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?

MEKANISME REAKSI SUBSITUSI NUKLEOFILIK SN1

 MEKANISME REAKSI SUBSITUSI NUKLEOFILIK SN1

    Pada materi kali ini diambil dari sumber jurnal : http://jurnal.unpad.ac.id/ijpst/ , dimana dalam jurnal tersebut membahas mengenai sintesis N1-Tersier-Butilteobromin dari Teobromin dan Tersier-Butilbromides. Berikut ini adalah reaksi subsitusi SN1 N1-Tersier-Butilteobromin :

        Setelah kita lihat mekanisme reaksi SN1 pada N1-tersier-butilteobromin diatas, kita dapat melihat bahwa pada senyawa teobromin terjadi pelepasan atom hidrogen yang terikat pada atom nitrogen. atom hidrogen pada senyawa teobromin lepas untuk terikat dengan katalis yang digunakan yaitu Et.OH, sehingga menghasilkan atom nitrogen bersifat negatif atau memiliki elektron bebas. Kemudian, setelah itu kita dapat mereaksikan tersier-butilbromides dengan katalis yang telah mengikat atom hidrogen tadi (Et.OH-H). Pada reaksi yang kedua ini menyebabkan atom Br terlepas dan mengikat unsur hidrogen yang berada pada katalis Et.OH-H, mengapa hal demikian terjadi?

        Hal tersebut terjadi dikarenakan atom H yang mengikat pada katalis tadi bersifat positif, sedangkan atom Br memiliki elekron bebas yang banyak. Sehingga atom Br dapat melepaskan diri dan mengikat atom H yang berada pada katalis. Sehingga didapatlah HBr + katalis (Et.OH) + tersier-butilbromide yang dimana atom C pusat memiliki sifat positif. Barulah tahap reaksi terakhir yaitu mereaksikan antara senyawa teobromin yang memiliki atom N dengan elektron bebas dan tersier-butilbromide yang memiliki atom C bersifat positif. Sehingga antara atom N dan atom C tadi saling berikatan dan didapatkan hasil akhir yaitu N1-tersier-butilteobromin. 

Gambar diatas menunjukkan inframerah dan panjang gelombang dari senyawa teobromin dan panjang gelombang dari senyawa N1-tersier-butilteobromin. Dimana panjang gelombang N1-tersier-butilteobromin adalah 274mm, dan panjang gelombang teobromin adalah 272,60mm. Sehingga terjadi pergeseran antara kedua senyawa tersebut.

Permasalahan :

1. Pada hasil yang didapatkan dari panjang gelombang kedua senyawa tadi, bagaimana yang terjadi pada proses pergeseran transisi dari panjang gelombang keduanya?

2. Bagaimana perubahan sifat yang terjadi pada atom Br yang ada di senyawa tersier-butilbromide dengan atom Br yang ada pada HBr?

3. Apa yang menyebabkan atom H terlepas dari atom N dan berikatan dengan katalis?

 Mekanisme Reaksi Subsitusi Nukleofilik SN2

    Baiklah, kembali lagi di blog ini dengan materi materi yang menarik. Pada blog kali ini akan dibahas mekanisme reaksi subsitusi nukleofilik SN2. Dimana materi kali ini diambil dari sumber : media.neliti.com

    Mekanisme merupakan suatu rangkaian atau cara untuk menjelaskan proses yang dialami atau dilalui dalam proses proses reaksi kimia yang terjadi. Kita telah tau bahwa reaksi subsitusi adalah reaksi penggantian atom halogen dengan atom yang lain. Dengan begitu, disini kita akan belajar bagaimana mekanisme yang terjadi pada reaksi subsitusi nukleofilik SN2. 

    Pada jurnal tersebut dibahas mengenai bagaimana metode yang dapat digunakan dalam mengembangkan senyawa 2-metilalilamin hidroklorida. Senyawa tersebut cukup sulit untuk ditemukan dalam pasaran. Pada penilitian ini dilakukan sintesis antara 2-metilalilamin hidroklorida dengan 3-kloro-2 metil-1-propena, suatu senyawa alkil halida yang diubah kedalam bentuk garam amina

hidroklorida dengan amonia dalam larutan alkoholik. Pada sintesis yang menggunakan katalis amonia dilakukan pada lemari asam yang dilengkapi dengan sistem exhaust yang memadai. Penggunaan lemari asam disini bertujuan agar dapat mengusir udara dan sebelum kran amonia dibuka maka akan dialirkan terlebih dahulu gas nitrogen. Senyawa yang ingin disintesis sebelumnya telah dimurnikan dengan menggunakan cara destilasi.

mekanisme reaksi pembentukan 2-metilalilamin hidroklorida

    Sesuai dengan mekanisme diatas, kita dapat melihat bahwa pada senyawa 3-kloro-2-metil-1-propena terdapat amoniak yang mengalami reaksi subsitusi terhadap klorida. Dimana amoniak mengalami pertukaran gugus halogen yang menghasilkan garam amina. Amonilisis halida ini yang dinamakan dengan reaksi subsitusi nukleofilik SN2. Amonia memiliki pasangan elektron bebas yang menyebabkan amonia dapat bertindak sebagai nukleofil dalam reaksi subsitusi dengan alkil halida. Sehingga dapat diartikan bahwa pada reaksi subsitusi SN2 ini sangat dipengaruhi oleh nukleofil dan konsentrasi pada substrat. 

    Amonia yang digunakan harus dalam jumlah berlebih, agar reaksi yang didapatkan dalam monoalkilasi. Karena pada reaksi diatas bisa saja senyawa tersebut menabrak atau menangkap molekul dari pereaksi bukan molekul yang berasal dari produk alkilasi. 

Permasalahan :

1. Pada materi diatas, dijelaskan bahwa amonia yang digunakan harus dalam jumlah berlebih. Lalu bagaimana jika amonia yang digunakan dalam jumlah yang terbatas?

2. Bagaimana jika senyawa yang ingin disintesis tidak mengalami pemurnian terlebih dahulu?

3. Bagaimana jika katalis yang digunakan tidak dimasukkan didalam lemari asam? Apakah ada pengaruh pada proses sintesis?

KAJIAN STEREOKIMIA SENYAWA KIRAL HASIL MODIFIKASI

 KAJIAN STEREOKIMIA SENYAWA KIRAL HASIL MODIFIKASI

       Hallo, kembali lagi di blog ini dengan materi-materi yang menarik.. Untuk kali ini, materi yang akan dibahas adalah mengenai kajian stereokimia senyawa kiral hasil modifikasi.. Pada materi kali ini saya mengambil dari sumber : www.kimianet.lipi.go.id.

        Sebelumnya kita telah mengetahui apa itu stereokimia dan apa itu senyawa kiral. Sedikit mengulang kembali, stereokimia adalah suatu study mengenai molekul-molekul dalam ruang tiga dimensi (3D). Sedangkan, senyawa kiral atau karbon kiral adalah suatu atom karbon yang mengikat 4 gugus atau atom yang berbeda. Senyawa kiral sendiri memiliki banyak manfaat pada kehidupan manusia. Dari manfaat yang ada pada senyawa kiral, terdapat sisi negatif dari senyawa kiral. Diantaranya yaitu senyawa kiral yang terdapat pada obat yang di konsumsi oleh manusia..

        Masih banyak sekali masyarakat yang sangat awam dengan senyawa organik yang terjadi dikehidupan, padahal tidak dapat dipungkiri bahwa reaksi-reaksi kimia banyak sekali terjadi didalam kehdiupan sehari-hari. Sebagai contoh apabila kita mengkonsumsi obat. Jelas akan terjadi reaksi didalam obat dengan tubuh manusia. Nah, artinya disini bahwa setiap stereoisomer akan menjalankan reaksi yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya yang dilakukan pada sistem biologis setiap makhluk hidup. Contohnya adalah :

1. Nikotin 

            Masyarakat sudah tidak asing lagi dengan yang nama nya nikotin, nikotin merupakan zat adiktif yang sangat beracun dan berbahaya bagi tubuh manusia. Nikotin sendiri terbagi menjadi dua, yaitu (+) nikotin  dan (-) nikotin. Kedua jenis nikotin tersebut sangatlah beracun, namun (-) nikotin lebih beracun dari (+) nikotin. Selama ini kita menganggap bahwa jenis nikotin hanya itu saja, tanpa kita sadari ternyata nikotin ini memiiki dua jenis yang kedua-dua nya memiliki efek yang buruk bagi tubuh manusia. Mungkin saja (-)nikotin ataupun (+)nikotin telah ada didalam tubuh kita. 

2. Obat Thalidomide

      

            Obat Thalidomide ini merupakan obat penenang yang memiliki dua enentiomer. Pada obat Thalidomide ini terdapat dua jenis konfigurasi, yaitu (R)-Thalidomide yang memiliki fungsi sebagai obat penenang untuk makhluk hidup. Dan jenis yang kedua adalah (S)-Thalidomide, obat  ini memiliki efek samping yang sangat buruk bagi ibu hamil yang menyebabkan terjadinya kecacatan bagi sang bayi. 

     Pada obat thalidomide ini (R)-Thalidomide memiliki fungsi sebagai obat penenang, yang berarti memiliki fungsi atau manfaat pada kehidupan manusia. Namun, dari banyak sumber yang saya baca mengenai (S)-Thalidomide ini memiliki banyak efek samping bagi tubuh manusia. Diantaranya yatu apabila obat (S)-thalidomide ini dikonsumsi oleh ibu hamil. Sehingga timbul pertanyaan, apa kandungan yang ada pada obat (S)-Thalidomide sehingga menimbulkan efek samping pada tubuh manusia..    

   Thalidomide sendiri memiliki sifat tidak berwarna, tidak berbau, bubuk kristal yang dapat larut dalam dimetil sulfoksida dan thalidomide ini dapat sedikit larut dalam air dan etanol. Selain itu, thalidomide ini juga memiliki gugus glutarimide yang berisi pusat asimetris tunggal. Hal itulah yang menyebabkan thalidomide ini memiliki kemungkinan dua bentuk optik aktif yang ditunjukkan dengan  S-(-) atau R-(+) Thalidomide, dimana keduanya ini merupakan campuran yang sama dari S-(-) dan R-(+) dan karenya terbentuk rotasi optik bersih dari nol.

 

            Dalam hal ini, maka dilakukan pemisahan enantiomer, karena pada obat kiral diberikan enatiomer yang menyebabkan menjadi campuran rasemat. Namun, dalam melakukan pemisahan rasemat ini hanya akan terjadi pada reaksi obat melalui reaksi yang disebut dengan stereoselektif. Sehingga dalam pemisahan ini terjadi secara tidak langsung, melainkan membutuhkan penggabungan enantiomer dengan reagen kiral tambahan supaya dapat mengubah bentuk molekul tersebut menjadi diastereomer. Kemudian setelah itu, molekul yang didapatkan kita pisahkan kembali dengan sistem pemisahan akiral. Pemisahan rasemat ini bertujuan agar kita mampu membedakan antara molekul murninya. 

Permasalahan:

1. Apa yang menyebabkan obat thalidomide memiliki dua konfigurasi?

2. Bagaimana jika pada pemisahan rasemat terjadi secara langsung, apakah dapat berjalan?

3. Bagaimana anda bisa membedakan antara (-)nikotin dan (+)nikotin?