REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK PADA ALKIL HALIDA

-


MEKANISME REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK PADA ALKIL HALIDA

A.  Konsep Dasar Reaksi Substitusi Nukleofilik
B.   Berbagai kemungkinan mekanisme reaksinya

Senyawa Halogen Organik
Reaksi Substitusi





Sekilas Tentang Reaksi Substitusi

Reaksi Substitusi : Reaksi penggantian
Reaksi Substitusi Nukleofilik : Penggantian atom atau gugus atom dari suatu molekul atau nukleofil.
Nukleofil : Spesies yang mempunyai atom dengan orbital terisi 2 elektron (pasangan elektron)
Contoh :


A.  Konsep Dasar Reaksi Substitusi Nukleofilik


REAKSI SUBSTITUSI

Reaksi substitusi atau disebut reaksi pertukaran gugus fungsi terjadi saat atom atau gugus atom dari suatu senyawa karbon digantikan oleh atom atau gugus atom lain dari senyawa yang lain. Secara umum mekanismenya :
 

Atom karbon ujung suatu alkil halida mempunyai muatan positif parsial. Karbon ini bisa rentan terhadap (susceptible; mudah diserang oleh) serangan oleh anion dan spesi lain apa saja yang mempunyai sepasang elektron menyendiri (unshared) dalam kulit luarnya. Dalam suatu reaksi substitusi alkil halida, halida itu disebut gugus pergi (leaving group) suatu istilah yang berarti gugus apa saja yang dapat digeser dari ikatannya dengan suatu atom karbon. Ion Halida merupakan gugus pergi yang baik, karena ion-ion ini merupakan basa yang sangat lemah. Basa kuat seperti misalnya OH-, bukan gugus pergi yang baik. Spesi (spesies) yang menyerang suatu alkil halida dalam suatu reaksi substitusi disebut nukleofil (nucleophile, “pecinta nukleus”), sering dilambangkan dengan Nu-. Umumnya, sebuah nukleofil ialah spesi apa saja yang tertarik ke suatu pusat positif ; jadi sebuah nukleofil adalah suatu basa Lewis. Kebanyakan nukleofil adalah anion, namun beberapa molekul polar yang netral, seperti H2O, CH3OH dan CH3NH2 dapat juga bertindak sebagai nukleofil. Molekul netral ini memiliki pasangan elektron menyendiri, yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan sigma. 
Lawan nukleofil ialah elektrofil (“pecinta elektron”) sering dilambangkan dengan E+. Suatu elektrofil ialah spesi apa saja yang tertarik ke suatu pusat negatif, jadi suatu elektrofil ialah suatu asam Lewis seperti H+ atau ZnCl2.

Sekilas Tentang Substitusi Nukleofilik

Reaksi substitusi : SN1 and SN2
Halida Primer = SN2
Halida Sekunder = Kedua Mekanisme
Halida Tersier = SN1
Gugus pergi : Halogen paling umum
Terdapat sejumlah nukleofil yang berbeda

REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK

Reaksi Substitusi Nukleofilik 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. Ada dua persamaan umum yang dapat dituliskan :







Skema Umum



Contoh :




Macam :
Reaksi Substitusi Nukleofilik bimolekular (SN2)
Reaksi Substitusi Nukleofilik unimolekular (SN1)

B.  Berbagai kemungkinan mekanisme reaksinya
Reaksi SN2
 


Fakta :
 * Laju reaksi tergantung pada konsentrasi RX dan OH
 * (R)-2-bromobutana sebagai substrat, diperoleh (S)-2-butanol  sebagai hasil dan sebaliknya
 * RX primer atau sekunder memberikan v reaksi lebih besar daripada RX tersier



Kompleks Transisi
Melibatkan  –OH dan RX sehingga reaksi v reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi keduanya.
Serangan  –OH terjadi dari arah berlawanan terhadap gugus lepas hingga terjadi pembalikan konfigurasi ;
Pemutusan dan pembentukan ikatan terjadi bersamaan hingga SN2 disebut pula sebagai reaksi serentak

Reaksi SN2 : Gugus Pergi
Gugus pergi yang paling baik lepas untuk membentuk basa Lewis  lemah
Gugus pergi yang baik :
Br, I, OTs, OH2+
“Lousy” leaving groups :
OH, OR, NH2,  F
In-between :
Cl                      











Permasalahan atau pertanyaan :

 1. Apakah keterkaitan antara gugus pergi yang baik dan bukan gugus pergi yang baik dalam suatu reaksi substitusi ?
2. Apa saja perbedaan yang signifikan antara reaksi substitusi nukleofilik bimolekular (SN2) dan reaksi substitusi nukleofilik unimolekular (SN1) ?

3. Apa yang menyebabkan reaksi tersier bereaksi lebih cepat daripada reaksi primer maupun reaksi sekunder ?

Komentar

  1. HANA26 Januari 2018 pukul 18.53

    Saya menjawab permasalah nomor 1 yaitu:

    Dalam ilmu kimia, gugus pergi dapat berupa suatu anion atau molekul netral, tetapi dalam kedua kasus tersebut yang terpenting adalah bahwa gugus pergi dapat menstabilkan kerapatan elektron tambahan yang dihasilkan dari heterolisis ikatan.

    "Gugus pergi yang baik" harus mampu menstabilkan muatan negatif, yaitu dalam bentuk anion yang stabil. Kemampuan gugus pergi umumnya mengikuti tren ini, dengan pKaH yang rendah dikaitkan dengan kemampuan gugus pergi yang lebih baik. pKaH mencerminkan kemampuan gugus pergi, namun bagaimanapun setiap tren cenderung berkorelasi dengan baik dengan satu sama lain. Basa kuat seperti OH−, OR− dan NR2− cenderung membuat "gugus pergi yang buruk" karena ketidakmampuan mereka untuk menstabilkan muatan negatif.

    BalasHapus
  2. Unknown26 Januari 2018 pukul 23.29

    baiklah, sya akan coba menjawab permasalahan anda yang ke dua yaitu : Apa saja perbedaan yang signifikan antara reaksi substitusi nukleofilik bimolekular (SN2) dan reaksi substitusi nukleofilik unimolekular (SN1)

    SN2
    - Reaksi serempak/ serangan dari belakang
    - Bereaksi dengan nukleofilik (Nu) kuat/basa lewis, ex:
    -OH, -OR, -CN
    - Bereaksi baik dengan alkil halida primer dan sekunder, Halida anilik dan benzyl halida
    - Pelarut non polar/polar aprotic

    SN1
    - proses melalui 2 tahap
    - Bereaksi dengan nukleofil lamah/basa lewis, ex: H2O, ROH
    - Bereaksi baik dengan alkil
    Tersier > sekunder (lambat), Halida anilik dan benzyl halida
    - Pelarut polar/ polar protic

    BalasHapus
  3. Zelvy Amelia Murwani27 Januari 2018 pukul 17.38

    Saya akan menanggapi permasalahan yang ketiga yaitu apa yang menyebabkan reaksi tersier bereaksi lebih cepat daripada reaksi primer maupun reaksi sekunder ?

    Penyebabnya adalah karena nukleofil dan substrat terlibat dalam langkah penentu kecepatan reaksi, maka kecepatan reaksi tergantung pada konsentrasi kedua spesies tersebut. 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. 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.

    BalasHapus

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

REAKSI ELIMINASI ALKIL HALIDA

-
Gambar
REAKSI ELIMINASI ALKIL HALIDA Reaksi Eliminasi adalah suatu reaksi dimana bagian suatu molekul lepass dari atom yang mengikatnya sehingga terbentuk ikatan rangkap.reaksi eliminasi merupkan suatu jenis reaksi organik dimana dua subtituen dilepaskan dari sebuah molekul baik dalam satu langkah atau dua langkah dimana reaksi satu langkah yaitu E2 dan reaksi dua langkah dikenal dengan E1. yang dapat dijelaskan dari gambar dibawah ini :   REAKSI ALKIL HALIDA Alkil halida paling banyak ditemui sebagai zat antara dalam sintesis. Mereka dengan mudah diubah ke dalam berbagai jenis senyawa lain, dan dapat diperoleh melalui banyak cara. Reaksi alkil halida yang banyak itu dapat dikelompokkan dalam dua kelompok, yaitu reaksi substitusi dan reaksi eliminasi. Dalam reaksi substitusi, halogen (X) diganti dengan beberapa gugus lain (Z). Reaksi eliminasi melibatkan pelepasan HX, dan hasilnya adalah suatu alkena. Banyak sekali modifikasi terhadap reaksi ini, tergantu...
Baca selengkapnya

PEMBENTUKAN DISAKARIDA DAN POLISAKARIDA

-
Gambar
PEMBENTUKAN DISAKARIDA DAN POLISAKARIDA DISAKARIDA 1.1 Pengertian Disakarida Disakarida atau biosa merupakan senyawa karbohidrat yang terbentuk ketika dua monosakarida mengalami reaksi kondensasi yang melibatkan terlepasnya suatu molekul kecil, seperti air , dari bagian gugus fungsi saja. Seperti monosakarida, disakarida membentuk larutan dalam air. Tiga senyawa disakarida paling umum adalah sukrosa , laktosa , ] dan maltosa . Salah satu contoh reaksi pembentukan disakarida adalah sebagai berikut : C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6                          C 12 H 22 O 12 + H 2 O    (monosakarida)                                    (disakarida) Dalam reaksi ter...
Baca selengkapnya

Penentuan Stereokimia pada Monosakarida

-
Gambar
Penentuan Stereokimia pada Monosakarida Stereokimia Monosakarida Berdasarkan stereokimia, monosakarida terbagi menjadi beberapa golongan. Stereokimia adalah studi mengenai susunan spasial dari molekul. Salah satu bagian dari stereokimia adalah stereoisomer. Stereoisomer  mengandung   pengertian : 1) memiliki kesamaan orde dan jenis ikatan 2)   memiliki perbedaan susunan spasial 3) memiliki perbedaan properti (sifat). Struktur glukosa atau karbohidrat yang lain dapat digambarkan dalam tiga bentuk stereokimia : 1)   Proyeksi Fischer (rantai lurus/linier) 2)   Struktur Haworth (siklik/cincin sederhana) 3)   Konformasi kursi Proyeksi Haworth Sir Walter Norman Haworth (1883-1950) seorang ahli kimia Inggris yang pada tahun 1937 memperoleh hadiah nobel,berpendapat bahwa pada molekul glukosa kelima atom karbon yang pertama dengan atom oksigen dapat membentuk cincin segienam. Oleh karena itu, ia mengusulkan penulisan rumus stru...
Baca selengkapnya