Mekanisme Reaksi Bersaing SN2 dan E2

 Hai sobat, ketemu lagi di blog saya..

Pada dasarnya SN2 dan E2 memang memiliki beberapa kesamaan. Sama-sama membutuhkan gugus pergi yang baik. Reaksi E2 membutugkan basa yang baik, sedangkan reaksi SN2 membutuhkan nukleofil yang baik. Terkadang banyak permasalaha  yang membuat nukleofil yang baik itu merupakan basa yang baik pula. Makanya reaksi SN2 dan E2 sering bersaing dalam kondisi yang sama. Oleh karena itu, nukleofil yang baik merupakan basa lemah yang dapat menguntungkan SN2, begitupun sebaliknya. Perhatikan gambar berikut.

Supaya reaksi dapat berlangsung melalui mekanisme SN2, yang kita lihat pada gambar nukleofil harus mampu menyerang 180 derajat ke bagian yang meninggalkan. Pada saat ini terjadi, reaksi melewati keadaan transisi dimana kelima atom dikaitkan dengan C yang diserang. Pada akhirnya, nukleofil meninggalkan dan menambah kelompok secara bersamaan. Mekanisme SN2 tanpa melibatkan karbokation. Dan reaksi berjalan dalam satu langkah.

Reaksi SN2 :

a) Laju reaksi berkurang saat ukuran substituen pada C yang menahan halida meningkat

b) Reaksi SN2 merupakan proses satu langkah dengan keadaan transisi

c) Nilai yang tergantung pada konsentrasi alkil halida dan konsentrasi nukleofil

d) Meningkatnya kebasaan dalam pelarut aprotik seiring dengan meningkatnya nukleofilisitas.

e) Nukleofilitas meningkat dengan menurunnya kebasaan dalam pelarut protik

Jika kita coba untuk meningkatkan  jumlah gugus non hidrogen, reaksi akan mulai bergerak ke arah mekanisme E2. Karena dapat kita lihat pada gambar dibawah ini, kelompok non hidrogen jauh lebih besar dari hidrogen.

Saat kelompok atau bagian-bagian bertambah besar, ruang serangan nukleofil untuk menyerang semakin kecil. Dan sangat memungkinkan dapat terjadinya reaksi E2.

Reaksi E2 :

- Reaksi E2 bersifat regioselektif karena ketika dua produk eliminasi berbeda dimungkinkan dari alkil halida awal yang sama, produk dengan ikatan rangkap yang lebih tersubstitusi biasanya mendominasi ( aturan Zaitsev )

- konsentrasi alkil halida dan basa dapat mempengaruhi nilai

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi reaksi bersaing ini adalah :

1. Nukleofil

2. Basa

3. Substrat/alkil halida

Permasalahan:

1. Bagaimanakah laju reaksi pada SN2 jika bertambah? Jelaskan

2. Jika struktur halidanya primer, mengapa produk substituen lebih dominan?

3. Bagaimana jika kelompok dan nukleofil sama banyak atau sama besar, apakah nukleofil masih tetap bisa melakukan serangan? Jelaskan!

Mekanisme Reaksi Bersaing SN1 dan E1

Haloo, ketemu lagi dengan saya.. kali ini kita membahas tentang menisme bersaing sn1 dan e1.

 Mekanisme bersaing SN1 dan E1 dapat kita lihat pada gambar dibawah ini

Dari reaksi diatas, maka dapat kita tarik kesimpulan :

1. Untuk mekanisme reaksi E1 tahap yang pertama dalam reaksi E1 identik sengan tahap pertama dalam reaksi SN1. Ionisasi alkil atau substrat terbutil bromida merupakan tahap yang lambat, karena membutuhkan energi tambahan untuk memecah ikatan antara substrat dengan gugus pergi nya menjadi sebuag zat antara karbokation dan sebelumnya harus mencapai keadaan transisi.

2. Reaksi SN1 dan E1 masing-masing  tidak dipengaruhi oleh konsentrasi  nukleofilik.

3. Pada reaksi bersaing SN1 dan E1, yang membedakan pada saat nukleofil yang akan menstabilkan karbon

4. Reaksi E1 cenderung dengan temperatur tinggi, dan SN1 cenderung temperature rendah.

5. Karena suatu reaksi E1 itu mirip dengan SN1, maka berlangsung lewat zat karbokation. Dimana karbokation tersier berjalan lebih cepat dibanding dengan sekunder dan karbokation primer. Tidak melalui karbokation primer.

Permasalahan :

1. Bagaimana jika reaksi sn1 dipengaruhi oleh nukleofilik dann E1 tidak dipengaruhi oleh nukleofilik? Jelaskan dengan reaksi

2. Jika karbon pada reaksi SN1 tidak stabil, maka reaksi seperti apakah yang terjadi? Jelaskan

3. Jika reaksi SN1 cenderung dengan temperature tinggi, dan E1 cenderung dengan temperatur rendah. Apakah  masih bisa dikatakan persaingan SN1 dan E1? Bagaimana retensinya? Jelaskan

Mekanisme Reaksi Eliminasi E1

 Halo teman-teman..

Kali ini kita akan membahas tentang mekanisme reaksi eliminasi unimolekuler atau e1.

Dalam reaksi eliminasi e1 tahap yang pertama identik dengan tahap yang pertama pada SN1

Ionisasi alkil atau substrat, disini yang dipakai adalah terbutil bromida. Tahap ini adalah tahap yang lamvat karena memerlukan energi tambahan untuk memecah ikatan antara substrat dengan gugus perginya menjadi sebuah zat antara karbokation dan sebelumnya itu harus mencapai keadaan transisi. Jadi, karena reaksi tahap pertama ini lambat maka tahap pertama ini adalah tahap penentu laju dari keseluruhan reaksinya. Dan ini mirip sekali dengan reaksi SN1. 

Suatu reaksi E1 menunjukkan kinetika orde pertama, karena dalam keadaan transisi mirip dengan keadaan transisi yang ada pada SN1 dimana keadaan transisinya itu diperlihatkan hanya molekul substratnya saja. Tidak ada molekul nukleofilik yang muncul. Karena E1 itu suatu orde pertama maka laju reaksinya itu harus bergantung pada konsentrasi substrat nya saja atau konsentrasi alkil halidanya karena hanya melibatkan satu molekul dalam keadaan transisinya. Jadi disebut dengan E1.

Kemudian tahap 2, dalam tahap yang ke 2 pada reaksi eliminasi, basa atau nukleofilik terdapat perbedaan dimana basa itu lebih tertarik kepada hidrogen sedangkan nukleofilik tertarik kepada karbon yang kekurangan elektron. Jadi, H2O disini berperan sebagai basa, basa H2O merebut proton dari karbokation yang berdekatan atau bersamoingan dengan karbokationnya. Syarat hidrogen yang bisa diambil adalah yang berseberangan atau bertumpang tindih dengan karbokationnya atau C+. Elektron ikatan sigma karbon hidrogen itu bergeser ke arah muatan positif atau C+. Jadi, karbon itu mengalami hibridisasi dari keadaan SP3 ke SP2. Kalau kita lihat CH3 ini adalah keadaan hibridisasi SP3, ketika hidrogennya diambil dalam keadaan transisi diperlihatkan itu terjadi rehibridisasi dimana CH2 berubah menjadi hibridisasi SP2. Perlahan mendekati hibridisasi SP2. Terbentuklah produk 2 metilpropena. Seperti itulah terbentuknya mekanisme E1 yaitu alkil bromida atau tersier butil bromida menjadi 2 metil propena. 

Karena suatu reaksi E1 itu seperti reaksi SN1 berlangsung lewat zat antara karbokation, jadi tidak mengherankan kalau mitip dengan karakter karbo kation dari SNq dimana karbokation tersier itu berjalan lebih cepat dibanding dengan sekunder dan karbo kation primer ini bahkan tidak teramati. Karena mekanisne rx E1 itu mirip dengan SN1 maka rx uni adalah rx yang bersaingan.

Permasalahan :

1. Pada tahap 2, bagaimana jika H2O tidak berperan sebagai basa?

2. Dalam tahap 2, elektron ikatan sigma karbon hidrogen itu bergeser ke arah muatan positif, jika bergeser ke arah muatan negatif apa yang terjadi?

3. Dalam tahap 1 kita ketahui harus mencapai keadaan transisi, jika terdapat molekul nukleofilik, bagaimana dengan kinetika ordenya? Apakah tetap orde pertama atau tidak? Jelaskan.

Mekanisme Reaksi Eliminasi E2

 

Haloo, Assalamu’alaykum..

Kali ini kita akan mempelajari tentang mekanisme reaksi eliminasi E2.

 

Reaksi eliminasi alkil halida yang paling berguna adalah E2 ( eliminasi bimolekuler ). Reaksi E2 alkil halida cenderung dominan bila digunakan basa kuat seperti HO^- dan RO^-. Selain itu juga reaksi ini cenderung dengan temperatur yang tinggi. Secara khas reaksi E2 dilaksanakan dengan memanaskan alkil halida dengan KOH ataupun NaOCH₂CH₃ dalam etana.

Contoh dari reaksi E2 adalah :

 

 

Mekanisme reaksi E2 sebagai berikut :

 

 

 

Pada reaksi E2 ini, ada 3 hal yang terjadi dalam satu waktu. Yang pertama adalah basa kuatnya merebut atau membentuk ikatan dengan hidrogen betha. Kemudian yang kedua adalah elektron-elektron ikatan antara C dan H itu masuk membentuk rangkap dua atau membentuk ikatan phi yang baru, dan kejadian yang ketiga yaitu brom bersama dengan pasangan elektron ikatan C dan Br masuk ke Br, karena C hanya mampu mengikat 4 saja. Jadi, Br itu meninggalkan alkilnya. 3 kejadian ini terjadi pada waktu yang sama dan menghasilkan suatu alkena dengan produk alkohol dan gugus pergi ion bromida.

Pada keadaan transisi E2, memperlihatkan basa kuat mengabstraksi hidrogen pada posisi anti terhadap gugus pergi nya yaitu Br. Kemudian pada keadaan transisi E2 juga memperlihatkan dua molekul, yang pertama adalah molekul basa kuat nya dan yang kedua adalah molekul substrat.

Jika reaksi E2 ini mengikuti orde keduanya berarti laju reaksi nya bergantung pada dua konsentrasi yaitu konsentrasi substrat dan konsentrasi basa kuatnya.

Laju E2 = k[substrat] [RO^-]

Dalam reaksi E2, seperti dalam reaksi E1, alkil halida tersier bereaksi paling cepat dan alkil halida primer paling lambat. (Bila diolah dengan suatu basa, alkil halida primer biasanya begitu muda bereaksi substitusi sehingga hanya sedikit alkena yang terbentuk)

 

Permasalahan :

1. Dalam reaksi E2, bagaimana jika alkil halida primer bereaksi sangat cepat?

2. Jika reaksi E2 tidak mengikuti orde keduanya, bagaimana laju reaksinya?

3. Mengapa pada keadaan transisi E2, basa kuat mengabstraksi hidrogen pada posisi anti terhadap gugus perginya? Apabila posisi itu mempengaruhi terjadinya reaksi eliminasi E2?

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik SN1

 Hai teman-teman..

ketemu lagi di blog saya, kali ini kita membahas tentang reaksi SN1.

Mekanisme sn1 itu merupakan ion, ia adalah proses yang bertahap. Pada reaksi SN1, reaksi dimulai dengan lepasnya gugus pergi menghasilkan karbokation (C+). Setelah terbentuk karbokation, barulah nukleofil menyerang dan terjadi proses pembentukan ikatan antara nukleofil dan substrat. Reaksi terjadi secara bertahap dengan pembentukan intermediet berupa karbokation (c+). Seperti pada contoh, atom klor lepas dari molekul ter-butil klorida (dibantu dengan adanya pelarut polar) sehingga terbentuk ion klorin dan sebuah intermediet bermuatan positif yang disebut sebagai karbokation. Proses pembentukan karbokation ini sangat lambat sehingga menjadi penentu dalam laju reaksi sn1. Molekul air yang memiliki PEB bertindak sebagai nukleofil yang kemudian menyerang karbokation dan menghasilkan produk sn1 berupa ter-butil alkohol. Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik unimokuler sn1 dapat dilihat pada gambar berikut. 

Kestabilan relatif dari karbokation yang dihasilkan pada reaksi sn1 bergantung pada jumlah kelompok alkil yang terikat pada karbokation. Semakin banyak jumlah alkil yang terikat, karbokation yang dihasilkan semakin stabil. Gambar berikut menunjukkan tingkat kestabilan beberapa karbokation. Semakin ke kanan, tingkat kestabilan karbokation semakin menurun. 

Jika reaksi sn1 terjadi pada molekul kiral (mengikat empat gugus yang berbeda), akan dihasilkan produk campuran enansiomer. Sebagai contoh, reaksi hidrolisis (S) -3-bromo-3metilheksana dengan mekanisme sn1 akan menghasilkan intermediet berupa karbokation. Karbokation ini memiliki bentuk molekul planer sehingga nukleofil H2O dapat menyerang dari kedua sisi. Oleh karena itu, pada hasil reaksi dihasilkan dua molekul, yaitu (R) -3-metil-3-heksanol dan (S)-3-metil-3-heksanol yang merupakan pasangan enansiomer. Jika komposisi campuran enansiomer ( R dan S) tersebut sama banyak (1:1) hal itu disebut sebagai campuran rasemat.

Perbedaan reaksi SN1 dan SN2 :

a. Mekanisme reaksi

    SN1 adalah reaksi yang bertahap, sedangkan SN2 adalah reaksi yang serempak.

b. Keadaan transisi

     Dimana pada saat transisi SN1 hanya diperlihatkan substrat nya saja, sedangkan pada transisi SN2 diperlihatkan dua molekul yaitu molekul nukleofilik dan molekul substratnya.

c. Laju reaksi

     laju SN1 = k{substrat}

     Laju reaksi sn1 bergantung pada rangka/struktur substrat dan konsentrasi substrat, gugus pergi, suhu dan sifat pelarut.

     laju SN2 = k{substrat}{nukleofilik}

      Laju reaksi sn2 bergantung pada sifat dan konsentrasi nukleofilik, rangka/struktur substrat dan konsentasi, gugus pergi, suhu dan sifat pelarut.

d. Stereokimia

     Pada saat reaksi sn1 terjadi campuran rasemik, sedangkan pada sn2 terjadi pembalikan inversi konfigurasi.

e. Struktur substrat

    Reaksi sn1 akan paling cepat terjadi bila gugus alkil pada substrat berupa tersier dan paling lambat bila keadaannya primer.

     Reaksi sn2 akan paling cepat terjadi bila gugus alkil pada substrat berupa metil atau alkil halida primer dan paling lambat bila berupa tersier.

Permasalahan :

1. Bagaimana bila reaksi sn1 tidak terjadi pada molekul bukan kiral? jelaskan reaksi yang terbentuk

2. Pada SN1 Jika komposisi campuran enansiomer ( R dan S) tidak sama banyak, apa yang terjadi? Jelaskan

3. Mengapa proses reaksi pada sn1 sangat lambat? Apa yang menyebabkan hal tersebut?

Mekanisme reaksi substitusi nukleofilik SN2

 

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik SN2

 

Kembali lagi pada blog saya, kali ini kita membahas tentang reaksi substitusi nukleofilik sn_2.

Ada yang tau gak apa itu sn2 ? SN2 adalah nama lain dari substitusi nukleofilik bimolekuler. Bimolekuler artinya reaksi ini akan terjadi secara serempak.

SN2 itu terjadinya pada saat alkil halida nya itu berupa primer, jika nukleofilik yang digunakan adalah yang kuat ( OR^-, OH^-, CN^-  ) mungkin ada beberapa faktor lain tetapi ini adalah yang utama/dominan.

Syarat-syarat bereaksinya yaitu terjadinya tumbukan ( yang efektif ), energi potensial yang cukup dan orientasi molekul.

 

Stereokimia SN2

 

Bisa kita lihat OH akan melakukan penyerangan terhadap alkil halida, dimana halidanya itu harus berjarak sejauh mungkin atau pada sisi yang berlawanan dari Br itu sendiri. Kemudian ketika reaksi ini terjadi maka nanti menghasilkan dimana OH itu akan terikat pada C dan gugus- gugus yang terikat pada alkil halida akan ditolak oleh OH, sehingga dia akan mengarah pada sisi yang berbeda.

Jika OH menabrak sisi belakang yang terjadi :

1.       Ikatan baru mulai terbentuk

2.       Ikatan C-X mulai patah

Kedua proses berlangsung secara serempak.

Jadi, SN2 itu berlangsung secara serempak artinya adalah pembentukan ikatan antara C dengan nukleofilik dan pemutusan ikatan C dengan C itu berlangsung secara bersamaan.

Stereokimia dari reaksi yang terjadi

 

Keadaan transisi tidak dapat diisolasi. Keadaan transisi hanyalah bagaimana molekul dalam keadaan berubah.

Permasalahan :

1. Apakah ada kemungkinan reaksi nukleofilik sn2 itu terjadi tidak secara serempak? Jelaskan

2. Bagaimana jika OH dengan halida berdekatan?.apa yang terjadi?

3. Jika OH menabrak sisi belakang, ikatan apa yang mulai terbentuk?

Kajian stereokimia senyawa kiral hasil modifikasi

 

 Kali ini  saya mengambil materi dari jurnal http://jurnal.untad.ac.id/jurnal/index.php/kovalen/article/download/7534/6008 dengan judul " sintesis dan karakterisasi senyawa kiral hasil reaksi antara metil eugenol kasar dengan asam asetat " 

Pada jurnal dikatakan bahwa gambar dibawah ini merupakan reaksi adisi yang dilakukan pada suhu ruang, senyawa asam asetat mengalami disosiasi yang selanjutnya terjadi reaksi adisi terhadap metil eugenol. Senyawa metil eugenol merupakan sebuah alkena tak-simetris ( yakni gugus- gugus yang terikat pada kedua karbon sp2 tidak sama ) , sehingga ada dua kemungkinan produk isomerik yang akan dihasilkan namun satu isomerik lebih melimpah. Pada proses reaksi adisi metil eugenol dengan asam asetat kemungkinan besar diperoleh senyawa 1- (3,4-dimetoksi fenil)-2-propanil asetat. 

Struktur senyawa 1-(3,4-dimetoksifenil)-2-propanil asetat merupakan salah satu senyawa kiral. Terlihat satu atom karbon pada propanil mengikat 4 gugus yang berlainan. 

Jadi, menurut ide saya permasalahan yang timbul sebagai berikut :

1. Pada proses reaksi adisi metil eugenol dengan asam asetat, kemungkinan kecil senyawa apa yang diperoleh?

2. Pada gambar diatas, jika satu atom karbonnya hanya mengikat 3 gugus yang berlainan apakah bisa ada kemungkinan menjadi kiral. Jelaskan

3. metil eugenol dengan asam asetat kemungkinan besar diperoleh senyawa 1- (3,4-dimetoksi fenil)-2-propanil asetat. Apakah jika menggunakan reaksi substitusi ataupun eliminasi bisa berkemungkinan diperoleh senyawa yang sama? Jelaskan