Lakton
Lakton adalah suatu ester siklik dari asam hidroksikarboksilat, mengandung struktur 1-oksalosikloalkan-2-on, atau analognya yang memiliki ketidakjenuhan atau heteroatom yang menggantikan satu atau lebih atom karbon pada cincin.[1]
Lakton terbentuk oleh esterifikasi intramolekular pada asam hidroksikarboksilat terkait, yang berlangsung secara spontan ketika cincin yang terbentung beranggotakan lima atau enam. Lakton dengan cincin beranggota tiga atau empat (α-lakton dan β-lakton) sangat reaktif, membuat isolasi kedua senyawa tersebut sangat sulit. Metode khusus biasanya diperlukan untuk sintesis laboratorium terhadap lakton bercincin-kecil serta lakton yang memiliki cincin beranggota lebih besar dari enam.[2]
Etimologi
suntingNama lakton berasal dari senyawa cincin bernama laktida, yang terbentuk dari dehidrasi asam 2-hidroksipropanoat (asam laktat) CH3-CH(OH)-COOH. Asam laktat, pada gilirannya, namanya berasal dari isolasi aslinya dari susu yang diasamkan (Latin: lac, lactis). Suatu dehidrasi internal di antara molekul asam laktat yang sama mampu menghasilkan α-propiolakton, suatu lakton dengan cincin beranggota-3.
Tata nama
suntingLakton biasanya dinamai berdasarkan molekul asam prekursornya (aseto = 2 atom karbon, propio = 3, butiro = 4, valero = 5, kapro = 6, dsb.), dengan suatu akhiran -lakton dan awalan huruf Yunani yang menandakan banyaknya atom karbon dalam heterosiklik — yaitu, jarak antara gugus -OH dan -COOH yang bersangkutan terhadap struktur tulang belakangnya. Atom karbon pertama setelah karbon dalam gugus -COOH pada senyawa induk diberi label α, yang kedua diberi label β, dan seterusnya. Sehingga, awalan tersebut juga menandakan ukuran cincin lakton: α-lakton = cincin beranggota-3, β-lakton = beranggota-4, γ-lakton = beranggota-5, dsb.
-
β-propiolakton -
γ-butirolakton (GBL) -
ε-kaprolakton
Akhiran lain yang digunakan untuk menyatakan lakton adalah -olida, digunakan dalam jenis zat seperti butenolida, makrolida, kardenolida atau bufadienolida.
Sumber alami
sunting
Lakton yang terdapat di alam kebanyakan merupakan γ- dan δ-lakton jenuh dan tak jenuh, serta lakton makrosiklik pada tingkat yang lebih rendah. Suatu γ- dan δ-lakton merupakan ester intramolekular pada hidroksi asam lemak yang bersangkutan. Mereka berkontribusi pada aroma dari mentega, keju serta berbagai makanan dan buah. Siklopentadekanolida bertanggung jawab terhadap bau mirip-kesturi pada minyak angelica root. Dari lakton bisiklik yang terdapat di alam, ftalida bertanggung jawab terhadap bau yang muncul pada minyak seledri, serta kumarin pada woodruff.[3]
Cincin lakton dijumpai secara luas sebagai blok pembangun di alam, seperti dalam asam askorbat, kavain, nepetalakton, glukonolakton, hormon (spironolakton, mevalonolakton), enzim (laktonase), neurotransmiter (butirolakton, avermektin), antibiotik (eritromisin seperti makrolida; amfoterisin B), Obat anti-kanker (vernolepin, epotilon), fitoestrogen (lakton asam resorsilat, kardiak glikosida).
-
-
D-glukono-δ-lakton (E575) -
Hormon spironolakton -
Neurotransmiter avermektin -
Antibiotik amfoterisin B -
-
Oleandrin, suatu kardiak glikosida
Sintesis
suntingBanyak metode dalam sintesis ester dapat pula diaplikasikan pada lakton. Dalam salah satu sintesis industri terhadap oksandrolon tahapan kunci dalam pembentukan lakton adalah suatu reduksi organik - esterifikasi.[4][5]
Sintesis Oksandrolon
Dalam halolaktonisasi, suatu alkena diserang oleh suatu halogen melalui adisi elektrofilik dengan zat antara kationik yang ditangkap secara intramolekul melalui asam karboksilat yang berdekatan.[6]
iodolaktonisasi
Metode sintesis yang spesifik seperti esterifikasi Yamaguchi, makrolaktonisasi Shiina, oksidasi Baeyer–Villiger dan abstraksi nukleofilik.
Suatu γ-lakton pada γ-oktalakton, γ-nonalakton, γ-dekalakton, γ-undekalakton dapat disiapkan dengan rendemen yang baik dalam proses satu tahap melalui adisi radikal pada alkohol lemak primer dan asam akrilat, menggunakan di-tert-butil peroksida sebagai katalis.[3]
Sintesis γ-Lakton dari alkohol lemak dan asam akrilat
Reaksi
suntingStruktur lakton yang paling stabil adalah γ-lakton beranggota-5 dan δ-lakton beranggota-6 karena, seperti pada semua senyawa siklik organik, cincin berganggota-5 dan -6 meminimalkan regangan pada sudut ikatan. γ-lakton begitu stabil sehingga, dalam kehadiran asam encer pada suhu ruangan, asam 4-hidroksi (R-CH(OH)-(CH2)2-COOH) secara langsung mengalami esterifikasi spontan dan siklisasi pada lakton tersebut. β-lakton hanya dapat dibuat melalui metode khusus. α-lakton dapat dideteksi sebagai spesi yang bersifat sementara pada percobaan spektrometer massa.[7]
Aplikasi
suntingRasa dan aroma
sunting
Lakton berkontribusi penting dalam rasa buah, dan pada produk olahan susu yang tidak dan difermentasi,[8] dan karenanya digunakan sebagai rasa dan aroma.[3] Beberapa contoh seperti γ-dekalakton (4-dekanolida), yang memiliki karakteristik rasa buah persik;[8] δ-dekalakton (5-dekanolida), yang memiliki rasa buah kelapa/persik creamy; γ-dodekalakton (4-dodekanolida), yang memiliki rasa kelapa/buah-buahan;[8] suatu penjelasan yang juga cocok bagi γ-oktalakton (4-oktanolida),[9] meskipun juga memiliki karakter herba;[8] γ-nonalakton, yang memiliki rasa kelapa intens dari rangkaian ini, meskipun tidak terdapat dalam kelapa,[10] serta γ-undekalakton.
Lakton makrosiklik (siklopentadekanolida, 15-pentadek-11/12-enolida) memiliki bau yang mirip dengan keton makrosiklik yang berasal dari hewan (muskon, siveton), namun dapat dipersiapkan dengan lebih mudah, misalnya, dengan depolimerisasi pada poliester linear terkait. Penggantian unit metilena oleh oksigen hampir tidak mempengaruhi bau dari senyawa ini, dan oksalakton dengan cincin beranggota 15 – 17 diproduksi melalui adisi dengan siklopentadekanolida (misalnya, 12-oksa-16-heksadekanolida).[3]
Plastik
suntingPolikaprolakton adalah suatu plastik yang berperan penting.
Lihat pula
suntingReferensi
sunting- ^ "lactones", Compendium of Chemical Terminology, 2.3.3, International Union of Pure and Applied Chemistry, 24 Februari 2014, hlm. 817
- ^ Francis A. Carey; Robert M. Giuliano (2011), Organic Chemistry (edisi ke-8th), McGraw-Hill, hlm. 798–799
- ^ a b c d Karl-Georg Fahlbusch; et al. (2007), "Flavors and Fragrances", Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (edisi ke-7th), Wiley, hlm. 74‒78
- ^ Development of a Commercial Process to Produce Oxandrolone John E. Cabaj, David Kairys, and Thomas R. Benson Org. Process Res. Dev.; 2007; 11(3) pp 378 - 388; (Article) doi:10.1021/op060231b
- ^ Urutan reaksi secara penuh adalah brominasi membentuk suatu haloketon (tidak ditampilkan), reaksi eliminasi dengan litium klorida menjadi suatu enon, oksidasi organik oleh osmium tetroksida dan timbal tetrasetat dengan cincin terbuka dan terakhir reduksi aldehida menjadi alkohol dengan natrium borohidrida dan pembentukan lakton intramolekular
- ^ Organic Syntheses, Coll. Vol. 7, p.164 (1990); Vol. 64, p.175 (1986) Article link.
- ^ Detlef Schröder, Norman Goldberg, Waltraud Zummack, Helmut Schwarz, John C. Poutsma and Robert R. Squires (1997), Generation of α-acetolactone and the acetoxyl diradical •CH2COO• in the gas phase. International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes, Volumes 165-166, November issue, Pages 71-82. DOI:10.1016/S0168-1176(97)00150-X
- ^ a b c d Berger, R.G., ed. (2007). Flavours and fragrances chemistry, bioprocessing and sustainability. Berlin: Springer. ISBN 9783540493396. Diakses tanggal 2 Juli 2015.
- ^ Mehta, Bhavbhuti M.; Kamal-Eldin, Afaf; Iwanski, Robert Z., ed. (2012). Fermentation effects on food properties. Boca Raton: Taylor & Francis. hlm. 74. ISBN 9781439853351. Diakses tanggal 2 Juli 2015.
- ^ Marsili, Ray, ed. (2007). Sensory-directed flavor analysis. Boca Raton, FL: CRC/Taylor & Francis. hlm. 242. ISBN 9781420017045. Diakses tanggal 2 Juli 2015.