Kimia Organik Sintesis: November 2016

Efek induksi adalah Suatu aksi elektrostatik yang diteruskan melalui rantai atom dalam suatu molekul (lewat ikatan σ).

Dan efek itu dapat dinyatakan sebagai I ⁺ dan I ^–

I ⁺ jika subtituen yang terikat mendorong elektron ( melepaskan e ^-)

I ^- jika subtituen yang terikat menarik Elektron ( mengambil e ^-)

Efek induksi dari gugus yang terikat pada rantai R dari asam karboksilat (gugus COOH)

H₂ O

R – COOH H⁺ + R - COO ^–

Bila ada gugus yang terkait pada alkil dari asam karboksilat bersifat menarik elektron, maka efek induktif akan diteruskan kesemua atom, oksigen dari hidroksida pada asam menjadi relatif lebih positif, hydrogen mudah lepas kesamaan karboksilat bertambah.

Contoh : Bandingkan keasaman dari CH₃ COOH pka = 4,80 dan

Cl – CH₂ – COOH pka = 2,86

Bila ada gugus yang terikat pada alkil dari asam karboksilat bersifat mendorong elektron, maka efek induktif akan diteruskan kesemua atom, oksigen dari hidroksida pada asam menjadi relatif lebih negatif, hidrogen sukar lepas keasmaan karboksilat berkurang.

Contoh : Bandingkan keasaman dari CH3 COOH pka = 4,80 dan

(CH3)3 C – COOH pka = 5,05 dan

Catatan : 1. pka adalah = - log ka, jika pka kecil berarti asam kuat dan sebaliknya

2. Keasaman lebih besar berarti kebasaan lebih kecil dan sebaliknya.

Efek Induksi (E elektrostatik) akan berkurang dengan adanya jarak gugus induksi dengan pusat reaksi (COOH). Bandingkan keasaman senyawa :

2.1). Cl –(CH₂)₂ –COOH pka = 4,0 dan

2.2). Cl –CH₂ –COOH pka =2,86

Menurut consensus :

v Gugus yang menarik elektron lebih dari atom H disebut I^-

v Gugus yang mendorong electron lebih besar dari atom H disebut I^-.

Factor lain disamping resonansi stabil dari ion karboksilat mempengaruhi keasaman dari senyawa. Delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif ion karboksilat menstabilkan anion, relative terhadap asamnya. Penambahan kestabilan dari anion menyebabkan bertambahnya keasaman dari suatu asam. Misalnya, khlor elektronegatif. Dalam asam khloroasetat, khlor menarik keerapatan elektron dari elektron dari gugusan karboksil ke dirinya. Penarikan elektron ini menyebabkan delokalisasi lebih jauh dari muatan negatif, jadi menstabilkan anion dan menambah kekuatan asam dari asamnya. Asam khloroasetat lebih kuat dari asam asetat.

Makin besar penarikan elektron oleh efek induktif, lebih kuat asamnya. Asam dikloroasetat mengandung dua atom khlor yang menarik elektron dan merupakan asam yang lebih kuat dari pada asam khlorasetat. Asam trikhloroasetat mempunyai tiga atom khlor dan lebih kuat lagi daripada asam dikhloroasetat.

Dalam suatu ikatan kovalen tunggal dari atom yang tak sejenis, pasangan electron yang membentuk ikatan sigma, tidak pernah terbagi secara merata di antara kedua atom. Electron memiliki kecenderungan untuk tertarik sedikit ataupun banyak kea rah atom yang lebih elektronegatif dari keduanya. Misalnya dalam suatu alkil klorida, kerapatan electron cenderung lebih besar pada daerah didekat atom Cl daripada atom C. sebagai penunjuk bahwa atom yang satu lebih elektronegatif, secara umum dituliskan sebagai berikut:

Jika atom karbon terikat pada klorin dan ia sendiri berikatan pada atom karbon selanjutnya, efek induksi dapat diteruskan pada karbon tetangganya.

Akibat dari pengaruh atom klorin, electron pada ikatan karbon klorin didermakan sebagian ke klorin, sehingga menyebabkan C1 sedikit kekurangan electron. Keadaan C1 ini menyebabkan C2 mesti mendermakan juga sebagian elektronnya pada ikatan C2 dengan C1 agar menutupi kekurangan electron di C1. Begitu seterusnya. Namun, efek ini dapat hilang pada suatu ikatan jenuh (ikatan rangkap), efek induktif ini juga semakin mengecil jika melewati C2. Pengaruh distribusi electron pada ikatan sigma ini dikenal sebagai efek induksi.

Sebagai perbandingan relatifitas efek induksi, kita memilih atom hydrogen sebagai molekul standarnya, misalnya CR₃-H.

1. Jika ketika atom H dalam molekul ini diganti dengan Z (atom ataupun gugus), kemudian kerapatan electron pada bagian CR₃ pada molekul ini berkurang daripadadalam CR₃-H, maka Z dapat dikatakan memiliki suatu efek – I (efek penarik electron / electron-withdrawing / electron-attracting). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek – I: NO₂, F, Cl, Br, I, OH, C₆H₅^-.

2. Jika kerapatan electron dalam CR₃ bertambah besar dari pada dalam CR₃-H, maka Z dikatakan memiliki efek + I (efek pendorong electron / electron-repelling / electron-releasing). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek + I: (CH₃)₃C-, (CH₃)₂CH-, CH₃CH₂-, CH₃-.

Sifat induksi terjadi karena adanya perbedaan keelektronegatifan . Gejala elektrostatik diteruskan melalui rantai karbon. Efek induksi terdiri atas dua yaitu +I(pendorong electron) dan –I (penarik electron). Menurut konvensi gugus penarik electron yang lebih besar dari hydrogen H merupakan efek induksi –I sedangkan gugus penarik electron yang lebih lemah dari hydrogen H merupakan efek induksi +I.

Gugus alkyl 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

Efek induksi dari beberapa gugus yang terikat pada gugus fungsi senyawa organic dapat dilihat pada tabel berikut ini,

Tabel 1. Efek induksi beberapa gugus

-I			+I
-NH₃⁺		-OR	-CH₃
-NR₃⁺		-SH	-CH₂R
-NO₂	-F	-SR	-CHR₂
	-Cl	-CH=CH₂	-CR₃
-COOH	-Br	-CR=CH₂
-COOR	-OH

Sifat induksi yang dimiliki sernyawa tersebut mempengaruhi reaktivitas molekul senyawa organic tersebut, mis. senyawa asam karboksilat akan mempengaruhi sifat keasaman senyawa asam karboksilat dan pada senyawa alkyl halide akan mempengaruhi gugus lepas pada reaksi substitusi dan eliminasi sedangkan senyawa karbonil akan mempengaruhi jalannya reaksi adisi nukleofil, dan sebagainya.

Senyawa asam karboksilat antara asam asetat dengan asam ά-kloro asetat, sifat keasaman ke dua senyawa akan berbeda , dimana gugus metil CH₃ pada asam asetat bersifat +I (pendorong electron) sehingga atom C pada gugus karboksilat lebih bermuatan positif sehingga H⁺ dari asam asetat sulit lepas daripada asam ά-kloro asetat. Jika H⁺ susah lepas maka keasaman akan berkurang (Ka kecil) dan pKa besar. Gugus Cl pada posisi ά pada asam ά-kloro asetat bersifat sebagai –I (penarik electron) sehingga atom C pada gugus karboksilat kurang bermuatan positif sehingga H⁺ dari asam asetat mudah lepas maka keasaman akan bertambah (Ka besar) dan pKa kecil. Jadi sifat keasaman senyawa ά-kloro asetat > asam asetat.

Untuk senyawa asam karboksilat yang mempunyai sifat induksi +I (pendorong electron) yang semakin besar maka sifat keasaman senyawa akan berkurang, mis. sifat keasaman dari asam asetat > asam propionate.

Senyawa asam karboksilat yang sifat penarik electron semakin kuat maka sifat keasaman senyawa akan bertambah, mis. senyawa ά-kloro asetat dengan ά-fluoro asetat. Fluor F lebih elektronegatif daripada klor Cl, maka keasaman ά-fluoro asetat > ά-kloro asetat.

Untuk senyawa asam karboksilat yang mempunyai sifat induksi -I (penarik electron) yang semakin besar maka sifat keasaman senyawa akan bertambah. Semakin jauh gugus penarik electron maka sifat keasaman senyawa asam karboksilat akan berkurang.

Faktor induksi pada berbagai senyawa asam karboksilat yang telah diterangkan di atas maka harga pKa beberapa senyawa asam karboksilat dalam air pada suhu 25^oC dapat dilihat pada table 2.

Tabel 2. Harga pKa beberapa senyawa asam karboksilat

Asam	pKa	Asam	pKa	Asam	pKa
CH₃COOH	4,80	FCH₂COOH	2,66	OHCH₂COOH	3,83
(CH₃)₃N⁺-CH₂COOH	1,83	ClCH₂COOH	2,86		2,43
NH₃⁺-(CH₂)₄COOH	4,27	Cl₂CHCOOH	1,30	HOOCCH₂COOH	2,83
^-O₂C-CH₂COOH	5,69	Cl₃CCOOH	0,65	CH₃CH₂COOH	4,88
^-O₂C-(CH2)₄COOH	5,41	Cl(CH₂)COOH	4,0	(CH₃)₃CCOOH	5,05
				HCOOH	3,77

DAFTAR PUSTAKA

http://febeunike18.blogspot.co.id/2013/03/keasaman-asam-karboksilat-pengantar.html

http://kampungilmu-fst12.web.unair.ac.id/artikel_detail-116245-Kimia%20Organik-SIFAT%20INTRAMOLEKULAR.html

http://aura28.blogspot.co.id/2012/10/efek-induksi-dan-mesomeri.html

Gugus fungsional (istilah dalam kimia organik) adalah kelompok gugus khusus pada atom dalam molekul, yang berperan dalam member karakteristik reaksi kimia pada molekul tersebut. Senyawa yang bergugus fungsional sama memiliki reaksi kimia yang sama atau mirip.

Atom atau kelompok atom yang paling menentukan sifat suatu senyawa dan merupakan ciri khas dari suatu deret homolog kimia karbon disebut gugus fungsi. Jika etana (C2H6) memiliki deret homolog alkana, dan satu atom H-nya digantikan dengan gugus alkohol (—OH) maka menjadi C2H5OH. Maka, akan berdampak pada perubahan sifat senyawa (fisis dan kimia) dari etana ke etanol (C2H5OH). Sehingga dapat dikatakan bahwa gugus fungsi akan membuat sifat dan struktur alkana berubah, tetapi masih dalam satu deret homolog.

Nah, di bawah ini adalah daftar dari gugus fungsi senyawa karbon:

Sebagai contoh, gugus hidroksil adalah kelompok fungsional alkohol. Dalam asam amino, dan gugus fungsional – gugus amino dan gugus karboksil – yang melekat pada atom karbon yang sama.

Dalam kimia organik, gugus fungsi adalah kelompok tertentu atom atau ikatan dalam senyawa yang bertanggung jawab untuk karakteristik reaksi kimia senyawa itu. Gugus fungsi yang sama akan berperilaku dengan cara yang sama (misalnya, mengalami reaksi yang sama) terlepas dari senyawa yang menjadi bagiannya. Gugus fungsi juga memainkan peranan penting dalam nomenklatur senyawa organik; menggabungkan nama-nama kelompok fungsional dengan nama-nama alkana induk menyediakan cara untuk membedakan senyawa.

Atom-atom dari gugus fungsional yang dihubungkan bersama dan dengan senyawa lainnya dengan ikatan kovalen. Atom karbon yang pertama melekat pada gugus fungsional yang disebut sebagai karbon alpha; kedua, karbon beta; ketiga, karbon gamma, dll. Demikian pula, gugus fungsi dapat disebut sebagai primer, sekunder, atau tersier tergantung pada apakah itu melekat pada satu, dua, atau tiga atom karbon.

ALKOHOL

kelompok senyawa karbon yang memiliki gugus fungsi hidroksil (-OH) dengan rumus umum R-OH atau CnH2n+1OH. Senyawa ini mempunyai nama IUPAC alkanol karena dianggap sebagai urutan alkana dengan mensubstitusi satu atom H dengan gugus –OH. Untuk penamaan -na dirubah menjadi -nol.

R - OH

ETER

dapat disebut alkoksi alkana berdasarkan aturan IUPAC, yang dianggap sebagai turunan alkana, mempunyai rumus umum R-O-R’ atau CnH2n+2O. Bila R=R’ disebut eter sederhana, sedangkan bila R bukan R’ disebut eter majemuk. R dan R' merupakan alkil.

R - O - R'

ALDEHIDA

senyawa karbonil (-C=O), merupakan singkatan dari alkohol dehidrogenatus. Senyawa ini dianggap turunan dari alkana sehingga disebut alkanal dan mempunyai rumus umum CnH2nO. Aldehid dapat diperoleh dengan jalan oksidasi alkohol primer. untuk tatanama yaitu akhiran -na ditambahkan -l menjadi -nal.

KETON

senyawa karbonil (-C=O). Senyawa ini dianggap turunan dari alkana sehingga disebut alkanal dan mempunyai rumus umum CnH2nO. Seperti halnya eter, R yang sama dengan R’ disebut katon sederhana, sedangkan R yang tidak sama dengan R’ disebut keton majemuk. R dan R' merupakan alkil.

ASAM KARBOKSILAT

( Alkanoat ) memiliki rumus umum CnH2nO2 atau R-COOH. Gugus karboksilat (-COOH) merupakan gabungan dari gugus karbonil dan hidroksil. Senyawa ini dianggap turunan alkana dan diberi nama asam alkanoat atau dengan nama yang lebih lama, asam alkana karboksilat.

ESTER

memiliki rumus umum CnH2nO2 atau R-COO-R’. Nama IUPAC dari ester adalah alkyl alkanoat. Kebanyakan senyawa ester berbau harum, karena itu banyak digunakan sebagai pengharum (esens). Ester dibuat dari asam dan alkohol melalui reaksi esterifikasi yang berupa reaksi setimbang.