Kimia organoarsen

Kimia organoarsen adalah kimia tentang senyawa-senyawa yang mengandung ikatan kimia antara arsen dan karbon. Beberapa senyawa organoarsen diproduksi secara industri untuk digunakan sebagai insektisida, herbisida, dan fungisida. Umumnya, penggunaan ini ditolak meningat dampaknya terhadap lingkungan dan kesehatan manusia. Senyawa induknya adalah arsina dan asam arsenat. Selain toksisitasnya, biomolekul organoarsen sudah sangat dikenal.

Sejarah

Kimia organoarsen memainkan peran penting dalam sejarah perkembangan ilmu kimia. Suatu hal yang mengejutkan mengingat bidang ilmu ini dahulu dianggap kurang penting. Senyawa organoarsen tertua yang diketahui yaitu cacodyl, yang berbau busuk, dilaporkan dalam "cacodyl" (1760) dan terkadang diklasifikasikan sebagai senyawa organologam yang pertama kali disintesis. Senyawa Salvarsan adalah produk farmasi pertama, dan membawa Paul Ehrlich sebagai pemenang Nobel. Beragam senyawa organoarsen pernah digunakan sebagai antibiotika (Solarson) atau kegunaan medis lainnya.

Sintesis dan klasifikasi

Arsen umumnya berada pada tingkat oksidasi (III) dan (V), digambarkan sebagai halida AsX₃ (X = F, Cl, Br, I) dan AsF₅. Oleh karena itu, senyawa organoarsen juga jamak ditemukan pada kedua tingkat oksidasi tersebut.

Kimia dan penggunaan organoarsen(V)

Senyawa arsen(V) biasanya membentuk gugus fungsional RAsO(OH)₂ atau R₂AsO(OH) (R = alkil atau aril). Asam kakodilat, dengan rumus (CH₃)₂AsO₂H, menjelaskan gambaran utuh senyawa organoarsen. Sebaliknya, asam dimetilfosfonat kurang memberikan gambaran tentang kimia fosfor. Asam kakodilat terbentuk dari metilasi arsen(III) oksida. Asam fenilarsonat dapat diperoleh dari reaksi antara asam arsenat dengan anilin, yang dikenal dengan reaksi Bechamp.
Asam monometilnya, asam metanarsonat (CH₃AsO(OH)₂), adalah prekursor fungisida (nama dagang Neoasozin) pada penanaman beras dan kapas. Derivat asam fenilarsonat (C₆H₅AsO(OH)₂) digunakan sebagai bahan tambahan pakan ternak, termasuk asam 4-hidroksi-3-nitrobenzenarsonat (3-NHPAA atau Roxarsone), asam ureidofenilarsonat, dan asam p-arsanilat. Aplikasi ini bersifat kontroversial karena mereka menambahkan arsen dalam bentuk terlarut ke dalam lingkungan.
Jarang ditemukan senyawa arsen(V) yang hanya mengandung ligan organik. Salah satu yang menonjol adalah derivat pentafenil As(C₆H₅)₅.

Senyawa organoarsen(I) dan penggunaannya

Spesies organoarsen yang jarang dimanfaatkan secara komersial adalah senyawa organoarsen(I). Obat anti sifilis Salvarsan dan Neosalvarsan mewakili kelompok ini. Senyawa ini biasanya memiliki tiga ikatan ke atom As, tetapi ikatan As-As adalah ikatan tunggal. Jarang ditemukan senyawa arsen(I) dengan ikatan rangkap As=As.

Perang kimia

Senyawa organoarsen, terutama yang mengandung ikatan As-Cl, telah digunakan sebagai senjata kimia, terutama selama Perang Dunia I. Contoh yang kurang populer antara lain "Lewisite" (klorovinil-2-arsenik diklorida) dan "Clark I" (klorodifenilarsina). Fenildikloroarsina adalah contoh lainnya.

Keberadaan di alam

Oleh karena arsen bersifat racun terhadap segala bentuk kehidupan dan peningkatan konsentrasinya di alam di beberapa area menunjukkan peningkatan, maka diperlukan strategi detoksifikasi yang memadai. Arsen anorganik dan senyawanya, begitu memasuki rantai makanan, akan dimetabolisme secara progresif menjadi bentuk yang kurang beracun melalui proses metilasi. Senyawa organoarsen muncul melalui biometilasi senyawa arsen anorganik, melalui proses yang dimediasi oleh enzim yang berhubungan dengan vitamin B₁₂. Sebagai contoh, jamur Scopulariopsis brevicaulis menghasilkan trimetilarsina dalam jumlah yang signifikan jika terdapat arsen anorganik. Senyawa organik arsenobetain, suatu betain, juga ditemukan dalam bebeapa makanan laut seperti ikan dan alga, dan juga jamur dengan konsentrasi yang lebih besar. Rata-rata asupan per orang sekitar 10-50 µg/hari. Nilai sekitar 1000 µg tidak wajar dalam mengkonsumsi ikan atau jamur. Bahaya dari mengkonsumsi ikan adalah minimal, karena senyawa arsenobetain hampir tidak beracun. Arsenobetain pertama kali diidentifikasi terdapat dalam lobster Panulirus cygnus.
Arsen dapat mengikat karbohidrat, dikenal sebagai arsenogula, ditemukan terutama dalam rumput laut. Arsen yang mengandung lemak juga telah diketahui. Meskipun arsen dan senyawanya bersifat racun terhadap manusia, satu dari antibiotik sintetis yaitu Salvarsan mengandung arsen. Penggunaan Salvarsan telah lama dihentikan.
Satu-satunya senyawa poliarsen yang diisolasi dari sumber alami adalah arsenicin A.
Senyawa organoarsen dapat mempengaruhi kesehatan, bergantung pada spesiasinya. Rentang LD₅₀ nya: mulai dari LD₅₀ dengan rentang 5–6 mg/kg (sangat beracun) hingga 12 000–15 000 mg/kg (praktis tak beracun).