus menukarkan kertas litmus biru kepada warna merah atau menunjukkan pH < 7. Contohnya asid etanoik akueus mempunyai b) Tindak balas dengan logam Asid karboksilik bertindakbalas dengan logam-logam yang lebih elektropositif pH < 7.

daripada hidrogen seperti magnesium untuk membebaskan gas hidrogen. c) Tindak balas dengan garam karbonat Asid karboksilik bertindak balas dengan garam karbonat untuk membebaskan gas karbon dioksida.

8

d) Tindak balas dengan bes (alkali) Asid karboksilik meneutralkan oksida/hidroksida untuk membentuk garam dan air.

Pengesteran

Asid karboksilik bertindak balas dengan alkohol dengan kehadiran asid sulfurik pekat sebagai mangkin untuk menghasilkan satu ester. Contohnya, apabila asid etanoik dididihkan secara refluks dengan etanol, dengan kehadiran asid sulfurik pekat, etil etanoat terhasil.

9

PENGUKUHAN Manakah merupakan asid yang lebih kuat, asid benzoik atau asid p-nitrobenzoik?

JAWAPAN

Semakin stabil anion karboksilate, semakin kuat asid. Kumpulan nitro elektron menarik balik dan dapat menstabilkan cas negatif. Oleh itu, ion pnitrobanzoik adalah lebih kuat daripada asid benzoik.

O C-O

NO2

Kumpulan nitro mengeluarkan elektron daripada cincin dan menstabilkan cas negatif

10

PENYEDIAAN ASID KAROKSILIK

Adakah anda tahu apa yang dimaksudkan dengan sintesis? Sintesis atau penyediaan adalah proses menghasilkan sebatian kimia yang biasanya dilakukan oleh kesatuan kimia yang mudah. Dalam bidang kimia, sintesis kimia pelaksaan bertujuan tindak balas kimia untuk mendapatkan sesuatu produk atau beberapa produk. Ini berlaku oleh manipulasi fizikal dan kimia yang biasanya melibatkan satu atau lebih tindak balas.

Sintesis Asid karboksilik

pengoksidaan

Karboksilasi (Reagen Grignard)

Alkohol Primer/ Aldehid

Alkuna Internal/ Alkena

Alkilbenzena

11

Pengoksidaan Alkohol Primer (RCH2OH) atau Aldehid (RCHO)

Sintesis kimia bermula dengan pemilihan bahan-bahan yang dikenali sebagai reagen atau bahan tindak balas. Pelbagai jenis tindak balas ini boleh digunakan untuk sintesis kepada produk, atau produk perantaraan. Pada mulanya kita akan lihat dahulu agen pengoksidaan yang terlibat didalam pengoksidaan alkohol primer dan juga aldehid ini.

REAGEN

PRODUK

Kalium (atau natrium) dikromat berasid, K2C2O7/H2SO4, digunakan untuk memberikan asid kromik, H2CrO4. Manakala kalium permanganate beralkali, KMnO4/OH- merupakan agen pengoksidaan yang kuat. Agen ini dapat mengoksidakan aldehid dengan mudah. Namun harus diingat bahawa agen pengoksidaan yang sederhana seperti manganes dioksida (MnO2) dan tollen reagen [Ag(NH3)2+OH] hanya mampu mengoksidakan alkohol kepada aldehid. Kemudian H2SO4 ditambahkan untuk menukarkan garam asid kepada asid bebas. Peratusan hasilan adalah lebih rendah dengan bahan uji ini. Selain itu, udara dan mangkin Pt diperlukan dalam keadaan refluks. Alkohol primer dan aldehid biasanya dioksidakan kepada asid karboksilik dengan menggunakan larutan kalium dikromat dengan kehadiran asid sulfuric cair. Semasa tindak balas berlaku, kalium dikromat (VI) akan bertukar daripada warna jingga kepada hijau. Kalium dikromat (VI) juga boleh digantikan dengan natrium dikromat (VI). Hal ini kerana, setiap persamaan dan warna yang bertukar adalah sama bagi setiap dikromat (VI) yang digunakan. Alkohol primer akan dioksidakan kepada asid karboksilik dalam dua peringkat. Peringkat pertama, aldehid akan dihasilkan manakala peringkat seterusnya asid karboksilik pula akan dihasilkan. "[O]" digunakan bagi mewakili oksigen daripada agen pengoksidaan. Pembentukan aldehid ditunjukkan seprti persamaan dibawah.

12

O

RCH2OH + O

R-CH

+ H2O

Ini menunjukkan oksigen daripada agen pengoksidaan

R ialah atom hydrogen atau kumpulan hidrokarbon seperti kumpulan alkuna. Proses pengoksidaan merupakan suatu proses penambahan oksigen, pengurangan electron dan juga penambahan nombor pengoksidaan pada sesuatu bahan. Aldehid kemudiannya dioksidakan kepada asid karboksilik:

O + O R-C

O

R-C

OH

Alkohol primer mengalami tindak balas pengoksidaan apabila bertindak balas dengan larutan KMnO4 dan menghasilkan asid karboksilik.

CH3CH2OH Etanol

KMnO4 CH3COOH Asid Karboksilik

Tindak Balas UmumKMnO4

RCH2OH Alkohol Primer

RCOOH Asid Karboksilik

13

Misalnya:

i.

Ph-CH2-CH2CH2OH 3-fenil-1-propanol

O

Ph-CH2-CH2-COOH asid-3-fenilpropanoik

Pengoksidaan aldehid boleh dilakukan dengan bahan uji pengoksidaan yang lemah seperti bahan uji Tollen, Ag(NH3)2+, Benedict, Fehling dan lain-lain. Ini adalah kerana aldehid lebih senang dioksidakan berbanding dengan alcohol.

RCHO + Ag (NH3)2+ RCOOLarutan tanpa warna garam karboksilat

+ Ag cermin perak

R-COOH asid karboksilik

Aldehid akan mengalami tindak balas pengoksidaan bersama dengan KMnO4, K2Cr2O7 atau Ag(NH3)2+ supaya menghasilkan asid karboksilik.

CH3CHO

KMnO4 atau K2Cr2O7

CH3COOH

misalnya:

i.

CH3CHCH2C=O Cl H

O

CH3CHCH2COOH Cl asid-3-klorobutanoik

3-klorobutanal

14

Pengoksidaan Alkena dan Alkuna Internal

Seterusnya kita akan lihat pula pengoksidaan alkena dan alkuna internal. Tahukah anda bahawa tindak balas penambahan akan berlaku apabila agen digunakan dalam proses pengoksidaan alkena dan alkuna internal. Dalam kebanyakan tindak balas alkena rangka ikatan karbon dikekalkan. Ikatan ganda dua boleh mengalami pembelahan ikatan bagi menghasilkan molekul yang lebih kecil, bergantung kepada keadaan tindak balas. Tindak balas di antara alkena dengan kalium manganta (VII), KmnO4 ganda dua. Karbon yang terikat melalui ikatan ganda dua dalam alkena kini terikat pada oksigen dalam hasil tindak balas. Pemecahan ikatan ganda dua berlaku bagi menghasilkan campuran keton dan asid karboksilik. (Aldehid tidak dapat diasingkan, ia akan dioksidakan terus kepada asid karboksilik). Tindak balas keseluruhan boleh digambarkan seperti berikut : pekat dan panas atau berasid mengakibatkan pemecahan ikatan pengoksidaan yang lemah

R

R'

R

R'

C R''

C H

KMnO4 , OH

R''-C

C-H

OH

OH

R

R

R''

C

O

+

O

C

OH

15

Dengan alkena hujung pula, pengoksidaan kumpulan metilena menghasilkan karbon dioksida dan air di samping keton atau asid karboksilik.

CH3-CH2-C=CH2 CH3

KMnO4, OH

CH3-CH2-C=O + CO2 + H2O

CH3

Reagen klasik yang digunakan dalam pembelahan oksidaan ialah ozon, O3. Ozonolisis berlaku dalam dua langkah. Langkah pertama melibatkan penambahan ozon kepada ikatan dubel bagi membentuk perantaraan molozonida yang menyusun semula dengan cepat kepada ozonida. Dalam langkah kedua, azonida dihidrolisiskan.

O C C + O3 O O C C C

O

O

C O

Zn, H2O

C

O +

O

C

16

Tindak balas ozonolisis amat berguna dalam menentukan kedudukan ikatan ganda dua dalam alkena. Tindak balas berikut menunjukkan hasil pembelahan oksidaan daripada beberapa alkena.

CH3CH2CH=CHCH2CH2CH3

O3 Zn, H2O

CH3CH2CHO + CH3CH2CH2CHO

CH3 C CH3 O3 Zn, H2O O + O C

CH3

CH3

Telitikan contoh tindak balas yang berikut:

(i)

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3-CH2-C

C-CH3

+ KMnO4

CH3-CH2-C

O +O

C-CH3

(ii) CH3 H-CCH3 CH3 CH3

CH-CH3 + KMnO4

HO-C

O + O

CH-CH3

(iii) CH3H CH3

H-C

CH-CH3

+ KMnO4

H2O + CO2 + O

CH-CH3

17

Tindak balas ini digunakan untuk menentukan struktur alkena. Formula stuktur alkena diperoleh dengan menyambung semula hasil tindak balas pada karbon yang terikat dengan oksigen. Misalnya, jika hasil tindak balas di antara alkena yang tidak diketahui strukturnya dengan kalium manganat (VII) menghasilkan dua sebatian yang berikut:

CH3-CH2-C

dan

CH3-C CH3

O

OH

Formula struktur alkena yang menghasilkan sebatian di atas diterbitkan seperti yang berikut:

CH3-CH2-C

O

O

CH-CH3 CH3

CH3-CH2-CH

CH-CH3 CH3

OH

Bagi alkuna internal pula, di dalam larutan akueus kalium permanganate yang neutral, suatu -diketon terbentuk. Ini terjadi akibat daripada penghidroksilan pada setiap ikatan ganda dua. Penyingkiran dua molekul air daripada sebatian tetrahidroksi menghasilkan diketon.H H

R-C

KMnO4 C-R' H2O, neutral R-C C-ROH

OH

-2H2O

O

O

R-C

C-R'

18

Jika tindak balas dipanaskan atau diolahkan dalam keadaan berbes, diketon ayng terbentuk akan mengalami pembelahan oksidaan bagi membentuk garam karboksilat. Penambahan asid cair menghasilkan asid karboksilik yang sepadan.

OO

O

O

R-C

C-R'

KMnO4,KOH heat, H2O

R-C-O K

+ K O-C-R'

HCl H2O

R-C + OH

R'-C OH

Umpamanya, apabila 2-heksuna diolahkan dengan larutan permanganate neutral cair, 2,3-heksanadion terbentuk.O

O

CH3-C

C-CH2-CH2-CH3

KMnO4 H2O, neutral

CH3-C-C-CH2-CH2-CH3

Dalam keadaan yang lebih cergas pula, permanganate membelah ikatan tripel nagi menghasilkan ion-ion asetat dan butionat. Apabila diasidkan, anion ini diprotonkan semula membentuk asid asetik dan asid butanoikO KMnO4,KOH H2O, heatO

CH3-C

C-CH2 CH2 CH3

CH3-C-O + O-C-CH2CH2CH3

H+

O

O

CH3-C-OH

+ HO-C-CH2CH2CH3

19

Alkuna juga mengalami pembelahan oksidaan apabila ditindakbalaskan dengan ozon, O3. Kedua-dua tindak balas boleh digunakan untuk menentukan kedudukan ikatan ganda tiga dalam sebatian alkuna.

OO

R-C

C-R'

KMnO4 or O3 R

C OH

+ HO

C R'

Pengoksidaan alkil benzena

Pengoksidaan yang terakhir dalam penyediaan asid karboksilik ialah akil benzena. Benzena merupakan sebatian yang tidak reaktif terhadap agen pengoksidaan yang biasa seperti KMnO4, K2Cr2O7 dan lain-lain. Sifat ini berbeza dengan sifat alkil-benzena yang rantai sisinya dioksidakan oleh permangnat panas kepada asid karboksilik. Tindak balas ini merupakan kaedah yang baik untuk menyediakan asid karboksilik aromatik.

CH(CH3)2 KMnO4 ,OHCH=CH2 H2O , heat

COO-

COO-

20

Asid benzoik

juga diperolehi apabila alkenilbenzena dioksidakan. Sebagai contoh,

apabila 1-etenil-3-metoksibenzena dipanaskan dengan larutan kalium permanganat, asid 3metoksibenzoik diperolehi.H O

H

C=CH

C

OH

heat KMnO4C -CH3 C -CH3

O

O

Jika kumpulan alkil terdiri daripada satu atom karbon, hanya atom karbon yang terikat terus pada gelang akan dioksidakan kepada kumpulan karboksil. Atom karbon yang lain

bersama atom-atom hidrogennya dioksidakan menjadi CO2 dan H2O.CH2CH3 COOH

+ CO2 + 2H2O

CH2CH2CH2CH3

COOH

+ 3CO2 + 4H2O

CH3

COOH + 2H2O

CH3

COOH asid 1,2- benzenadikarboksilik

Cl C2CH3

Cl COOH + CO2 + H2O

asid 2-klorobenzoik

21

Pengkarbonan Grignard reagen

Kali ini kita akan lihat pula penyediaan asid karboksilik melalui penkarbonan reagen Grignard. Reagen Grignard akan bertindak sebagai nukleofil yang akan menyerang karbon eletrofil yang terdapat pada ikatan polar yang menghasilkan ikatan ganda dua. Reagen Grignard bertindak balas dengan karbon dioksida untuk menghasilkan garam asid, yang apabila dioksida, menghasilkan asid karboksilik melalui tindak balas kaboksilasi. CO2 boleh dianggap sebagai suatu sebatian dicarbonyl: O=C=O

Logam karboksil akan terhasil sebagai hasil perantaraan. Logam ini kemudiaanya ditindakbalaskan pula dengan H3O+ melalui proses protonation untuk mendapatkan asid karboksilik Perhatikan bahawa asid karboksilik mengandungi satu atom C tambahan berbanding dengan halida asal di mana reagen Grignard telah disediakan. RMgX boleh disediakan daripada alkohol atau haloalkana seperti berikut:

ROH

HX/PX2/PX3/HCl/ZnCl/SOCl2

RX

Mg eter kontang

RMgX

Tindak balas secara am:

R-MgX + O

C

O

eter kontang

R-C OMg

O

H3O

R-C OH

O + Mg (OH)X

Reagen Grignard bertindak balas dengan karbon dioksida dalam dua peringkat. Pada peringkat pertama, kita akan mendapat penambahan reagen Grignard pada karbon dioksida. Sebagai contoh:

22

O

O

CH3CH2MrBr

+ CO

CH3CH2CO-MgBr

CH3CH2MgBr ditambah melaui ikatan ganda dua ini

Hasil ini kemudiaannya dihidrolisisikan ( bertindak balas dengan air) dengan kehadiran asid cair. Biasanya sulfurik asid cair atau hidroklorok asid akan ditambah pada larutan yang telah terhasil daripada tindak balas dengan karbon dioksida. Asid karboksilik akan dihasilkan dengan satu karbon daripada reagen Grignard yang asal. Persamaan yang selalu digunakan ialah:

sulfurik asid cair

O

O

CH3CH2C

+ O-MgBr

H2O

H3O+

CH3CH2C 0-H

+ Mg(OH)Br

Ini akan bertindak balas dengan asid sulfuric untuk menghasilkan ion Mg2+ (aq), ion bromide dan air.

23

Misalnya:

CH3 PCl3

CH3

CH3

CH3-C-CH2OH CH3

CH3-C-CH2ClCH3

Mg eter

CH3-C-CH2MgCl CH3

2,2- dimetil-1-propanol CH3

2,2-dimetil-1-kloropropana OCH3 O

CH3-C-CH2-C-OH

H3O CH3-C-CH2-C-OMgCl CH3

CH3

asid 3,3-dimetilbutanoik

24

TINDAK BALAS ASID KARBOKSILIK

Adakah anda tahu apa itu tindak balas asid karboksilik ?. Mari kita lihat penerangan di bawah. Tindak balas asid karboksilik terbahagi kepada 3 iaitu deprotonation, pengurangan kepada alkohol pertama dan penggantian nukleofilik. Setiap tindak balas ini akan menghasilkan produk yang berlainan berikutan penggunaan bahan tindak balas yang berbeza. Sebagaimana yang kita sedia maklum bahawa asid karboksilik adalah asid.

Deprotonation

Sekarang kita akan cuba memahami proses deprotonation dahulu. Deprotonation adalah apabila asid karboksilik bertindak balas dengan Bes untuk menghasilkan garam dan air. Deprotonation keseluruhannya. Tindak balas ini menghasilkan garam berasid. Apa yang dimaksudkan bes kuat adalah bes yang secara keseluruhannya memisahkan kation dan cas hidroksida (OH) di dalam air. Kita menggunakan bes kuat kerana ia mempunyai konjugat bes dengan ketinggian pK yang boleh menyebabkan proton dari asid dinyahkan. Cas hidroksida (OH) dan cas hidrogen (H+) akan bergabung untuk membentuk air. Natrium hidroksida, NaOH akan menyebabkan proton dinyahkan untuk penghasilan garam. Proses ini boleh berbalik, bermaksud asid karboksilik boleh bertukar menjadi garam berasid dan sebaliknya. Di bawah adalah contoh tindak balas yang berlaku supaya kita lebih faham penerangan di atas. berlaku apabila bes kuat boleh deprotonat asid karboksilik secara

CH3COOH + NaOH acetic acid bes

CH3COONa + sodium acetate

H2O air

Tindak balas ini berlaku sekiranya kita menggunakan bes kuat seperti

:

NaOH, NaHCO3,KOH, LiOH

25

Pengurangan Kepada Alkohol Pertama

Pengurangan kepada alkohol pertama adalah pengurangan asid karboksilik dengan kehadiran agen pengurangan untuk mendapatkan alkohol pertama. Kebanyakan pengurangan asid karboksilik secara kebiasaannya dijalankan menggunakan agen penurunan yang kuat seperti litium hidrida aluminium, LiAlH4. Kita juga boleh menggunakan Diborane, B2H6 sebagai agen penurunan. Terbitan asid karboksilik seperti esters dan asid halida juga melalui proses penurunan untuk membentuk alkohol pertama. Syarat untuk membentuk alkohol pertama adalah menggunakan agen penurunan, kehadiran ether dan wujud larutan H3O+. Persamaan di bawah adalah bagi tindak balas asid karboksilik. R adalah kumpulan hidrogen atau hidokarbon dapat dilihat melalui formula asas. Proses tindak balas ini berlaku secara 2 peringkat : pembentukan alkohol pertama. dengan aldehid menyebabkan peringkat pembentukan aldehid dan

Litium aluminium hidrida bertindak balas secara pesat ia amat mustahil untuk proses tersebut berhenti separuh

LiALH4 / BH3

RCOOHH3O+

RCH2OH

O

R

C

1.LiALH4

OH2.H3O+

R

CH2

OH

Dua tindak balas di atas adalah formula asas bagi pembentukan alkohol pertama.

26

Contoh tindak balas asid oleik:

O1. LiALH4

CH3(CH2)7CH oleic acid

CH(CH2)7COH2. H3O+

CH3(CH2)7CH

CH(CH2)7CH2OH

cis-9-octadecen-1-ol (87%)

Contoh tindak balas asid propanoik :

O

LiALH4 / BH3 H3O+

HO

asid propanoic

OH

1-propanol

Penurunan ester:

Ester kebiasaannya diturunkan oleh tindak balas litium hidrida aluminium, LiAlH4. Namun ester akan menghasilkan 2 produk alkohol kerana ia akan berpecah kepada dua bahagian. Contohnya seperti di bawah:

O

CH3

C

OCH2CH2CH3

LiAlH4 ether H30+

propyl ethanoate

CH3CH2OH ethanol

+ CH3CH2CH2OH propanol

27

Penurunan asid halida:

Seperti mana ester, asid halida juga diturunkan oleh litium hidrida aluminium, LiAlH4. Walaupun begitu, produk yang terhasil adalah berbeza dari produk ester. Contoh persamaan adalah :

LiAlH4C O

ether H3O+ alkohol benzil

CH2OH

Cl

klorida benzoil

Penggantian Nukleofilik

Seterusnya adalah tindak balas Penggantian Nukleofilik iaitu penggantian asid karboksilik (kumpulan berfungsi OH ) dengan nukleofilik untuk mendapatkan terbitan asid karboksilik. Antara terbitan asid karboksilik yang paling biasa adalah ester, halida asil, asid annhidrida , dan amida. Kita akan lihat dengan lebih lanjut penggantian nukleofilik ini dalam proses pembentukan terbitan asid karboksilik pada topik selepas ini.

28

PENAMAAN IUPAC TERBITAN ASID KARBOKSILIK

Terbitan asid karboksilik yang biasa didapati di dalam makmal adalah asid anhidrida, asid halida, ester, amida dan juga nitril.

ASID HALIDA

ASID ANHIDRIDA

TERBITAN ASID KARBOKSILIK ESTER AMIDA NITRIL

Gambarajah di bawah meringkaskan struktur sebatian sebatian yang terkandung di dalam asid karboksilik.

O

O

O

O

O

C R OH R

C X R

C O Asid anhidrida

C R' R

C OR' Ester

Asid karboksilik

Asid halida (X = Cl, Br)

O O

O O

C R Amida NH

R

C

N R

C O

P C O

-

OR Thioester SR'

Nitril Acil fosfat

29

Asid Halida Pernahkah anda dengar perkataan asid halida? Untuk pengetahuan anda, asid halida merupakan asid yang terkandung di dalam terbitan asid karboksilik. Formula bagi menulis asid halida adalah RCOX. Kemudian, mari kita lihat pula bagaimanakah caranya kita dapat menamakan asid halida. Langkah pertama yang perlu kita lakukan adalah dengan mengenalpasti kumpulan acil. Setelah kita mengenalpasti kumpulan acil, kita kenalpasti pula kumpulan halida. Langkah yang terakhir adalah menggantikan akhiran ik dengan akhiran il atau asid karboksilik yang berakhir dengan akhiran karbonil. Untuk lebih jelas lagi, anda boleh merujuk pada gambarajah di bawah.OCH3CCl Asetil klorida (dari asid asetik)Benzoil bromida (dari asid benzoik) O

O C

C Br

Cl

Sikloheksankarbonil klorida (dari asid sikloheksankarboksilik)

Asid Anhidrida

Terbitan bagi asid karboksilik yang seterusnya adalah asid anhidrida. Sebelum ini kita telah melihat bagaimana cara untuk menamakan asid halida dan juga contohnya. Sekarang, mari pula kita lihat bagaimanakah untuk menamakan asid anhidrida. Formula bagi asid anhidrida adalah RCO2COR. Adakah cara untuk menamakan asid anhidrida adalah sama dengan asid halida? Untuk pengetahuan anda, cara untuk menamakan asid anhidrida adalah lebih mudah berbanding dengan cara untuk menamakan asid halida. Caranya hanyalah dengan menggantikan perkataan asid dengan perkataan anhidrida. Senang bukan? Sebagai contoh, mari kita lihat seperti dalam rajah di bawah. Asetik anhidrida yang berasal dari perkataan asetik asid. Susinik anhidrida pula berasal dari perkataan susinik asid dan benzoik anhidrida dari perkataan benzoik asid.O C O O C

OO O O

O C O CH3

C CH3Benzoik anhidrida

Susinik anhidrida

Asetik anhidrida

30

Amida

Setelah kita sudah berjaya menamakan asid halida dan juga asid anhidrida. Mari kita pelajari pula apakah itu amida. Adakah anda penah mendengar nama amida sebelum ini? Mungkin ada di antara kenalan anda yang bernama Amida. Tetapi amida di sini adalah salah satu terbitan yang terkandung dalam asid karboksilik. Bagaimanakah caranya kita untuk mengenalpasti amida? Formula bagi amida adalah RCONH2. Sesuatu sebatian itu dipanggil amida apabila terdapat kumpulan NH2. NH2 dinamakan dengan akhiran asid oik ataupun asid ik dinamakan dengan akhiran amida, ataupun digantikan asid karboksilik dengan akhiran karboksamida. Sebagai contohnya asitamida yang berasal dari perkataan asid asetik. Siklopentankarboksamida dari perkataan asid

siklopentankarboksilik dan juga heksanamida dari perkataan asid heksanoik. Untuk mendapat penjelasan yang lebih jelas bagi menamakan amida ini, anda boleh merujuk kepada gambarajah di bawah. Anda dapat melihat kumpulan berfungi iaitu RCONH2. Ini menunjukkan bahawa ianya adalah amida. Oleh yang demikian, asid asetik ditukarkan kepada nama asetamida. Dan begitulah jua dengan rantai carbon yang bergelang.O CH3CNH2 Asetamida (dari asid asetik)

O CH3(CH2)4CNH2 Heksanamida (dari asid heksanoik)

OC

NH2 Siklopentankarboksamida

Hal ini berbeza pula sekiranya atom nitrogen digantikan. Sekiranya atom nitrogen digantikan, kumpulan gantian dinamakan terlebih dahulu. Seterusnya adalah menamakan kumpulan induk. Akhir sekali gantian didahulukan dengan huruf N dan dihubung kepada kumpulan nitrogen. Sebagai contohnya, anda boleh melihat gambarajah di bawah.O C N CH2CH3

O CH3CH2CNHCH3 N-Metilpropanamida

CH2CH3 N,N-Dietilsikloheksankarboksamida

31

Ester

Apakah yang anda tahu mengenai ester? Ester merupakan bahan kimia yang diperolehi hasil tindakbalas oxoasid dengan sebatian hidroksil seperti alkohol atau fenol. Ester biasanya diperolehi daripada asid organik di mana sekurang-kurangnya satu kumpulan OH(hidroksil) digantikan dengan kumpulan alkil. Ester terbentuk dengan pemeluwapan asid dengan alkohol. Ester wujud di mana mana sahaja. Gliserol adalah contoh ester semulajadi yang wujud di dalam badan kita. Tahukah anda bahawa pewangi yang kita gunakan juga mengandungi ester? Ester dengan berat molekul yang rendah digunakan sebagai pewangi dan juga didapati dalam feromon. Formula bagi ester adalah RCO2R. Untuk menamakan ester,kita perlu memberi nama kumpulan alkil yang dilampirkan kepada oksigen dan kemudian kita mengenalpasti pula asid karboksilik. Pengakhiran pada asid karboksilik iaitu ik digantikan dengan ata. Sebagai contohnya etil ester dari asid asetik digantikan dengan nama etil asetata. Bagi tert-butil ester dari asid sikloheksankarboksilik dinamakan dengan tert- butil sikloheksakarboksilata. Contoh seterusnya adalah bagi dimetil ester bagi asid malonik dinamakan dimetil malonata.

O CH3COCH2CH3 Etil asetata (etil ester dari asid asetik)

O

O

CH3OCCH2COCH3 Dimetil malonata (dimetil ester dari asid malonik)

O C O C(CH3)3

tert-Butilsikloheksankarboksilata (tert-butil ester dari asid sikloheksankarboksilik)

32

Nitril

Pernahkah anda mengalami keadaan di mana kasut anda terkoyak? Pada saat itu apa yang anda fikirkan? Tentunya anda sibuk mencari gam kuat untuk menampal kasut anda sementara membawanya ke kedai jahit ataupun membeli kasut yang baru. Adakah anda tahu gam kuat atau lebih dikenali sebagai super glue merupakan salah satu contoh nitril? Anda menggunakan gam kuat untuk kerja-kerja seharian dan anda sebenarnya menggunakan nitril. Bagaimanakah kita boleh mengenalpasti nitril. Sebatian nitril adalah R-CN. Bagaimana pula cara untuk menamakan nitril? Nitril asilik boleh dinamakan dengan menambahkan nitril bagi akhiran nama alkana dengan nitril karbon bernombor C1. Sebagai contohnya 4- metil pentana ditukarkan dengan nama 4-metil pentanitril.

CH3 CH3CHCH2CH2CN 4-MetilpentannitrilNitril lebih kompleks dinamakan sebagai penggantian asid karboksilik dengan menggantikan asid ik atau asid OIK yg berakhir dengan onitril-, atau dengan menggantikan asid karboksilik yang berakhir dengan carbonitril. Dalam sistem ini, atom karbon nitril dilampirkan dengan C1 tetapi dirinya tidak bernombor. Sebagai contohnya asid asetik menjadi asetonitril. Asid benzoik menjadi benzonitril dan asid 2,2 dimetil sikloheksankarboksilik menjadi 2,2 dimetil sikloheksanitril. Untuk lebih jelas lagi, anda boleh merujuk kepada struktur molekul seperti di bawah ini.CNC N

6 5

1

CH32 4 3

CH3C

N

Asetonitril (dari asid asetik)

Benzonitril (dari asid benzoik)

CH3

2,2-Dimetilsikloheksankarbonitril (dari asid 2,2-dimetilsikloheksan-karboksilik)

33

PENYEDIAAN TERBITAN ASID KARBOKSILIK

Adakah anda tahu apakah yang dimaksudkan dengan terbitan asid karboksilik? Di sini kita akan melihat definisi sebenar tentang terbitan asid karboksilik. Terbitan asid karboksilik meliputi sebatian organik yang mempunyai kumpulan berfungsi dan boleh ditukarkan kepada asid karboksilik melalui hidrolysis berasid atau berbes. Secara amnya, formula umum terbitan asid karboksilik ialah RC(O)Z, dengan Z=OR dalam ester atau Z=NH2, NHR, NR2 bagi amida dan Z= Cl bagi asil klorida. Sebatian nitril juga dikelaskan sebagai terbitan asid karboksilik kerana nitril juga mengalami hidrolisis melalui amida bagi menghasilkan asid karbokslik. Setelah mempelajari bagaimana sintesis asid karboksilik daripada pembelajaran sebelum ini, sekarang kita beralih pula kepada pembentukan yang melibatkan terbitan asid karboksilik. Adakah anda tahu bagaimana ianya berlaku? Apakah reaktan yang terlibat dalam proses pembentukan terbitan asid karboksilik ini? Tindak balas Penggantian Nukleofilik berlaku dalam proses pembentukan terbitan asid karboksilik. Proses ini berlaku di mana kumpulan berfungsi OH daripada asid karboksilik digantikan dengan nukleofilik untuk mendapatkan terbitan asid karboksilik. Antara terbitan asid karboksilik adalah halida asil, ester, amida dan asid anhidrida.

Penyediaan Halida Asil atau Asid Halida, RCOX

Sekarang mari kita lihat bagaimana asid halida atau halida asil diterbitkan dan apakah reaktan yang terlibat di dalamnya. Bagi menghasilkan asid halida, asid karboksilik bertindak balas dengan tiga jenis reaktan yang berbeza sama ada dengan menggunakan klorida thionil (SOCl2), triklorida fosforus (PCl3) atau pentaklorida fosfurus (PCl5). Rajah di halaman sebelah dibekalkan bagi memudahkan lagi pemahaman anda.

34

Klorida thionil atau Asid Karboksilik

+

Pentaklorida fosforus atau Triklorida fosforus

Asid Halida

Mari kita lihat contoh tindak balas yang berlaku untuk terbitan asid halida dalam rajah yang ditunjukkan di bawah dan cuba anda fikirkan bagaimana asid halida diterbitkan. Bagaimanakah penggantian antara OH dari asid karboksilik dan Cl dari reaktan berlaku?

Tindak balas dengan Klorida thionil, SOCl2 :O O OH

R

C

SOCl2

R

C

Cl

SO2

HCl

Tindak balas dengan triklorida fosforus, PCl3 :O O OH

R

C

PCl3

R

C

Cl

P(OH)3

Tindak balas dengan pentaklorida fosforus, PCl5 :O O OH

R

C

PCl5

R

C

Cl

POCl3

HCl

Tindak balas penukargantian Nukleofilik berlaku untuk menghasilkan asid halida. Apabila klorida thionil atau triklorida fosforus atau pentaklorida fosforus bertindak balas dengan asid karboksilik, kumpulan berfungsi -OH daripada asid karboksilik akan keluar dan digantikan dengan klorida, Cl.

35

Penyediaan Ester, RCO2R

Sekarang mari kita lihat bagaimana ester diterbitkan dan reaktan yang terlibat di dalamnya. Bagi penyediaan atau penghasilan ester, alkohol harus bertindak balas dengan reaktan yang terdiri daripada asid karboksilik atau asid halida atau pun asid anhidrida. Apabila salah satu daripada reaktan ini bertindak dengan alkohol, maka ester akan terhasil. Begitu mudah kan bagaimana sintesis ini berlaku bagi menghasil kan ester. Bagi mengukuhkan pemahaman anda, cuba lihat ringkasan yang diberi di bawah ini beserta contoh tindak balas yang berlaku bagi menghasilkan ester.

Karboksilik asid atau

Asid Halida atau Asid anhydrida

+

Alkohol

Ester

Tindak balas asid karboksilik, -COOH dengan alkohol, ROH :O R C OH O

R'OH

R

C

OR'

H2O

Tindak balas asid halida, -COCl dengan alkohol, ROH :O R C Cl O

R'OH

R

C

OR'

HCl

Tindak balas asid anhidrida, RCO2COR dengan alkohol, ROH :O O O C R

R C

R'OH36

R

C

OR'

RCOOH

Bagaimana ester diterbitkan? Bagaimana pula dengan penggantian antara alkohol dan reaktan berlaku? Sekarang mari kita lihat bagaimana ester diterbitkan. Apabila tindak balas antara alkohol dan asid karboksilik berlaku,kumpulan berfungsi -OH dari asid karboksilik akan keluar dan digantikan dengan OR daripada alkohol. Ester dan air adalah produk terakhir bagi tindak balas ini. Penggantian ini berlaku sama seperti tindak balas antara asid halida atau asid anhidrida dengan alkohol.

Penyediaan Amida, RCONH2

Tahukah anda bahawa amida merupakan rekatif yang paling rendah di antara asid karboksilik. Amida adalah berdasarkan nama asid karboksilik yang mempunyai nombor atom karbon yang sama, tapi oik di akhir ditukar kepada amida. Amida dengan kumpulan alkil yang terletak pada nitrogen adalah amida penggantian dan dinamakan seperti N-penggantian amida, kecuali nama induk. Amida diterbitkan daripada tindak balas antara asid klorida atau asid anhidrida dengan amina. Bagi menambahkan lagi pemahaman anda, cuba lihat ringkasan tindak balas yang diserta di bawah. Asid klorida atau asid anhidrida Amina Amida

+

Anda akan lebih faham dengan merujuk contoh-contoh tindak balas yang diberikan dalam rajah di bawah bagi menerbitkan atau menghasilkan amida.

Tindak balas asid klorida dengan amina :

O

O Cl

R C

R'NH2

R

C

NHR'

HCl

Tindak balas asid anhidrida dengan amina :

O

O O C R

O

R C

R'NH2

R

C

NHR'

RCOOH

37

Berdasarkan tindak balas di atas, amida dihasilkan apabila klorida daripada asid klorida akan dibebaskan dan digantikan dengan NHR daripada amina. Produk akhir bagi tindak balas ini akan menghasilkan amida dan asid hidroklorida. Bagi tindak balas asid anhidrida pula, -OCOR akan dibebaskan dan digantikan dengan NHR daripada amina dan menghasilkan produk akhir iaitu amida dan asid karboksilik.

Penyediaan Asid Anhidrida, RCO2COR Pembentukan yang terakhir ialah penerbitan asid anhidrida. Sekarang mari kita lihat bagaimana asid anhidrida diterbitkan dan reaktan yang terlibat dalam proses pembentukan ini. Bagi menghasilkan asid anhidrida, satu jenis reaktan sahaja yang digunakan untuk bertindak balas dengan garam natrium karboksilat iaitu asid klorida.

Garam Natrium Karboksilat

+

Asid klorida

Asid anhidrida

Anda akan lebih faham dengan merujuk contoh tindak balas yang diberikan dalam rajah di bawah bagi menerbitkan atau menghasilkan asid anhidrida.

Tindak balas garam natrium karboksilat dengan asid klorida :O O O-Na+ O R' O O C R'

R C

Cl

C

R C

NaCl

Bagaimana pula asid anhidrida diterbitkan? Bolehkah anda membuat andaian awal bagaimana penggantian antara garam natrium karboksilat dengan asid klorida berlaku? Berdasarkan tindak balas di atas, natrium ion akan dibebaskan daripada garam natrium karboksilat dan digantikan dengan -COR daripada asid klorida. Amina dan natrium klorida adalah produk terakhir bagi tindak balas ini. 38

LATIH TUBI

Practice Make Perfect!!

1. Lukis struktur asid halida yang terbentuk melalui sintesis berikut :

O

R

C

OH

SOCl2

+

+

2. Lengkapkan kotak kosong dalam sintesis ester yang berikut :O R C OH

R'OH

+

3. Lukiskan struktur amida yang terbentuk melalui sintesis berikut :

O

R C

Cl

R'NH2

4. Lukiskan struktur asid anhidrida yang terbentuk melalui sintesis berikut :

O

O O-Na+

R C

Cl

C

R'

39

JAWAPAN

1.O

O

R

C

OH

SOCl2

+

R

+ SO2

HCl

C

Cl

2.O R C OHO

R'OH

R

C

OR'

+

H2O

3.O

O

R C

Cl

R'NH2

R

C

NHR'

HCl

4.

O

O O-Na+

O

O O C R'

R C

Cl

C

R'

R C

NaCl

40

TINDAK BALAS TERBITAN ASID KARBOKSILIK

Tahukah anda secara umumnya, terbitan asid karboksilik dibahagikan kepada 4 jenis iaitu : Amida Asil halida Asid anhidrida Asid klorida

Akhir daripada pembelajaran ini, pelajar haruslah dapat mengenalpasti tindak balas yang akan berlaku terhadap keempat-empat terbitan asid karboksilik tersebut.

Kurang reaktif

KEREAKTIFAN

Paling reaktif

Jika disusun kesemua terbitan karboksilik asid, amida adalah sebatian yang paling kurang reaktif diikuti dengan ester, asid anhidrida, dan yang paling reaktif ialah asid klorida. Tahukah anda mengapa terbitan asid karboksilik asid disusun begini? Untuk pengetahuan semua, terdapat 3 sebab utama mengapa sebatian tersebut disusun sebegitu.

41

Nucleophiles bertindak balas dengan lebih mudah dengan kumpulan karbonil yang tidak dihalang. Kumpulan karbonil yang lebih electrophilic adalah lebih reactif untuk melakukan proses tambahan ( asil halida adalah yang paling reaktif manakala amides adalah paling kurang reaktif ) Perantaraan yang mempunyai kumpulan peninggalan terbaik akan mengurai dengan lebih pantas. Baiklah, setelah kita mengetahui relatif kereaktifan terbitan asid karboksilik. Mari kita samasama mendalami pula tindakbalas setiap satu terbitan itu.

Asil Halida

Sebatian terbitan asid karboksilik yang pertama yang akan kita pelajari ialah sebatian asil halida. Tahukah anda bahawa asil halida boleh melakukan tiga tindak balas kimia iaitu tindak balas penukargantian nukleofilik, friedel-kraft acylation, dan akhir sekali tindak balas penurunan. Marilah kita sama-sama mempelajari ketiga-tiga tindak balas tersebut.

a) Tindak balas penukargantian nukleofilik

Apakah itu nukleofilik? Nukleofilik ialah atom yang mempunyai elektron yang tidak berpasangan. Dalam tindak balas penukargantian nukleofilik ini, nukleofilik akan bertindakbalas dengan sebatian asil halida dan alam masa yang sama, terdapat atom halida yang akan meninggalkan sebatian asil halida tersebut. Akhirnya, nukleofilik akan membentuk ikatan bersama dengan sebatian tinggalan asil halida itu tadi. 42

b) Friedal-Kraft Acylation.

Adakah anda pernah mendengar tentang kumpulan asil? Kumpulan asil ialah sebatian yang mempunyai ikatan antara kumpulan alkil serta ikatan ganda dua carbon-oxygen. Manakala proses asilasi adalah suatu proses dimana berlakunya penukargantian antara kumpulan asil terhadap sesuatu sebatian lain iaitu dengan bantuan reagen aluminium klorida. Namun di dalam kes ini, sebatian tersebut ialah sebatian benzena. Mekanisme untuk Friedel-Craft acylation dalam sebatian benzena.

Langkah 1: Asid halida bertindak balas dengan asid Lewis dan membentuk komplek elektrofilik asilium ion. Langkah 2 : P elektron daripada aromatik elektron bertindak sebagai nukleofilik C+. Langkah 3 : Tindak balas ini akan menyebabkan sifat aromatik terhapus dan digantikan dengan kation perantara siklohexadienyl. Langkah 4: pembuangan proton daripada sp3 C meyebabkan kumpulan asil membentuk C=C serta HCl dan pemangkin aktif juga akan dihasilkan.

43

c) Tindak balas penurunan Setelah kita mempelajari tentang tindak balas friedel-kraft asilasi, marilah kita sama-sama mempelajari pula tentang tindak balas asil halida yang terakhir iaitu tindak balas penurunan. Tindak balas penurunan ialah suatu tindak balas di mana sesuatu sebatian akan menerima ion hidrogen dan membentuk ikatan bersamanya.

Asid klorida

Aldehid

Alkohol pertama (1)

Di dalam kes asil halida, sebatian asil halida akan membuat ikatan baru dengan ion hidrogen dengan menggunakan ikatan ganda dua yang terdapat pada oksigen bagi bertujuan menggabungkannya bersama-sama ion hidrogen. Dalam tindak balas ini, terdapat dua jenis penurunan akan berlaku dan ianya hanya bergantung samaada kita menggunakan agen penurunan yang kuat ataupun agen penurunan yang lemah. Tahukah anda bahawa terdapat Bagi tindak balas penurunan yang kuat, asid klorida akan menghasilkan aldehid dahulu dan seterusnya akan menghasilkan alcohol. Manakala jika asid klorida bertindak balas dengan agen penurunan yang lemah, asid klorida akan menghasilkan aldehid sahaja.

44

Ester

Sebatian terbitan asid karboksilik kedua yang akan kita pelajari ialah sebatian ester. Seperti juga asil halida, ester juga akan boleh melakukan tiga tinak balas kimia iaitu tindak balas penukargantian nukleofilik, tindak balas penurunan dan juga tindak balas dengan logam organo. Marilah kita sama-sama mempelajari ketiga-tiga tindak balas tersebut.

a) Tindak balas penukargantian nukleofilik

TRANSESTERIFICATION

HIDROLISIS

AMINOLISIS

Untuk pengetahuan semua, dalam tindak balas ester, terdapat tiga jenis penukargantian nukleofilik iaitu transesterification, hidrolisis dan aminolisis. Bagi tindak balas ini, ester boleh ditukarkan kepada ester yang lain, asid karboksilik dan amida. Perbezaan hasil ini berlaku kerana perbezaan nukleofilik tersebut.

Transesterification : dipanaskan dengan alkohol dan pemangkin asid Hydrolisis : dipanaskan dengan asid atau base Aminolisis : dipanaskan dengan amine, methy atau ester ethyl.

45

b) Tindak balas penurunan

Seperti juga asil halida, ester juga boleh melakukan proses penurunan. Namun bagi ester, hasil daripada agen penurunannya ialah alkohol pertama (1). Proses ini adalah mudah iaitu dimana reagen LiAlH4 akan membekalkan ion hidrogen kepada sebatian ester dan akhirnya sebatian ester akan menjadi alkohol.

c) Tindak balas dengan organologam reagen

Setelah kita mempelajari tentang tindak balas penurunan terhadap sebatian ester, marilah kita sama-sama pula mempelajari tentang tindak balas ester dengan organologam reagen. Melalui tindak balas ini, ester akan bertindak balas dengan dengan sebatian yang mempunyai sebatian logam lain dan akhirnya akan membentuk sebatian alkohol.

46

Asid Anhidrida

Seterusnya, sebatian terbitan asid karboksilik ketiga yang akan kita pelajari ialah sebatian asid anhidrida. Dalam bahagian ini, kita akan mempelajari dua tindakan kimia asid anhidrida iaitu tindak balas penukar gantian nukleofilik serta tindak balas friedel-kraft. Marilah kita sama-sama mempelajari kesemua tindak balas tersebut.

a) Tindak balas penukar gantian nukleofilik

ESTERIFICATION

HIDROLISIS

AMINOLISIS

Seperti ester, terdapat tiga jenis penukargantian nukleofilik dalam asid anhydrida iaitu transesterification, hidrolisis dan aminolisis. Bagi tindak balas ini, asid anhidrida pula yang boleh ditukarkan kepada ester, asid karboksilik dan amida. Perbezaan hasil ini berlaku kerana perbezaan nukleofilik tersebut.

Transesterification : dipanaskan dengan alkohol dan pemangkin asid Hydrolisis : dipanaskan dengan asid atau base Aminolisis : dipanaskan dengan amine, methy atau ester ethyl.

47

b) Tindak balas friedel-kraft

O

O

O

AlCl3 + RC O C R' C R

Dalam tindak balas friedel-kraft bg asid anhidrida, benzena akan bertindak balas dan membentuk ikatan pula dengan asid anhidrida dan akan menghasilkan sebatian keton.

Amida

Sebatian terbitan asid karboksilik yang terakhir yang akan kita pelajari ialah sebatian amida. Sebatian amida boleh menjalankan tiga jenis tindak balas kimia iaitu tindak balas penukargantian nukleofilik, penurunan dan tindak balas penyusunan semula Hoffman. Marilah kita sama-sama mempelajari ketiga-tiga tindak balas tersebut.

a) Tindak balas penukar gantian nukleofilik

O NaOH RC NH2

O

R

C

O-Na++ NH3

48

Seperti juga terbitan yang lain, amida juga boleh melakukan tindakan penukargantian nukleofilik. Bagi amida, terdapat dua jenis penggantian nukleofilik akan berlaku iaitu tindak balas dengan molekul air serta tindak balas dengan alkali. Bagi tindak balas dengan molekul air, amida akan menghasilkan asid karboksilik semula manakala apabila amida bertindak balas dengan alkali, hasilnya adalah sebatian amine.

b) Tindak balas penurunan

Amines

Baiklah, selain proses penukar gantian yang berlaku kepada amida, amida juga boleh melakukan proses penurunan. Namun bagi amida, hasil daripada agen penurunannya ialah amine. Proses ini adalah mudah iaitu dimana reagen LiAlH4 akan membekalkan ion hidrogen kepada sebatian amida dan akhirnya sebatian amida akan membentuk amine.

c) Tindak balas penyusunan semula Hoffman

Akhir sekali, proses tindak balas yang boleh berlaku terhadap amida ialah penyusunan semula Hoffman. Dalam tindak balas ini, amida akan bertindak balas dengan sebatian alkali lipohalyte (campuran bromine dan natrium hidroksida) dan akan menghasilkan sebatian amine. Melalui tindakbalas ini, amida akan kehilangan 1 carbon molekul bagi membentuk amine.

49