Ester

Formula umum ester karboksilatDalam kimia, ester adalah suatu senyawa organik yang terbentuk melalui penggantian satu (atau lebih) atom hidrogen pada gugus hidroksil dengan suatu gugus organik (biasa dilambangkan dengan R'). Asam oksigen adalah suatu asam yang molekulnya memiliki gugus -OH yang hidrogennya (H) dapat menjadi ion H+.ester

R dan R 'melambangkan kelompok alkil atau aril, masing-masing.Ester adalah senyawa kimia dengan mereaksikan oxoacid diperoleh dengan suatu senyawa hidroksil seperti alkohol atau fenol [1] Ester biasanya berasal dari asam anorganik atau asam organik di mana setidaknya satu-OH (hidroksil) kelompok diganti oleh. - O-alkil (alkoksi) kelompok, dan paling umum dari asam karboksilat dan alkohol. Artinya, ester yang terbentuk oleh kondensasi asam dengan alkohol.

Ester di mana-mana. Sebagian besar lemak dan minyak alami adalah ester asam lemak gliserol. Ester dengan berat molekul rendah biasanya digunakan sebagai pengharum dan ditemukan dalam minyak esensial dan feromon. Phosphoesters membentuk tulang punggung molekul DNA. Nitrat ester, seperti nitrogliserin, yang dikenal karena sifat eksplosif mereka, sementara poliester adalah plastik penting, dengan monomer dihubungkan oleh gugus ester.

Kata 'Ester' diciptakan pada 1848 oleh ahli kimia Jerman Leopold Gmelin. [2]

Nama ester berasal dari induk dan alkohol asam induk, di mana yang terakhir mungkin merupakan organik atau asam anorganik. Ester diturunkan dari asam karboksilat yang paling sederhana biasanya dinamai sesuai dengan, lebih tradisional yang disebut "nama sepele" misalnya sebagai format, asetat, propionat, dan butirat, sebagai lawan dari IUPAC nomenklatur methanoate, etanoat, propanoat dan butanoate. Ester diturunkan dari asam karboksilat yang lebih kompleks, di sisi lain, lebih sering diberi nama menggunakan nama IUPAC sistematis, berdasarkan nama untuk asam diikuti dengan akhiran-oate. Misalnya ester heksil oktanoat, juga dikenal dengan nama caprylate heksil sepele, memiliki rumus CH3 (CH2) 6CO2 (CH2) 5CH3.Ethylethanoate-parts.svg

Rumus kimia dari ester organik biasanya ditulis dalam format RCO2R ', dimana R dan R' adalah bagian hidrokarbon dari asam karboksilat dan alkohol, masing-masing. Misalnya butil asetat, berasal dari butanol dan asam asetat akan ditulis CH3CO2C4H9. Presentasi alternatif umum termasuk BuOAc dan CH3COOC4H9.

Ester siklik disebut lakton, terlepas dari apakah mereka berasal dari organik atau asam anorganik. Salah satu contoh (organik) lakton adalah gamma-valerolactone.[Sunting] Orthoesters

Sebuah kelas yang jarang dari ester organik adalah orthoesters, yang memiliki rumus RC (OR ') 3. Triethylorthoformate (HC (OC2H5) 3) diturunkan, dari segi namanya (tapi tidak sintesis) dari asam orthoformic (HC (OH) 3) dan etanol.

[Sunting] "ester anorganik"Contoh ester asam fosfat

Ester adalah istilah umum untuk produk yang berasal dari kondensasi asam dan alkohol. Jadi, nomenklatur meluas ke asam okso anorganik, misalnya asam fosfat, asam sulfat, asam nitrat dan asam boronat. Ester siklik yang juga disebut lakton maka. Sebagai contoh, fosfat triphenyl adalah ester asam fosfat berasal dari dan fenol. Karbonat organik, seperti etilen karbonat, berasal dari asam karbonat dan etilena glikol.[Sunting] Struktur dan ikatan

Ester mengandung pusat karbonil, yang menimbulkan 120 CCO dan OCO sudut. Tidak seperti amida, ester adalah kelompok fungsional struktural fleksibel karena rotasi terhadap obligasi COC memiliki hambatan rendah. Fleksibilitas dan polaritas rendah dimanifestasikan dalam sifat fisik mereka;. Mereka cenderung kurang kaku (titik lebur yang lebih rendah) dan lebih mudah menguap (titik didih rendah) daripada amida yang sesuai [3] pKa alfa-hidrogen pada ester adalah sekitar 25 [4].[Sunting] Sifat fisik dan karakterisasi

Ester yang lebih polar dari eter tetapi kurang polar daripada alkohol. Mereka berpartisipasi dalam ikatan hidrogen-hidrogen sebagai akseptor ikatan, tetapi tidak dapat bertindak sebagai donor ikatan hidrogen, alkohol tidak seperti orangtua mereka. Kemampuan untuk berpartisipasi dalam ikatan hidrogen menganugerahkan air-larut. Karena kurangnya ikatan hidrogen-menyumbangkan kemampuan, ester tidak mengasosiasikan diri. Akibatnya ester yang lebih tidak stabil daripada asam karboksilat berat molekul yang sama. [3][Sunting] Karakterisasi dan analisis

Ester biasanya diidentifikasi dengan kromatografi gas, mengambil keuntungan dari volatilitas mereka. Spektra IR untuk ester fitur sebuah band yang tajam intens dalam kisaran 1730-1750 cm-1 ditugaskan untuk C = O. Ini puncak perubahan tergantung pada kelompok-kelompok fungsional yang melekat pada karbonil. Sebagai contoh, sebuah cincin benzen atau ikatan ganda dalam konjugasi dengan karbonil akan membawa bilangan gelombang turun sekitar 30 cm-1.[Sunting] Aplikasi dan terjadinya

Ester tersebar luas di alam dan secara luas digunakan dalam industri. Di alam, lemak, secara umum, triesters berasal dari gliserol dan asam lemak [5]. Ester bertanggung jawab atas aroma buah, termasuk apel, pir, pisang, nanas, dan stroberi. [6] Beberapa miliar kilogram dari poliester diproduksi industri setiap tahunnya, produk-produk penting yang polietilena tereftalat, ester akrilat, dan selulosa asetat. [7][Sunting] Persiapan

Esterifikasi adalah nama umum untuk reaksi kimia di mana dua reaktan (biasanya alkohol dan asam) membentuk suatu ester sebagai produk reaksi. Ester yang umum dalam kimia organik dan bahan biologis, dan sering memiliki karakteristik yang menyenangkan, bau fruity. Hal ini mengarah pada penggunaan yang luas dalam industri aroma dan rasa. Ikatan ester juga ditemukan dalam banyak polimer.

[Sunting] Esterifikasi asam karboksilat

Sintesis klasik adalah esterifikasi Fischer, yang melibatkan mengobati asam karboksilat dengan alkohol dalam kehadiran agen dehidrasi:

RCO2H + R'OH berada dalam kesetimbangan dengan + RCO2R 'H2O

Tetapan kesetimbangan untuk reaksi tersebut adalah sekitar 5 untuk ester yang khas, misalnya, etil asetat [8]. Tetapi reaksi lambat dalam ketiadaan katalis. Asam sulfat adalah katalis khas untuk reaksi ini. Asam lainnya yang juga digunakan seperti asam sulfonat polimer. Karena esterifikasi sangat reversibel, hasil ester dapat ditingkatkan dengan menggunakan prinsip Le Chatelier:

* Menggunakan alkohol lebih besar (yaitu, sebagai pelarut)* Menggunakan agen dehidrasi: Asam sulfat tidak hanya mengkatalisis reaksi tapi air disekap (suatu produk reaksi). Pengeringan agen lain seperti saringan molekuler juga dapat digunakan.* Penghilangan air dengan cara fisik seperti distilasi sebagai didih rendah azeotropes dengan toluena, dalam hubungannya dengan aparatus Dean-Stark.

Reagen diketahui bahwa drive dehidrasi dari campuran alkohol dan asam karboksilat. Salah satu contoh adalah esterifikasi Steglich, yang merupakan metode membentuk ester dalam kondisi ringan. Metode ini populer di sintesis peptida, dimana substrat yang sensitif terhadap kondisi yang keras seperti panas tinggi. DCC (dicyclohexylcarbodiimide) digunakan untuk mengaktifkan asam karboksilat dengan reaksi lebih lanjut. DMAP (4-dimethylaminopyridine) digunakan sebagai katalis asil-transfer. [9]

Steglich-1.svg

Metode lain untuk dehidrasi dari campuran alkohol dan asam karboksilat adalah reaksi Mitsunobu:

RCO2H + R'OH + P (C6H5) 3 + R2N2 RCO2R '+ OP (C6H5) 3 + R2N2H2

Asam karboksilat dapat diesterifikasi dengan menggunakan diazomethane:

RCO2H + CH2N2 RCO2CH3 + N2

Menggunakan diazomethane ini, campuran asam karboksilat dapat dikonversi menjadi ester metil mereka dalam hasil kuantitatif dekat, misalnya, untuk analisis dengan kromatografi gas. Metode ini berguna dalam operasi khusus sintetis organik tetapi dianggap terlalu mahal untuk aplikasi skala besar.[Sunting] Alcoholysis dari asil klorida dan anhidrida asam

Alkohol bereaksi dengan asil klorida dan anhidrida asam untuk memberikan ester:

RCOCl + R'OH RCO2R '+ HCl(RCO) 2o + R'OH RCO2R '+ RCO2H

Reaksi yang ireversibel menyederhanakan pekerjaan-up. Karena asil klorida dan asam anhidrida juga bereaksi dengan air, kondisi anhidrat lebih disukai. Para acylations analog amina untuk memberikan amida kurang sensitif karena nukleofil amina yang kuat dan bereaksi lebih cepat. Metode ini digunakan hanya untuk skala laboratorium prosedur, karena itu mahal.[Sunting] Alkilasi garam karboksilat

Meskipun tidak banyak digunakan untuk esterifications, garam-garam dari anion karboksilat dapat alkylating agen dengan alkil halida untuk memberikan ester. Dalam hal bahwa alkil klorida digunakan, garam iodida dapat mengkatalisis reaksi (Finkelstein reaksi). Garam karboksilat sering dihasilkan in situ. Dalam kasus-kasus sulit, perak karboksilat dapat digunakan, karena ion perak halida koordinat untuk membantu keberangkatan dan meningkatkan laju reaksi. Reaksi ini dapat menderita dari masalah ketersediaan anion dan, karenanya, bisa mendapatkan keuntungan dari penambahan katalis mentransfer fase atau pelarut aprotik yang sangat polar seperti DMF.[Sunting] Transesterifikasi

Transesterifikasi, yang melibatkan mengubah satu ester menjadi satu sama lain, secara luas dipraktekkan:

RCO2R '+ CH3OH RCO2CH3 + R'OH

Seperti reaksi hidrolisis, transesterifikasi dikatalisis oleh asam dan basa. Reaksi ini secara luas digunakan untuk trigliserida merendahkan, misalnya dalam produksi ester asam lemak dan alkohol. Poli (ethyleneterephthalate) diproduksi oleh transesterifikasi glikol dimetil tereftalat dan etilena: [7]

(C6H4) (CO2CH3) 2 + 2 C2H4 (OH) 2 1 / n {(C6H4) (CO2) 2 (C2H4) n} + 2 CH3OH

[Sunting] karbonilasi

Alkena menjalani "hydroesterification" di hadapan katalis karbonil logam. Ester dari asam propionat yang diproduksi secara komersial dengan metode ini:

C2H4 + + CO ROH C2H5CO2R

Para karbonilasi metanol dari format menghasilkan metil, yang sumber komersial utama dari asam formiat. Reaksi ini dikatalisis oleh natrium metoksida:

CH3OH + CO CH3O2CH

[Sunting] Penambahan asam karboksilat ke alkena

Dalam keberadaan katalis paladium berbasis, etilena, asam asetat, dan oksigen bereaksi untuk menghasilkan vinil asetat:

C2H4 + CH3CO2H + 1 / 2 O2 H2O + C2H3O2CCH3

Rute langsung ke ester yang sama tidak mungkin karena vinil alkohol tidak stabil.[Sunting] Metode lain

* Favorskii penataan -haloketones di hadapan dasar* Baeyer-Villiger oksidasi keton dengan peroksida.* Reaksi Pinner dari nitril dengan alkohol.

[Sunting] Reaksi

Ester bereaksi terutama pada salah satu dari dua lokasi, karbonil atau karbon berdekatan dengan gugus karbonil. Karbonil ini lemah elektrofilik dan diserang oleh nucleophilies kuat (amina, alkoksida, sumber hidrida, senyawa organolitium, dll). Ikatan CH yang berdekatan dengan karbonil adalah asam lemah, tetapi menjalani deprotonasi dengan basa kuat. Proses ini adalah salah satu yang biasanya memulai reaksi kondensasi.[Sunting] Penambahan nukleofil pada karbonil

Esterifikasi adalah reaksi reversibel. Ester menjalani asam dan hidrolisis di bawah kondisi dasar. Dalam kondisi asam, reaksi adalah reaksi kebalikan dari esterifikasi Fischer. Dalam kondisi dasar, bertindak sebagai nukleofil hidroksida, sementara alkoksida adalah meninggalkan kelompok. Reaksi ini, saponifikasi, merupakan dasar dari pembuatan sabun.

Ester saponifikasi (hidrolisis dasar)

Kelompok alkoksida juga dapat digantikan oleh nukleofil kuat seperti amonia atau amina primer atau sekunder untuk memberikan amida:

RCO2R '+ NH2R " RCONHR" + R'OH

Reaksi ini biasanya tidak reversibel. Hydrazines dan hidroksilamin dapat digunakan di tempat amina. Ester dapat dikonversi ke isosianat melalui asam hydroxamic menengah dalam penataan ulang Lossen.

Sumber nukleofil karbon, misalnya, pereaksi Grignard dan senyawa organolitium, tambahkan mudah untuk karbonil tersebut.[Sunting] Pengurangan

Dibandingkan dengan keton dan aldehida, ester relatif tahan terhadap reduksi. Pengenalan hidrogenasi katalitik di bagian awal abad ke-20 adalah terobosan; ester dari asam lemak yang dihidrogenasi menjadi alkohol lemak.

RCO2R '+ 2 H2 RCH2OH + R'OH

Suatu katalis tembaga kromit khas adalah. Sebelum pengembangan hidrogenasi katalitik, ester dikurangi dalam skala besar menggunakan pengurangan Bouveault-Blanc. Metode ini, yang sebagian besar sudah usang, menggunakan natrium di hadapan sumber proton.

Khusus untuk sintesis kimia halus, aluminium lithium hidrida digunakan untuk mengurangi ester dua alkohol primer. Para borohidrida pereaksi natrium terkait lambat dalam reaksi ini. DIBAH mengurangi ester untuk aldehida. [10][Sunting] Claisen kondensasi dan reaksi terkait

Adapun keton dan aldehida, atom hidrogen pada karbon yang berdekatan (" untuk") gugus karboksil dalam ester asam cukup untuk menjalani deprotonasi, yang pada gilirannya menyebabkan berbagai reaksi yang berguna. Deprotonasi membutuhkan basis yang relatif kuat, seperti alkoksida. Deprotonasi memberikan nukleofilik enolat, yang selanjutnya dapat bereaksi, misalnya, kondensasi Claisen dan setara intramolekular nya, kondensasi Dieckmann. Konversi ini dimanfaatkan dalam sintesis ester malonat, dimana asam malonat diester bereaksi dengan elektrofil (misalnya, alkil halida), dan kemudian dekarboksilasi.[Sunting] Reaksi lain

* Fenil ester bereaksi terhadap hydroxyarylketones dalam penataan ulang Fries.* Ester spesifik difungsikan dengan kelompok -hidroksil dalam penataan ulang Chan.* Ester dengan -atom hidrogen dapat dikonversi ke alkena dalam pirolisis ester.

[Sunting] Melindungi kelompok

Sebagai kelas, ester berfungsi sebagai melindungi kelompok untuk asam karboksilat. Melindungi asam karboksilat berguna dalam sintesis peptida, untuk mencegah diri-reaksi dari asam amino bifunctional. Metil ester dan etil biasanya tersedia untuk asam amino banyak, t-butil ester cenderung lebih mahal. Namun, t-butil ester sangat berguna karena, di bawah kondisi asam kuat, t-butil ester menjalani eliminasi untuk memberikan asam karboksilat dan isobutene, menyederhanakan pekerjaan-up.http://en.wikipedia.org/wiki/Esterhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ester