Esterifikasi

Esterifikasi

Pengertian

• Esterifikasi adalah suatu proses atau reaksi reversibel antara alkohol dengan asam karboksilat. Produk reaksinya adalah ester yang mempunyai bau yang khas dan harum, shg digunakan sebagai pengharum sintetis. Reaksinya: asam karboksilat + alkohol ester + air

RCOOH + R’-OH -- H+ RCOOR’ + H2O

Katalis : larutan asam ( reaksi berlangsung dalam suasana asam)

Reaksi berlangsung dalam kesetimbangan, shg untuk menghasilkan ester perlu dilakukan

Air yang terbentuk dihilangkan Alkohol ditambah dengan benzena agar terbentuk

campuran azeotrop

Beberapa senyawa ester

• Nama ester bau

• Metil asetat enak

• Etil asetat enak

• Propil asetat buah pir

• Etil butirat nenas

• Isoamil asetat buah pir

• Isobutilpropionat rum

• Metil salisilat gandapura

Bahan baku esterifikasi

• Asam organik /asam karboksilat /RCOOH

• Derivat asam karboksilat/

• Adisi asam karboksilat tak jenuh /CH2=CH-COOH

• Asam anorganik/ H3PO4

Asam karboksilat

• Esterifikasi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain adalah struktur molekul dari alkohol, suhu, konsentrasi reaktan dan katalis.

• Kereaktifan alkohol terhadap esterifikasi : metanol > alkohol primer > alkohol sekundair > alkohol tersier .

• Kereaktivan asam karboksilat : HCO2H> CH3COOH> RCOOH > R2CHCOOH > R3CCOOH

Mekanisme reaksinya

• Transfer proton dari katalis asam ke atom oksigen karbonil, sehingga meningkatkan elektrofilisitasdari atom karbon karbonil.

• Atom karbon karbonil kemudian diserang oleh atom oksigen dari alkohol, yang bersifat nukleofilik sehingga terbentuk ion oksonium.

• Terjadi pelepasan proton dari gugus hidroksilmilik alkohol, menghasilkan kompleks teraktivasi

• Protonasi terhadap salah satu gugus hidroksil, yang diikuti oleh pelepasan molekul air menghasilkan ester

Reaksi

Reaksi esterifikasi • ikatan yang terputus adalah ikatan C-O asam karboksilat dan bukan

-OH dari asam atau ikatan C-O dari alkohol.

• Reaksi esterifikasi bersifat reversibel.

• Untuk memperoleh rendemen tinggi dari ester, kesetimbangan harus digeser ke arah sisi ester.

• Satu teknik untuk mencapainya adalah menggunakan salah satu zat pereaksi yang murah secara berlebihan.

• Teknik lain yaitu membuang salah satu produk dalam campuran reaksi (misalnya dengan destilasi air secara azeotropik).

• Dengan bertambahnya halangan sterik dalam zat antara, laju pembentukan ester akan menurun.. Alasannya ialah karena esterifikasi itu merupkan suatu reaksi yang bersifat dapat balik dan spesies yang kurang terintangi (pereaksi) akan lebih disukai.

• Secara umum reaksi esterifikasi merupakan reaksi kesetimbangan dengan harga tetapan kesetimbangan (K) dinyatakan

K = (ester)(air)/(asam )(alkohol)• Harga K pada esterifikasi asam asetat dengan alkohol

pada suhu 1550C selama 1 jam ditunjukkan pada tabel Senyawa alkohol harga K• Metil alkohol 5,24• Etanol 3,96• Propanol 4,07• Butanol 4,24• Benzil alkohol 2,39• Fenol 0,0089

Esterifikasi katalitik

• Katalis pada proses esterifikasi asam karboksilat dengan alkohol adalah asam, maka mekanisme reaksi penyerangan gugus karbonil dapat dilakukan dengan dua cara bergantung pada atom oksigen

• 1. RCOOH + H + [R-C(OH)(OH)(OHR1] R1OH RCOOR1 + H2O + H+

• 2. RCOOH + H+ + R’OH [RCO(OH2)(OHR’)]RCOOR’ + H2O + H +

• Selain ion H+, sebagai katalis dapat digunakan asam lewis sepert BF3, AlCl3, dan ZnCl2.

Produk maksimum

• Esterifikasi adalah reaksi kesetimbangan, maka untuk menghasilkan produk yang maksimum dipengaruhi oleh pengambilan atau pembebasan molekul air dengan cara

> penambahan gas inert dalam campuran

> tekanan vakum

> penambahan asam berlebih

> pemanasan

Esterifikasi Derivat asam karboksilat• Alkoholis adalah reaksi pertukaran antara ester

yaitu sutau alkohol bereaksi dengan ester menghasilkan ester baru atau sering disebut reaksi transesterifikasi

• Contoh : amil nitrit dan etanol dengan katalis asam dan dipanaskan

C5H11ONO2 + C2H5OH C2H5ONO2 + C5H11OH

CH3COOC2H5 + C5H11OH CH3COOC5H11+ C2H5OH

• Pada reaksi :

• C6H5COOC2H5 + CH3OH C6H5-COOCH3 + C2H5OH

• K = (metil benzoat)(etanol)/(metanol)(etil benzoat)

• Harga dapat diperoleh dari harga K1 dan K2 dari metanol dan etanol dengan asam benzoat

• C6H5COOH + CH3OH C6H5COOCH3 + H2O

• K1 = (metil benzoat)(air)/(as.benzoat)(metanol) = 5,237

• C6H5COOH + C2H5OH C6H5COOC2H5 + H2O

• K2= (etil benzoat)(air)/(as.benzoat)(etanol) = 3,968

• K = K1/K2 = 5,237/3,968 = 1,32

• Pada reaksi alkoholis tidak dibebaskan air dan asam bebas.

• Jika 1 mol etil benzoat ditambahkan 1,0 mol metanol tentukan komposisi zat setelah proses esterifikasi.

• Proses alkoholis pada suhu kamar berlangsung lambat shg diperlukan katalis dan pemanasan. Katalis yang umum digunakan Naolkoksida. Katalis ini mempercepat laju esterifikasi 41000 kali lebih aktif daripada katalis asam klorida.

• Laju esterifikasi dengan katalis etoksida sebanding dengan proses saponifikasi .

• Proses saponifikasi fenil benzoat dengan etanol dinyatakan dengan persamaan reaksi

• C6H5COOC6H5 + NaOH C6H5COONa + C6H5OH

• C2H5OH + NaOH C2H5ONa + H2O

• C6H5COOC6H5 + C2H5ONa C6H5COOC2H5 +C6H5ONa

• Katalis lain adalah amonia, piridin, Al alkoksida, NaOH dan NaHCO3

Asidolisis

• Reaksi asam karboksilat dengan ester --. Ester baru

• Etil asetat + as palmitat etil palmitat + as.asetat

• Katalis yang efektif adalah BF3. dan pada asidolisis vinil asetat menggunakan katalis garam merkuri.

Asam asetat anhidrat

• Esterifikasi alkohol + suatu asam anhidrat lebih cepat daripada asam

• As.asetat anhidrat + etanol etil asetat + as.asetat

• As.asetat anhidrat + Nafenolat fenil asetat + NaAsetat

• Proses esterifikasi asam anhidrat dipercepat dengan katalis asam seperti asam sulfat, seng klorida, PCl5, FeCl3 , dan lain-lain

Esterifikasi asam anhidrat dibasis

• Asam ftalat anhidrat dengan etanol menghasilkan monoalkilftalat melalui pemanasan

• C6H4-OCOCO + C2H5OH C6H4(COOC2H5)(COOH)

• Laju esterifikasi bergantung pada sifat alkohol

Alk primer > alk sekundair> alk tersier

• Proses ini menggunakan katalis HCl, tetapi perubahan senyawa organik dan menyebabkan korosi pada peralatan logam.

Esterifikasi dari senyawa nitril (R-CN)

• Asetaldehid bereaksi dengan asam sianida (HCN) menghasilkan hidroksi nitril. Senyawa ini didehidrasi menghasilkan akrilonitril yang digunakan sebagai bahan baku ester akrilat

• CH3COH + HCN CH3-HC(OH)CN

• CH3-HC(OH)CN CH2=HC-CN + H2O

• Senyawa nitril dengan alkohol dalam lar HCl jenuh membentuk imino eter yang terhidrolisis membentuk ester

• CH3CN + C2H5OH + HCl CH3C=NHCl(OC2H5)

• CH3C=NHCl(OC2H5) + H2O CH3C=O(OC2H5)+NH4Cl

Adisi HC tak jenuh• Olefin dan asam organik menggunakan katalis

asam kuat spt asam sulfat dan asam klorida esterR-CH=CH2 + H+

R-CH-CH3

R-CH-CH3+ R’COOH R’COOHCH(CH3)RR’COOHCH(CH3)R R’COOCH(CH3)R + H+

• Asetilen + as.asetat . Vinil asetat dg katalis Hg asetat.

• Vinil asetat merupakan bahan baku pembuat polimer dan etilen diasetat adalah produk samping dari asetat anhidrat

Aplikasi di lab

• Sintesis etil asetat

• Sintesis butil asetat

• Sintesis aspirin (asetil salisilat) dibuat dengan mereaksikan as salisilat dengan asam asetat anhidrat.

Proses: etil asetat

Pembuatan Aspirin

Pembuatan vinil asetat (industri)• Vinil asetat adalah bahan baku polimer polivinil

asetat (PVA)

• Nvinil asetat dihasilkan dari reaksi fasa uap antara asetilen dgn as.asetat menggunakan katalis seng asetat, menurut reaksi

CH=CH + CH3COOH CH2=CH-OOCCH3

• Katalis dicampur dg karbon aktif dgn komposisi 100% Carbon aktif berisi 42% seng asetat dalam kataliser dari baja yang terletak diantara plat baja. Pendingin reaksi eksoterm dilengkapi dgn tabung baja horizontal dalam katalis melalui air yang dialirkan.

Proses sintesis vinil asetat

Latihan