MEKANISME REAKSI ELIMINASI ALKIL HALIDA

DAN ALKOHOL

            Mungkin dari kita belum mengetahui apa itu eliminasi? Ataupun kita telah mengetahui ataupun telah mempelajarti tentang eliminasi akan tetapi dari kita mungkin lupa. Dalam kesempatan kali ini saya akan membahas tentang mekanisme reaksi eliminasi tepatnya pada alkil halida dan pada alcohol.

            Eliminasi adalah reaksi pelepasan atau pengeluaran molekul dari molekul atau substrat. Rekasi eliminasi dapat terjadi pada senyawa organik yang memiliki gugus pergi (leaving group). Yaitu senyawa alkil halida dan alcohol.pertama kita akan membahas mekanisme reaksi alkil halida.

1.Reaksi eliminasi pada alkil halida

Eliminasi Ada dua kemungkinan reaksi berbeda yang dapat terjadi antara alkil halida yang empunyai hidrogen dengan nukleofil, yaitu sub eliminasi. Dalam alkil bon α, karbon yang terikat pada karbon α disebut karbon β dan hidrogen yang terikat pada karbon β disebut dengan hidrogen β karbon β tidak mempunyai atom hidrogen β, maka tidak mungkin terjadi reaksi eliminasi kecuali terjadi angement struktur terlebih dahulu.

Gambar

Dalam  reaks eliminasi, Nu bertindak sebagai basa kuat, mengambil H-β yang terikat π C-α karena halogen (gugus pergi) X meninggalkan alkil halida dengan seperi KOH (OH dan air. Dalam reaksi eliminasi ini, unsur hidrogen dari C-1dan bromin dari C-2 dieliminasi dari isopropil bromida dalam suatu reaksi elimisasi hidrogen bromida 1,2, atau dapat disebut sebagai reaksi dehidrohalogenasi. pada C-β dan meninggalkan pasangan elektron pada C-β yang akan membentuk ikatan dengan atom membawa serta pasangan elektron ikatannya. Misalnya, jika isopropil bromida direaksikan dengan nukleofil yang bersifat basa kuat - ) dalam larutan alkohol panas, maka akan didapatkan propilena, KBr dan air. Dalam reaksi eliminasi ini, unsur hidrogen dari C-1dan bromin dari C-2 dieliminasi dari isopropil bromida dalam suatu reaksi elimisasi hidrogen bromida 1,2, atau dapat disebut sebagai reaksi dehidrohalogenasi.

Dalam hal lain, dua atom C-β yang terikat atom C-α yang sama dari suatu alkil halida dan keduanya mempunyai atom H-β, kedua atom H-β memiliki kesempatan untuk dieliminasi, sehingga memungkinkan dua senyawa (alkena) hasil reaksi eliminasi yang berbeda. Misalnya, reaksi antara sec-butil bromida dengan KOH dalam alkohol panas:

A.    Reaksi E2

merupakan reaksi yang di saat  mekanisme reaksi eliminasi alkil halida sangat mirip dengan reaksi substitusi nukleofili E2, Eliminasi bimolekuler E2 adalah reaksi eliminasi bimolekuler, terjadi berlangsung dalam satu tahap dan mengikuti kinetika reaksi orde kedua. Kecepatan reaaksinya tergantung pada konsentasi alkil halida dan konsentrasi nukleofil. Nu: bertindak sebagai basa kuat yang menarik H+ yang terikat pada atom C−β dan di hasilkan ikatan rangkap.

Konformasi yang paling disukai untuk substrat pada reaksi E2 adalah ikatan H-C-C-X π inasi sec-butil bromida oleh basa kuat (OH ) dalam alkohol panas menghasilkan campuran isomer 1-butena dan 2-butena dengan komposisi 1/3. Hal ini sesuai dengan aturan Saytzeff, karena alkena yang lebih tersubstitusi lebih stabil dari pada alkena yang kurang tersubstitusi, sehingga 2-butena dihasilkan lebih cepat dari pada 1-butena. terletak dalam bidang datar dan gugus pergi berseberangan dengan atom hidrogen yang terikat pada atom karbon di sebelahnya. Dalam posisi itu orbital ikatan C-H dan C-X dalam posisi sejajar sehingga dengan mudah akan overlaping dan membentuk ikatan dalam ikatan rangkap yang dihasilkan. - Seperti diuraikan sebelumnya, eliminasi sec-butil bromida oleh basa kuat (OH ) dalam  alkohol panas menghasilkan campuran isomer 1-butena dan 2-butena dengan komposisi 1/3. Hal ini sesuai dengan aturan Saytzeff, karena alkena yang lebih tersubstitusi lebih stabil dari pada alkena yang kurang tersubstitusi, sehingga 2-butena dihasilkan lebih cepat dari pada 1-butena.

Gambar 4

Jika dilihat urutan kereaktifanalkil halidanya terhadap eliminasi E2 (dengan Nu yang  sama), maka: alkil halida tersier > alkil halida sekunder > alkil halida primer.

B.     Reaksi E1

            Unimolekuler E1 adalah reaksi eliminasi dua tahap dan mengikuti reaksi orde pertama, terjadi seperti SN1. Setelah tahap lambat pada pembentukan karbokation karena lepasnya halogen. (leaving group), kemudian H−β yang terikat pada atom C−β ditarik oleh nukleofil (ba kuat) pada tahap cepat dan m enghasilkan alkena.

Gambar 5

Dalam reaksi E1, tahap yang berlangsung lambat sebagai penentu kecepatan adalah tahap pembentukan karbokation dan hanya tergantung pada konsentrasi substrat (dalam hal in alkil halida). Karbokation yang lebih stabil terbentuk lebih cepat dari pada yang kuran stabil, Karena itu kereaktifan alkil halida terhadap kecepatan reaksi E1 adalah: alkil halida tersier > alkil halida sekunder > alkil halida primer. Maka untuk reaksi eliminasi sec-butil bromida oleh basa kuat OH- dalam alkohol panas dengan mudah dapat ditentukan hasil reaksi terbanyaknya didasarkan pada reaksi E1, yaitu 2-butena.

            Kereaktifan alkil halida pada reaksi E2 dan E1 (terhadap Nu yang sama) mempunyai urutan yang sama, yakni alkil halida tersier > alkil halida sekunder > alkil halida primer. Maka untuk menentukan apakah reaksi eliminasi tersebut mengikuti mekanisme E1 atau E2, harus didasarkan pada studi kinetika. Pada E1 kecepatan reaksi hanya tergantung pada kosentrasi substrat ( dalam hal ini alkil halide). Seadangkan pada E2 tergantung pada kosentrasi substrat atrau nukleofil. Maka pada E2 tergantung pada kekuatan basa nukleofilnya, sedangkan pada E1 tidak tergantung pada kekuatan basa nukleofilnya karena apapun kekuatan basanya harus menunggu terbentuknya karbokation. Untuk jenis substrat dan nukleofil yang sama, misalnya reaksi antara sec-butil bromida dengan KOH dalam alkohol panas, makin besar konsentrasi basanya makin besar kecenderungannya mengikuti mekanisme E2. Sebaliknya, untuk menggeser ke mekanisme E1, maka dapat digunakan konsentrasi basa yang sangat kecil. Secara umum E1 hanya ditemui pada substrat alkil halida sekunder dan tersier.

2.Reaksi Eliminasi pada Alkohol

alkohol akan bereaksi eliminasi dan menghasilkan alkena. Karena air dilepaskan dalam

eliminasi ini maka reaksi ini disebut reaksi dehidrasi. Katalis asam yang biasa digunakan adalah asam sulfat pekat atau asam fosfat(V) pekat, H₃PO₄.

Asam sulfat pekat akan menimbulkan banyak reaksi sampingan. Katalis ini tidak hanya bersifat asam, tetapi juga merupakan agen pengoksidasi kuat. Katalis ini mengoksidasi beberapa alkohol menjadi karbon dioksida dan disaat yang sama tereduksi dengan sendirinya menjadi sulfur oksida. Kedua gas ini (karbon dioksida dan sulfur oksida) harus dikeluarkan dari alkena.

Dengan H2SO4

Contoh reaksi eliminasi  pada alcohol tersier: 600 
CH₃)₃COH →(CH₃)₂C=CH₂ + H₂O

Contoh reaksi eliminasi Pada alcohol sekunder : 1000

(CH₃)₂CHOH → ->CH₃C=CH₂ + H₂O

Contoh reaksi eliminasi pada primer :1800

CH₃CH₂OH →CH2=CH2 + H2O

Permasalahan:

1.      Mengapa kereaktifan alkil halida terhadap kecepatan reaksi E1  alkil halida justru menurun dari tersier ke primer, apa yang mempengaruhi nya?

2.      Mengapa pada reaksi E1 maupun E2 dipanaskan terlebih dahulu, apa fungsi pemanas dan bagaimana apabila di reaksikan tanpa di lakukan pemanasan ?  

3.      Dari contoh reaksi eliminasi yang saya buat di artikel, mengapa untuk mengeliminasi alkohol dibutuhkan suhu yang cukup tinggi berkisar dari 60-180 drajat? apa fungsi pemanasan di sini?