Asam Karboksilat dan Turunannya

Asam karboksilat dan turunannya — ester, amida, anhidrida, dan halida asam — memiliki gugus asil yang sama dan dapat saling berubah melalui substitusi asil nukleofilik.

Definition

Topik ini membahas asam karboksilat dan famili turunan asil yang terbentuk dengan mengganti gugus hidroksil, yang disatukan oleh mekanisme substitusi asil nukleofilik.

Scope

Topik ini mencakup keasaman asam karboksilat dan pengaruh substituen, reaktivitas relatif turunan asil, esterifikasi dan hidrolisis, pembentukan amida, kimia klorida asam dan anhidrida, serta dekarboksilasi.

Core questions

• Mengapa asam karboksilat lebih asam daripada alkohol?
• Urutan reaktivitas apa yang mengatur interkonversi turunan asil?
• Bagaimana esterifikasi dan hidrolisis berlangsung, dan bagaimana keduanya didorong ke setiap arah?

Key theories

Stabilisasi resonansi karboksilat

Hilangnya proton asam menghasilkan anion karboksilat yang muatan negatifnya terdelokalisasi secara merata pada dua oksigen, menjelaskan keasaman asam karboksilat yang relatif tinggi.

Tangga reaktivitas substitusi asil nukleofilik

Turunan asil saling berubah melalui zat antara tetrahedral; spesies yang lebih reaktif (klorida asam, anhidrida) mudah diubah menjadi yang kurang reaktif (ester, amida), tetapi tidak mudah sebaliknya.

Mechanisms

Substitusi asil nukleofilik berlangsung melalui adisi nukleofil ke karbonil untuk membentuk zat antara tetrahedral, diikuti oleh pelepasan gugus pergi. Esterifikasi Fischer yang dikatalisis asam adalah kesetimbangan yang didorong oleh penghilangan air atau penggunaan reagen berlebih, sedangkan hidrolisis amida dan ester dapat dipromosikan oleh asam atau basa, yang terakhir (saponifikasi) bersifat ireversibel.

Clinical relevance

Ikatan amida adalah penghubung protein dan obat-obatan yang tak terhitung jumlahnya; gugus ester dimanfaatkan dalam prodrug yang terhidrolisis untuk melepaskan agen aktif. Gugus asam karboksilat memberikan keasaman dan kelarutan pada banyak farmasi, termasuk aspirin dan obat antiinflamasi nonsteroid.

History

Karya Fischer pada akhir abad kesembilan belas tentang esterifikasi, bersama dengan studi sistematis substitusi asil, menetapkan hubungan reaktivitas di antara turunan asam yang tetap menjadi dasar sintesis dan biokimia.

Key figures

• Emil Fischer
• Rainer Ludwig Claisen

Seminal works

• careysundberg2007b

Frequently asked questions

Mengapa klorida asam dapat membuat ester tetapi tidak mudah sebaliknya?

Reaktivitas dalam substitusi asil berjalan dari klorida asam ke amida; turunan yang lebih reaktif mudah berubah menjadi yang kurang reaktif karena memiliki gugus pergi yang lebih baik, sedangkan kebalikannya memerlukan aktivasi khusus.

Apa itu saponifikasi?

Saponifikasi adalah hidrolisis ester yang dipromosikan basa untuk menghasilkan garam karboksilat dan alkohol; karena karboksilat stabil dan tidak reaktif, reaksi ini secara efektif ireversibel.