Reaksi Eliminasi Alkil Halida: Aturan Zaitsev

Assalamualakum Wr.Wb.

    Pada kesempatan kali ini saya ingin memberikan atau berbagi tentang apa itu “Reaksi Eliminasi”. Namun, sebelum kita membahas reaksi eliminasi ada baiknya kita mereview kembali kiriman saya minggu lalu tentang reaksi SN₂ dan SN₁ .

    Pada reaksi SN2 dan SN1, suatu substrat akan bereaksi dengan suatu reaktan dimana substratnya adalah alkil halida dan reaktannya adlah nukleofilik. Pada reaktan, reaktan SN2 merupakan nonpolar sedangkan reaktan SN1 merupakan reaktan polar. Dengan ukuran kepolaran tersebut kita dapat mengetahui pelarut mana yang digunakan sebagai pelarut dalam reaki SN2 dan SN1 ini. Jika suatu substrat bersifat nonpolar maka digunakanlah pelarut polar. Hal ini bertujuan agar alkil halida pada substrat dapat terbebas karena tidak dikepung oleh zat nonpolar tapi disekelilingnya adalah pelarut polar. Akibatnya alkil halida dapat bebas dan halngan steriknya rendah. Jika substrat nonpolar direaksikan dengan pelarut nonpolar maka akan menghalangi alik halida (X) dan sebaliknya. Ketika substrat melepaskan X (F, Cl, Br, I), X akan terpolarisasi oleh pelarut polar.

     Kepolaran suatu pelarut itu disebabkan oleh atom C primer, sekunder dan tersier (1ᵒ, 2ᵒ, 3ᵒ). Kepolarannya semakin kekanan semakin polar. Hal ini berarti atom C primer merupakan nonpolar sedangkan atom C tersier merupakan polar. Makin kompleks suatu senyawa maka akan semakin tidak polar. Keceapatan reaksi antara SN1 dan SN2 akan dijelaskan berdasarkan gambar dibawah ini:

     

     Pada gambar ditunjukkan bahwa reaksi SN2 memiliki ∆G yang lebih rendah dari pada reaksi SN1. Hal ini menyebabkan reaksi SN2 lebih cepat dari pada reaksi SN1. Reaksi SN2 lebih cepat daripada reaksi SN1 dikarenakan dua reaktan dan substrat saling bertumbukan yang menyebabkan energi aktivasi pada reaksi SN1 yang tinggi dan halangan steriknya rendah. Persamaan laju reaksinya sebagai berikut :

R= k [R][s]

    Pada reaksi SN1 berjalan lambat karena tumbukan yang terjadi tidak sempurna dan mempunyai halangan sterik yang besar serta nukleofil baru mulai mengikat reaktan. Persamaan laju reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:

R = k [s]

Reaksi Eliminasi

   Pada reaksi eliminasi, molekul senyawa berikatan tunggal berubah menjadi senyawa berikatan rangkap dengan melepas molekul kecil. Jadi, eliminasi merupakan kebalikan dari adisi.

Reaksi Eliminasi Alkil Halida: Aturan Zaitsev

 Eliminasi adalah jalur alternatif ke substitusi

 Berlawanan dengan reaksi adisi

 Menghasilkan alkena

 Dapat berkompetisi dengan substitusi daN

    menurunkan jumlah produk, khususnya untuk SN1

Aturan Zaitsev untuk reaksi Eliminasi : Pada eliminasi HX dari alkil halida, produk alkena

yang lebih tersubstitusi adalah produk yang dominan.

Mekanisme reaksi Eliminasi

 Tatanama Ingold: E – “eliminasi”

 E1: pertama X- lepas membentuk karbokation

 suatu basa abstrak proton dari karbokation

 E2: Transfer terpadi proton ke suatu basa dan

    perginya gugus lepas

Reaksi Eliminasi dibagi menjadi dua yaitu reaksi E1 dan E2

a.    Reaksi E1 (Alkil Halida)

Reaksi E1 adalah reaksi eliminasi dimana suatu karbokation (suatu zat antara yang tak stabil dan berenergi tinggi, yang dengan segera bereaksi lebih lanjut) dapat memberikan sebuah proton kepada suatu basa dan menghasilkan sebuah alkena. Pada reaksi S_N1, salah satu cara karbokation mencapai produk yang stabil ialah dengan bereaksi dengan sebuah nukleofil. Karbokation adalah suatu zat antara yang tak stabil dan berenergi tinggi. Karbokation memberikan kepada basa sebuah proton dalam reaksi eliminasi, dalam hal ini reaksi E1 menjadi sebuah alkena.

Tahap 1 (lambat)

Tahap pertama dalam reaksi eliminasi adalah tahap lambat dan merupakan tahap penentu laju dari reaksi keseluruhan. Suatu reaksi E1 yang khas menunjukkan kinetika order-pertama, dengan laju reaksi hanya bergantung pada konsentrasi alkil halide 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 mengherankan bahwa alkil halida tersier lebih cepat daripada alkil halida lain.

b.    Reaksi E2 (Alkil Halida)

Reaksi E2 (eliminasi bimolekular) ialah reaksi eliminasi alkil halida yang paling berguna. 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 K^+ -OH / Na^+ -OCH₂CH₃ dalam etanol. Reaksi E2 berjalan tidak lewat suatu karbokation sebagai zat-antara, melainkan berupa reaksi serempak (concerted reaction) yakni terjadi pada satu tahap, sama seperti reaksi S_N2.

1.                  Basa membentuk ikatan dengan hidrogen

2.                  Elektron-elektron C-H membentuk ikatan pi

3.                  Brom bersama sepasang elektronnya meninggalkan ikatan sigma C-Br.

Persamaan diatas menunjukkan mekanisme, dengan anak panah bengkok menyatakan “pendorongan elektron” (electron-pushing). Struktur keadaan transisi dalam reaksi satu tahap ini adalah : Dalam reaksi E2, seperti dalam reaksi E1, alkil halida tersier bereaksi paling cepat dan alkil halida primer paling lambat. (Bila diolah dengan suatu basa, alkil halide primer biasanya begitu mudah bereaksi substitusi, sehingga sedikit alkena terbentuk).

Perbandingan E1 dan E2

 Basa kuat dibutuhkan untuk E2 tapi tidak untuk E1

 E2 stereospesifik, E1 tidak

 E1 menghasilkan orientasi Zaitsev

Alkil halida mengalami berbagai reaksi berbeda yang berkompetisi, tergantig pada reaksi molekul dan kondisi. Berdasarkan polanya, dapat diprediksi produknya.

Cukup sekian artikel yang saya buat semoga bermanfaat bagi yang membacanya. Wassalamualaikum Wr.Wb.