Reaksi Anhidrida Asam dengan Amonia dan Amina Primer

Halaman ini menjelaskan tentang reaksi-reaksi antara anhidrida asam dengan amonia dan dengan amina primer. Reaksi-reaksi ini dibahas bersama-sama karena sifat kimiawinya yang mirip.
Juga terdapat banyak kemiripan antara anhidrida asam dan asil klorida (klorida asam) selama reaksi-reaksi ini dibahas bersama. Anda diharapkan selalu merujuk pada kemiripan-kemiripan ini selama mempelajari halaman ini karena itu dapat membantu anda dalam mengingatnya.

Kemiripan antara reaksi-reaksi

Perbandingan struktur amonia dengan amina primer

Amonia dan amina primer masing-masing mengandung sebuah gugus -NH₂. Pada amonia, gugus ini terikat pada sebuah atom hidrogen sedangkan pada amina primer terikat pada sebuah gugus alkil (disimbolkan dengan "R" pada gambar berikut) atau pada sebuah cincin benzen.

Perbandingan reaksi asil klorida dan reaksi anhidrida asam dengan amonia dan amina primer

Karena asil klorida memiliki rumus struktur yang jauh lebih mudah, maka akan sangat membantu jika kita memulai pembahasan dengan asil klorida.

Reaksi dengan asil klorida

Kita akan mengambil contoh etanoil klorida sebagai asil klorida sederhana.
Reaksi umum antara klorida etanoil dengan sebuah senyawa XNH₂ (dimana X adalah hidrogen, atau sebuah gugus alkil, atau sebuah cincin benzen) melibatkan dua tahapan reaksi:
Pertama:

Setiap reaksi pada awalnya akan menghasilkan gas hidrogen klorida – hidrogen berasal dari gugus -NH₂, dan klorin berasal dari etanoil klorida . Komponen lain yang tersisa semuanya bergabung menjadi satu struktur.
Tetapi amonia dan amina adalah asam, dan bereaksi dengan hidrogen klorida menghasilkan sebuah garam. Sehingga tahapan kedua dari reaksi adalah:

Reaksi dengan anhidrida asam

Kita mengambil contoh anhidrida etanoat sebagai anhidrida asam yang paling umum ditemui dalam pembahasan tingkat dasar.
Reaksi juga terjadi dalam dua tahapan. Pada tahap pertama:

Jika anda membandingkan persamaan reaksi di atas dengan persamaan reaksi untuk asil klorida, anda bisa melihat bahwa satu-satunya perbedaan adalah bahwa yang dihasilkan sebagai produk kedua adalah asam etanoat, bukan hidrogen klorida seperti pada reaksi asil klorida.
Selanjutnya asam etanoat bereaksi dengan amonia atau amina yang berlebih menghasilkan sebuah garam – kali ini adalah etanoat.

Ini kelihatannya lebih sulit dibanding pada asil klorida karena cara penulisan struktur garam yang terbentuk. Pada struktur ini terdapat ion etanoat dan sebuah ion positif:

Ini lebih mudah dipahami pada senyawa yang sesungguhnya – seperti yang akan kita lihat berikut.
Sebagai rangkuman:
Reaksi-reaksi anhidrida asam persis sama seperti reaksi-reaksi asil klorida yang sebanding kecuali:

• Pada tahap pertama, asam etanoat terbentuk sebagai produk kedua bukan gas hidrogen klorida.
• Tahap kedua dari reaksi melibatkan pembentukan etanoat bukan klorida.
• Reaksi berlangsung lebih lambat. Anhidrida asam tidak terlalu reaktif seperti asil klorida, dan reaksi biasanya memerlukan pemanasan.

Reaksi masing-masing dengan amonia dan amina primer

Reaksi dengan amonia

Pada contoh ini, "X" dalam persamaan di atas adalah sebuah atom hidrogen. Sehingga pada contoh pertama akan diperoleh asam etanoat dan sebuah senyawa organik yang disebut sebagai amida.
Amida mengandung sebuah gugus -CONH₂. Dalam reaksi antara anhidrida etanoat dengan amonia, amida yang terbentuk disebut etanamida.

Persamaan ini lebih sering (dan lebih mudah) dituliskan sebagai berikut:

Asam etanoat yang dihasilkan bereaksi dengan amonia berlebih menghasilkan amonium etanoat.

dan anda bisa menggabungkan kedua reaksi ini menghasilkan satu reaksi lengkap:

Anda perlu mencermati reaksi ini dengan seksama, karena kedua produk reaksi secara keseluruhan bisa terlihat mirip dan membingungkan untuk dibedakan.
Adapun reaksi untuk asil klorida adalah:

Reaksi dengan amina primer

Reaksi dengan metilamin

Kita akan mengambil contoh metilamin sebagai amina primer sederhana dimana gugus -NH₂ terikat pada sebuah gugus alkil.
Persamaan awalnya adalah sebagai berikut:

Pada reaksi ini, produk pertama disebut sebagai amida yang tersubstitusi-N.
Jika anda membandingkan strukturnya dengan amida yang dihasilkan pada reaksi dengan amonia, yang membedakan adalah bahwa salah satu hidrogen pada nitrogen telah disubstitusi dengan sebuah gugus metil.
Senyawa ini adalah N-metiletanamida. "N" menunjukkan bahwa substitusi terjadi pada atom nitrogen, dan bukan pada unsur lain dalam molekul tersebut.
Persamaannya biasa dituliskan sebagai berikut:

Anda bisa menganggap amina primer sebagai amonia yang termodifikasi. Jika amonia adalah basa dan membentuk sebuah garam dengan asam etanoat, maka metilamin yang berlebih juga akan mengalami hal yang sama. Reaksinya sebagai berikut:

Garam yang terbentuk disebut metilamonium etanoat. Garam ini sama persis seperti amonium etanoat, kecuali bahwa salah satu hidrogen telah digantikan oleh sebuah gugus metil.
Kedua persamaan reaksi di atas bisa digabungkan menjadi satu persamaan lengkap, yaitu:

Adapun reaksi untuk asil klorida adalah:

Reaksi dengan fenilamin (anilin)

Fenilamin adalah amina primer yang paling sederhana dimana gugus -NH₂ terikat secara langsung pada sebuah cincin benzen. Nama lamanya adalah anilin.
Pada fenilamin, hanya gugus -NH₂ yang terikat pada cncin. Rumus struktur fenilamin bisa dituliskan sebagai C₆H₅NH₂.
Tidak ada perbedaan esensial antara reaksi ini dengan reaksi dengan metilamin, tetapi terbentuknya struktur amida yang tersubstitusi-N perlu dipahami.
Persamaan reaksi lengkapnya adalah sebagai berikut:

Produk yang terbentuk adalah N-feniletanamida dan fenilamonium etanoat.
Reaksi ini terkadang terlihat lebih rumit jika fenilamin digambarkan dengan memperlihatkan cincin benzennya, dan khususnya jika reaksi dijelaskan dari sudut pandang fenilamin.
Sebagai contoh, molekul produk bisa digambarkan sebagai berikut:

Jika anda mencermatinya, molekul ini persis sama seperti molekul pada persamaan di atas, hanya saja lebih menekankan bagian fenilamin dari molekul tersebut.
Amati molekul ini dalam bentuk yang memperlihatkan cincin benzennya, perhatikan bahwa salah satu hidrogen dari gugus -NH₂ telah digantikan oleh sebuah gugus asil (sebuah gugus alkil yang terikat pada sebuah ikatan rangkap C=O).
Anda bisa mengatakan bahwa fenilamin telah terasilasi atau telah mengalami asilasi.
Karena sifat dari gugus alkil yang khusus ini, maka proses ini juga disebut sebagai etanoilasi. Hidrogen digantikan oleh sebuah gugus etanoil, CH₃CO-.