TUGAS UTS KIMIA ORGANIK II

TUGAS UTS KIMOR II

          

1. Asam karboksilat dapat ditransformasi menjadi beberapa turunan. Buatlah  skema reaksi perubahan dari suatu ester menjadi amida selanjutnya target akhirnya adalah benzoil khlorida.

Jawab:

Pada tahap pertama dari kasus diatas, perubahan suatu ester menjadi suatu amida dapat dilakukan dengan cara mereaksikan suatu ester tersebut dengan amonia. Reaksi ini disebut juga dengan reaksi ammonolisis. Pada reaksi ini yang digunakan adalah etil benzoate setelah direaksikan dengan ammonia menghasilkan benzamida. Reaksinya yaitu:

Selanjutnya benzamida harus diubah telebih dahulu menjadi asam benzoat melalui reaksi hidrolisis. Berikut reaksinya:

Selanjutnya, asam benzoat  dapat ditransformasikan menjadi benzoil klorida dengan cara mereaksikan asam benzoat dengan tionil klorida. Reaksinya berikut ini:

2.Temukan manfaat dari benzoil khlorida, jelaskan bagaimana mekanisme                                     senyawa benzoil khlorida berperan.

Jawab:

Ada beberapa manfaat dari benzoil klorida ini, antara lain yaitu pada bidang produksi parfum, zat warna dan kosmetik. Selain itu benzoil klorida juga berperan dalam  membantu mempercepat proses reaksi antara fenol dengan beberapa senyawa asil klorida yang kurang reaktif untuk menghasilkan fenol benzoat. Mula-mula fenol harus diubah menjadi senyawa ionic natrium fenoksida (natrium fenat) terlebih dahulu dengan melarutkannya ke dalam larutan NaOH.

Hal ini terjadi Karena, ion fenoksida yang berasal dari senyawa fenol memiliki daya kemampuan untuk bereaksi yang tinggi terhadap senyawa benzoil klorida. Akan tetapi, pada proses reaksinya campuran antara ion fenoksida dengan benzoil klorida harus dikocok selama kurang lebih 15 menit. Sehingga dari kegiatan ini akan menghasilkan padatan fenol benzoat yang di inginkan.

3. Bila benzoil khlorida dikonversi menjadi asam benzoat. Buatlah tiga contoh turunan asam benzoat sebagai model, kemudian jelaskan pengaruh efek resonansi terhadap kekuatan tiga jenis asam benzoat yang anda modelkan.

 Jawab:

Adapun 3 jenis turunan asam benzoat yaitu natrium benzoat, asam asetil salisilat, dan metal salisilat. Berikut strukturnya:

Adapun pengaruh efek resonansi terhadap kekuatan 3 jenis turunan asam benzoate diatas adalah pada dasarnya Teori resonansi dapat menerangkan mengapa benzene maupun senyawa turunannya sukar diadisi. Sebab, ikatan rangkap dua karbon-karbon dalam benzena maupun senyawa turunannya terdelokalisasi dan membentuk semacam cincin yang kokoh terhadap serangan kimia, sehingga tidak mudah diganggu. Oleh karena itulah reaksi yang umum pada benzena adalah reaksi substitusi terhadap atom H tanpa mengganggu cincin karbonnya.

Sedangkan resonansi itu sndiri terjadi karena adanya delokalisasi elektron dari ikatan rangkap ke ikatan tunggal. Delokalisasi elektron yang terjadi pada benzena pada struktur resonansi adalah sebagai berikut:

Disamping itu, lambang resonasi bukan struktur nyata dari suatu senyawa, tetapi merupakan struktur khayalan. Sedangkan struktur nyatanya merupakan gabungan dari seluruh  struktur resonansinya. Hal ini pun berlaku dalam struktur resonansi benzena, sehingga benzena lebih sering digambarkan sebagai berikut:

 

4.Usulkan turunan asam benzoat yang anda gunakan pada soal no.3 dapat dibiodegradasi oleh suatu mikroorganisme, bagaimana hasil akhir penguraiannya?

Jawab:

Menurut saya, senyawa hidrokarbon aromatik terutama pada kasus ini adalah asam benzoat  dan turunannya dapat dibiodegradasi oleh mikroorganisme berupa bakteri fotosintetik anoksigenik. Bakteri ini memiliki kemampuan yang baik dari beberapa bakteri untuk melakukan degradasi secara anaerob. 

Contoh dari bakteri ini yaitu Rhodobacter dan R.palustris, merupakan kelompok yang umumnya dapat menguraikan benzoat. Bakteri fotosintetik anoksigenik memiliki gen yang  bertanggung jawab terhadap degradasi benzoat melalui jalur anaerob yang pada akhir dari penguraiannya akan menghasilkan intermediet 2-ketoksikloheksana-1-karboksil-KoA.

 Akan tetapi, ada bakteri lain yang juga mampu mendegradasi asam aromatik yaitu Pseudomonas sp. Dimana pada tahap awal jalur oksidasi benzoate melewati benzoil koenzim A dan 3-hidroksibenzoil-koenzim A. Tahap ini memiliki kemiripan dengan tahap awal degradasi anaerob  oleh bakteri sebelumnya.

 Namun, pada tahap berikutnya hanya mampu melakukan degradasi sedemikian rupa saja. Hal ini dimungkinkan karena isolat MR.1.1 yang dihasilkan pada kegiatan penapisan tidak memiliki enzim untuk tahap pemecahan cincin aromatik yang mampu meneruskan degradasi setelah katekol intermediet.

BIODEGRADASI HIDROKARBON

Biodegradasi Hidrokarbon

Secara umum biodegradasi atau penguraian bahan (senyawa) organik oleh mikroorganisme dapat terjadi bila terjadi transformasi struktur sehingga terjadi perubahan integritas malekuler. Proses ini berupa rangkaian reaksi kimia enzimatik atau biokimia yang mutlak memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai dengan pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme (Shechan dalam Nugroho, 2006).

Senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi merupakan sumber karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme, sehingga senyawa tersebut dapat didegradasi dengan baik (Nugroho, 2006).

Biodegradasi hidrokarbon oleh komunitas mikroba tergantung pada komposisi komunitas dan respon adaptif terhadap kehadiran hidrokarbon (Leahy and Colwell, 1990). Laju biodegradasi senyawa hidrokarbon kompleks dengan berat molekul besar seperti senyawa aromatik, resin, dan asfalten lebih lambat dibandingkan dengan senyawa dengan berat molekul rendah. Meski demikian beberapa studi menunjukkan bahwa degradasi pada kondisi optimum terhadap senyawa kompleks memiliki laju yang tinggi (Leahy and Colwell, 1990). Demikian juga dengan fenol dan klorofenol (Nicholson et al., 1992).

Salah satu bahan pencemar yang sering menimbulkan masalah adalah hidrokarbon aromatis. Hidrokarbon yang sering dijumpai, terutama di perairan, adalah fenol dan derivatnya dari karbonisasi batubara, bahan kimia sintetik, dan industri minyak (Semple and Cain, 1996). Senyawa fenolik ini merupakan polutan berbahaya (Dong et al. 1992). Fenol alami dapat dijumpai di berbagai tanaman. Tanin merupakan suatu kelompok senyawa polifenolik yang biasanya merupakan komponen tumbuhan, dan terdiri dari 2 kelas utama, yaitu yang terkondensasi dan hidrolisat. Disamping itu tumbuhan menghasilkan lignin yang  merupakan kelompok polifenol sekerabat dengan tanin yang sangat sulit didegradasi oleh bakteri (Gamble et al., 1996).

Permasalahan :

Pada artikel diatas disebutkan bahwa proses biodegradasi memerlukan kondisi lingkungan yang sesuai dengan pertumbuhan dan perkembangbiakan mikroorganisme. Yang ingin saya tanyakan adalah bagaimana dengan kondisi lingkungan yang banyak mengandung logam berat? Lalu, bagaimana pengaruhnya terhadap proses biodegradasi???

Sifat Keasaman Asam Karboksilat

Sifat Keasaman Asam Karboksilat

I. Pengukuarn kekuatan asam

Dalam air asam karboksilat berada pada kesetimbangan dengan ion karboksilat dan ion hidronium. Satu ukuran dari kekuatan asam ialah besarnya ionisasi daslam air. Lebih besar jumlah ionisasi, lebih kuat asamnya. Asam karboksilat umumnya asam yang lebih lemah daripada H₃O⁺; daslam larutan air, kebanyakan molekul asam karboksilat tidak terionisasi.

Kekuatan asam dinyatakan sebagai konstanta asam Ka, konstanta kesetimbangan ionisasi dalam air.

Dimana : [RCO₂H] = molaritas dari RCO₂H

[RCO₂] = molaritas dari RCO₂^-

[H₃O⁺] atau [H⁺] = molaritas H₃O⁺ atau H⁺

Harga Ka yang lebih besar berarti asam tersebut lebih kuat sebab konsentrasi dari RCO₂^- dan H⁺ lebih besar. Untuk mempermudah maka harga pKa= adalah pangkat megatifdari pangkat dalam Ka. Apabila Ka bertambah, pKa berkurang; oleh sebab itu makin kecil pKa berarti makin kuat asamnya.

II. Resonansi dan kekuatan asam

Sebab utama asam karboksilat bersifat asam adalah resonansi stabil dari ion karboksilat. Kedua struktur dari ion karboksilat adalah ekivalen; muatan negatif dipakai sam oleh kedua atom oksigen.

Delokalisasi dari muatan negatif ini menjelaskan mengapa asam karboksilat lebih asam daripada fenol. Walaupun ion fenoksida merupakan resonansi stabil kontribusi utama struktur resonansi mempunyai muatan negatif berada pada satu atom.

III. Efek induksi dan kekuatan asam

Factor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relative terhadap asamnya. Penambahan kestabilan dari anion menyebabkan bertambahnya keasaman dari suatu asam. Misalnya, khlor elektronegatif. Dalam asam khloroasetat, khlor menarik keerapatan elektron dari elektron dari gugusan karboksil ke dirinya. Penarikan elektron ini menyebabkan delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif, jadi menstabilkan anion dan menambah kekuatan asam dari asamnya. Asam khloroasetat lebih kuat dari asam asetat.

Makin besar penarikan elektron oleh efek induktif, lebih kuat asamnya. Asam dikloroasetat mengandung dua atom khlor yang menarik elektron dan merupakan asam yang lebih kuat dari pada asam khlorasetat. Asam trikhloroasetat mempunyai tiga atom khlor dan lebih kuat lagi daripada asam dikhloroasetat.

Asam oksalat (HO₂C – CO₂H) zat padat yang korosif dan beracun . terdapat dalam jumlah sedikit dalam banyak tanaman, seperti oksalis dan bayam. Asam oksalat dipakai sebagai penghilang karat dan sebagai pereaksi dalam pembuatan zat warna.

Permasalahan:

Bagaimanakah tingkat keasaman asam oksalat yang terdapat pada bayam sehingga ia memiliki sifat beracun?? Sedangkan bayam itu sendiri memiliki banyak manfaat salah satunya dapat meningkatkan jumlah hemoglobin dalam darah. Mohon penjelasannya terim kasih...

AMIDA

Amida

Amida intermediet kimia penting karena mereka dapat dihidrolisis asam, dehidrasi untuk nitril, dan diturunkan kepada amina yang mengandung satu atom karbon kurang oleh reaksiHofmann. Dalam farmakologi, acetophenetidin adalah analgesik populer. Namun aplikasikomersial yang paling penting dari amida adalah dalam penyusunan resin poliamida.Dalam kimia, suatu amida biasanya adalah senyawa organik yang mengandung gugusfungsional yang terdiri dari gugus asil (RC = O) terkait dengan atom nitrogen (N). Istilah inimengacu baik untuk kelas senyawa dan kelompok fungsional dalam suatu senyawa. Istilah ini juga merujuk amida untuk membentuk terdeprotonasi amonia (NH3) atau amina, seringdirepresentasikan sebagai R2N-anion.

Amida merupakan salah satu turunan dari asam karboksilat. Turunan-turunan asamkarboksilat memiliki stabilitas dan reaktifitas yang berbeda tergantung pada gugus yangmelekat pada gugus karbonil. Stabilitas dan reaktifitas memiliki hubungan terbalik, yangberarti bahwa senyawa yang lebih stabil umumnya kurang reaktif dan sebaliknya. Karena asilhalida adalah kelompok paling tidak stabil, masuk akal bahwa senyawa ini dapat secara kimiadiubah ke jenis lain. Karena amida adalah jenis yang paling stabil, secara logis harusmengikuti bahwa amida tidak dapat dengan mudah berubah menjadi jenis molekul lain.

Permasalahan

Pada artikel diatas dikatakan bahwa  Amida intermediet kimia penting karena mereka dapat dihidrolisis asam, dehidrasi untuk nitril, dan diturunkan kepada amina yang mengandung satu atom karbon kurang oleh reaksi Hofmann. Yang ingin saya tanyakan adalah mengapa hanya diturunkan kepada amida yang mengandung satu atom karbon saja, kenapa tidak kepada amida yang mengandung atom karbon lebih dari satu, lalu bagaimana agar dapat diturunkan kepada amida yang mengandung atom karbon lebih dari satu ???

ESTER

ESTER

Pada proses pembuatan minyak sereh ada beberapa hal yang dapat mempengaruhi tahap penyulingan, salah satunya yaitu hidrolisis. Hidrolisis adalah peruraian senyawa oleh pengaruh air. Salah satu kandungan minyak atsiri adalah ester. Ester bila terkena air terutama pada suhu tinggi dapat bereaksi dengan menghasilkan asam karboksilat dan senyawa alkohol. Pada peristiwa hidrolisis ini, ternyata hanya sebagian senyawa ester yang bereaksi dengan air, hingga bila keseimbangan tercapai maka akan terjadi suatu campuran yang terdiri atas sisa ester, asam karboksilat dan senyawa alkohol yang dihasilkan. Pengaruh hidrolisis pada penyulingan uap dan air lebih kecil bila dibandingkan dengan penyulingan air. Pada penyulingan air, terjadi kontak yang lama antara air dan minyak atsiri sehingga hidrolisis dapat terjadi dalam waktu yang lama. Bila hidrolisis terhadap ester terjadi maka akan mempengaruhi kualitas minyak atsiri yang dihasilkan.

            Suatu molekul sabun mengandung suatu rantai hidrokarbon panjang plus ujung ion. Bagian hidrokarbon dari molekul itu bersifat hidrofobik dan larut dalam zat-zat non polar yaitu pada bagian (3 CH₃(CH₂)₁₆), sedangkan ujung ion bersifat hidrofilik dan larut dalam air yaitu pada bagian (CO₂^- Na⁺). Karena adanya rantai hidrokarbon, sebuah molekul sabun secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air.

Reaksi yang terjadi pada proses pembuatan sabun ini melibatkan reaksi esterifikasi :

CH₂O₂C( CH₂ )₁₆CH₃                                                      CH₂OH

|                                                                                  

CHO₂C( CH₂ )₁₆CH₃            + 3 NaOH          Kalor       CHOH       + 3 CH₃(CH₂)₁₆CO₂^-Na⁺

|                                                                                                  

CH₂O₂C( CH₂ )₁₆CH₃                                                       CH₂OH                         ^{sodium stearat}

                        _{tristearin                                                                    gliserol}                                                     

Permasalahan: Dari  artikel diatas dikatakan bahwa ester bila terkena air terutama pada suhu tinggi dapat bereaksi dengan menghasilkan asam karboksilat dan senyawa alkohol. Pada peristiwa hidrolisis ini, ternyata hanya sebagian senyawa ester yang bereaksi dengan air. Hal yang sama juga terjadi pada proses pembuatan sabun dimana sebuah molekul sabun secara keseluruhan tidaklah benar-benar larut dalam air. Yang menjadi permasalahan saya adalah bagaimana keadaan yang sama tersebut dapat terjadi???