MEKANISME REAKSI ELIMINASI UNIMOLEKULER (E1)

Reaksi eliminasi 

Pada kesempatan kali ini kita akan belajar tentang reaksi eliminasi,nah yang jadi pertanyaan apasih reaksi eliminasi itu?Reaksi eliminasi bisa dikatakan sebagai sesuatu yang lagi berkompetisi/audisi yang tereliminasi,berarti ada anggota nya berkurang,nah sama juga dengan reaksi eliminasi ada  hidrogen yang berkurang,jika hidrogennya berkurang maka akan terbentuklah ikatan baru. Dalam reaksi eliminasi ini ada dua bentuk yaitu reaksi (E1) dengan langkah mekanisme 2 tahap dan reaksi (E2) dengan langkah mekanisme 1 tahap,pada kesempatan ini akan di bahas tentang reaksi E1.

Reaksi Eliminasi Unimolekuler (E1)

Reaksi eliminasi unimolekuler atau juga biasa disebut dengan E1 memiliki kesamaan tahap mekanisme dengan reaksi  SN1 yaitu dua tahap.Reaksi eliminasi (E1) ini bisa dikatakan sebagai reaksi eliminasi dimana suatu karbokation (suatu zat antara yang tak stabil dan berenergi tinggi yang dengan segera bereaksi lebih lanjut)dapat memberikan sebuah proton kepada basa dan menghasilkan sebuah alkena.

Mekanisme reaksi E1

Mekanisme reaksi E1 mempunyai perbedaan dengan mekanisme E2 yaitu didahului oleh lepasnya leaving grup jadi ada putus ikatan antara Cl sehingga Cl lepas sebagai Cl (-) dan terbentuk karbokation. kemudian basa menyerang H pada C beta dan terbentuk ikatan rangkap. Dibawah ini merupakan gambar tahap mekanisme reaksi eliminasi unimolekuler (E1)

Contoh reaksi (E1)

karakteristik berikut:

1. Terdiri dari dua tahap yaitu: ionisasi dan deprotonasi.
Ionisasi: ikatan karbon-halogen putus menghasilkan zat antara karbokation.
Deprotonasi karbokation.
2. biasanya eliminasi uimolekuler terjadi pada alkil halida tersier, tidak menutup kemungkinan terjadi juga dengan beberapa alkil halida sekunder.
3.Hanya  konsentrasi alkil halida yang mempengaruhi laju reaksinya  dikarnakan pembentukan karbokation adalah tahap paling lambat, alias tahap penentu laju. Karenanya, kinetika orde pertama berlaku (unimolekular).
4. Reaksi biasanya terjadi pada ketiadaan basa atau hanya dalam kehadiran basa lemah (kondisi asam dan suhu tinggi).
5. Reaksi E1 berkompetisi dengan mekanisme reaksi SN1 karena keduanya berbagi zat antara karbokationik yang umum.

Permasalahan
1. Kenapa dalam reaksi eliminasi unimolekuler (E1) tidak menggunakan basa kuat,dan jelaskan bagaimana peranan basa lemah bagi reaksi E1?
2. Jelaskan maksud dari kalimat berikut ini "pada reaksi E1 terjadi kompetisi dengan mekanisme reaksi SN1"
3. Salah satu perbedaan reaksi E1 dan E2 adalah terjadinya pembentukan karbokation. Mengapa pada E1 terjadi pembentukan karbokation sedangkan pada E2 tidak terjadi pembentukan karbokation?

MEKANISME REAKSI ELIMINASI BIMOLEKULER (E2)

Reaksi eliminasi 

Pada kesempatan ini akan dibahas tentang reaksi eliminasi, untuk mengetahui apa yang di maksud dengan reaksi eliminasi silahkan simak materi di bawah ini.
Reaksi eliminasi merupakan salah satu jenis reaksi organik di mana dua substituen dipisahkan dari suatu molekul baik dalam mekanisme satu maupun dua-tahap. Sekarang timbul pertanyaan,apasih mekanisme satu tahap dan dua tahap itu? Mekanisme satu-tahap disebut sebagai reaksi E2, dan mekanisme dua-tahap disebut sebagai reaksi E1.Atau lebih sederhananya lagi,  reaksi eliminasi merupakan reaksi penghilangan suatu gugus atom pada suatu senyawa.

Reaksi eliminasi bimolekuler (E2)

Reaksi E2 merupakan reaksi eliminasi dimana tidak melewati pembentukan karbokation sebagai zat perantara melainkan terjadi reaksi serempak (satu tahap)

Mekanisme reaksi E2 

Merupakan reaksi eliminasi bimolekuler reaksi E2 hanya terdiri dari satu langkah mekanisme dimana ikatan karbon hidrogen dan karbon halogen terputus membentuk ikatan rangkap C=C reaksi E2 dilangsungkan oleh alkil halida primer dan sekunder. Reaksi ini hampir sama dengan reaksi SN2.reaksi E2 secara khusus menggunakan basa kuat untuk menarik hidrogen asam dengan kuat.
Perhatikan gambar berikut :

                                Suatu basa kuat digunakan untuk menarik hidrogen asam

Contoh reaksi E2 

Karakteristik mekanisme reaksi ini diantaranya:

1. E2 adalah eliminasi satu tahap, dengan satu keadaan transisi.
2. Biasanya terjadi pada alkil halida primer tersubstitusi, namun mungkin terjadi pada alkil halida sekunder dan senyawa lainnya.
3. Laju reaksinya mengikuti orde kedua, karena reaksi dipengaruhi baik oleh alkil halida dan basa (bimolekular).
4. E2 biasanya menggunakan basa kuat. Basa harus cukup kuat untuk melepas hidrogen yang kurang asam.

Permasalahan
1.mengapa reaksi E2 secara khusus menggunakan basa kuat untuk menarik hidrogen asam,jelaskan?
2.jelaskan mengapa reaksi E2 merupakan reaksi yg mekanismenya terdiri dari satu langkah,dan apakah reaksi E2 tidak bisa melewati mekanisme yg dua langkah,jelakan?
3.apakah perbedaan reaksi E2 dengan Reaksi SN2 diluar dari tahap mekanismenya yang sama?

MEKANISME REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK SN1

Reaksi Substitusi Nukleofilik

Nukleofilisitas merupakan ukuran kemampuan suatu pereaksi yang menyebabkan terjadinya suatu reaksi subtitusi. Reaksi substitusi nukleofilik dibagi menjadi dua tahapan yaitu reaksi substitusi nukleofilik unimolekuler dan reaksi nukleofilik bimolekuler.pada kesempatan kali ini akan di bahas tentang reaksi substitusi nukleofilik unimolekuler (SN1)

Reaksi substitusi nukleofilik unimolekuler (SN1) 

Reaksi substitusi nukleofilik unimolekuler (SN1) terjadi melalui dua tahapan. Pada tahap pertama, ikatan antara karbon dan gugus bebas putus, atau substrat terurai. electron – electron ikatan terlepas bersama dengan gugus bebas, dan terbentuklah ion karbonium. Pada tahap kedua, yaitu tahap cepat, ion karbonium bergabung dengan nukleofil akan membentuk hasil.

Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik unimolekuler (SN1)

Mekanisme umum dalam reaksi SN1

Mekanisme reaksi SN1 hanya terjadi pada alkil halida tersier. Nukleofil yang dapat menyerang adalah nukleofil basa sangat lemah seperti H2O, CH3CH2OH. Pada reaksi SN1 terdiri dari 3 tahap reaksi. Sebagai contoh adalah reaksi antara t -butil bromida dengan air.

Tahap penentu laju reaksi pada reaksi Sn1 ada pada tahap pertama, oleh karna itu laju reaksi dari keseluruhan sama dengan laju pembentukan karbokation dan tidak melibatkan konsentrasi nukleofil. 

                 

      R = K [pereaksi]

Kecepatan reaksi akan ditentukan oleh seberapa cepat halogen alkana terionisasi. Karena tahapan awal yang lambat ini hanya melibatkan satu spesies, maka mekanisme ini disebut sebagai SN1–substitusi, nukleofilik, satu spesies yang terlibat dalam tahap awal yang lambat . Reaksi ini dengan mengambil contoh sebuah halogenalkana primer, yaitu bromoetana sebagai halogenalkana primer sederhana. Bromoetana memiliki sebuah ikatan polar antara atom karbon dan bromin. 

Salah satu pasangan elektron bebas pada ion OH- akan tertarik kuat ke atom karbon +, dan akan bergerak kearahnya, mulai membentuk sebuah ikatan dengannya. Ion negatif yang mendekat akan mendorong elektron-elektron dalam ikatan karbon-bromin semakin dekat ke bromin.

Perubahan stereokimia substrat pada reaksi SN1 dan SN2

Dalam mekanisme SN2, nukleofil akan membentuk tahap transisi dengan molekul yang lepas saja yang terlekang. Kedua mekanisme ini berbeda pada hasil stereokimianya. Reaksi SN1 menghasilkan adisi non-stereospesifik dan tidak menghasilkan pusat chiral,melainkan dalam bentuk isomer geometri (cis/trans). Kebalikannya, inversi Warden-lah yang diamati pada mekanisme SN2.

Permasalahan
1. Tahap penentu laju reaksi pada reaksi SN1 adalah tahap pertama, mengapa tidak tahap kedua,jelaskan?
2. Mengapa dalam reaksi mekanisme SN1 berlangsung dalam dua tahap,tetapi hanya substrat saja yang digunakan untuk penentuan laju reaksi dari mekanisme reaksi SN1,jelaskan?
3. Mengapa dalam reaksi SN1 menghasilkan stereokimia adisi non strereospesifik dan tidak mengahilkan pusat chiral melainkan dalam bentuk isomer geometri (ciz/trans),jelaskan?

MEKANISME REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK SN2

Reaksi substitusi

Reaksi substitusi merupakan reaksi yang melibatkan penggantian atom / gugus atom pada molekul dengan atom/gugus atom lainnya.Reaksi substitusi umumnya terjadi pada senyawa jenuh (tunggal) tanpa terjadi perubahan ikatan karakteristik (tetap jenuh). Suatu reaksi subtitusi terjadi bila sebuah atom atau gugus yang berasal dari pereaksi menggantikan sebuah atom atau gugus dari molekul yang bereaksi. Substitusi dapat terjadi pada karbon jenuh maupun tidak jenuh.

Contoh reaksi substitusi:
1. Reaksi pembentukan haloalkana: reaksi alkana dengan halogen
R - H + X2 --> R - X + H - X
Contoh:
CH3 - H + Cl2 --> CH3 - Cl + HCl
2. Reaksi substitusi atom H pada alkohol dengan logam reaktif (Na, K)
atom H pada gugus - OH dapat disubstitusi oleh logam reaktif seperti Na dan K
R - OH + Na --> R - ONa + H2
Contoh:
2 C2H5 - OH + 2 Na --> 2 C2H5 - ONa + H2
3. Reaksi alkoksi alkana (eter) dengan PCl5 menghasilkan haloalkana
R - O - R’ + PCl5 --> R - Cl + R’ - Cl + POCl3
Contoh:
CH3 - O - CH3 + PCl5 --> CH3Cl + CH3Cl +POCl3
4. Reaksi esterifikasi: reaksi pembentukan ester dari alkohol dan asam karboksilat
R - OH + R’ - COOH --> R’ - COOR + H - OH
Contoh
CH3 - OH + CH3 - COOH --> CH3 - COOCH3 + H2O

Reaksi Substitusi Nukleofilik (SN)

Suatu nukleofil (Z:) menyerang alkil halida pada atom karbon hibrida-sp3 yang mengikat halogen (X), menyebabkan terusirnya halogen oleh nukleofil. Halogen yang terusir disebut gugus pergi. Nukleofil harus mengandung pasangan elektron bebas yang digunakan untuk membentuk ikatan baru dengan karbon. Hal ini memungkinkan gugus pergi terlepas dengan membawa pasangan elektron yang tadinya sebagai elektron ikatan.

Reaksi Substitusi Nukleofilik Pada Alkil Halida

Alkil halida adalah turunan hidrokarbon di mana satu atau lebih hidrogennya diganti dengan halogen. Tiap-tiap hidrogen dalam hidrokarbon potensil digantikan dengan halogen, bahkan ada senyawa hidrokarbon yang semua hidrogennya dapat diganti.

Substitusi Nukleofilik  (SN) : Penggantian atom atau gugus atom dari suatu molekul atau nukleofil. Nukleofil: spesies yang mempunyai atom dengan orbital terisi 2 elektron (pasangan elektron), dan Substitusi Elektrofilik (SE): Pada umumnya terjadi pada senyawa aromatik, sedangkan pada alifatik sangat jarang secara umum persamaan reaksi sbb:

R–Y        +        E+            R–E        +      Y+

Substrat      Pereaksi       Produk         Leaving grup

Mekanisme Reaksi SN2

Mekanisme SN2 adalah proses satu tahap. Mekanisme reaksi SN2 hanya terjadi pada alkil halida primer dan alkil halida sekunder. Nukleofil yang menyerang adalah jenis nukleofil kuat seperti OH, CN, CH3O.
    Nukleofil menyerang dari belakang ikatan C-X. Pada keadaan transisi, nukleofil dan gugus pergi berasosiasi dengan karbon di mana substitusi akan terjadi. Pada saat gugus pergi terlepas dengan membawa pasangan elektron, nukleofil memberikan pasangan elektronnya untuk dijadikan pasangan elektron dengan karbon. Notasi 2 menyatakan bahwa reaksi adalah bimolekuler, yaitu nukleofil dan substrat terlibat dalam langkah penentu kecepatan reaksi dalam mekanisme reaksi.contoh mekanisme reaksi SN2 Bromoetana dengan ion hidroksida

Adapun ciri reaksi SN2 adalah:

1. Karena nukleofil dan substrat terlibat dalam langkah penentu kecepatan reaksi, maka kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kedua spesies tersebut.
2. Reaksi terjadi dengan pembalikan (inversi) konfigurasi. Misalnya jika kita mereaksikan (R)-2-bromobutana dengan natrium hidroksida, akan diperoleh (S)-2-butanol.Ion hidroksida menyerang dari belakang ikatan C-Br. Pada saat substitusi terjadi, ketiga gugus yang terikat pada karbon sp3 kiral itu seolah-olah terdorong oleh suatu bidang datar sehingga membalik. Karena dalam molekul ini OH mempunyai perioritas yang sama dengan Br, tentu hasilnya adalah (S)-2-butanol. Jadi reaksi SN2 memberikan hasil inversi.
3. Jika substrat R-L bereaksi melalui mekanisme SN2, reaksi terjadi lebih cepat apabila R merupakan gugus metil atau primer, dan lambat jika R adalah gugus tersier. Gugus R sekunder mempunyai kecepatan pertengahan. Alasan untuk urutan ini adalah adanya efek rintangan sterik. Rintangan sterik gugus R meningkat dari metil < primer < sekunder < tersier. Jadi kecenderungan reaksi SN2 terjadi pada alkil halida adalah: metil > primer > sekunder >> tersier.

Peranan gugus tetangga pada mekanisme reaski SN2

Sebagai gugus yang memberikan suatu reaksi intermediate yang baru pada pusat reaksi
Dengan adanya partisipasi gugus tetangga, konfigurasi produk sama dengan substrat. Partisipasi gugus tetangga ini juga dapat mempengaruhi kecepatan reaksi. Jika suatu gugus tetangga mempengaruhi reaksi melalui suatu jalan yang menyebabkan peningkatan kecepatan reaksi, maka gugus tetangga tersebut dikatakan sebagai ―anchimeric assistance‖
Gugus tetangga dapat menggunakan pasangan elektronnya untuk berinteraksi dengan sisi belakang atom karbon yang menjalani substitusi, sehingga mencegah serangan dari nukleofilik, sehingga nukleofilik hanya dapat bereaksi dengan atom karbon dari sisi depan, dan produknya mengikuti konfigurasi awal. Atom atau gugus yang dapat meningkatkan laju SN2  melalui partisipasi gugus tetangga ialah nitrogen dalam bentuk amina, oksigen dalam bentuk karboksilat dan ion alkoksida, dan cincin aromatik. Partisipasi hanya efektif jika interaksinya membentuk cincin segitiga, lima dan enam.


Permasalahan
1 Apakah gugus tetangga dapat mempengaruhi reaksi substitusi nukleofilik, jika iya, apa pengaruh yang ditimbulkan?
2.mengapa nukleofil yang menyerang mekanisme reaksi SN2 merupakan jenis nukleofil kuat seperti OH,CN?
3.partisipasi gugus tetangga hanya efektif jika interaksinya membentuk cincin segitiga, lima, dan enam. Bagaimana jika membentuk cincin yang lain?