Ester
Ester
diturunkan dari asam karboksilat. Sebuah asam karboksilat mengandung gugus
-COOH, dan pada sebuah ester hidrogen di gugus ini digantikan oleh sebuah gugus
hidrokarbon dari beberapa jenis. Disini kita hanya akan melihat kasus-kasus
dimana hidrogen pada gugus -COOH digantikan oleh sebuah gugus alkil, meskipun
tidak jauh beda jika diganti dengan sebuah gugus aril (yang berdasarkan pada
sebuah cincin benzen).
Contoh ester umum - etil etanoat
Ester yang paling umum dibahas adalah
etil etanoat. Dalam hal ini, hidrogen pada gugus -COOH telah digantikan oleh
sebuah gugus etil. Rumus struktur etil etanoat adalah sebagai berikut:
Perhatikan bahwa ester diberi nama
tidak sesuai dengan urutan penulisan rumus strukturnya, tapi kebalikannya. Kata
"etanoat" berasal dari asam etanoat. Kata "etil" berasal
dari gugus etil pada bagian ujung.
Contoh ester yang lain
Pada setiap contoh berikut, pastikan
bahwa anda bisa mengerti bagaimana hubungan antara nama dan rumus strukturnya.
Perhatikan bahwa asam diberi nama
dengan cara menghitung jumlah total atom karbon dalam rantai - termasuk yang
terdapat pada gugus -COOH. Misalnya, CH3CH2COOH disebut asam propanoat, dan
CH3CH2COO disebut gugus propanoat.
Pembuatan ester dari asam karboksilat dan alkohol
Sifatkimiawi reaksi
Ester dihasilkan apabila asam
karboksilat dipanaskan bersama alkohol dengan bantuan katalis asam. Katalis ini
biasanya adalah asam sulfat pekat. Terkadang juga digunakan gas hidrogen
klorida kering, tetapi katalis-katalis ini cenderung melibatkan ester-ester
aromatik (yakni ester yang mengandung sebuah cincin benzen).
Reaksi esterifikasi berlangsung
lambat dan dapat balik (reversibel). Persamaan untuk reaksi antara sebuah asam
RCOOH dengan sebuah alkohol R’OH (dimana R dan R’ bisa sama atau berbeda)
adalah sebagai berikut:
Jadi, misalnya, jika kita membuat
etil etanoat dari asam etanoat dan etanol, maka persamaan reaksinya adalah:
Melangsungkan reaksi
Dalam skala tabung uji
Asam karboksilat dan alkohol sering
dipanaskan bersama dengan adanya beberapa tetes asam sulfat pekat untuk
mengamati bau ester yang terbentuk.
Untuk melangsungkan reaksi dalam
skala tabung uji, semua zat (asam karboksilat, alkohol dan asam sulfat pekat)
yang dalam jumlah kecil dipanaskan di sebuah tabung uji yang berada di atas
sebuah penangas air panas selama beberapa menit.
Karena reaksi berlangsung lambat dan
dapat balik (reversibel), ester yang terbentuk tidak banyak. Bau khas ester
seringkali tertutupi atau terganggu oleh bau asam karboksilat. Sebuah cara
sederhana untuk mendeteksi bau ester adalah dengan menaburkan campuran reaksi
ke dalam sejumlah air di sebuah gelas kimia kecil.
Terkecuali ester-ester yang sangat
kecil, semua ester cukup tidak larut dalam air dan cenderung membentuk sebuah
lapisan tipis pada permukaan. Asam dan alkohol yang berlebih akan larut dan
terpisah di bawah lapisan ester.
Ester-ester kecil seperti
pelarut-pelarut organik sederhana memiliki bau yang mirip dengan
pelarut-pelarut organik (etil etanoat merupakan sebuah pelarut yang umum
misalnya pada lem).
Semakin besar ester, maka aromanya
cenderung lebih ke arah perasa buah buatan - misalnya "buah pir".
Pembuatan ester menggunakan asil klorida (klorida asam)
Reaksi
dasar
Zat
yang biasanya disebut "fenol" adalah zat yang paling sederhana dari
golongan fenol. Fenol memiliki sebuah gugus -OH terikat pada sebuah cincin
benzen – dan tidak ada lagi selain itu.
Reaksi
antara etanoil klorida dengan fenol mirip dengan reaksi etanol walaupun tidak
begitu progresif. Fenil etanoat terbentuk bersama dengan gas hidrogen klorida.
Mempercepat
reaksi antara fenol dengan beberapa asil klorida yang kurang reaktif
Benzoil
klorida memiliki rumus molekul C6H5COCl. Gugus -COCl terikat
langsung pada sebuah cincin benzen. Senyawa ini jauh lebih tidak reaktif
dibanding asil klorida sederhana seperti etanoil klorida.
Fenol
pertama-tama diubah menjadi senyawa ionik natrium fenoksida (natrium fenat)
dengan melarutkannya dalam larutan natrium hidroksida.
Ion
fenoksida bereaksi lebih cepat dengan benzoil klorida dibanding fenol, tapi
biarpun demikian reaksi tetap harus dikocok dengan benzoil klorida selama
sekitar 15 menit. Padatan fenol benzoat terbentuk.
Mempercepat
reaksi antara fenol dengan beberapa asil klorida yang kurang reaktif
Benzoil
klorida memiliki rumus molekul C6H5COCl. Gugus -COCl
terikat langsung pada sebuah cincin benzen. Senyawa ini jauh lebih tidak
reaktif dibanding asil klorida sederhana seperti etanoil klorida.
Fenol
pertama-tama diubah menjadi senyawa ionik natrium fenoksida (natrium fenat)
dengan melarutkannya dalam larutan natrium hidroksida.
Ion
fenoksida bereaksi lebih cepat dengan benzoil klorida dibanding fenol, tapi
biarpun demikian reaksi tetap harus dikocok dengan benzoil klorida selama
sekitar 15 menit. Padatan fenol benzoat terbentuk.
Pembuatan ester menggunakan anhidrida asam
Reaksi
ini juga bisa digunakan untuk membuat ester baik dari alkohol maupun fenol.
Reaksinya berlangsung lebih lambat dibanding reaksi sebanding yang menggunakan
asil klorida, dan campuran reaksi biasanya perlu dipanaskan.
Untuk
fenol, kita bisa mereaksikan fenol dengan larutan natrium hidroksida pertama
kali, yang menghasilkan ion fenoksida yang lebih reaktif.
Mari
kita mengambil contoh etanol yang bereaksi dengan etanoat anhidrida sebagai
sebuah reaksi sederhana yang melibatkan sebuah alkohol:
Reaksi
yang berlangsung pada suhu kamar cukup lambat (atau lebih cepat jika
dipanaskan). Tidak ada perubahan yang dapat diamati pada cairan tidak berwarna
, tetapi sebuah campuran antara etil etanoat dengan asam etanoat terbentuk.
Reaksi
dengan fenol kurang lebih sama, tetapi lebih lambat. Fenil etanoat terbentuk
bersama dengan asam etanoat.
Reaksi
ini tidak terlalu penting, tapi ada reaksi yang sangat mirip terlibat dalam
pembuatan aspirin (dibahas secara rinci pada halaman lain).
Jika
fenol pertama-tama diubah menjadi natrium fenoksida dengan menambahkan larutan
natrium hidroksida, maka reaksinya berlangsung lebih cepat. Fenil etanoat
lagi-lagi terbentuk, tapi kali ini produk lainnya adalah natrium etanoat bukan
asam etanoat.
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:
dan
yang kedua hidrolisis metil propanoat:
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
anda menginginkan terbentuk asam bukan garamnya, anda harus menambahkan asam
kuat yang berlebih seperti asam hidroklorat encer atau asam sulfat encer ke dalam
larutan yang tersisa setelah distilasi pertama.
Jika
anda 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.
Pertanyaan :
Kita tahu bahwa etil ester dapat
bereaksi melalui substitusi asil nukleofilik menghasilkan metil ester. Yang
ingin saya tanya mengapa pada reaksi substitusi asil nukleofilik pada
kesetimbangannya bukan mengarah metanol suasanasa basa malah asam...???? n jika
bisa bereaksi dengan basa tuliskan reaksinya..???
menurut literatur yang saya baca, substitusi asil nukleofilik merupakan proses reaksi yang menghasilkan substitusi gugus -OR' dari alkohol untuk gugus -OH dari asam, jadi ini merupakan mekanisme umum untuk substitusi nukleofilik pada atom karbonil dari turunan asam.
BalasHapusUntuk persamaan reaksinya saya juga kurang memahami, mohon pembahas melengkapinya ..
saya setuju dan menurut literatur yang saya baca dengan bahwa gugus atom karbonil dari turuna asam y6ang mengghasilkan substitusi gugus _OR
BalasHapusnamun saya belum mengetahui dengan pasti reaksi yang beralngsung dengan pasti
mungkin pembahas dapat mengkaji lebih dalam lagi
Menurut literautur yang saya baca,
BalasHapusSUBSTITUSI ASIL NUKLEOFILIK
Asam karboksilat dan turunannya menjalani reaksi substitusi asil nukleofilik, yang mana satu nukleofil menggantikan nukleofil yang lain pada karbon asil. Substitusi asil nukleofilik dapat mengubah semua turunan asam karboksilat, dan mekanisme reaksinya bervariasi tergantung pada kondisi asam atau basa. Nukleofil dapat berupa anion negatif (Nu:¯) atau molekul netral (Nu:). Jika nukleofil bermuatan negatif (R¯, H¯, HO¯, RO¯, CN¯) maka nukleofil menyerang karbon karbonil secara cepat dan membentuk suatu zat antara alkoksida tetrahedral, yang selanjutnya akan melepaskan gugus pergi ketika melakukan pembentukan ulang ikatan rangkap C=O gugus karbonil.
Mengapa demikian, karena ester merupakan turunan dari asam karbosilat yang akan bersifat asam.
Bisa bereaksi dengan basa yaitu
Amonia dan amina primer masing-masing mengandung sebuah gugus -NH2. Pada amonia, gugus ini terikat pada sebuah atom hidrogen sedangkan pada amina primer terikat pada sebuah gugus alkil (disimbolkan dengan "R") pada sebuah cincin benzen.