Reaksi Eliminasi Pada Alkil Halida dan Alkohol

Pengertian Reaksi Eliminasi

           Reaksi eliminasi adalah salah satu jenis reaksi organik di mana dua substituen dipisahkan dari suatu molekul baik dalam mekanisme satu atau dua-tahap.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.

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

Contoh :

CH3–CH3 –> CH2=CH2 + H2
CH3–CH2Br –> CH2=CH2 + HBr
CH3–CH2OH –> CH2=CH2 + H2O

Aturan Zaitsev untuk reaksi Eliminasi

Pada eliminasi HX dari alkil halida, produk alkena yang lebih tersubstitusi adalah produk yang dominan.

Mekanisme E2

Selama tahun 1920-an, Sir Christopher Ingold mengusulkan suatu model untuk menjelaskan sebuah tipe ganjil dalam reaksi kimia: mekanisme E2. E2 merupakan singkatan dari eliminasi bimolekular. Reaksi tersebut melibatkan mekanisme satu-tahap di mana ikatan karbon-hidrogen dan karbon-halogen terputus untuk membentuk ikatan rangkap dua (ikatan pi C=C).

Karakteristik mekanisme reaksi ini diantaranya:

• E2 adalah eliminasi satu tahap, dengan satu keadaan transisi.
• Biasanya terjadi pada alkil halida primer tersubstitusi, namun mungkin terjadi pada alkil halida sekunder dan senyawa lainnya.
• Laju reaksinya mengikuti orde kedua, karena reaksi dipengaruhi baik oleh alkil halida dan basa (bimolekular).
• Karena mekanisme E2 menghasilkan pembentukan ikatan pi, dua gugus pergi (terkadang sebuah hidrogen dan suatu halogen) harus antiperiplanar. Keadaan transisi antiperiplanar memiliki konformasi goyang (staggered) dengan energi yang lebih rendah dibanding keadaan transisi sinperiplanar di mana konformasi eklips dengan energi yang lebih tinggi. Mekanisme reaksi yang melibatkan konformasi goyang lebih disukai pada reaksi E2 (tidak seperti reaksi E1).
• E2 biasanya menggunakan basa kuat. Basa harus cukup kuat untuk melepas hidrogen yang kurang asam.
• Agar ikatan pi dapat terbentuk, hibridisasi karbon harus lebih rendah dari sp3 menjadi sp2.
• Ikatan C-H dilemahkan dalam tahap penentu laju dan karenanya efek isotop deuterium primer lebih besar dari 1 (biasanya 2-6) teramati.
• E2 berkompetisi dengan mekanisme reaksi SN2 jika basa dapat bertindak pula sebagai nukleofil (pada banyak basa yang umum).

Contoh tipe reaksi ini dalam skema 1 adalah reaksi isobutilbromida dengan kalium etoksida dalam etanol. Produk reaksi tersebut adalah isobutilena, etanol dan kalium bromida.

Reaksi E2 adalah proses satu tahap. Nukleofil bertindak sebagai basa dan mengambil proton(hidrogen) dari atom karbon yang bersebelahan dengan karbon pembawa gugus pergi. Pada waktu yang bersamaan, gugus pergi terlepas dan ikatan rangkap dua terbentuk.

            Konfigurasi yang terbaik untuk reaksi E2 adalah konfigurasi dimana hidrogen yang akan ter-eliminasi dalam posisi anti dengan gugus pergi. Alasannya ialah bahwa pada posisi tersebut orbital ikatan C-H dan C-X tersusun sempurna yang memudahkan pertumpangtindihan orbital dalam pembentukan ikatan π baru.

            Reaksi E2 adalah reaksi bimolekuler yang serentak (concerted proses), concerted berarti terbentuknya ikatan antara basa dan proton, membentuk ikatan rangkap dan keluarnya leaving groupsemua terjadi dalam satu tahap. Produk stereokimianya biasanya berupa anti (kadang-kadang syn).  Anti dikarenakan proton dan leaving groups terpisah dari sisi yang berlawanan (180^o ). Namun jika pemisahan bersudut nol derajat, maka pengeleminasinya adalah syn.

            Reaksi E2 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.

Mekanisme E1

E1 adalah suatu model untuk menjelaskan jenis tertentu dari reaksi eliminasi kimia. E1 merupakan singkatan dari eliminasi unimolekular serta memiliki karakteristik berikut.

• Merupakan proses eliminasi dua-tahap: ionisasi dan deprotonasi.
  • Ionisasi: ikatan karbon-halogen putus menghasilkan zat antara karbokation.
  • Deprotonasi karbokation.
• E1 umumnya terjadi pada alkil halida tersier, namun mungkin terjadi pada beberapa alkil halida sekunder.
• Laju reaksi dipengaruhi hanya oleh konsentrasi alkil halida karena pembentukan karbokation adalah tahap paling lambat, alias tahap penentu laju. Karenanya, kinetika orde pertama berlaku (unimolekular).
• Reaksi biasanya terjadi pada ketiadaan basa atau hanya dalam kehadiran basa lemah (kondisi asam dan suhu tinggi).
• Reaksi E1 berkompetisi dengan mekanisme reaksi S_N1 karena keduanya berbagi zat antara karbokationik yang umum.
• Efek isotop deuterium sekunder yang agak lebih besar dari 1 (biasanya 1 - 1.5) teramati.
• Tidak dibutuhkan antiperiplanar. Contohnya pada pirolisis pada suatu ester sulfonat tertentu pada mentol:

Hanya produk reaksi A yang dihasilkan dari eliminasi antiperiplanar. Kehadiran produk B adalah indikasi bahwa mekanisme E1 terjadi.^[

• Reaksi ini disertai dengan reaksi penataan ulang karbokationik.

Contoh dalam skema 2 merupakan reaksi tert-butilbromida dengan kalium etoksida dalam etanol.

Mekanisme E1

Tahap 1 (lambat)

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.

SUMBER : Wikipedia bahasa Indonesia

permasalahan: 

1. bagaimana perbedaan E1 dan E2 pada reaksi Eliminasi ? jelaskan !

2. mengapa Eliminasi E1 terjadi dengan alkil halida yang sangat tersubstitusi? 

3. Mengapa reaksi E2 dilangsungkan oleh alkil halida primer dan sekunder bukan oleh alkil                  halida tersier, dan juga sebaliknya mengapa pada Reaksi E1 biasanya terjadi pada alkil                         halida tersier bukan oleh alkil halida primer dan sekunder?