Mekanisme Terjadinya Eliminasi Pada Alkil Halida dan Alkohol

ALKIL HALIDA

Alkil halida adalah turunan hidrokarbon di mana satu atau lebih hidrogennya diganti dengan halogen. Tiap-tiap hidrogen dalam hidrokarbon potensil digantikan dengan halogen, bahkan ada senyawa hidrokarbon yang semua hidrogennya dapat diganti. Senyawa terfluorinasi sempurna yang dikenal sebagai fluorocarbon, cukup menarik karena kestabilannya pada suhu tinggi.

Alkil halida juga terjadi di alam, meskipun lebih banyak terjadi dalam organisme air laut daripada organisme air tawar. Halometana sederhana seperti CHCl₃, CCl₄, CBr₄, CH₃I, dan CH₃Cl adalah unsur pokok alga Hawai Aspagonsi taxiformis. Bahkan ada senyawa alkil halida yang diisolasi dari organisme laut yang memperlihatkan aktivitas biologis yang menarik. Sebagai contoh adalah plocamen B, suatu turunan triklorosikloheksana yang diisolasi dari alga merah Plocamium violaceum, berpotensi seperti DDT dalam aktivitas insentisidalnya melawan larva nyamuk.

ALKOHOL

Alkohol sering dipakai untuk menyebut etanol, yang juga disebut grain alcohol; dan kadang untuk minuman yang mengandung alkohol. Hal ini disebabkan karena memang etanol yang digunakan sebagai bahan dasar pada minuman tersebut, bukan metanol, atau grup alkohol lainnya. Begitu juga dengan alkohol yang digunakan dalam dunia farmasi. Alkohol yang dimaksudkan adalah etanol. Sebenarnya alkohol dalam ilmu kimia memiliki pengertian yang lebih luas lagi.

Dalam kimia, alkohol (atau alkanol) adalah istilah yang umum untuk senyawa organik apa pun yang memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada atom karbon, yang ia sendiri terikat pada atom hidrogen dan/atau atom karbon lain.

REAKSI ELIMINASI

            Reaksi Eliminasi adalah reaksi penghilangan suatu gugus atom pada suatu senyawa. Pada reaksi elimiasi teradi perubahan ikatan, ikatan tunggal –> ikatan rangkap

            Mekanisme satu-tahap dikenal sebagai reaksi E2, dan mekanisme dua-tahap dikenal sebagai reaksi E1. Angka pada nama reaksi tidak berhubungan dengan jumlah tahapan dalam mekanisme tersebut, namun berkaitan dengan kinetika reaksi, bimolekular dan unimolekular berturut-turut. Dalam kasus yang jarang terjadi, untuk molekul yang memiliki gugus pergi yang buruk, jenis reaksi ketiga, E1_CB, terjadi.

JENIS-JENIS REAKSI ELIMINASI

a.      Reaksi Eliminasi E1 (Unimolekuler)

Reaksi eliminasi unimolekuler adalah reaksi eliminasi dimana karbokation memberikan sebuah proton kepada suatu basa dalam suatu reaksi eliminasi sehingga akan menghasilkan suatu produk alkena. Dalam reaksi ini hanya satu molekul saja yang menetukan reaksi.

Mekanisme eliminasi unimolekuler (E1) memberikan arti bahwa keadaan transisi penentu lajunya melibatkan suatu molekul tunggal. Tahap penentu lajunya sama seperti tahap pertama pada reaksi SN1, yaitu ionisasi unimolekuler secara spontan dari substrat halide membentuk suatu intermediet karbokation. Pada tahap kedua kedua yang cepat, suatu basa menarik proton pada atom karbon yang berdampingan. Elektron yang sebelumnya untuk ikatan proton-karbon sekarang membentuk ikatan pi diantara kedua ataom karbon.

Mekanisme umum reaksi E1 adalah sebagai berikut :

Tahap 1 : Ionisasi (penentu Laju)

Reaksi E1 berjalan lambat

Tahap 2 : Penarikan proton oleh Basa (cepat)

Reaksi E1 berjalan cepat.

Mekanisme reaksi E1 ini hampir selalu bersama dengan reaksi SN1. Pada saat karbokation membentuk, ada dua kemungkinan eliminasi atau substitusi, dan campuran produk akan dihasilkan.

Diagram perubahan energi reaksi E1

Stereokimia produk reaksi E1

Pada mekanisme E1 keterlibatan stereokimianya tidak seperti mekanisme E2. Pada reaksi E2 geometri periplanar diperlukan, tetapi pada reaksi E1 tidak ada syarat geometri. Intermediet karbokation dapat melepaskan proton manapun dari posisi tetangganya yang tersedia. Pada reaksi ini juga dapat diharapkan produk yang terbentuk adalah produk yang lebih stabil.

b.      Reaksi Eliminasi E2 (Bimolekuler)

Reaksi eliminasi bimolekuler adalah suatu reaksi eliminasi dimana terdapat dua molekul yang menjadi reaktannya, yakni substrat dan basa atau nukleofilnya. Oleh karena itu, mekanisme reaksi E2 melibatkan dua molekul sehingga tahap penentu laju reaksinya :

Selain itu, hanya pada reaksi E2 akan menghasilkan stereospesifik namun tidak untuk reaksi E1.

Dalam reaksi E₂ yang lebih dominan adalah :

ü Substrat yang mengandung  gugus pergi yang  baik berikatan dengan atom karbon tetrahedral.

ü Basa kuat non-nukleofilik.

ü Tidak terjadi pembentukan karbokation

ü Pembentukan secara serempak

ü Produk Saytzeff umumnya produk utama :

Reaksi E2 alkil halida cenderung dominan bila digunakan basa kuat seperti –OH dan –OR, dan temperatur tinggi. Secara khas reaksi E2 dilaksanakan dengan memanaskan alkil halida dengan nukleofilnya dalam suatu pelarut.

Diagram perubahan energi reaksi E2

Mekanisme reaksi E2

Dalam mekanisme E2, kedua gugus dilepas secara serentak, dimana proton ditarik oleh adanya basa. Mekanisme ini berlangsung satu tahap dan secara kinetik adalah orde kedua, orde satu terhadap subtrat dan orde satu terhadap basa. Reaksi ini analog dengan mekanisme SN2, gugus perginya dapat positif atau netral dan basanya bermuatan negatif atau netral.

Mekanisme E2 juga memerlukan basa. Akan tetapi, pergantian posisi basa dan eliminasi gugus lepas berlangsung secara serentak dan tidak menghasilkan zat antara ionik. Berbeda dengan eliminasi E1, konfigurasi stereokimia yang berbeda dapat dihasilkan dalam reaksi yang memiliki mekanisme E2 karena basa akan lebih memfavoritkan eleminasi proton yang berada pada posisi-anti terhadap gugus lepas. Oleh karena kondisi dan reagen reaksi yang mirip, eliminasi E2 selalu bersaing dengan substitusi SN2.

Berdasarkan data eksperimen menunjukan bahwa reaksi E2 adalah stereospesifik. Eliminasi selalu terjadi dari suatu geometri periplanar, artinya bahwa semua empat atom yang bereaksi-hidrogen, dua atom karbon, dan gugus pergi terletak pada bidang yang sama. Ada dua geometri yang mungkin: geometri sin periplanar, dimana H dan X pada sisi yang sama dari molekul; dan geometri anti periplanar, dimana H dsn X ada pada posisi yang berlawanan dalam molekul. Pada kedua geometri ini, anti periplanar lebih disukai karena memiliki konformasi “staggered” yang memiliki energy lebih rendah, sedangkan  sin periplanar memiliki konformasi “eclips” dengan energy yang lebih tinggi.

Stereokimia produk reaksi E2

Geometri anti periplanar untuk eliminasi E2 memiliki konsekuensi stereokomia yang pasti yang membuktikan mekanisme yang diusulkan. Sebagai contoh, meso-1,2-dibromo-1,2-dipeniletana mengalami eliminasi E2 pada pengolahan dengan basa yang hanya menghasilkan E-alkena (gugus penil cis). Tidak hanya isomer Z-alkena diharuskan memiliki geomatri sin periplanar.

Reaksi eliminasi E2 dengan geometri periplanar dapat diidentikan dengan reaksi SN2 dengan geometri 180o. pada reaksi SN2, sepasang electron dari nukleofil yang datang mendesak gugus pergi pada sisi yang berlawanan dari molekul (serangan sisi belakang). Pada reaksi E, sepasang electron dari suatu ikatan C-H tetangga mendesak gugus pergi pada posisi berlawanan dari molekul (anti periplanar).

Pada system sikloheksana diketahui bahwa hampir semua seikloheksana stabil pada konformasi kursi. Pada konformasi ini semua ikatan karbon-karbon adalah staggered, dan eliminasi E2 bisanya berlangsung melalui keadaan transisi staggered anti coplanar. Dua ikatan aksial bersebelahan berada dalam konformasi anti koplar, orientasi yang ideal untuk reaksi E2. Pada dua stom karbon yang bersebelahan, satu ikatan aksial ke atas dan satu ikatan aksial ke bawah. Kedua ikatan aksial ini berporsi trans satu sama lain atau disebut trans-diaksial.

 Reaksi eliminasi E2, pada system sikloheksana bentuk kursi hanya dapat berlangsung bila proton dan gugus perginya berada pada posisi trans-diaksial. Gambar 8.2 menunjukkan dehidrohalogenasi E2 dari bromosikloheksana. Molekul harus membalik ke konfirmasi kursi dengan atom brom aksial sebelum eliminasi dapat terjadi.

PERMASALAHAN :

Pada artikel di atas dikatakan bahwa “Dalam kasus yang jarang terjadi, untuk molekul yang memiliki gugus pergi yang buruk, jenis reaksi ketiga, E1_CB, terjadi”.

Nah saya masih kurang mengerti mengenai :

1.      Kasus seperti apa yang dimaksud dan bisakah teman-teman berikan salah satu contohnya?

2.      Bagaimana suatu molekul dapat dikatakan memiliki gugus pergi yang buruk? Tolong jelaskan.

3.      Jelaskan mengenai reaksi jenis ketiga (E1_CB) menggunakan bahasamu sendiri.

Referensi :

http://imajinatachan.blogspot.co.id/2012/01/alkil-halida.html

https://www.academia.edu/24754276/Reaksi_Eliminasi

https://id.wikipedia.org/wiki/Alkohol