Reaksi Eliminasi

Reaksi Eliminasi terbagi menjadi dua yaitu reaksi E1 dan reaksi E2. Pada kesempatan kali ini kita aka melanjutkan pembahasan dari materi sebelumnya, kalau kemaren kita membahas tentang reaksi E2, maka sekarang kita akan membahas tentang reaksi E1. 

2. Reaksi E1

Reaksi eliminasi unimolekuler merupakan sinonim dari reaksi E1, reaksi ini berjalan dalam dua alur . Alur awal terdiri dari ionisasi dan alur selanjutnya yaitu deprotonisasi. Ionisasi ialah putusnya jalinan karbon-halogen yang menghasilkan sesuatu diantara karbokation. Sedangkan deprotonasi adalah tahapan untuk moveon dari proton. untuk lebih jelas perhatikan mekanisme reaksi E1 berikut ini :

Mekanisme reaksi eliminasi E1

Reaksi eliminasi E1 terjadi dalam dua tahap:

1. Tahap lambat

Br dan halida lainnya merupakan leaving group yang baik sehingga Br akan cenderung melepaskan ikatannya dengan C. C yang lebih elektropositif akan kekurangan rapatan elektron sehingga C yang elektropositif akan bermuatan parsial positif dan Br yang lebih elektronegatif bermuatan parsial negatif. setelah Br lepas, maka C akan kekurangan elektron dan menghasilkan sebuah karbokation.

2. Tahap cepat

OR merupakan reaksi nukleofilik yang memiliki pasangan elektron bebas akan menyerah H pada karbon beta. Karbon C beta akan memiliki elektron berlebih, yang kemudian digunakan untuk menstabilkan karbokation dengan membentuk ikatan rangkap antara karbon alfa dan beta.

Contoh reaksi eliminasi E1:

Permasalahan:

1. Mengapa Laju reaksi eliminasi E2 dipengaruhi hanya oleh konsentrasi alkil halida?

2. Mengapa alkil halida tersier bereaksi lebih cepat daripada alkil halida lain?

3. Mengapa setiap reaksi SN1, SN2, E1, E2 selalu berhubungan dengan alkil halida? Mengapa tidak yang lain saja?

Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi adalah reaksi penghilangan suatu gugus atom pada suatu senyawa dan juga reaksi yang hidrogennya berkurang dan mengakibatkan terbentuknya  ikatan baru serta reaksi yang terjadi dengan adanya bantuan basa. Pada reaksi ini molekul senyawa yang berikatan tunggal (ikatan jenuh) berubah menjadi senyawa berikatan rangkap (ikatan tak jenuh) dengan melepaskan molekul yang kecil. Reaksi Eliminasi terbagi menjadi dua yaitu reaksi Eliminasi E1 dan reaksi Eliminasi E2. Pada kesempatan kali ini kita terlebih dahulu akan membahas mengenai reaksi eliminasi E2.

1. Reaksi Eliminasi E2

Reaksi Eliminasi E2 disebut juga sebagai reaksi eliminasi bimolekuler . Reaksi E2 ini berlangsung dalam satu tahap, dimana pemutusan dan pembentukan ikatan terjadi secara bersamaan. Reaksi E2 ini mengalami orde reaksi 2 Karena ada dua faktor konsentrasi yang mempengaruhi laju reaksi, konsentrasi reaktan dan produk. Reaksi E2 ini juga larut dalam pelarut polar aprotic dan menyukai basa kuat. Tahapan reaksi E2 biasanya pertama basa membentuk ikatan dengan hidrogen kemudian elektron-elektron C-H membentuk ikatan pi dan selanjutnya brom bersama sepasang elektronnya meninggalkan ikatan sigma C-Br.

Mekanisme reaski E2 terjadi ketika basa menyerang H disaat substrat belum putus dengan gugus perginya (leaving group).

Pada tahap transisi. Ikatan antara C-H dan C-Br perlahan putus. Pada tahap transisi, ikatan antar O-H dan phi (rangkap) perlahan terbentuk. 

Reaksi E2 umumnya dapat berjalan dengan basa yang kuat dan bermuatan negative seperti OH- dan OR-.

Contoh reaksi E2:

Permasalahan:

1. Mengapa pada reaksi E2 ini semakin baik leaving group (gugus pergi) maka akan semakin cepat reaksi?
2. Mengapa reaski E2 harus terjadi ketika basa menyerang disaat substrat belum putus dengan gugus perginya (leaving group)? Mengapa tidak disaat substrat sudah putus aja, jelaskan!
3. Mengapa reaksi E2 menyukai basa kuat?

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik

Reaksi substitusi nukleofilik adalah reaksi substitusi dimana pada keadaan transisi yang melibatkan dua partikel (Nukleofil dan R-X). Reaksi nukleofilik terbagi menjadi dua, yaitu reaksi nukleofilik SN1 dan reaksi nukleofilik SN2. Setelah kemaren kita membahas mekanisme reaksi nukleofilik SN2. Maka sekarang kita akan membahas mekanisme reaksi nukleofilik SN1.

2. Mekanisme reaksi nukleofilik SN1

   Reaksi SN1 disebut juga reaksi substitusi nukleofilik unimolekuler, disebut reaksi unimolekuler karena hanya satu partikel(RX) yang terlibat dalam keadaan tahap transisi penentu laju.

    Reaksi SN1 ini adalah reaksi ion. Karena adanya interaksi antara molekul pelarut, molekul Rx, dan ion-ion antara yang terbentuk. Mekanisme reaksi nukleofilik SN1 ini disebut juga sebagai mekanisme kompleks. Pada reaksi SN1 ini reaksi molekul tunggal merupakan tahap yang menentukan laju reaksinya.  Reaksi SN1 disebut juga reaksi dua tahap, tahap pertama berupa pematahan alkil halida menjadi sepasang ion, ion halida dan suatu karbokation dan tahap kedua adalah penggabungan karbokation dengan nukleofil yang akan menghasilkan produk awal. Pada umumnya pengaruh konsentrasi nukleofil pada laju keseluruhan reaksi SN1 sangat kecil dan berbanding terbalik dengan reaksi SN2 dimana lajunya berbanding lurus dengan konsentrasi nukleofil. Laju reaksi khas dari SN1 adalah dimana tidak bergantungnya pada konsentrasi nukleofil, tetapi hanya bergantung pada alkil halida.

Laju SN 1 = k [RX]

      Laju reaksi seluruhnya ditentukan oleh cepat lambatnya suatu Rx berionisasi membentuk suatu karbokation. Tahap ionisasi merupakan tahap penentu laju atau tahap pembatas laju. Pada reaksi SN1 ini alkil halida tersier akan mengalami substitusi yang jauh lebih cepat daripada alkil halida sekunder.

Contoh mekanisme reaksi nukleofilik SN1:

Permasalahan

1. Mengapa pada umumnya pengaruh konsentrasi nukleofil pada laju keseluruhan reaksi SN1 sangat kecil?

2. Mengapa pada reaksi SN1 alkil halida tersier akan mengalami substitusi yang jauh lebih cepat daripada alkil halida sekunder?

3. Mengapa penentu laju reaksi SN1 hanya di pengaruhi oleh substrat?

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik

Reaksi substitusi nukleofilik adalah reaksi substitusi dimana pada keadaan transisi yang melibatkan dua partikel (Nukleofil dan R-X). Reaksi nukleofilik terbagi menjadi dua, yaitu reaksi nukleofilik SN1 dan reaksi nukleofilik SN2. Kali ini kita akan membahas reaksi nukleofilik SN2.

1. Mekanisme reaksi nukleofilik SN2

          Reaksi SN2 disebut juga reaksi substitusi nukleofilik bimolekuler . Reaksi SN2 adalah reaksi yang berlangsung satu tahap atau disebut juga reaksi serempak, biasanya dalam reaksi ini terjadi penyerangan dari belakang, serangan dari belakang ini dapat terjadi jika serangan tidak terhalang oleh substituen pada substrat. Oleh karena hal ini lah mekanismenya biasa sering terjadi di pusat atom karbon primer dan atom karbon sekunder. Reaksi SN2 biasanya terjadi pada alkil halida tersier. Alkil halida merupakan suatu molekul organik yang terdiri dari atom halogen yang terikat oleh atom C ikatan sp3.  Reaksi satu tahap adalah reaksi ketika ada salah satu ikatan terputus(gugus yang pergi) dan ada satu ikatan lainnya terbentuk secara bersamaan. Kereaktifan nukleofil tergantung pada reaksi dan kondisi, jika semakin basa nukleofilik maka semakin cepat reaksi. Nukleofil semakin baik kalau semakin kebawah pada golongan dalam sistem berkala. Gugus pergi yang baik biasanya dapat menstabilkan muatan negatifnya. Salah satu gugus pergi yang baik adalah basa lemah (OH).  Reaksi SN2 dapat bereaksi baik dengan alkil halida primer dan alkil halida sekunder. Biasanya pada reaksi SN2 ini nukleofil yang menyerang adalah nukleofil yang memiliki jenis kuat seperti -CN, -OH, CH3O. Pada reaksi SN2 semakin banyak gugus alkil yang terikat pada karbon pusat reaksi maka akan terjadi reaksi lebih lambat dan jika suatu gugus sangat basa atau sangat kecil, ia akan menghalangi reaksi.

Berikut contoh  mekanisme reaksi nukleofilik SN2 :

Serangan OH (nukleofil) pada Butil bromida (elektrofil) menghasilkan butanol, dengan bromida dikeluarkan sebagai kelompok yang meninggalkan. Serangan SN2 dapat terjadi jika rute yang dibelakang tidak terhalang dan  dapat diserang. Oleh karena itu mekanisme ini biasanya terjadi di pusat atom karbon primer dan sekunder tanpa adanya hambatan.

PERMASALAHAN

1. Mengapa ketika gugus alkil terikat pada karbon pusat terjadi reaksi lebih lambat?

2. Mengapa gugus yang pergi hanya membawa sepasang elektron?

3. Mengapa gugus jika sangat basa atau kecil dapat menghalangi reaksi?