MEKANISME REAKSI-REAKSI ADISI PADA ALDEHID DAN KETON

Pada kedua senyawa ini mempunyai gugus karbonil, dimana pada keton mempunyai dua gugus alkil (aril) yang terikat pada karbon karbonil., sedangkan pada aldehid mempunyai sekurang-kurangnya satu atom hidrogen yang terikat pada karbonilnya. 

Reaksi-reaksi adisi aldehid dan keton

Senyawa yang memiliki ikatan rangkap dengan karbon-karbon yang menyendiri bersifat non polar dimana untum dapat bereaksi diperlukan elektrofil untuk menyerang elektron-elektron ikatan phi. Sedangkan pada ikatan karbon-oksigen bersifat polar. Tetapi terdapat konesuensi yang disebabkan kepolaran gugus karbonil. Senyawa karbonil bisa diserang oleh nukleofil atau elektrofil.

Banyak reaksi adisi pada kedua senyawa ini, terutama reaksi adisi dengan nukleofil lemah, yang dikatalisasi asam  karena protnasi menambah muatan positif pada karbon karbonil, sehingga karbon ini lebih mudah diserang oleh nukleofil yang lebih rendah.

Reaktivitas relatif aldehid dan keton dalam reaksi adisi ini sebagian dapat disebabkan oleh banyaknya muatan positif pada karbon karbonil.

Reaksi adisi nukleofilik pada aldehid dan keton

Reaksi adisi nukleofilik

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi pada reaksi adisi  nukleofilik yaitu : faktor elektronik akibat pengaruh induksi positif dari gugus alkil menyebabkan karbon karbonil kurang elektro positif, faktor elektronik  akibat adanya resonansi dan faktor sterik.

•  reaksi adisi nukleofilik dengan H₂O : Hidrasi
  

•  Reaksi adisi nukleofilik dengan HCN (or KCN / H⁺)
  

             mekanismenya:

• Reaksi adisi nukleofilik perekasi Grignard
  Pereaksi Grignard adalah nukleofil karena ikatan karbon-magnesium sangat terpolarkan dengan kerapatan elektron yang tinggi pada karbon.

• ·Reaksi adisi nukleofilik hidrida : Reduksi
  Pereaksi pereduksi (misalnya LiAlH₄ atau NaBH₄) berfungsi sebagai ekivalen ion hidrida (H^–).

Permasalahan:

1. Mengapa banyaknya muatan positif pada karbonil dapat terjadinya reaktivitas pada aldehid dan keton?

2. Mengapa faktor sterik dapat mempengaruhi reaksi adisi nukleofilik pada aldehid dan keton?

3. Apa saja konsekuensi pada kepolaran gugus karbonil dan akibatnya yang terjadi?

MEKANISME BERSAING REAKSI SN2 DAN E2

Pada kali ini saya akan membahas tentang reaksi bersaing SN2 dan E2. Pada kedua reaksi antara SN2 dan E2 terdapat alkil halida yang bereaksi dengan basa lewis dan menghasilkan produk yang bisa bertindak sebagai hasil reaksi untuk reaksi substitusi maupun untuk reaksi eliminasi. Pada reaksi bersaing ini juga memiliki kesamaan yaitu keduanya sama-sama membutuhkan gugus pergi atau leaving group yang baik. Pada reaksi SN2 dan E2 ini juga membutuhkan berupa pelarut yang membuat terjadinya reaksi subsitusi maupun eliminasi bimolekuler ini adalah sama yaitu pelarut polar, kemudian daripada itu terdapat pula kesamaan lainnya berupa pengunaan basa yang kuat. Sehingga reaksi SN2 dan E2 disebut reaksi bersaing.

Dari gambar ini, dapat kita ketahui bahwa reaksi E2 terjadi lebih cepat dari pada SN2. Hal ini dapat terjadi apabila alkil halida sekunder dan nukleofil yang digunakan adalah basa kuat. Nukleofil yang baik yang merupakan basa lemah akan menguntungkan SN2 sedangkan nukleofil yang lemah adalah basa kuat akan disukai E2. Pada reaksi bersaing ini, dengan menaikkan suhu pada reaksi antara SN2 dan E2 cenderung meningkat proporsi eliminasi.

Permasalahan 

1. Bagaimana reaksi antara SN2 dan E2 dapat bersaing?

2. Jika alkil halida sekunder dan tersier digunakan dengan basa kuat yang terjadi pada reaksi bersaing SN2 dan E2?

3. Mengapa dengan menaikkan suhu cenderung meningkatkkan proporsi eliminasi?

MEKANISME BERSAING REAKSI SN1 DAN E1

Seperti yang kita ketahui bahwa bahwa SN1 dan E1 sama sama merupakan reaksi yang terjadi dalam dua tahap dimana memiliki langkah pertama yang sama - sama pembentukan karbokation. Dalam reaksi SN1 ini, nukleofil menyerang karbokation, untuk membentuk produk substitusi. Sedangkan dalam mekanisme E1, basis menghilangkan proton beta pada atom H yang membentuk ikatan baru. Hal iinilah disebut reaksi bersaing antara SN1 dan E1

 
Reaksi SN1 merupakan reaksi substitusi di mana substituen baru disubstitusi dengan mengganti gugus fungsi yang ada dalam senyawa organik. Reaksi E1 adalah reaksi eliminasi di mana substituen yang ada dihapus dari senyawa organik. Perbedaan utama antara reaksi SN1 dan E1 ialah bahwa reaksi SN1 adalah reaksi substitusi sedangkan reaksi E1 adalah reaksi eliminasi. Reaksi SN1 adalah reaksi substitusi nukleofilik dalam senyawa organik sedangkan reaksi E1 adalah reaksi eliminasi unimolekuler. Reaksi SN1 dan E1 dapat terjadi pada alkil halida sekunder dan tersier serta alkohol sekunder dan tersier.Sedangkan pada senyawa heteroalkil primer reaksi ini berjalan lambat.

Terbentuknya ion karbonium merupakan tahap penentuan laju yang terjadi pada reaksi SN1 maupun E1. Reaksi SN1 dan E1 ini menunjukkan kinetika orde pertama yang reaksinya hanya bergantung pada konsentrasi alkil halida saja, dan hanya melibatkan satu pereaksi pada saat keadaan transisi, sehingga reaksi keduanya disebut reaksi unimolekular.

Reaksi SN1 dan E1 keduanya disukai oleh nukleofili atau basa lemah dalam (atau yang merangkap) pelarut protik polar.

karbokation dibentuk dari alkohol dengan menambahkan asam kuat seperti HCl, HBr, atau HI, dan berakhir dengan alkil halida. Ion halida adalah nukleofil yang layak di bawah kondisi reaksi.

Reaksi SN1 selalu mendominasi E1, karena hanya diperlukan 1- tahap serangan ke karbokation yang datar: 

Permasalahan

1. Bagaimana reaksi SN1 dan E1 ini dapat bersaing?

2. Mengapa pada pembentukan karbokation dari alkohol digunakan asam kuat?

3. Mengapa reaksi berjalan lambat jika bereaksi dengan senyawa heteroalkil primer pada reaksi SN1 dan E1?

MEKANISME REAKSI ELIMINASI E1

Reaksi E1 merupakan reaksi eliminasi dimana suatu karbokation dapat memberikan sebuah proton kepada suatu basa dan menghasilkan alkena. Reaksi ini bisa disebut juga reaksi eliminasi unimolekuler.  Pada reaksi eliminasi ini terjadi dua tahap yaitu ionisasi dan juga deprotonasi. Dimana ionisasi itu tahap putusnya ikatan karbon-halogen membentuk intermediet karbokation. Laju reaksi pada E1 adalah  

         laju = k [ Rx ]

Kinetika pada reaksi ini adalah orde satu dimana menunjukkan bahwa mekanisme reaksi melibatkan lebih dari satu langkah dan langkah lambat itu adalah unimolekuler yang hanya melibatkan alkil halida. 

Mekanisme Reaksi  E1

Seperti yang dikatakan diatas mekanisme reaksi ini terdiri dari 2 tahap yaitu:

Tahap 1 (lambat)

Pertama dalam reaksi eliminasi adalah tahap lambat dan merupakan tahap penentu laju dari reaksi keseluruhan. Suatu reaksi E1 yang khas menunjukkan kinetika orde pertama, dengan laju reaksi hanya bergantung pada konsentrasi alkil halida saja.

Tahap 2 (cepat)
Dalam tahap dua reaksi eliminasi, basa itu merebut sebuah proton dari sebuah atom karbon yang terletak berdampingan dengan karbon positif. Elektron ikatan sigma karbon hidrogen bergeser ke arah muatan positif, karbon itu mengalami rehibridisasi dari keadaan  sp3 ke keadaan sp2, dan terbentuklah alkena.

Karena suatu reaksi E1 berlangsung lewat zat antara karbokation, maka tidak mngherankan bahwa bahwa alkil halida tersier lebih cepat daripada alkil halida lain.

Mekanisme E1 dan E2 keduanya melibatkan jumlah yang sama dari ikatan putus dan dibentuk. Salah satu perbedaannya adalah waktu.

• Dalam reaksi E1 ,gugus pergi berasal dari sebelum β proton  di hilangkan , dan reaksi terjadi dalam dua tahap 
•  Dalam reaksi E2 gugus pergi berasal  setelah β proton dihilangkan dan reaksi terjadi dalam satu tahap.

Tiga hal yang menarik dari reaksi E1
1. Laju reaksi E1 meningkat karena jumlah gugus R pada karbon dengan meningkatnya gugus pergi
2. Basa tidak muncul dalam persamaan laju. Basa lemah seperti H2O dan ROH membantu reaksi E1. Kekuatan dari basa biasanya menunjukan apakah reaksi mengikuti mekanisme E1 atau E2
3. Reaksi E1 adalah regioselektif, mengikuti pembentukan alkena yang lebih tersubstitusi atau lebih stabil. 

Permasalahan
1. Mengapa ditahap 1 atau tahap lambat dijadikan penentu laju reaksi?
2. Laju reaksi pada reaksi E1 bergantung pada konsentrasi alkil halida saja, mengapa demikian?
3. Apa yang menyebabkan reaksi E1 mempunyai mekanisme yang bertahap? Mengapa tidak dengan satu langkah atau bersamaan seperti E2?