Keasaman dan Kebasaan Senyawa Organik

Keasaman dan Kebasaan Senyawa Organik

      Suatu senyawa ataupun suatu molekul dapat diketahui keasaman dan kebasaannya melalui beberapa cara. Salah satunya melalui struktur kimianya dengan salah satu parameternya yaitu efek induksi. Efek induksi adalah suatu ukuran dari efek elektrostatik. Efek molekul ini disebabkan oleh pergeseran letak elektron sepanjang rantai molekul. Pergeseran ini disebabkan adanya tarikan beberapa gugus karena sifat elektronegativitas gugus tersebut. Gugus atau atom yang dapat menarik elektron lebih kuat dari hidrogen disebut mempunyai efek induksi negatif. Akibatnya densitas elektron akan terletak disekitar molekul atau gugus tersebut. Gugus atau atom yang mempunyai efek induksi positif cenderung mendorong elektron ke arah molekul Inti atau sekitarnya, contoh : alkil, metil dan isopropil. 
      Adanya efek induksi akan menaikkan sifat-sifat fisika kimia dari senyawa tersebut misal dalam keasamaan, contoh CHOOH (pKa = 5,76), CH₃COOH (pKa = 4,76), Cl₂CHCOOH (pKa = 2,81), FCH₂COOH (pKa = 2,66). Pada gugus metil dari asam asetat mempunyai efek induksi positif, akibatnya PKa bertambah besar. Pada Cl dan F pada asam asetat memberikan perbedaan bioaktivitas. Efek elektronik dari senyawa yang mengandung cincin aromatik, perpindahan elektron terjadi melalui sistem terkonjugasi yaitu sistem dimana elektron dimungkinkan untuk bergerak bebas. umumnya terjadi pada cincin aromatik dan senyawa dengan rantai cabang yang mempunyai ikatan rangkap dan ikatan tunggal berselang-seling. Contoh :

      Senyawa ini dikenal sebagai nitrogen Mustard yang bersifat karsinolitik. Aktivitas senyawa ini sangat tergantung pada derajat hidrolisis nya . Pada Gambar I, gugus p-amino mendorong elektron ke sistem atau ke intinya, menyebabkan hidrolisis senyawa secara sempurna akan menunjukkan efek toksiknya. sehingga pada Gambar II, induksi negatif dari Cl akan menekan hidrolisis sampai 10% dan akan menurunkan bioaktivitasnya.

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. 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. Keberadaan ikatan hidrogen intramolekul dapat berpengaruh dengan sangat pada kekuatan asam atau basa.

      Gugus alkil yang terikat pada gugus fungsi senyawa organic merupakan gugus pendorong electron, dimana semakin besar alkyl yang terikat pada gugus fungsi akan mengakibatkan factor +I semakin besar. Berikut ini urutan reaktifitas  induksi –I (penarik electron) adalah sebagai berikut:

-Cl > -Br > -I > -OCH₃ > -OH > -C₆H₅ > -CH+CH₂ > -H

Contohnya yaitu sebagai berikut :                                                                                                            

                   

                                            Asam metanoat          Asam etanoat             Asam α-fluoro etanoat

      Asam metanoat lebih asam dari asam etanoat karena pada asam etanoat terdapat gugus metil yang mempunyai kemampuan mendorong elektron ikatan melalui ikatan sigma (C-C-O-H) sehingga atom O menjadi relatif makin negatif, akibatnya atom H sukar lepas sebagai H+, asamnya menjadi lebih lemah. Gugus CH₃ mempunyai efek induksi mendorong elektron, diberi simbol +I.

      Asam α-mono flouro etanoat lebih asam dari asam metanoat karena pada asam alfa monoflouroetanooat terdapat gugus F yang mempunyai kemampuan menarik elektron ikatan melalui ikatan sigma sehingga atom O menjadi relatif makin positif, akibatnya atom H makin mudah lepas sebagai H+, asamnya menjadi lebih kuat. Gugus F mempunyai efek induksi menarik elektron diberi simbol -I.

Permasalahan dari uraian tersebut adalah :

            1. Apakah yang dapat mempengaruhi kebasaan atau keasaman pada suatu senyawa organik?                                          2. Apakah gugus alkil pada efek induksi akan mempengaruhi keasaman atau kebasaan suatu senyawa organik?

Referensi :

Muchtaridi, A. Yanuar, S. Megantara dan H. Purnomo. 2018. Kimia Medisinal: Dasar-dasar Dalam Perancangan Obat. Jakarta : Prenadamedia Group.