keasaman dan kebasaan senyawa organik

keasaman dan kebasaan senyawa organik
 

Struktur suatu molekul dapat mempengaruhi keasaman atau kebasaannya melalui beberapa cara. Gugus hidroksil adalah suatu gugus fungsi asam yang dipengaruhi dengan kuat oleh substituennya. Keasaman alkohol begitu lemah untuk dapat dinilai terurai di dalam air, tetapi keberadaan gugus-gugus seperti C=O atau SO2 di sampingnya akan sangat melemahkan ikatan O-H terhadap heterolisis. Adanya efek resonansi pada suatu senyawa juga dapat mempengaruhi tingkat keasaman dan kebasaan senyawa tersebut.  Resonansi juga dapat menstabilkan suatu basa konjugasi yang dihasilkan dalam peruraian asam sehingga asam tersebut mempunyai sifat keasaman yang lebih tinggi daripada yang diharapkan.

Sebagai contoh ditemukan dalam fakta di mana keasaman asam karboksilat (3) jauh lebih tinggi dibanding dengan keasaman alkohol primer (6). Ion RCOO- (4 dan 5) distabilkan oleh resonansi yang tidak tersedia pada ion RCH2O- (7). Perlu dicatat bahwa kestabilan ion RCOO- bukan hanya karena bentuk struktur-struktur resonansinya yang ekuivalen tetapi juga karena muatan negatifnya tersebar pada kedua atom oksigen sehingga muatan lebih tidak terkonsentrasi dibanding dengan muatan negatif yang ada pada RCH2O-. Efek yang sama ditemukan pula pada senyawa lain yang mengandung gugus C=O atau C≡N. Oleh karena itu, amida RCONH2 lebih asam daripada amina RCH2NH2, ester RCH2COOR’ lebih asam daripada eter RCH2CH2OR’, dan keton RCH2COR’ lebih asam daripada alkana RCH2CH2R’.

Faktor lain yang biasanya juga sangat berpengaruh pada sifat keasaman adalah adanya efek medan. Salah contoh di mana efek medan berpengaruh pada keasaman adalah perbedaan keasaman antara asam asetat (8) dengan asam nitroasetat (9).

 

Kedua struktur molekul di atas hanya berbeda pada substitusi NO2 terhadap H. Oleh karena gugus NO2 adalah gugus penarik elektron yang kuat maka gugus ini menarik kerapatan elektron dari gugus bermuatan negatif (COO-) dalam anion asam nitroasetat. Hal ini teramati pada nilai pKɑ asam nitroasetat yang kira-kira 1000 lebih kuat daripada asam asetat. Suatu efek yang dihasilkan dari penarikan elektron dari pusat muatan negatif adalah suatu efek penstabilan karena menyebarkan muatan sehingga menurunkan kerapatannya. Dengan demikian, gugus –I meningkatkan keasaman asam tak bermuatan seperti asetat karena menyebarkan muatan negatif anionnya.

Gugus -I juga meningkatkan keasaman asam bermuatan. Sebagai contoh, jika asam bermuatan +1 (dan basa konjugasinya adalah basa tak bermuatan), gugus –I mendestabilkan pusat positif (dengan meningkatkan muatan positif) asam, dan destabilisasi akan hilang ketika proton terlepas. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa gugus yang menarik elektron melalui efek medan akan meningkatkan keasaman dan menurunkan kebasaan, sedangkan gugus pendorong elektron akan bertindak ke arah sebaliknya (lihat data pKɑ pada Tabel 2.2 dan Tabel 2.3). Keberadaan ikatan hidrogen intramolekul dapat berpengaruh dengan sangat pada kekuatan asam atau basa. Sebagai contoh, pKɑ asam o-hidroksibenzoat adalah 2,98; sedangkan nilai pKɑ untuk isomer para-nya adalah 4,58. Tampaknya ikatan hidrogen intramolekul antara gugus OH dengan gugus COO- basa konjugasi isomer orto (10) menghasilkan kestabilan spesies tersebut sehingga meningkatkan keasaman.

 

Semua karbanion yang bisa berada dalam larutan memerlukan delokalisasi muatannya, dan biasanya kepada heteroatom. Gugus substituen yang terikat pada karbon asam biasanya lebih memainkan peranan penting di dalam penentuan keasaman daripada di dalam oksigen asam. Suatu alkana seperti etana (pKɑ > 40) bersifat kurang asam daripada air sebesar 26 derajad kekuatan. Meskipun demikian, melalui modifikasi struktur, keasaman karbon dapat mendekati keasaman asam mineral. Bahkan untuk asam yang sangat lemah, sifat-sifat kimianya dapat tergantung pada kemampuan terionisasi. Sebagi contoh, brominasi aseton (pKɑ  20) terkatalis basa lemah dimulai dengan pemindahan proton sebagai tahap penentu kecepatan reaksi. Tabel 2.8 memberikan beberapa contoh nilai pKɑ untuk asam karbon.

 

dari uraian diatas, terdapat permasalahan yaitu bagaimana bisa resonansi dalam suatu senyawa dapat mempengaruhi tingkat keasaman dan kebasaan suatu senyawa organik? serta adanya efek induksi dan mesomeri dalam suatu senyawa apakah juga dapat mempengaruhi tingkat keasaman dan kebasaan suatu senyawa organik?

mohon jawabannya..