asam karboksilat
-
Upload
dewi-permatasari -
Category
Documents
-
view
112 -
download
3
description
Transcript of asam karboksilat
ASAM KARBOKSILAT
Senyawa yang mempunyai satu gugus karbonil yang berikatan dengan satu gugus
hidroksil yang disebut dengan “gugus karboksil” (karbonil + hidroksil).
R C
O
OH
Tata nama :
A. IUPAC
1. Dimulai dengan asam + rantai karbon terpanjang yang mengandung gugus
karboksilat (CO2H) + akhiran oat.
Contoh :
H C
O
OHCH3 C
O
OHCH3 CH2 CH2 C
O
OH
CH3 CH CH2 C
O
OHCH3
C
CH3
H3C
CH3
C
O
OHCH3 CH CH2 C
O
OHOH
asam metanoat asam etanoat asam butanoat
2. Jika mengandung rantai cabang, maka atom C dari gugus karboksilat
dengan rantai terpanjang diberi nomor 1
Contoh :
CH3 CH2 CH CH2 COOH
CH3
CH3 CH CH2 CH COOH
OH CH3
asam 4 - hidroksil - 2 - metil pentanoatasam 3 - metil pentanoat
12345
12345
3. Jika terdapat lebih dari satu cabang atau gugus cabang maka penulisan
rantai atau gugus cabang menurut abjad
4. Jika senyawa mempunyai 2 gugus karboksilat, penamaan rantai utama diberi
akhiran dioat.
C CH2 CO
HO
O
OH
C C OHHO
O O
C CH2 CH2 CH2 CH2 C OH
O
HO
O
asam propandioat (asam malonat)
asam etandioat (asam oksalat)
asam heksandioat (asam adipat)
1
B. TRIVIAL
1. Tidak mempunyai sistematika
C
O
OHH
CH3 CH2 CH2 CO
OH
asam formiat
asam butirat
2. Letak susbtituen dinyatakan dengan α , β , γ , δ dan seterusnya
αβγδ
βα
CH3 CH2 CH2 CH2 CO
OH12345
CH3 CH COOH
Cl
asam α - kloroproponoat
Formula/struktur IUPAC TrivialHCO2H As. metanoat Asam formiatCH3CO2H Asam etanoat Asam asetatCH3(CH2)2CO2H Asam butanoat Asam butiratCH3(CH2)2CO2H As. pentanoat Asam valeratCH3(CH2)4CO2H As. heksanoat Asam kaproatCH3(CH2)5CO2H As. heptanoat Asam enantatHO2CCO2H As. etandioat Asam oksalatHO2CCH2CO2H As.propandioat As. malonatHO2(CH2)2CO2H As. butandioat As. suksinat
3. Alkil karboksilat
CH3 CH2 COOH CH3 CH COOH
CH3asam etil karboksilat
asam isopropil karboksilat
Sifat-sifat asam karboksilat
Asam karboksilat mempunyai 3 ikatan kovalen polar → senyawa polar
δ
δδ
δC
O
H3C OH-
-
+
+
2
Asam karboksilat mampu membentuk ikatan hidrogen melalui gugus
δ δ
δ δ
- +
C O dan O H
CH3 C C
O
O
H
H O
OC CH3
+-
ikatan hidrogen yang terbentuk > ikatan hidrogen pada alkohol → titik didih asam
karboksilat > titik didih alkohol yang Mr sama
CH3 CH2 CO
OHCH3 CH2 CH2 CH2 OH
td td
>
Asam karboksilat mampu membentuk ikatan hidrogen dengan air → mudah larut
dalam air.
rantai C non polar gugus polar
R CO
OH
Keasaman asam karboksilat
Asam karboksilat terionisasi di dalam air membentuk larutan yang bersifat sedikit
asam
Keasaman asam karboksilat ≠ asam-asam anorganik karena asam karboksilat
terionisasi sebagian di dalam air → asam lemah
CH3 CH2 CO
OHCH3 C O-
O
+ H+
53 2
3 2
[ ] [ ]1.8 10
[ ]
CH CO HKa x
CH CO H
− +−= =
Dibanding dengan alkohol, Ka asam karboksilat lebih besar karena asam
karboksilat dapat beresonansi
CH3 CH2 O tidak dapat beresonansi
alkohol
CH3 C O
O
CH3 C O
O
asam karboksilat
3
Asam karboksilat dapat bereaksi dengan basa (NaOH) membentuk garam
karboksilat
C OH + NaOH
O
C O- Na+ + H2O
O
asam benzoat
1
2 CH3 C OH + Na2 CO3
O
CH3 C O- Na+ + H2CO3
O
Na - asetatasam asetatCO2 H2O
Beri nama garam karboksilat !
( CH3CH2C O- )
O
Ca2+ C O- + NH4+
O
Cl
CH3 CH COOH
CH3
2
PEMBUATAN ASAM KARBOKSILAT
Asam karboksilat dapat disintesis atau dibuat melalui beberapa cara :
1. Oksidasi alkohol primer dan aldehida
CH3 CH2 CH2 OH + K2Cr2O7H+
CH3 CH2 CO
OH
CH3 CH2 CH2 CH2 OH + KMnO4H+
CH3 CH2 CH2
COOHalkohol oksidatorkuat
CH2
OH
CH C
OH
O
H
+ Ag (NH3)2+ NH4OH
CH2
OH
CH C
OH
O
OH
aldehidaoksidator lemah
4
2. Oksidasi alkena RCH = HR dan R2C = CHR
CHC
H3C
H3CCH2 CH3
OksC O
H3C
H3CCHO
O
CH2 CH3
H2C
H2CCH2
CH
CH
H2C
H2C
H2CCH2
COOH
COOH
H2C
sikloheksena asam adipat
Oks
3. Oksidasi gugus alkil pada cincin benzena
CH2
CH CH3
CH2
CH3
ClCH3
+ KMnO4OH-
COOH
COOH
Cl
seberapa panjangpun gugus alkil, akan didegradasi menjadi gugus karboksilat
benzoat.
4. Reaksi Grignard
BEBERAPA REAKSI ASAM KARBOKSILAT
1. Reduksi
R CO
OH+ 2 H2
katalis
asam karboksilat
asam 3 - keto butanoat asam 3 - hidroksi butanoat
+ LiAlH4H2O
R C OH + H2OD
CH3 C
O
CH2 C
O
OH + H2Pt
25OcCH3 CH
OH
CH2 C
O
OH
CH3
C OH
O
CH3
H2C OH
5
2. Dekarboksilasi asam β - keton dan β - dikarboksilat.
Reaksi dekarboksilasi ini khusus hanya terjadi pada asam karboksilat yang
mempunyai gugus β - keton
CH2C C
O
OH
CH3 C
O
CH3 + CO2
asam 3 - ketobutanoat aseton
H3C
O
Mekanisme :
C
O
H3C CH2
C
OH
Oα
βC
O
H
H3C CH2
+ O C O
etanol
CH3 C
O
CH3
aseton
α, γ, ... ketokarboksilat dekarboksilasi
CH3 C C
OO
OH
CH2CH2
α
βγCH3 C
O
C
O
OHα
3. Asam Lemak/Hidrolisis
Lemak/minyak dihidrolisis menghasilkan asam karboksilat
6
TURUNAN ASAM KARBOKSILAT
I. Ester
II. Halida asam karboksilat
III. Anhidrida asam karboksilat
IV. Amida
V. Nitril
ESTER
Struktur :
R C
O
OR'
Tata Nama :
Diawali dengan nama gugus alkil yang terikat pada atom oksigen.
Diikuti dengan nama asam karboksilat dengan menghilangkan kata asam.
CH3 C
O
O CH3
CH3 C
O
O
metil asetat fenil asetat
CH3
C
O
O CH CH3
CH2 C
O
O CH2 CH3
CH2 C
O
O CH2 CH3
isopropil benzoat dietil butandioat
Sifat Fisik :
Polar
Tidak larut dalam air
Larut dalam pelarut organic polar
Misal : eter, aseton
Mr <, berbau harum → spesifik : buah, bunga.
Propil asetat : seperti buah pear
Etil butirat : seperti buah nanas
Metil salisilat : seperti gandapura
7
Pembuatan Ester :
Ester dapat dibuat dari reaksi antara asam karboksilat dan alkohol dengan
bantuan katalis yang disebut Reaksi Esterifikasi.
OHCH3 C
O
+ OHH+
H2OCH2 CH3 OCH3 C
O
CH2 CH3 +
asam asetat etanolreversibel
etil asetat
Mekanisme : esterifikasi Fisher
1. Protonasi gugus karbonil
OHCH3 C
O
+ H+ OHCH3 C
OH
+
OHCH3 C
OH
+
OHCH3 C
OH
+
2. Adisi gugus nukleofil
+OHCH3 C
OH
+ O
H
CH3 OHCH3 C
OH
O+
CH3
Hion oxonium
3. Pelepasan H+ → intermediet
OHCH3 C
OH
O+
CH3
H
OHCH3 C
OH
OCH3
+ H+
4. Protonasi oksigen
OHCH3 C
OH
OCH3
+ H+ OCH3 C
OH
OCH3
+H
H
8
5. Pelepasan molekul air
CH3 C
OH
OCH3
O
H
H +H OH CH3 C
OH
OCH3
+CH3 C
OH
OCH3
+
CH3 C
OH
OCH3+
6. Pelepasan H+ → ester
+ H+CH3 C
OH
OCH3
+
OCH3CH3 C
O
Ester
Tulis reaksi yang terbentuk dan beri namanya
a. CH3CH2COOH + CH3CH2OH →
COOH + CH3OHb.
c. CH3 C
O
CH2CH2 COOH + CH3 CH OHCH2
CH3
Beberapa Reaksi Ester :
1. Reduksi
C
O
O CH2 CH3LiAlH4
H2O
CH2 OH+ CH3 CH2 OH
etil benzoat benzil alkohol etanol
2. Hidrolisis
Esterhidrolisis
H+asam karboksilat + alkohol
CH3 C
O
O CH2 CH3 + H2O CH3 COOH + CH3 CH2 OH
9
3. Ammonolisis
Reaksi antara ester dengan ammonia menghasilkan suatu amida disebut
Amonolisis. Reaksi ammonolisis tidak memerlukan katalis.
CH3C C
O
OCH2CH3 + NH3 CH3
OH
NH2
OCH2CH3
intermediet
CH3 CO
NH2
+ CH3CH2OH
asetamida
4. Transesterifikasi
Reaksi antara ester dengan alkohol menghasilkan ester baru dengan gugus alkil
(pada oksigen karbonil) dari alkohol yang baru.
Pada reaksi ini terjadi substitusi gugus alkil pada oksigen karbonil ester.
CH3 CO
OCH3
+ CH3 CH2 OHH+
CH3 CO
OCH2CH3+ CH3 OH
metil asetat etanol etil asetat metanol
5. Reaksi dengan Grignard
Reaksi bereaksi dengan 2 molekul reagen Grignard menghasilkan alkohol.
CH3 CO
OCH3
+ 2CH3 CH2 MgBr CCH3
OH
CH2CH3
CH2CH3
alkohol 3o
“ Khusus untuk esterformiat “ → alkohol 2°
H CO
OCH3
+ 2CH3 CH2 MgBr CH
OH
CH2CH3
CH2CH3
alkohol 20
10
AMIDA
Struktur :
CO
NH2R
Tata Nama :
Dinamai sesuai dengan nama asam karboksilatnya dikurangi akhiran oat dan
diganti dengan amida.
CH3 C
O
NH2
asetamida benzamida
3-metil butanamida butanamida
C
O
NH2
CH3 CH CH2 C
O
NH2CH3 CH2 CH2 C
O
NH2
CH3
Jika pada atom N tersubstitusi gugus alkil, maka substituent alkil ditunjukkan
dengan memberi awalan N dimana alkil tersebut terikat.
H C
O
N CH3
CH3
CH3 CH2 C C
O
NH
N, N - dimetilformamida N - fenil propanamida
Beri nama beberapa senyawa amida ini !
CH3 C
O
N
H
C
O
NH2
OH
C
O
N CH3
CH2CH3
CH3 (CH2 )4 C
O
NH2
A.
B.
C.
D.
Sifat-sifat Fisik Amida
Polar
CH3 C
O
N
d+
d-d-
Hd+ H
d+
11
Mudah larut di dalam air karena dengan adanya gugus C=O dan N-H
memungkinkan terbentuknya ikatan hidrogen.
CH3 C
O
N
d+H
H
CH3 C
O
N H
Hd- ikatan hidrogen antara gugus-gugus amida
Umumnya berupa padat pada suhu kamar kecuali : formamida berbentuk cair
pada TR.
Pembuatan Amida :
Amida umumnya disintesis di laboratorium melalui beberapa cara :
1. Reaksi anhidrida dengan ammonia
CH3 O
O
C CH3 + 2 NH3 NH2 NH4+
asetamidaasetat anhidrida
O
CH3
O
C + O-CH3
O
C
2. Reaksi ester dengan ammonia
CH3 OCH2CH3 + NH3
O
C NH2CH3
O
C + CH3CH2OH
asetamida etanoletil asetat
3. Reaksi klorida asam dengan ammonia
CH3
O
C Cl + 2 NH3 NH2CH3
O
C + NH4+Cl-
asetamidaasetil klorida
4. Pemanasan garam ammonium karboksilat
asetamida
CH3
O
C O- NH4+
DNH2CH3
O
C + H2O
ammonium asetat
Hidrolisis amida :
Amida sangat kuat/tahan terhadap hidrolisis. Tetapi dengan adanya asam atau
basa pekat, hidrolisis dapat terjadi menghasilkan asam karboksilat.
C
O
NH2 + H2O35% HCl
refluks
C
O
OH NH4Cl+
12
HALIDA ASAM KARBOKSILAT
Struktur :
R CO
hal hal : Cl, Br, I
Tata Nama :
Dinamakan sesuai dengan nama asam karboksilat dengan mengganti akhiran at
dengan il.
CH3 CCl Br
O
CH
C
O
CO
Cl
OHCH3
CH3Br
C
O
asetil klorida benzoil bromida
Pembuatan klorida asam karboksilat :
Klorida asam karboksilat umumnya dibuat dengan reaksi antara asam
karboksilat dengan tionil klorida atau fosfor pentaklorida.
OHCH3
O
C + Cl S Cl ClCH3
O
C + HCl + SO2
asam asetat tionil klorida asetil klorida
CO
OH + PCl5
Cl
O
C + POCl3 + HCl
asam benzoat benzoil klorida
Beberapa Reaksi Klorida Asam Karboksilat :
Klorida asam karboksilat merupakan senyawa elektrofilik yang reaktif. Oleh
karena itu mampu bereaksi berbagi senyawa nukleofil termasuk air, ammonia, amina,
alkohol dan fenol.
1. Hidrolisis
Hidrolisis klorida asam karboksilat menghasilkan asam karboksilatnya.
ClCH3
O
C + H2O OHCH3
O
C + HCl
asetil klorida asam asetat
13
2. Reaksi dengan Alkohol
Klorida asam karboksilat bereaksi dengan alcohol atau fenol membentuk ester
dengan katalis basa organik.
OClCH3
O
C + CH3 C
CH3
CH3
OHpiridin
CH3
O
C CH3C
CH3
CH3
+ HCl
3. Reaksi dengan Ammonia atau Amina
ClCH3
O
C + 2NH3 NH2CH3
O
C + NH4Cl
asetamida
Cl
O
C+ 2CH3NH2
Cl
O
C NHCH3
+ CH3NH3+Cl-
N-metil benzamida
14
ANHIDRIDA ASAM KARBOKSILAT
Struktur :
R' C
O
OR' C
O
Tata Nama :
Dinamakan sesuai dengan nama asam karboksilat dengan menambah akhiran
anhidrida
CH3
O
C O
O
C CH3 CH2CH3
O
C O
O
C CH2 CH3
asetat anhidrida propanol anhidrida
Pembuatan anhidrida asam karboksilat
Umumnya dibuat di laboratorium. Anhidrida asam karboksilat yang umum
digunakan adalah asetat anhidrida dan tersedia secara comersial.
Reaksi Anhidrida Asam
1. Hidrolisis
Hidrolisis anhidrida asam dalam larutan asam atau basa menghasilkan 2 asam
karboksilatnya.
CH3
O
C O
O
C CH3 + H2O CH3
O
C OH OH
O
C CH3+
asetat anhidrida asam asetat
2. Reaksi dengan Alkohol
Reaksi anhidrida asam dengan alkohol menghasilkan ester dan asam
karboksilat.
CH3
O
C O
O
C CH3 + CH3OH CH3
O
C OCH3 + CH3
O
C OH
asetat anhidrida metanol metil asetat asam asetat
OH
CO2H+ CH3
O
C O
O
C CH3 ?
asam salisilat
15
3. Reaksi dengan Ammonia
Anhidrida bereaksi dengan ammonia (sangat cepat) menghasilkan suatu amida
dan satu garam karboksilat.
CH3
O
C O
O
C CH3 2 NH3+ CH3 C O
O
C CH3
OH
NH2
CH3
O
C NH2 + CH3
O
C O- NH4+
asetamida ammonium asetat
16
17
AMINA
Struktur :
NH3
R N
H
H
R'
R''R N H
R'
R N
amina 1οamina 2οamina 3ο
Tata Nama :
Amina alifatik sederhana dinamakan dengan gugus alkil yang terikat pada atom
N dan diberi akhiran amin.
CH3 CH NH2CH2
CH3
CH3 CH2 N CH CH3
CH2 CH3
CH3 CH2 N CH CH3
H
CH3
isobutilamin etilisopropilamin
trietilamin
1ο 2ο
3ο
Sistem IUPAC, gugus NH2 dinamakan gugus amino
NH2 CH2 CH2 OH NH2 CH2 CH2 C
O
OH
2-amino etanol asam 3-amino propanoat
COOH
NH2
asam p-aminobenzoat
Jika atom N mengikat 4 gugus hidrokarbon akan bermuatan positif dam dikenal
sebagai ion ammonium kuartener
CH3 CH3N+
CH3
Cl- OH-
tetrametil ammonium klorida tetrametil ammonium hidroksida
CH3
CH3 CH3N+
CH3
CH3
Senyawa yang mengandung gugus –NH2 pada cincin benzena dinamakan
sebagai derivat anilin.
18
NH2 NH2
O CH3
NH2
CH3
anilinp-metoksianilin
(p-anisidin)
o-metilanilin(o-touidin)
Senyawa siklis dimana satu atom C atau lebih diganti dengan atom nitrogen,
diberi nama khusus sebagai heterosiklik amin.
N
H
N
H
N
CH3
piperidin pirrolidin N-metilpirrolidin2ο 3ο2ο
N
N
NNN
N
HHpiridin pirimidin pirrol imidasol
Sifat-Sifat Fisik Amina :
Amina 1° dan 2° bersifat polar karena mampu membentuk ikatan hydrogen
intermolekuler.
N H Nδ+ δ−
Larut dalam air karena mampu membentuk ikatan hidrogen dengan air.
Ikatan hidrogen Nδ−
Hδ+
< O Hδ+
Pembuatan Amina
1. Alkilasi ammonia dan amina
Reaksinya adalah substitusi nukleofilik (SN2)
NH3 + CH3Cl CH3 HN
H
Cl-
H
metilammonium klorida
metil aminCH3NH3
+ + NH3 CH3NH2 + NH4+
2. Reduksi gugus nitro19
Amina aromatis dibuat dari reduksi nitro aromatis. Biasanya digunakan
Fe/uap, Zn/HCl atau gas H2/Pt atau Ni.
NO2
NO2
Cl
+ 3 H2
Pt/Ni
NH2
Cl
+ 3 ZnCl2 + 2 H2O
CO2H
+ 3 Zn + 6HCl
NH2
CO2H
+ 2 H2O
asam p-aminobenzoat
3. Reduksi Amida
Amina 1°, 2°, dan 3° (alifatis) dibuat dengan cara mereduksi senyawa amida dengan
katalis logam atau LiAlH4.
CH3CH2 CNH2
O LiAlH4
H2OCH3CH2CH2NH2
propilamin
NH2 C (CH2)4
O
CO
NH2
+ 4H2 NH2CH2 (CH2)4 CH2NH2
1, 6 heksadiamin
20
Beberapa Reaksi Amina :
1. Kebasaan Amina
Semua amina 1°, 2°, 3° bersifat basa lemah seperti ammonia. Di dalam larutan
air, amina bersifat basa.
3 2 4
3 2 2 3 3
43 3
3 2
2
[ ] [ ]44.10
[ ]
NH H O NH OH
CH NH H O CH NH OH
CH NH OHKb
CH NH
+ −
+ −
+ −−
+ +
+ +
= =
�
�
Amina aromatis seperti anilin mempunyai sifat basa < amina alifatik karena
bentuk struktur dari amina aromatis distabilkan oleh cincin benzena yang
mampu beresonansi
NH2
+ H2O +NH3
+ OH-
NH2
+ H2O +NH3
+ OH-
+ NH2
tak beresonansi
resonansi
2. Reaksi dengan derivate asam karboksilat
Reaksi antara amina 1° dan 2° dengan ester, klorida asam, anhidrida asam
menghasilkan amida.
CH3 CO
OC2H5
+ CH3NH2 CH3 CO
NH CH3
+ C2H5OH
N - metilasetamida
CH3 CO
Cl+
NH2
CH3 C NH
O
+ HCl
N - fenilasetamida
CH3 C O C CH3
OO
+ CH3NH2 CH3 C NH2
O
CH3 + CH3CO2H
N - metilasetamidaanhidrida asam
21
3. Reaksi dengan asam nitrit
Reaksi ini merupakan reaksi asam – basa menghasilkan garam ammonium, sedang
amina 2° dengan HNO2 menghasilkan nitrosamine.
CH3 N CH3 + HONO CH3+N
trimetil ammonium nitrit
CH3 NH
CH3
+ H O N O CH3 N N O + H2O
CH3
N - nitrosodimetil amin
H
CH3
CH3
O N O
22
KARBOHIDRAT
Karbohidrat adalah senyawa polihidroksi aldehid atau polihidroksiketon. Oleh
karena itu karbohidrat mempunyai dua gugus fungsional yang penting :
Gugus hidroksil
Gugus keton/aldehid
Penggolongan Karbohidrat
Monosakarida :
Karbohidrat yang paling sederhana dan tidak dapat dihidrolisis lebih lanjut
Disakarida
Karbohidrat yang mengandung 2 satuan monosakarida
Oligosakarida
Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan 3 – 8 satuan monosakarida
Polisakarida
Karbohidrat yang jika dihidrolisis menghasilkan banyak satuan monosakarida
1. Monosakarida
Satuan karbohidrat yang paling sederhana dengan rumus CnH2nOn dimana n = 3
– 8 C3H6O3 : triosa C4H8O4 : tetrosa dan seterusnya.
Macam-macam monosakarida
a. Aldosa : monosakarida yang mengandung gugus aldehid
Contoh : Gliseraldehid
C
C
C
H
H OH
H
O
H* OH
( D - gliserol dehid)
C
C
H2C OH
HO
O
H* H
L - gliseraldehid
b. Ketosa : monosakarida yang mengandung gugus keton
Contoh : Dihidroksiaseton
C
H
H OH
C
C
H O
H OH
H
Proyeksi Fisher
Penamaan D, L monosakarida
Monosakarida disebut D jika gugus OH- dari atom C* yang letaknya paling jauh
dari gugus C
O
H
23
atau C O
terletak disebelah kanan. Dan diberi nama L jika gugus OH dari
atom C* tersebut berada disebelah kiri.
C
CHO
H OH
C
C
CH2OH
H OH
OHH
*
*
*
D-ribosa(D-aldosa)
O
OH
OH
OH
C
C
CHO
HO H
HHO
CH2OH
O
HO
L-eritrosa(L-aldosa)
HO
Golongan monosakarida ini (aldosa/ketosa) dan tentukan konfigurasi optiknya !
C
CHO
H OH
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
CO
CH2OH
C HHO
C OHH
CH2OH
C
CHO
H OH
C HHO
CH2OH
CO
CH2OH
C HHO
C OHH
C OHH
CH2OH
a b c d
Beberapa isomer aldosa turunan dari D – gliseraldehid
OH
OH C
CHO
H OH
CH2OHD - aldotriosa
D-gliseroldehid
24
H
CHO
OH
H OH
CH2OH
H OH
HO
CHO
H
H OH
CH2OH
H OH
H
CHO
OH
HO H
CH2OH
H OH
HO
CHO
H
HO H
CH2OH
H OH
H
C
OH
CH2OH
H OH
HO
C
H
CH2OH
H OH
H
CHO
OH
H OH
H OH
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
H OH
H OH
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
HO H
H OH
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
HO H
H OH
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
H OH
HO H
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
H OH
HO
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
HO H
HO H
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
HO H
HO H
H OH
CH2OH
H
C
OH
CH2OH
O
H
O
H
D-(-)-eritrosa D-(-)-tetrosa
D-(+)-gliseraldehida
D-(-)-ribosa D-(-)-arabinosa D-(+)-xilosa D-(-)-liksosa
D-(+)-alosa D-(+)-altrosa D-(+)-glukosa D-+)-manosa D-(-)-gulosa D-(-)-idosa D-(+)-galaktosa D-(-)-talosa
Monosakarida golongan D-ketosa
CH2OH
C O
CH2OHDihidroksiaseton
D-ketotreosa
D-eritrulosa
Ketotriosa
D-ketopentosa
D-ribulosa D-xilulosa
HO
25
HO
HOHO
HO
D-psikosa D-fruktosa
D-sorbosa D-tagatosa
D-ketoheksosa
Heksosa yang paling banyak di alam :
CHO
CH OH
CHO H
CH OH
CH OH
CH2OH
CHO
CH OH
CHO H
CHO H
CH OH
CH2OH
CH2OH
CHO H
CH OH
CH OH
CH2OH
O
D - glukosa D-galaktosa D - fruktosa
D - aldoheksosa D - ketoheksosa
Struktur siklis Monosakarida
Aldehid dan keton dapat bereaksi dengan alcohol membentuk hemiasetal atau
hemiketal.
R CO
H+ CH3 O H C
OH
R OCH3
H
Hemiasetal
CR R'
O
+ CH3 O H C
OH
R OCH3
R'
Hemiketal
Aldehid
Keton
26
Hemiasetal atau hemiaketal siklis terbentuk jika gugus keton/aldehid dan alkohol
terdapat dalam 1 molekul.
Contoh : 4 – hidroksipentanal
CH
H3C OH2
CH2 CH2
CHO
CH
CH2
H3C OCH
CH2
OHhemiasetal siklis
Monosakarida mempunyai gugus carbonyl (aldehid/keton) dan gugus hidroksil dalam
tiap molekulnya. Oleh karena itu monosakarida dapat membentuk hemiasetal atau
hemiketal siklis. Missal : glukosa
Proyeksi Fisher
D – glukosa
COH
C OHH
CHHO
C OHH
C OHH
CH2OH
C OHH
C OHH
CHO
C OHH
C
C HHO
C OHH
C
C OH
C
HHO
CH2OH CH2OH
**
α - glukosa
[α]= + 112oβ - glukosa
[α]= + 19o
karbon anomerik
OO
Pada glukosa hemiasetal – siklis terbentuk antara gugus aldehid pada C - 1
dengan gugus – OH pada C – 5 sehingga membentuk cincin – 6 yang stabil.
Dalam bentuk hemiasetal siklis atom C – 1 bersifat kiral → karbon anomerik
sehingga memberikan 2 kemungkinan struktur isomer D – glukosa : α - D – glukosa
dan β - D – glukosa dimana sifat keduanya sangat berbeda.
27
Sifat – sifat fisik :
α - D – glukosa β - D – glukosa
- kristal - padat ∆ > 98°C
- m.p. 146 - m.p. = 150°C
- [α ]D = + 112°C - [α ]D = + 19°C
α - D – glukosa β - D – glukosa
dalam air
[α ]D = + 52°
α - D – galaktosa β - D – galaktosa
+ 151° + 84° - 53°
α - D – fruktosa β - D – fruktosa
+ 21° -92° -133°
Stereokimia Monosakarida
Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam 3 bentuk
stereo kimia : Proyeksi Fisher
Struktur Howard/Haworth
Konformasi kursi
C OH
C OHH
C HHO
C OHH
C
CH2OH
H C O
C OHH
C HHO
C OHH
C
CH2OH
H
H OH
C H
C OHH
C HHO
C OHH
C
CH2OH
HO
O
α - D - glukosa proyeksi Fisher β - D - glukosa
O
O
OH OH (α)
OH
OH
CH2OH
*
O
OH OH (β)
OH
OH
CH2OH
*Struktur Howard
HO
O
HO
OH (α)
OH
HOH2C
*
HO
O
HO
OH (β)
OH
HOH2C
*
( a )
( e )w
w
Konformasi kursi
28
Sifat-sifat Fisik Monosakarida
• Padatan kristal tidak berwarna
• Larut dalam air → ikatan hidrogen
• Sedikit larut dalam alkohol
• Tidak larut dalam eter, kloroform, benzena
• Rasanya manis. Diantara monosakarida → fruktosa yang paling
manis
Tingkat kemanisan monosakarida dan disakarida
Monosakarida Disakarida
D – fruktosa 174 Sukrosa 100
D – glukosa 74 Laktosa 0.16
D – xylosa 0.40
D – galaktosa 0.22
Beberapa Reaksi Monosakarida
1. Reaksi Oksidasi
Berdasarkan kemampuannya untuk mereduksi senyawa/pereaksi (Tohlens,
Benedict, Fehling), monosakarida dapat digolongkan :
a. Gula pereduksi
b. Gula non pereduksi
Kemampuan monosakarida untuk mereduksi pereaksi-pereaksi tersebut di atas
didasarkan pada adanya gugus aldehid atau gugus α -hidroksi keton, dimana
dengan adanya pereaksi-pereaksi tersebut gugus aldehid/α -hidroksi keton akan
teroksidasi menjadi karboksilat/keton.
Semua monosakarida adalah Gula Pereduksi.
HC
CHO
OH
CHO
C OH
C OH
CH2OH
+ Cu2+
C
O
OH
C OH
CHO
C OH
C OH
CH2OH
+ Cu2O
merah bata
D - glukosa asam D - glukonat
Oksidasi aldosa oleh pereaksi Fehling’s, Benedict’s atau Tohlen’s
membentuk asam monokarboksilat → Asam Aldonat.
29
Oksidasi aldosa dengan oksidator kuat (HNO3 panas) menghasilkan asam
dikarboksilat karena HNO3 selain mengoksidasi gugus aldehid juga mampu
mengoksidasi gugus aldehid juga mampu mengoksidasi gugus CH2OH terminal
C
CHO
OH
CHO
C OH
C OH
CH2OH
C
COOH
OH
CHO
C OH
C OH
COOH
HNO3
D - glukosa asam D - glukarik
Reaksi dengan Tohlen's
C
CHO
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
HO + Ag+
C
COOH
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
HO + Ag
Cermin perak
∆
2. Reduksi karbonil dari monosakarida dapat direduksi menjadi alcohol dengan
beberapa pereaksi menghasilkan alditol
C
CHO
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
D - glukosa
HOkatalislogam
C
CH2
OH
C
C OH
C OH
CH2OH
D -glukitol (sorbitol)
HO
OH
+H2
30
3. Pembentukan Glikosida
Reaksi monosakarida hemiasetal atau hemiketal dengan 1 molekul alcohol
lagi membentuk asetal atau ketal. Pada reaksi ini gugus – Oh pada C – anomerik
digantikan oleh gugus – OR dari alcohol.
Asetal atau ketal siklis
H
CHO
OH
H OH
CH2OH
H OH
HO
CHO
H
H OH
CH2OH
H OH
H
CHO
OH
HO H
CH2OH
H OH
HO
CHO
H
HO H
CH2OH
H OH
H
C
OH
CH2OH
H OH
HO
C
H
CH2OH
H OH
H
CHO
OH
H OH
H OH
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
H OH
H OH
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
HO H
H OH
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
HO H
H OH
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
H OH
HO H
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
H OH
HO
H OH
CH2OH
H
CHO
OH
HO H
HO H
H OH
CH2OH
HO
CHO
H
HO H
HO H
H OH
CH2OH
H
C
OH
CH2OH
O
H
O
H
D-(-)-eritrosa D-(-)-tetrosa
D-(+)-gliseraldehida
D-(-)-ribosa D-(-)-arabinosa D-(+)-xilosa D-(-)-liksosa
D-(+)-alosa D-(+)-altrosa D-(+)-glukosa D-+)-manosa D-(-)-gulosa D-(-)-idosa D-(+)-galaktosa D-(-)-talosa
31