MEKANISME REAKSI REDUKSI PADA BERBAGAI SENYAWA ORGANIK

 MEKANISME REAKSI REDUKSI PADA BERBAGAI SENYAWA ORGANIK

        Reaksi reduksi merupakan kebalikan dari reaksi oksidasi. Dimana reaksi reduksi ini merupakan suatu reaksi dimana molekul organik kehilangan oksigen dan atau mendapatkan hidrogen dalam reaksi reduksi. Namun, reaksi reduksi dan oksidasi ini merupakan proses yang sama pentingnya. Misalnya saat kita mereduksi sebuah molekul, dimana dalam tingkat oksidasi yang lebih rendah bukan pada tingkat reduksi yang lebih tinggi. Dalam melakukan mekanisme reaksi reduksi kita dapat melihat terlebih dahulu bilangan oksidasinya, sehingga nantinya tingkat relatif reduksi pada berbagai senyawa dapat ditentukan melalui tingkat oksidasi relatifnya. Pada saat proses reduksi berlangsung, biasanya akan ditambahkan hidrogen kedalam molekul senyawa organik. Dimana hidrogen tersebut biasanya berasal dari molekul hidrogen (H2) atau dari pereaksi hibrida logam. Digunakannya molekul H2 dengan adanya berbagai katalis logam dapat mereduksi paling banyak obligasi. Karena hidrogenasi katalitik juga dapat mengurangi ikatan C = O, C = N, proses ini sering terjadi sekaligus mengurangi sebagian besar atau semua ikatan rangkap dalam molekul organik. Karena kekurangan selektivitas ini, biasanya akan digunakan hidrogenasi katalitik untuk mengurangi ikatan C = C molekul dimana jeins ikatan rangkap lainnya tidak ada atau tidak dilindungi. Pada proses reduksi ini digunakan reagent khusus yang biasanya digunakan, yaitu reagent hidrida logam yang dimana dapat mengurangi berbagai jenis ikatan rangkap dalam sebuah molekul organik. 

        Biasanya reagent yang digunakan dalam proses reduksi ini mengandung Boron (B) atau Aluminium (Al) yang terikat pada satu atau lebih hidrogen. Sehingga akan menyebabkan mereduksi banyak ikatan dengan mentransfer hidrogen pada pasangan elektron yang terikat pada sebuah molekul organik (ion hidrida) dari boron atau aluminium ke atom karbon yang terpolarisasi positif dalam obligasi. Pada reaksi reduksi ini dapat berjalan secara cepat maupun secara lambat, apabila dalam suatu reaksi reduksi berjalan cepat apabila reagent yang digunakan sesuai dengan senyawa yang akan direduksi. Sedangkan suatu reaksi reduksi berjalan lambat apabila reagent yang digunakan tidak sesuai pada senyawa yang akan direduksi. 

Permasalahan :

1. Tingkat oksidasi relatif yang bagaimana yang baik digunakan dalam saat terjadi reaksi reduksi, tolong jelaskan 

2. Apa yang akan terjadi pada saat penambahan hidrogen kedalam molekul organik secara berlebih, apakah dapat mempengaruhi laju reaksinya

3. Apa yang menyebabkan terjadinya kekurangan selektvitas dalam reaksi reduksi

MEKANISME REAKSI OKSIDASI PADA BERBAGAI SENYAWA ORGANIK

 MEKANISME REAKSI OKSIDASI PADA BERBAGAI SENYAWA ORGANIK

        Saat kita membicarakan tentang reaksi oksidasi pada senyawa organik, ada hal terpenting yang harus kita perhatikan yaitu seberapa banyak jumlah ikatan antara karbon dan heteroatom dalam suatu senyawa organik dibandingkan dengan seberapa banyak jumlah ikatan antara karbon dan hidrogen. Pada saat mekanisme reaksi oksidasi pada senyawa organik akan menghasilkan peningkatan jumlah ikatan antara karbon dan heteroatom, tidak hanya mengalami peningkatan namun juga akan menghasilkan penurunan jumlah ikatannya. Pada gambar dibawah ini adalah sejumlah contoh transformasi grup fungsional umum yang dihasilkan dari berbagai reaksi oksidasi :

            Heteroatom seperti oksigen dan nitrogen lebih elektronegatif daripada karbon, jadi ketika atom karbon mendapatkan ikatan ke heteroatom, ia kehilangan kerapatan elektron dan dengan demikian akan mengalami oksidasi. Sebaliknya, hidrogen kurang elektronegatif daripada karbon, jadi ketika karbon mendapatkan ikatan ke hidrogen akan memperoleh kerapatan elektron dan dengan demikian menjadi berkurang. Pada reaksi oksidasi ini sangat berperan penting dalam kimia organik dan biokimia. Sebagai contoh adalah pembakaran bahan bakar yang menyediakan energi untuk memelihara metabolisme makanan yang menghasilkan energi yang membuat kita bersemangat dan dalam melakukan reaksi itu tentunya akan mengalami reaksi oksidasi. Sebagai contoh yang lain pada proses respirasi, proses biokimia dimana oksigen yang kita hirup diudara akan mengoksidasi bahan makanan menjadi karbon dioksida dan air, sehingga pada reaksi oksidasi ini memberikan energi kepada sel-sel hidup. Reaksi pernapasan yang khas adalah oksidasi glukosa dimana gula sederhana yang akan terurai. Tanpa kita sadari bahwa semua kegiatan yang ada dikehidupan kita ini sangat erat kaitannya dengan reaksi-reaksi kimia.

Permasalahan :

1. Bagaimana pengaruh keelektronegatifan terhadap proses mekanisme oksidasi senyawa organik, tolong anda jelaskan

2. Hal apa yang mendasari pada proses akhir dari oksidasi ini adalah penurunan atau peningkatan ikatan dari senyawa yang dihasilkan  tersebut

3. Apa pengaruh jumlah ikatan terhadap suatu senyawa dalam menjalankan reaksi oksidasi, tolong jelaskan

MEKANISME REAKSI-REAKSI ADISI PADA ALDEHID DAN KETON

 MEKANISME REAKSI-REAKSI ADISI PADA ALDEHID DAN KETON 

        Pada reaksi adisi antara aldehid dan keton ini memiliki reaksi utama gugus karbonil yang sangat melekat pada reaksi adisi nukleofilik pada ikatan rangkp karbon-oksigen. Pada penambahan nukleofil dan hidrogen akan melintasi suatu ikatan rangkap yang terdapat pada karbon-oksigen. Nah, sehingga nantinya akan mengakibatkan perbedaan elektronegativitas, gugus karboanion akan mengalami yang namanya terpolarisasi. Atom karbon nantinya akan memiliki muatan positif parsial dan atom oksigen nantinya akan bermuatan sebagian negatif. Antara aldehid dan keton ini biasanya akan lebih reaktif aldehid terhadap subistusi nukleofilik daripada keton karena adanya pengaruh dari efek sterik dan elektronik. Paada aldehid sendiri memiliki atom hidrogen yang relatif kecil yang terikat pada satu sisi gugus karboanion, nah sedangkan pada gugus R yang lebih besar nantinya akan ditempelkan ke sisi yang lainnya. Namun beda halnya pada keton, gugus R ini terikat pada kedua sisi gugus karboanion. Sehingga akan menyebabkan yang namanya hambatan sterik lebih sedikit dibandingkan pada aldehid. Secara elektronik, aldehid ini hanya memiliki satu gugus R untuk mensuplai elektron menuju karbonil positif sebagian, sedangkan pada keton memiliki dua gugus yang dijadikannya pemasok elektron yang terikat pada karbonil. Semakin besar jumlah elektron yang disuplai ke karbonil maka akan semakin sedikit muatan positif parsial pada atom tersebut dan semakin lemah atom tersebut menjadi nukleus.

        Pada reaksi adisi ini akan terjadi pengubahan beberapa ikatan yang akan menjadi gugus fungsi yang berbeda. Reaksi adisi ini dapat membantu untuk mengubah suatu senyawa tak jenuh menjadi senyawa jenuh yang lebih memiliki nilai fungsional. Aldehid dan keton ini memiliki sifat kutub yang mana titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan hidrokarbon. 

Permasalahan :

1. Apakah hasil akhir yang didapatkan pada reaksi adisi ini akan menghasilkan senyawa baru dengan fungsi yang lebih bermanfaat, tolong jelaskan

2. Bagaimana anda dapat mengatasi atau mengurangi hambatan sterik yang terjadi pada reaksi adisi antara aldehid dan keton ini

3. Tolong anda jelaskan dampak yang terlihat jelas pada pengaruh sterik dan elektronik pada reaksi adisi ini

MEKANISME REAKSI BERSAING SN2 DAN E2

 MEKANISME REAKSI BERSAING SN2 DAN E2

            Reaksi SN2 dan E2 ini memiliki suatu ikatan kunci yang dapat dipatahkan dan dibentuk dengan cara bersamaan sekaligus diantara kedua reaksi ini, dimana tanpa struktur perantara apa pun yang digunakan. Sehingga pada reaksi ini sering disebut dengan reaksi secara bersamaan. Mekanisme reaksi bersaing SN2 dan E2 ini satu sama lainnya saling bersaing dalam merebutkan atau mengkonsumsi senyawa R-X. Pendekatan nukleofil atau basa selalu menyerang dari belakang dalam reaksi SN2 dan terutama dari belakang dalam reaksi E2. Nah, dalam reaksi bersaing antara SN2 dan E2 ini mekanisme nya bergantung pada laju reaksi yang bersaing. Maksudnya disini rasio produk bergantung pada hasil bagi laju reaksi akan dikontrol agar mekanisme tertentu dapat berjalan, hasil bagi dari laju reaksi harus sekecil atau sebesar mungkin. Karena itu, energi keadaan transisi mekanisme yang diinginkan harus diminimalkan sebanyak mungkin tanpa menurunkan energi keadaan transisi mekanisme yang bersaing juga. Ini karena laju reaksi berkolerasi langsung dengan energi keadaan transisi. Energi keadaan transisi reaksi SN2 dan E2 dipengaruhi oleh beberapa parameter. Hal terpenting dalam kompetisi SN2 atau E2 adalah jenis alas yang diterapkan dan struktur substrat. 

            Produk awal dari reaksi E2 adalah senyawa alkil tersubsitusi heteroatom dengan atom hidrogen pada posisi β dan basa. Hidrogen dalam posisi β diabstraksi sebagai proton oleh basa dan heteroatom meninggalkan molekul sebagai anion. Karakteristik basa adalah pasangan elektron bebas yang dapat menerima proton. Namun, karena pasangan elektron bebas ini, basa sebagai tambahan adalah nukleofil. Alih-alih abstraksi hidrogen dalam posisi β, pada prinsipnya serangan nukleofilik oleh basis pada karbon tersubsitusi heteroatom karenya dapat terjadi. Inilah syarat dasar yang digunakan dari adanya kompetesi reaksi.

Permasalahan :

1. Keadaan transisi yang bagaimana yang baik digunakan pada proses mekanisme reaksi SN2 dan E2 ini

2. Apa yang menyebabkan pada mekanisme reaksi SN2 dan E2 ini bergantung pada laju reaksi

3. Bagaimana jika direbutkan dalam mekanisme reaksi SN2 dan E2 ini diganti dengan selain senyawa R-X, apa yang akan terjadi 

MEKANISME REAKSI BERSAING SN1 DAN E1

MEKANISME REAKSI BERSAING SN1 DAN E1

          Reaksi SN1 dan E1 tidak berguna secara sintesis karena mereka hampir selalu memberikan campuran produk subsitusi dan eliminasi. Namun, proporsi produk ini bervariasi dengan percabangan karbon-α. Secara umum, percabangan yang lebih bessar memberikan lebih banyak produk eliminasi.Dalam konteks yang lebih luas dari semua reaksi subsitusi dan eliminasi, ingat bahwa SN1 dan E1 tidak akan terjadi dengan adanya basa kuat atau nukleofil yang baik.

 

        Basa atau nukleofil yang lemah seperti etanol dapat menghilangkan atau menggantikan karena karboanion adalah spesies yang sangat reaktif. Tanpa karboanion atau gugus lepas yang sangat baik, SN1 dan E1 tidak mungkin dilakukan. Setelah zat antara karboanion terbentuk, kedua reaksi mengikuti jalur divergen. Dijalur SN1, etanol bertindak sebagai nukleofil. Dijalur E1 etanol adalah basa.  Ingat bahwa hukum laju menunjukkan molekul mana yang berada dalam keadaan transisi dari langkah pembatas laju. Karena SN1 dan E1 memiliki hukum laju yang sama (termasuk k), maka masuk akal untuk mengasumsikan bahwa kedua reaksi melalui keadaan transisi pembatas laju yang sama. Keadaan transisi tersebut melibatkan pembentukan karboanion. 

        SN1 dan E1 dikelompokkan bersama karena selalu terjadi bersama. Jika gugus keluar terprotonasi terlebih dahulu, ada kemungkinan yang sama dari nukleofil menyerang (SN1) karena ada basa yang menarik β-hidrogen (E1). Ini berarti bahwa setiap reaksi yang berlangsung melalui mekanisme SN1 atau E1 akan menghasilkan produk SN1 50% dan E1 50%. 

        Baik E1 dan SN1 mulai sama dengan terprotonasi gugus lepas membentuk molekul trigonal planar dengan karboanion. Molekul ini kemudian diserang oleh nukleofil untuk SN1 atau basa menarik β-hidrogen untuk E1. Jika SN1 terjadi, akan terjadi inversi stereokimia akibat serangan sisi belakang dan tiga ikatan lainnya "berputar keluar" disekitar karbon pusat.  

Permasalahan :

1. Tolong  anda jelaskan apa yang menyebabkan percabangan karbon-α semakin luas akan menghasilkan produk eliminasi semakin banyak pula

2. Apakah pada reaksi SN1 dan E1 ini selalu membentuk molekul trigonal planar, tolong jelaskan

3. Mengapa pada reaksi ini tidak digunakannya proses sintesis dan selalu memberikan hasil campuran

 

MEKANISME REAKSI ELIMINASI E1

 MEKANISME REAKSI ELIMINASI E1

        Baiklah pada materi kali ini akan dibahas mengenai mekanisme reaksi eliminasi E1, dimana sumber dari blog ini berasal dari : https://maknaorganik.blogspot.com 

             

KIMIA ORGANIK 1

KIMIA ORGANIK 2

Mekanisme reaksi E1 antara (CH3)3CCl dengan KOH sebagai katalis. Pada langkah awal, kita bisa melihat bahwa unsur Cl yang memiliki elektron bebas melepaskan elektron nya dan berikatan dengan unsur K pada katalis yang terdapat KOH. Sehingga menyebabkan unsur C pusat memiliki muatan positif.     Kemudian pada tahap kedua, kita bisa melihat bahwa unsur C pusat mengalami ikatan dua yang dimana berasal dari unsur H yang melepaskan diri. Yang nantinya unsur H tadi berikatan dengan unsur O yang memiliki elektron bebas dan membentuk H2O, dengan pelepasannya unsur H pada unsur C pusat tadi, menyebabkan terbentuknya ikatan rangkap dua pada unsur C pusat.

Pada hidrogen asam pada karbon-β-nya dan gugus keluar yang relatif pada karbon-α. Berarti pada langkah awal kita akan melakukan deportonasi karbon- β, menghasilkan pembentukan keadaan transisi anionik, seperti karbonion. Semakin besar kestabilan keadaan transisi ini semakin mendukung mekanisme yang terjadi. Pada tahap awal dengan reaksi yang cepat dapat mengakibatkan kenaikan energi pada reaksi tersebut.      Namun saat menjalankan tahap kedua  maka energi akan mengalami penuruan. Namun, sebelum melakukan penurunan energi terjadi penaikan walaupun tidak sesignifikan pada tahap awal dengan reaksi yang cepat. Dikarenakan pada reaksi ini terjadi dua tahap, maka akan terjadi dua penghalang energi. Sesuai dengan yang telah disebutkan diatas.       Pada reaksi E1 tidak menggunakan geometri periplanar seperti pada reaksi E2. Dikarenakan pada reaksi E1 ini terjadi penghalang energi pada setiap tahap dengan kondisi transisi pada tiap energi yang sangat tinggi. Karena pada keadaan transisi merupakan energi yang tinggi. Ada dua kemungkinan geometri yang terjadi, yaitu geometri syn periplanar dan geometri anti periplanar.

Permasalahan :

1. Bagaimana pengaruh energi terhadap dua langkah yang dilakukan pada reaksi eliminasi E1 dalam keadaan transisi ini?

2. Geometri apa yang digunakan pada reaksi E1 ini? Apakah sama dengan geometri yang digunakan pada E2

3. Bagaimana kita dapat mengetahui peningkatan laju reaksi pada reaksi E1 ditinjau dari karakteristiknya?

MEKANISME REAKSI ELIMINASI E2

 MEKANISME REAKSI ELIMINASI E2

        Baiklah, pada materi kali ini akan dibahas mengenai mekanisme reaksi eliminasi E2. Dimana materi ini diambil dari sumber : www.academia.edu

        Reaksi eliminasi bimolekular ini adalah reaksi dimana pelepasan dua sekaligus molekul yang menjadi reaktannya, yakni substrat dan basa atau nukleofilnya. Disini akan diberikan contoh dari reaksi eliminasi bimolekular. 

        Sesuai contoh reaksi diatas, kita bisa melihat bahwa unsur hidrogen pada senyawa pertama akan mengalami pelepasan terhadap unsur karbon yang mengikat gugus R. Kemudian unsur brom mengalami pelepasan. Sehingga unsur hidrogen dan unsur brom mengalami pelepasan secara bersamaan. Dalam mekanisme bimolekular (E2), kedua gugus akan dilepaskan secara bersamaan yang nantinya proton akan ditarik oleh basa. Mekanisme pada bimolekular terjadi pada satu tahap. 

        Pada eliminasi ini selalu terjadi pada geometri periplanar, dimana bahwa empat atom yang bereaksi-hidrogen, dua atom karbon, dan gugus pergi terletak pada bidang yang sama. Ada dua kemungkinan geometri yang terjadi, yaitu geometri syn periplanar dan geometri anti periplanar. 

        Menurut sumber yang dibaca, bahwa dari kedua jenis geometri pada reaksi diatas. Geometri anti periplanar yang paling banyak disukai, karena pada geometri ini memiliki konformasi "staggered" yang memiliki energi lebih rendah, sedangkan pada geometri syn periplanar memiliki konformasi "eclips" yang memiliki energi lebih tinggi.

Permasalahan :

1. Apa yang menyebabkan pada reaksi eliminasi E2 dengan geometri periplanar diidentikan dengan SN2?

2. Tolong jelaskan hal apa yang menjadi penyebab pada eliminasi E2 selalu menggunakan geometri periplanar

3. Bagaimana sifat kimia pada brom yang telah mengalami pelepasan gugus dengan brom yang masih mengikat pada ikatan?