mekanisme reaksi eliminasi E1

Mekanisme Reaksi  Eliminasi E₁

Reaksi elimsi E₁ atau eliminasi unimolekuler dapat didefinisikan sebagai suatu reaksi kimia yang memisahkan dua subsituen dengan mekanisme reaksinya dua tahap dari suatu molekul. Dimana masing masing tahap terdiri dari ionisasi (dihasilkan zat karena pemutusan ikatan karbon-halogen antara karbokation) dan deprotonasi karbokation. 

Pada sebagian alkil halida sekunder dapat saja berlaku reaksi eliminasi unimolekuler, akan tetapi alkil halida tersier  yang sering ataupun umum berlakunya reaksi eliminasi. Reaksi eliminasi E₁ ini umumnya berlansung pada kondisi basa. Reaksi yang mirip dengan reaksi eliminasi unimolekuler ini adalalah reaksi S_N1 yang mana pada dua  reaksi ini antara karbokationik yang umum terjadi pembagian zat, akan tetapi jika kedua reaksi tersebut diadu maka E₁ lebih disukai karena adanya peningkatan panas.

            Mekanisme reaksi eliminasi unimolekuler seperti yang telah saya sebutkan diatas kedua reaksi ini memiliki kesamaan dan begitupun dengan mekanismenya, dimana suatu basa pada reaksi eliminasi dapat terjadi pemberian proton oleh karbokation.

Pada tahap pertama reaksi ini berjalan lambat, dimana dari reaksi keseluruhan tahap ini merupakan tahap penentu laju dari reaksi eliminasi uninolekuler yang hanya bergantung pada konsentarasi alkil halidanya.

Tahap cepat pada reaksi ini terjadi pada tahap kedua, dimana karbon yang letaknya didampingi oleh karbon  positif  yaitu sebuah atom carbon direbut sebuah protonnya oleh basa. Terjadi rehibrisasi pada karbon yang mengubah dari kondisi sp³ menjadi sp² karena pergeseran pada elektron ikatan sigma karbon hidrogen kearah muatan positif sehingga alkena dapat terbentuk.

Permasalahan:

1. Apa yang dimaksud dengan unimolekuler sehingga reaksi eliminasi E₁ dapat disebut juga reaksi eliminasi unimolekuler?
2.  Kepada tahap cepat terjadi pada tahap kedua dan tidak pda tahap pertama? 
3. Dapatkah reaksi eliminasi unimolekuler ini berjalan pada keadaan asam ataupun keadaan sealain basa?

mekanisme reaksi eliminasi E2

MEKANISME REAKSI ELIMINASI E₂

Reaksi eliminasi adalah suatu jenis reaksi diamana dua subsituen dipisahkan dari suatu molekul atau disebut juga reaksi pelepasan/pengeluaran molekul dari substrat baik dalam mekanisme satu tahap maupun dua tahap. Reaksi eliminasai bisa terjadi pada senyawa organik yang memiliki gugus pergi. Mekanisme satu  tahap dikenal dengan reaksi E_2, dan mekanisme dua tahap dikenal sebagai reaksi E_1.

E₂  adalah reaksi eliminasi biomolekuler yang mekanismenya hanya terdiri dari satu langkah dimana terjadi pemutusan ikatan karbon-hidrogen dan karbo-halogen sehingga membentuk ikatan rangkap C-C. Reaksi E₂ dijalankan oleh alkil halida primer dan sekunder. Reaksi E₂ mirip dengan reaksi yang terjadi pada reaksi SN₁ hanya saja pada reaksi E₂ secara khusus menggunakan basa kuat untuk menarik hidrogen asam dengan kuat. Seperti yang terjadi pada gambar dibawah ini:

1. basa membentuk ikatan dengan hidrogen

2. terbentuknya ikatan pi oleh elektron-elektron C-H

3. ikatan sigma C-Br ditinggalkan oleh brom bersama sepasang elektronnya

Ciri-ciri mekanisme reaksi E₂ adalah :

•   Eliminasi berjalan satu tahap, dengan satu keadaan transisi
•  Karena mekanisme E₂  mengahasilkan pembentukan ikatan pi dua gugus pergi harus antiperiplanar 
• Agar ikatan pi dapat terbentuk, hibridisasi karbon harus leih rendah dari Sp³ menjadi Sp 
•  E₂ Biasanya menggunakan basa kuat.basa kuat harus cukup kuat untuk melepaskan hidrogen yang kurang asam. 
• Biasanya terjadi pada alkil halida primer  tersubsitusi, namun mugkin terjadi pada alkil halida sekunder dan senyawa lainnya

Permasalahan:

1. Bagaimana laju reaksi dari E₂?
2. Kenapa dalam mekanisme reaksi E₂ menggunakan basa kuat?
3. Kenapa basa mementuk ikatan dengan hidrogen dan tidak membentuk ikatan dengan yang lainnya?

Mekanisme reaksi subsitusi nukleofilik sn1

Mekanisme Reaksi Subsitusi Nukleofilik S_N1

Reaksi subsitusi nukleofilik S_N1 adalah suatu proses reaksi yang melalui dua tahap. Dimana pada tahap pertama terjadi ikatan antara karbon dan pemutusan gugus bebas atau substrak mulai terurai. Elektron- elektron ikatan terlepas bersamaan dengan gugus bebas, sehingga terbentuklah ion karbonium. ion karbonium bergabung dengan nukleofil dan terbentuk hasil, yang terjadi pada tahapan kedua yang merupakan tahapan yang cepat. Contoh reaksi subsitusi nukleofilik S_N1 adalah hidrolisa tersier butil bromida. Tersier butil halida dan alkil halida tersier lainnya.

         CH₃                                                                               CH₃

                        |                                                                        |                                     

CH₃ – C – Br  +  CH₃CH₂OH                   CH₃ – C – O – CH₂  - CH₃ + HBr

            |                                                                                  |

          

         CH₃                                                                               CH₃

t- butil bromida       etanol                              etil –t- butil rter

         CH₃                                                     CH₃

           |                                                   |

CH₃ – C – Br  +  H₂O                    CH₃ – C – OH  +  HBr

           |                                                            |

         CH₃                                                      CH₃

              t-butil bromida                              t- butil alkohol

Mekanisme reaksi S_N1 hanya terjadi pada alkil halida tersier. Nukleofil yang dapat menyerang adalah nukleofil basa yang sangat lemah seperti H₂O, CH₃CH₂OH. Laju reaksi pada mekanisme reaksi S_N1 hanya tergantung dari konsentrasi substrat dan tidak tergantung pada konsentrasi nukleofil yang disebut reaksi subsitusi nukleofilik unimolekuler. 

Mekanisme reaksi S_N1 anatara nuklofil A dan nukleofil B memiliki 3 tahapan yaitu :

1. Pembentukan sebuah karbokation dari A dengan pemisahan gugus pergi dari karbon, tahap ini berjalan lambat.

2. Serangan nukleofilik B bereaksi dengan A. Jika nukleofil tersebut adalah molekul netral (contoh: pelarut), maka diperlukan tahap ketiga untuk menyelesaikan reaksi ini.

3. Deprotonasi: penyingkiran proton pada nukleofil yang terprotonasi oleh ion ataupun molekul di sekitar.

Laju reaksi S_N1 mengikuti kinetika reaksi orde kedua, karena tahap penentu laju reaksi bergantung pada konsentrasi nukleofil, [Nu-] serta konsentrasi substrat, [RX].

            r = k [RX][Nu]

hal ini merupakan perbedaan utama antar mekanisme reaksi S_N1 dan S_N2. Dalam reaksi S_N1 penyeragan nukleofil setelah tahap penentu laju reaksi selesai, sementara dalam S_N2 nukleofil memaksa gugus pergi untuk lepas dalam tahap penentu laju.

Ciri – ciri suatu reaksi yang berjalan melalui mekanisme S_N1 adalah:

• Tahap penentu kecepatan reaksi adalah tahap pertama dimana nukleofil tidak terlibat. Kecepatan reaksinya tidak tergantung pada konsentrasi nukleofil. 
•  jika karbon pembawa gugus pergi bersifat kiral, reaksi menyebabkan hilangnya aktivias optik karena terjadi rasemik.

Permasalahan :

1.  Kenapa Laju reaksi pada mekanisme reaksi S_N1 hanya tergantung dari konsentrasi substrat dan tidak tergantung pada konsentrasi nukleofil yang disebut reaksi subsitusi nukleofilik unimolekuler ? 
2.   Kenapa pada mekanisme reaksi S_N1 terjadi tahapan reaksi lambat dan tahapan reaksi yang cepat ? 
3.  Bagaiman pengaruh pelarut, suhu dan konsentrasi nukleofil terhadap laju mekanisme reaksi S_N1

Mekanisme reaksi subsitusi nukleofilik SN2

 Mekanisme reaksi subsitusi nukleofilik SN2

Reaksi subsitusi merupakan suatu bentuk reaksi kimia dimana suatu atom dalam senyawa kimia digantikan dengan atom lainnya. Reaksi subsitusi dalam kimia organik dibagi menjadi elektrofilik dan nukleofilik bergantung pada reagen yang digunakan,  apakah suatu zat antara yang reaktif terlibat dalam reaksi tersebut adalah suatu karbokation, suatu karbanionatau suatu radikal bebas atau apakah substratnya merupakan suatu alifitik atau aromatik.

Reaksi subsitusi nukleofilik terjadi apabila gugus yang mengganti merupakan pereaksi nukleofil. Contoh reaksi subsitusi nukleofilik adalah reaksi antara etanol dengan asam bromida menghasilkan asam bromida.

                   

 Reaksi subsitusi nukleofilik terdiri dari tiga jenis reaksi yaitu reaksi subsitusi nukleofilik unimolekuler (S_N1), reaksi subsitusi nukleofilikbimolekuler (S_N2), dan reaksi subsitusi nukleofilik internal (S_Ni). Reaksi S_N2 merupakan suatu jenis mekanisme reaksi yang mana didalam mekanisme reaksinya terjadi pemutus salah satu ikatan dan satu ikatan lainnya terbentuk sacara bersamaan dalam satu tahapan reaksi. karena dua spesi yang bereaksi  terlibat dalam suatu tahapan reaksi yang lambat (tahap penentu laju reaksi), hal ini mengarah pada nama subsitusi nukleofilik (bi-molekular) atau S_N2.

Mekanisme reaksi

            Mekanisme reaksi S_N2 hanya terjadi pada alkil halida primer dan sekunder. Nukleofil yang menyerang adalah jenis nukleofil kuat seperti ^– OH, ^-- CN, CH₃O ^--. serangan dilakukan dari belakang . sebagai contoh reaksi S_N2, penyerangan Br ^– (nukleofil)  menghasilkan etil  bromida, dengan klorida lepas sebagai gugus pergi.

            Penyerangan pada S_N2 dapat terjadi jika rute sisi belakang penyerangan tidak terdapat halangan sterik oleh subsituen atau substrat. Karenanya, mekanisme ini biasanya terjadi pada satu pusat karbon primer yang tak terhalang.

Ciri – ciri reaksi S_N2

• Kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kedua spesies, karena nukleofil dan substrat terlibat dalam langkah penentu kecepatan reaksi tersebut.
• Reaksi terjadi dengan pembalikan (inversi) konfigurasi. Misalnya jika kita mereaksikan (R)-2 bromobutana dengan natrium hidroksida, akan diperoleh (S)-2-butanol.
• jika substrat R-L bereaksi melalui mekanisme S_N2, reaksi terjadi lebih cepat apabila R merupakan gugus metil atau primer, dan lambat jika R adalah gugus R tersier.

Permasalahan:

1. Bagaimana laju reaksi dari S_N2? 
2. Bagaimana pengaruh gugus lepas terhadap reaksi S_N2? 
3.  Kenapa pada mekanisme reaksi S_N2 nukleofil yang menyerang adalah jenis nukleofil kuat seperti ^– OH, ^-- CN, CH₃O ^--?