Mekanisme Reaksi E2

Mekanisme Reaksi E2 

Reaksi  E2

Reaksi eliminasi merupakan suatu jenis reaksi yang terutama digunakan untuk mengubah sutau senyawa jenuh (senyawa organik yang memiliki ikatan karbon-karbon tunggal) menjadi suatu senyawa tak jenuh (senyawa yang memiliki ikatan karbon rangkap atau tiga).

Reaksi eliminasi adalah reaksi jenis reaksi kimia dimana beberapa atom baik berpasangan atau kelompok dilepaskan dari molekul.

Pada reaksi eliminasi alkil halida yang  berguna adalah reaksi E2 (eliminasi bimolekular). Pada reaksi E2 alkil hailda cenderung  dominan bila digunakan basa kuat , seperti OH^-  dan OR^- pada temperatur tinggi. Ciri khas dari reaksi E2 yakni dengan memanaskan alkil halida dengan K^{+ -}OH atau Na^{+ -}OCH₂CH₃ dalam etanol.

Pada reaksi E2 prosesnya tidak melewati suatu karbokation sebagai zat-antara, melainkan berupa reaksi serempak yaitu reaksi nya terjadi pada satu tahap , hampir sama seperti dengan reaksi S_N2.

Reaksi E2 dapat dikatakan juga reaksi eliminasi bimolekuler. Reaksi E2 dilangsungkan oleh alkil halida primer dan sekunder.

Mekanisme Reaksi E2

Gambar di atas menunjukkan

(1) suatu basa akan membentuk ikatan yang baru dengan proton (hidrogen) atau dapat di katakan mengabstraksi protonnya.

(2) Elektron-elektron C-H membentuk ikatan rangkap atau ikatan pi yang baru

(3) Brom bersama sepasang elektron mengambil elektronnya meninggalkan ikatan sigma C-B , sehingga brom akan meninggalkan alkil nya.

Reaksi E2 hanya terjadi satu langkah mekanisme atau terjadi secara serempak yang mana ikatan karbon-hidrogen dan karbon-halogen akan terputus lalu membentuk ikatan rangkap C=C.

Pada reaksi E2  alkil halida tersier bereaksi sangat cepat sementara itu alkil halida primer sangat lambat.

Permasalahan :

1. Mengapa pada reaksi E2 alkil hailda cenderung  dominan bila digunakan basa kuat?

2. Apa fungsi temperatur yang tinggi pada reaksi E2?

3.  mengapa pada reaksi E2  alkil halida tersier bereaksi sangat cepat sementara alkil halida primer sangat lambat?

Sumber :

Fassenden. 1986. Kimia Organik Edisi Ketiga Jilid I. Jakarta : Erlangga.

https://en.wikipedia.org/wiki/Elimination_reaction

https://www.ilmukimia.org/2013/05/reaksi-eliminasi.html

MEKANISME REAKAI SUBTITUSI NUKLEOFILIK SN1

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik SN 1

Karena adanya rintangan sterik, t-butil bromide dan alkil halida tersier lainnya tdak dapat bereaksi secara S_N 2. Tetapi apabila, t-butil bromide direaksikan pada suatu nukleofil yang berupa basa yang sangat lemah, seperti H₂O atau CH₃CH₂OH. Terbentuk suatu produk subsitusi bersama-sama dengan produk eliminasi. Karena H₂O dan CH₃CH₂OH juga digunakan sebagai pelarut, tipe reaksi substitusi ini sering pula disebut Solvolisis yang mana dapat di defenisikan Solvent dan –lysis, Penguraian oleh pelarut.

Pada pembahasan sebelum nya dijelaskan bahwa alkil halida tersier tidak dapat di substitusikan dengan menggunakan reaksi S_N 2. Ternyata alkil halida tersier dapat mengalami suatu reaksi substitusi dengan menggunakan reaksi S_N 1.

Reaksi substitusi nukleofilik unimolekuler (S_N1)

Reaksi substitusi nukleofilik  S_N1 terjadi dengan melalui dua tahapan. Pada tahapan pertama, ikatan antara karbon dengan gugus bebas putus, atau dapat dikatakan substrat terurai. electron – electron ikatan akan terlepas bersama dengan gugus bebas, lalu terbentuklah ion karbonium. Pada tahap kedua yakni tahap cepat, ion karbonium akan bergabung dengan nukleofil dan membentuk hasil.

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik S_N1

Pada reaksi SN1 disebut juga sebagai mekanisme disosiatif. Pada reaksi SN1 umumnya terjadi pada suatu reaksi alkil halida tersier. Reaksi ini terjadi dengan nukleofil lemah, seperti H2O, ROH.

 

Gambar. Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik SN1

Sebagai contoh reaksi subtitusi nukleofilik SN1 yaitu reaksi 2-bromo-2-metil propane dengan methanol

Langkah pertama dari mekanisme reaksi SN1 yakni pembentukan sebuah karbokation dengan pemisahan gugus lepas dari karbon. Pada reaksi ini pembentukan karbokation sangatlah lambat karena terdapat keadaan transisi atau keadaan antara yang tidak stabil dan membutuhkan energi yang cukup tinggi , sehingga untuk mempercepat reaksi maka substrat sangat berperan pada tahap ini. Yang mana pada tahap pertama ini adalah tahap penentu laju reaksi.

Langkah yang kedua yaitu serangan Nukleofil, bila nukleofil pada reaksi adalah suatu molekul netral (pelarut) maka tahap ketiga diperlukan agar reaksi ini selesai

Tahap ketiga ( tahap tambahan ) yakni tahap Deprotonasi yaitu Penyingkiran proton pada suatu nukleofil yang terprotonasi dengan ion ataupun molekul di sekitar

Pada reaksi SN1, untuk kecepatan reaksi hanya bergantung pada konsentrasi substratnya dan menyukai nukleofil netral. Bila karbon yang mengikat gugus pergi bersifat asimetris, maka yang akan dihasilkan adalah campuran Rasemat. Kecepatan reaksi terbesar terjadi pada alkil halida tersier, kemudian sekunder dan terakhir adalah alkil halida primer.

Permasalahan :

1. mengapa pada laju reaksi substitusi nukleofilik SN1 hanya bergantung hanya pada konsentrasi substrat ?

2. Mengapa pada reaksi substitusi SN1 disebut juga sebagai reaksi dengan mekanisme disosiatif ?

3. mengapa pada reaksi SN1 lebih menyukai nukleofil netral?

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik SN2

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik S_N2

Reaksi Substitusi merupakan mengganti satu gugus atom ataupun molekul dengan atom ataupun molekul yang lain. Reaksi substitusi ini biasanya terjadi pada suatu senyawa jenuh (alkana). Reaksi substitusi dapat pula diartikan sebagai reaksi dimana terjadinya penggantian ikatan kovalen pada suatu atom karbon. 

Pada reaksi substitusi alkil halida, halida itu disebut juga dengan gugus pergi (leaving group). suatu istilah yang berarti gugus apa saja yang bisa digeser dari ikatannya dengan atom karbon. Spesi yang menyerang suatu alkil halida pada suatu reaksi substitusi disebut nukleofil, yang mana sering dilambangkan dengan Nu^-.

Sifat gugus pergi: 

• Gugus pergi yang dikategorikan baik adalah anion yang stabil (basa konjugat) serta turunan dari asam kuat. Gugus pergi yang baik salah satunya adalah basa lemah. 
• Gugus pergi yang dapat dikatakan buruk adalah gugus –OH pada alcohol sehingga tidak dapat digantikan dengan Nukleofil sehingga harus diubah menjadi gugus lain.

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik S_N2

Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik terdiri atas dua reaksi yang sering disebut S_N2 dan S_N1 pada kali ini saya akan menjelaskan mengenai reaksi S_N2. Pada mekanisme  reaksi S_N2   terjadi pada satu tahapan reaksi. Pada mekanisme reaksi S_N2 hanya terjadi untuk alkil halida primer dan alkil halida sekunder. Tetapi alkil halida tersier tidak dapat terjadi. Alkil halida primer dapat bereaksi dengan nukleofil yang agak kuat seperti OH, CN, CH₃O. Alkil halida primer juga dapat bereaksi dengan nukleofil yang lemah, seperti H₂O, tetapi pada reaksi ini terlalu lambat sehingga reaksi nya tidak bermanfaat. Jika sebuah nukleofil menabrak bagian sisi belakang pada suatu atom karbon tetrahedral yang terikat dengan halogen yang  maka terjadilah dua peristiwa sekaligus yaitu : (1) suatu ikatan yang baru mulai terbentuk dan (2) ikatan pada C-X mulai patah.proses ini lah yang disebut setahap.

Pada reaksi S_N2 Ketika pereaksi akan di ubah menjadi produk mereka harus melalui suatu tahapan yang mana disebut dengan keadaan transisi.Karena pada keadaan transisi melibatkan dua partikel (Nu^- dan RX), maka reaksi S_N2 desebut juga reaksi bersifat bimolekular (bimolecular, angka 2 dalam S_N2 menyatakan bimolekular).pada reaksi S_N2 keadaan transisi sering dilambangkan dengan kurung siku.

Sebagai contoh khas dalam reaksi S_N2 adalah antara bromoetana dan ion hidroksida, oksigen dari ion hidroksida yang  menabrak bagian belakang karbon ujung dan menggantikan ion bromide.

 Nukleofilik yang mengenai adalah jenis nukleofilik kuat seperti OH, CN, CH₃O.

Pada reaksi substitusi alkil halida, halida itu disebut juga dengan gugus pergi (leaving group). suatu istilah yang berarti gugus apa saja yang bisa digeser dari ikatannya dengan atom karbon. Spesi yang menyerang suatu alkil halida pada suatu reaksi substitusi disebut nukleofil, yang mana sering dilambangkan dengan Nu-. 

Pada reaksi S_N2 memiliki ciri ciri sebagai berikut :

Karena suatu nukleofil dan substrat terlibat pada langkah penentu kecepatan reaksi, maka kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kedua spesies tersebut.

Apabila substrat R-X bereaksi pada mekanisme SN2, reaksi terjadi lebih cepat jika R merupakan gugus metil atau primer.

Permasalahan

1. suatu nukleofil dan substrat terlibat pada langkah penentu kecepatan reaksi, maka kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kedua spesies tersebut. Jika terdapat perbandingan senyawa yang memiliki konsentrasi nukleofil dan substrat bernilai rendah dengan nukleofil dan substrat yang bernilai tinggi manakah diantara kedua senyawa tersebut yang cepat bereaksi ?

2. mengapa gugus metil atau primer lebih cepat bereaksi pada mekanisme S_N2dari pada sekunder dan tersier ?

3. Alkil halida primer juga dapat bereaksi dengan nukleofil yang lemah, seperti H₂O, tetapi pada reaksi ini terlalu lambat. Apa yang menyebabkan alkil halida primer jika direaksikan dengan nukleofil lemah reaksinya terjadi terlalu lambat?