Keasaman Turunan Asam Karboksilat

Derivat asam karboksilat merupakan turunan asam karboksilat, dimana ditinjau dari strukturnya senyawa yang diperoleh dari hasil pergantian gugus –OH dalam rumus struktur RCOOH oleh gugus –NH₂, -OR, atau –OOCR.  Semua turunan asam karboksilat mempunyai gugus fungsi asil (RCO-) atau aril (ArCO-) dan bila dihidrolisis menghasilkan asam karboksilat. Oleh karena itu adanya gugus karbonik menyebabkan turunan asam karboksilat bersifat polar, dan kepolaran ini yang berpengaruh terhadap sifat-sifat yang ada pada turunan asam karboksilat.

Asam dapat berarti sebagai  “substansi yang memberi ion (proton) ke yang lain”.  Dapat dilihat bagaimana mudahnya asam melepas ion hidrogen ke molekul air saat mereka larut dalam air.
Asam pada larutan memiliki kesetimbangan sebagai berikut:

Maksud dari asam organik merupakan asam lemah adalah karena ionisasi sangat tidak lengkap.

Ionisasi dari gugus karboksil menghasilkan ion karboksilat yang muatan negatifnya tersebar merata di antara kedua atom oksigen mengalami resonansi. Karenanya panjang keduai katan karbon-oksigen dalam ion ini sama yaitu 1,27 A° suatu nilai antara panjang ikatan C=0 dan C–0 yang masing-masing adalah 1,21 dan 1,41 A°. Ion karboksilat yang terbentuk distabilkan oleh resonansi ini, hal inilah yang menyebabkan besarnyakecenderungan asam asetat terionisasi membentuk ion asetet dengan melepaskan proton, sebagai indikasi sifat keasaman asam karboksilat. Gejala inilah yang membedakan antara asam etanoat dengan etanol. Etanol tidak mudah mengalami ionisasi agar dapat melepas suatu proton jadi asam, karena ion etoksida yang   terbentuk tidak stabil, tidak dapat beresonansi. Muatan negatifnya terlokalisir hanya pada oksigen, sehingga tidak stabil

Substituen terikat pada gugus asil sangat mempengaruhi reaktivitas senyawa karbonil. Senyawa karbonil dapat dibagi menjadi dua kelas. Kelas I senyawa karbonil adalah mereka di mana gugus asil terikat ke atom atau grup yang dapat digantikan oleh kelompok lain (mempunyai Leaving Group). Contohnya adalah asam karboksilat, asil halida, asam anhidrida, ester, dan amida. Semua senyawa ini mengandung grup (-OH, -Cl, -Br, -O(CO)R, -OR, -NH₂, -NHR, atau –NR₂) atau yang dapat diganti oleh nukleofil. Asil halida, asam anhidrida, ester, dan amida semua disebut turunan asam karboksilat karena mereka berbeda dari asam karboksilat hanya pada gugus menggantikan gugus OH asam karboksilat.
 
 

Kelas II senyawa karbonil adalah gugus asil terikat pada gugus yang tidak dapat segera digantikan oleh gugus lain, contohnya aldehida dan keton. –H dan alkil atau aril (-R atau –Ar) dari aldehida dan keton tidak dapat digantikan oleh nukleofil.

 

 

Kemungkinan gugus digantikan oleh gugus lain tergantung pada kebasaan relatif dari kedua gugus. Semakin lemah kebasaan suatu gugus, kemampuan untuk pergi lebih baik. Basa lemah adalah gugus pergi yang baik karena basa lemah tidak bisa berbagi elektron mereka seperti yang dilakukan oleh basa kuat. Semakin rendah nilai pKa, berarti semakin asam dan makin lemah basa konjugasinya. 

Asil halida adalah turunan asam karboksilat yang paling reaktif. Reaktivitas turunan asam karboksilat ditentukan oleh kebasaan gugus perginya. Basa yang lemah bersifat lebih elektronegatif, selain itu kecil kemungkinannya menyumbangkan elektronnya pada karbon karbonil levat efek resonansi. Ion halida adalah basa sangat lemah karena asam konjugasinya adalah asam kuat. Oleh karena itu, asil halida lebih reaktif dibandingkan turunan asam karboksilat lainnya.


 
Asil halida merupakan asam kuat, itu terlihat dari subtituen yang mengikat gugus asil adalah Cl, Cl merupakan basa konjugasi bersifat basa lemah (lebih elektronegatif). Dapat terlihat bahwa dari asil halida, anhidrida asam, ester, as.karboksilat sampai ke amida sifat keasamannya pun menjadi turun karena subtituen yang mengikat gugus asil sifat nya dari basa lemah menjadi basa kuat. Contohnya amida merupakan basa kuat dan dapat menyumbangkan elektronnya pada karbon karbonil lewat efek resonansi sehingga dalam turunan asam karboksilat amida memiliki sifat asam lemah.

Pada konversi asil klorida menjadi esterm nukleofilik alkohol menyerang karbon karbonil pada asil klorida. Karena gugus eter terprotonoasi adalah asam kuat, maka intermediet tetrahedral kehilangan protonnya. Ion klorida keluar dari intermediet tetrahedral terprotonasi karena ion klorida adalah basa lebih lemah dibanding ion alkoksida.