1.
Asam
karboksilat dapat ditransformasi menjadi beberapa turunan. Buatlah skema reaksi
perubahan dari suatu ester menjadi amida selanjutnya target akhirnya adalah benzoil
khlorida.
Jawab :
Amida mempunyai
sifat fisik yaitu berbentuk padat kecuali formamida yang berbentuk cair, tidak
berwarna dan larut dalam pelarut-pelarut organik. Amida dapat dibuat dengan
mereaksikan ester dengan amoniak cair, tetapi reaksi ini berjalan dengan lambat
dibandingkan dengan reaksi antara halida asam atau anhidrida dan amonia.
Disini saya mengambil etil benzoat sebagai senyawa
ester yang kemudian direaksikan dengan amonium menghasilkan benzamida dan
etanol. Adapun reaksinya dapat dilihat sebagai berikut :
Kemudian hasil reaksi diatas, yaitu benzamida di
reaksikan dengan amonium klorida sehingga menghasilkan senyawa halida asam (benzoil
klorida) dan amonia. Adapun reaksinya adalah sebagai berikut :
2.
Temukan
manfaat dari benzoil khlorida, jelaskan bagaimana mekanisme senyawa benzoil
khlorida berperan.
Jawab :
Benzoil klorida merupakan senyawa dari halida asam yang memilki
banyak kegunaan, salah satunya yaitu sebagai bahan dasar dalam pembuatan
senyawa lain untuk menghasilkan senyawa baru yang berfungsi sebagai surfaktan.
Dari literatur yang saya baca, benzoil klorida ketika direasikan
dengan asam glutamat maka akan menghasilkan suatu senyawa benzoil glutamida
yang berperan penting sebagai surfaktan. Reaksi ini disebut dengan reaksi
amidasi langsung.
Amidasi benzoil
klorida dengan asam glutamat menghasilkan senyawa N-benzoyl glutamida
berdasarkan prinsip HSAB (Hard Soft Acid Base) dimana H+ dari gugus
NH2 pada asam glutamat merupakan asam keras yang mudah bereaksi
dengan Cl- dari benzoyl klorida yang merupakan basa keras dan NH-
dari asam glutamat merupakan basa lemah yang kemudian bereaksi membentuk ikatan
dengan gugus asil (R-C+=O) yang merupakan asam lemah. Reaksi untuk
menjalankan reaksi ini digunakan pelarut aseton/air yang berfungsi untuk
melarutkan asam glutamat. Adapun
reaksinya, yaitu :
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 :
Asam benzoat merupakan senyawa turunan benzena. Secara
umum rumus molekul benzena memperlihatkan sifat ketakjenuhan dengan adanya
ikatan rangkap. Menurut literatur yang saya baca ikatan rangkap dua
karbon-karbon pada benzena tidak terlokalisasi pada karbon tertentu melainkan
dapat berpindah-pindah. Gejala ini disebut resonansi. Adanya resonansi pada benzena ini menyebabkan
ikatan pada benzena menjadi stabil, sehingga ikatan rangkapnya tidak dapat
diadisi. Sedangkan kekuatan dari sifat keasaman turunan benzen tergantung pada
nilai pKa dari senyawa tersebut. Semakin rendah pKa semakin kuat keasamannya. Adapun contoh turunan asam benzoat yang saya ambil
disini yaitu aspirin, nitrobenzen, dan fenol.
a. Aspirin
Aspirin merupakan
salah satu senyawa turunan dari asam karboksilat
yang memilki nilai pKa 3,5. Seperti yang telah di jelaskan di atas bahwa ikatan
pada senyawa benzena dan turunannya bersifat stabil. Hal ini disebabkan karena
adanya efek resonansi pada cincin benzen. Menurut saya sama halnya dengan
aspirin, dari rumus struktur aspirin bisa kita lihat bahwa rantai benzena pada
aspirin terdelokalisasi (mengalami resonansi), sehingga hal inilah yang
menyebabkan aspirin stabil dan bersifat sedikit lebih asam. Oleh karena itu
penggunaan aspirin dengan jangka panjang dapat menyebabkan timbulnya penyakit
maag karena aspirin dapat menyebabkan iritasi lapisan
mukosa pada lambung.
b. Nitrobenzen
Kemampuan subtituen
mendelokalisasi elektron pada anion yang terbentuk
setelah proton dilepaskan, juga mempengaruhi tingkat
keasaman senyawa nitrobenzen. Semakin panjang jalur delokalisasi, semakin stabil anion yang terbentuk dan semakin
asam senyawa tersebut. Subtituen nitro
(-NO2), merupakan subtituen
yang keberadaannya tidak hanya sebagai penarik elektron
tapi juga menambah jalur delokalisasi. Kemampuan mendelokalisasi elektron atau resonansi inilah yang menyebabkan senyawa nitrobenzena memiliki pKa rendah sehingga tingkat keasamannya tinggi.
c.
Fenol
Fenol memiliki -OH terikat pada rantai
benzennya. Saat ikatan hidrogen-oksigen pada fenol terputus, didapatkan ion
fenoksida , C6H5O-. Pada saat itu salah satu elektron
bebas dari atom oksigen overlap dengan elektron dari rantai benzene sehingga
mengakibatkan delokalisasi. Delokalisasi membuat ion fenoksida lebih stabil
dari seharusnya sehingga fenol menjadi asam. Selain
itu keasaman fenol dipengaruhi oleh adanya resonansi pada benzenanya. Akibat
resonansi ini, maka kesetimbangan bergeser
arah pembentukannya. Hal ini tidak terdapat pada alkoksida. Dengan
demikian fenol memiliki keasaman yang
lebih tinggi dibandingkan dengan alkohol. Selain itu, efek resonansi ini juga menyebabkan tidak
ada penyerangan antara gugus -OH dari fenol. Berikut beberapa bentuk resonansi dari fenol.
4.
Usulkan
turunan asam benzoat yang anda gunakan pada soal no.3 dapat dibiodegradasi oleh
suatu mikroorganisme, bagaimana hasil akhir penguraiannya?
Jawab :
Berdasarkan
literatur penelitian yang saya baca bahwa biodegradasi benzene dapat dilakukan oleh bakteri Halofilik dan
Halotolerant di bawah kondisi aerobik. Bakteri halofilik mendegradasi benzena
sebagai sumber karbon tunggal dengan menggunakan tanah air garam. Benzena dan
turunannya seperti toluena, etil benzena, xilena, dll dapat terdegradasi dalam
jangka waktu 1 sampai 2 minggu. Kemampuan bakteri untuk memineralisasi rantai benzena
ini dapat dilihat dari kemampuan kakteri mengkonversi atau mengubah 14C benzena menjadi 14 CO2. Setelah di analisis ternyata Marinobacter spp. adalah anggota dominan dalam biodegradasi ini.
Biodegradasi tersebut dimulai dengan menambahkan 10 g tanah (berat basah) untuk menduplikasi botol 1 liter kapasitas yang mengandung 500 ml garam-garam mineral menengah (MKM). MSM mengandung (dalam gram / liter): NaCl, 145, MgCl2, 0,5, KH2PO4, 0,45, K2HPO4, 0,9, NH4Cl, 0,3, KCl, 0,3. Udara di ruang atas yang disajikan sebagai sumber oksigen. Botol ditutup dengan sumbat karet hitam dengan lubang di tengah yang cocok dengan memotong 3-in tabung Hungate. Tabung ditutup dengan berlapis Teflon septa dan tutup aluminium. Sebuah jarum suntik kaca kedap gas 100-ml digunakan untuk memperkenalkan 22 ml benzena murni (~ 245 umol) untuk setiap botol. Botol-botol diinkubasi statis dalam gelap pada suhu kamar. Setelah 7 sampai 8 bulan pengayaan berkelanjutan, benzena konsisten terdegradasi dalam waktu 18 hari dengan kecepatan sekitar 12 umol / hari. Secara keseluruhan penelitian telah menunjukkan kemampuan bakteri halofilik dan halotolerant dengan cepat mendegradasi senyawa benzena dalam kondisi aerobik, dan aktivitas tersebut dapat ditingkatkan secara nyata dengan penambahan pertumbuhan nutrisi seperti YE (ragi).
Jadi
hasil akhir dari biodegradasi ini adalah senyawa yang lebih sederhana dan sudah
tidak berbahaya lagi seperti CO2
Tidak ada komentar:
Posting Komentar