MEKANISME REAKSI BERSAING SN2 DAN E2

Reaksi SN2 dan E2 yaitu dua reaksi substitusi dan eliminasi yang paling umum dan bermanfaat. Reaksi SN2 membutuhkan nukleofil yang baik, sedangkan reaksi E2 membutuhkan basa yang baik. Namun dalam banyak kasus, nukleofil yang baik juga merupakan basa yang baik. Jadi SN2 dan E2 sering bersaing dalam kondisi reaksi yang sama. Pemenang ditentukan oleh derajat percabangan α dan β dan kekuatan nukleofil / basa. Peningkatan percabangan α dan β dan kebasaan yang kuat mendukung eliminasi E2. Peningkatan nukleofilisitas mendukung reaksi SN2.

Reaksi SN2 juga bisa dikatakan substitusi nukleofilik Bimolekular. Dan reaksi E2 yaitu reaksi yang terjadi apabila alkil halida direaksikan dengan basa kuat. Tingkat kebasaan suatu nukleofil dapat mempengaruhi pada kompetisi reaksi SN2 dan E2Reaksi SN2 bisa juga terjadi apabila digunakannya pelarut yang lebih polar. Reaksi SN2 dan E2 ini memiliki beberapa kesamaan diantaranya yaitu keduanya menjalankan hanya melalui proses 1 tahap, yang mana menggunakan 2 molekul sekaligus pada 1 tahap, kedua reaksi tidak menghasilkan karbokation.

Pada gambar di bawah ini bisa kita lihat bahwasanya ada dua kemungkinan kejadian yang akan terjadi, yaitu pada reaksi SN2 dan bisa saja pada reaksi E2. Perlu kita lihat, kejadian pertama jika basa kuat menyerang atom H β pada C β maka akan terbentuk ikatan rangkap pada C dan X lepas maka produk yang dihasilkan adalah produk E2. Sedangkan jika nukleofil menyerang atom C dan X lepas sebagai leaving group, maka produk yang dihasilkan adalah SN2.

Pada reaksi kompetisi SN2 dan E2 ini apabila pada reaksi bersaing SN2 dan E2 menggunakan alkil halida sekunder bisa juga bereaksi, karena mereka tidak mengalami ionisasi menjadi ion karbonium atau membentuk karbokation. Tetapi apabila menggunakan halida tersier yang berjalan dengan basa kuat dalam pelarut kurang polar maka reaksi yang terjadi yaitu E2, tidak dengan SN2. Kemudian, ketika menggunakan alkil halida primer maka yang terjadi adalah reaksi substitusi, SN2. Mekanisme yang terjadi sangat dipengaruhi oleh keadaan reaksi. Jika yang dipakai nukleofil basa lemah dengan pelarut polar aprotik, maka yang lebih dominan adalah SN2. E2 akan dominan jika yang dipakai adalah basa kuat seperti CH3CH2O-, atau OH- atau NH2-. Dan juga semakin tinggi temperatur, produk E2 yang dihasilkan banyak.

Faktor- faktor yang bisa mempengaruhi reaksi bersain SN2 dan E2 adalah temperatur, Struktur alkil halida (substrat), struktur basanya.

Permasalahan :

1. Apa yang terjadi apabila pada reaksi bersaing SN2 dan E2 menggunakan alkil halida sekunder? Bagaimana produk yang dihasilkan?
2. Mengapa tingkat kebasaan suatu nukleofil dapat mempengaruhi pada kompetisi reaksi SN2 dan E2?
3. Mengapa semakin tinggi temperatur, produk E2 yang dihasilkan banyak juga?

Mekanisme Reaksi Bersaing SN1 dan E1

Setelah sebelumnya kita telah belajar reaksi tentang SN1 maupun E1, maka sekarang mari kita kaji lagi tentang keduanya ketika bersaing.

Reaksi SN1 dan E1 memiliki mekanisme”yang sangat mirip, hasil akhirnya hanya- tergantung pada apakah nukleofil atau basa”adalah serangan pertama. Dibandingkan”dengan reaksi”SN2 dan E2 orde kedua, SN1 dan E1 adalah orde:pertama, laju reaksi hanya bergantung pada;substrat.

SN1 dan E1 selalu^dikelompokkan bersama karena mereka^selalu terjadi bersamaan. Jika^kelompok yang meninggalkan terdisosiasi^terlebih dahulu, ada kemungkinan^yang sama kemungkinan^serangan nukleofil (SN1) karena ada^basa yang melepaskan^b-hidrogen (E1). Baik E1 maupun SN1^memulai hal yang^sama, dengan^pemisahan gugus yang^meninggalkan, membentuk molekul planar^trigonal dengan^karbokation. Molekul ini kemudian diserang oleh nukleofil untuk SN1 atau basa menarik b-hidrogen’untuk E1. Jika SN1 terjadi, akan ada inversi stereokimia karena serangan sisi belakang dan tiga ikatan lainnya "berputar ke dalam" di sekitar karbon pusat. Pada^reaksi SN1 dan E1 berjalan^sangat lambat^dengan^senyawa^heteroalkil^primer.

Di bawah ini merupakan salah satu contoh reaksi bersaing SN1 dan E1.



Kita bisa lihat pada gambar bahwa Diantara reaksi SN1 maupun E1 yang lebih mendominasi adalah reaksi SN1 yaitu persentasenya 83%. Di gambar kita menggunakan basa sebagai nukleofil yaitu etanol maka pada reaksi diatas akan lebih menonjol mengalami reaksi substitusi. Klorida (Cl) pada substrat akan digantikan dngan etanol(C2H50H) ataupun air sehingga membentuk tersier butil alkohol dan tersier butil eter, ini terjadi dalam reaksi substitusi. Jika dalam reaksi eliminasi etanol dalam reaksi diatas mencuri H dari atom C yang nantinya akan terbentuk ikatan rangkap disana. Dan atom Cl akan melepas sebagai gugus perginya. Pada reaksi E1 ini akan menghasilkan produk yaitu 2 metil propena. Jadi dapat diambil kesimpulan bahwa dalam reaksi ini lebih mudah mengalami SN1 dari pada E1 karena basanya yang kecil.

Permasalahan :

1. Mengapa pada reaksi pada gambar diatas lebih dominan terjadi reaksi SN1 dari pada E1?

2. Mengapa pada reaksi SN1 dan E1 berjalan sangat lambat dengan senyawa heteroalkil primer?

3. Menurut anda, bagaimnakah laju reaksi pada reaksi bersaing SN1 dan E1? Apakah ada perbedaan antara keduanya?

GAMBAR JAWABAN KIMIA ORGANIK II NOMOR 4

GAMBAR DARI JAWABAN KIMIA ORGANIK II NOMOR 3

JAWABAN UTS KIMIA ORGANIK 11 NOMOR 2

C KIRAL

PERSAMAAN REAKSI UTS KIMIA ORGANIK II

n-bromopropana

MEKANISME REAKSI ELIMINASI E1

Terakhir kali kita membahas tentang reaksi eliminasi E2. Di post-an kali ini, kita akan menggali sedikit lebih dalam pada satu jenis reaksi eliminasi yaitu E1.

Unimolecular Elimination (E1) dapat dikatakan sebagai reaksi di mana penghilangan substituen HX menghasilkan pembentukan ikatan rangkap. Ini mirip sekali dengan reaksi substitusi nukleofilik unimolecular (SN1) dalam berbagai cara. Salah satunya adalah pembentukan perantara karbokation. Juga, satu-satunya langkah yang menentukan laju (lambat) adalah disosiasi kelompok yang meninggalkan untuk membentuk karbokation, karenanya namanya unimolecular. Jadi, karena dua reaksi ini berperilaku sama, mereka saling bersaing. Sering kali, kedua reaksi ini akan terjadi secara bersamaan untuk membentuk produk yang berbeda dari satu reaksi. Namun, satu dapat disukai lebih dari yang lain melalui kontrol termodinamika.

Mekanisme reaksi E1 ini hanya bergantung pada alkil halidanya saja. Sama halnya dengan SN1 reaksi E1 ini melalui dua tahapan yaitu:

1. Tahap petama yaitu tahap ionisasi, yaitu Pemutusan ikatan C-X terpolarisasi memungkinkan hilangnya gugus yang meninggalkan yaitu ion halida hingga menghasilkan karbokation. Pada tahap ini reaksi berjalan lambat dan sebagai penentu laju pada reaksi, sehingga laju reaksi bergantung pada alkil halidanya saja. Pemuusan ikatan adalah endotermik.
2. Tahap yang ke dua yaitu Tahap deprotonasi, reaksi berjalan dengan cepat dan Basa mendeprotonasi karbon beta untuk membentuk ikatan pi. Deprotonasi oleh basis (di sini ion alkoksida) dari atom C yang berdekatan pusat karbokation mengarah ke penciptaan C = C

Karena suatu reaksi E1, seperti reaksi SN1, berlangsung lewat zat-antara karbokation, maka tak mengherankan bahwa alkil halida tersier bereaksi lebih cepat daripada alkil halida lain.



Kestabilan karbon mempengaruhi reaksi E1. karbokation tersier lebih disukai daripada sekunder, primer dan metil. Hal ini dikarenakan fenomena hyperconjugation, yang mana pada dasarnya memungkinkan ikatan C-C atau C-H terdekat berinteraksi dengan orbital karbon untuk membawa elektron ke keadaan energi yang lebih rendah. Jadi, ini memiliki efek stabilisasi pada molekul secara keseluruhan. Secara umum, karbonasi primer dan metil tidak diproses melalui jalur E1 karena alasan ini, kecuali ada cara penataan ulang karbokation untuk memindahkan muatan positif ke karbon terdekat. Karbon sekunder dan tersier membentuk karbonasi yang lebih stabil, sehingga pembentukan ini terjadi dengan sangat cepat.

Karbokation sekunder dapat mengalami jalur reaksi E2, tetapi ini umumnya terjadi di hadapan basa baik / kuat. Menambahkan basa lemah ke reaksi tidak disukai E2, pada dasarnya mendorong menuju jalur E1. Dalam banyak kasus, solvolisis terjadi daripada menggunakan basa untuk mendeprotonasi. Ini berarti panas ditambahkan ke larutan, dan pelarut itu sendiri mendeprotonasi hidrogen. Media dapat mempengaruhi jalur reaksi juga. Pelarut protik polar dapat digunakan untuk menghambat nukleofil, sehingga E2 / Sn2 tidak terjadi.

Referensi :

Fessenden, Ralp J dan Joan S Fessenden. 1986. Kimia Organik Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Supplemental_Modules_(Organic_Chemistry)/Reactions/Elimination_Reactions/E1_Reactions

Permasalahan :

1. Mengapa pada reaksi E1 alkil halida tersier bereaksi lebih cepat dari pada alkil halida lainnya?

2. Apa yang menyebabkan kestabilan ion karbonium yang mempengaruhi reaksi E1?

3. Mengapa pada reaksi E1 laju reaksi bergantung hanya pada konsentrasi alkil halidanya saja?