proton affinities Imidazole, simple example

Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh..

Reaksi transfer proton adalah salah satu proses terpenting dalam sistem kimia maupun biokimia. Kemampuan suatu senyawa untuk terprotonasi/deprotonasi digambarkan melalui pKa yang telah kita bahas sebelumnya. Dalam tulisan ini kali ini kita akan membahas secara sederhana proton affinities atau afinitas proton. Dua kata ini mungkin terdengar asing karena yang sering dibahas adalah afinitas elektron. Afinitas proton adalah kemampuan suatu senyawa untuk menangkap proton atau H+.

Secara sederhana reaksi afinitas proton bisa digambarkan sebagai berikut, misalnya menggunakan imidazole.

Imidazole + H+ -> Kation Imidazolium.  Gambar pertama adalah imidazole dan gambar kedua adalah kation Imidazolium. Ion H+ akan terikat pada atom N nomor 3 pada Imidazole

imidazole

imidazole1Tentang apa itu Imidazole, bisa teman-teman temukan di kuliah kimia heterosiklis. Imidazole aku gunakan dalam contoh ini karena senyawa ini merupakan salah satu senyawa dasar yang digunakan dalam ionic liquid. Dalam reaksi fasa gas ada dua cara yang bisa kita gunakan untuk menghitung afinitas proton [P(A)] yaitu dengan menggunakan kebasaan fasa gas yang didefinisikan sebagai negatif dari perubahan energi bebas reaksi protonasi/deprotonasi dan menggunakan negatif perubahan entalpi pada kondisi standar. Perhitungan ab initio maupun DFT sangat berperan dalam menghitung P(A) karena secara eksperimental P(A) susah untuk ditentukan. Persamaan untuk menghitung P(A) pada 298.15 K adalah sebagai berikut :
persamaan
Di mana harga E_vib biasanya kurang dari 1 kkal/mol (lebih rendah daripada kesalahan eksperimental sehingga bisa diabaikan. Dalam contoh kali ini Imidazole dan kation Imidazolium dioptimasi menggunakan DFT B3LYP/6-31g+(d). Perhitungan frekuensi (Hessian) dilakukan pada struktur teroptimasi dengan metode yang sama untuk memperoleh ZPE (Zero Point Energy). Semua perhitungan dilakukan menggunakan GAMESS.

Harga P(A) yang diperoleh adalah 228,93 kkal/mol. Harga ini mendekati dengan P(A) eksperimen, 225,3 kkal/mol. Selain afinitas proton masih ada lagi yaitu afinitas kation, biasanya kation metil. Antara afinitas proton dengan kation pada prinsipnya sama. Oke, cukup sekian dan semoga bermanfa’at!

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s