MEKANISME REAKSI SUBTITUSI NUKLEOFILIK SN1

 

                Jika pada Sn2 hanya meiliki 1 tahap, berbeda dengan Sn1 yang memiliki 2 tahap, tahap pertama yaitu ikatan karbon dan halogen putus sehingga terbentuklah karbokation dan gugus pergi. Dan pada tahap pertama reaksi berlangsung  lambat. Pada tahap kedua, karbokation bergabung dengan nukleofilik dan menghasilkan produk sehingga pada tahap kedua ini mekanisme SN1 berlangsung secara cepat.  Reaksi berlangsung cepat bila gugus pada substrat merupakan alkil tersier dan paling lambat bila gugus alkilnya primer. Hal ini terjadi karena reaksi SN1 berlangsung melalui karbokation

 

 

Contoh reaksi SN1

                Jika dilihat pada reaksi diatas pa

da saat Br dan etil lepas dari karbokation maka air dan aseton masuk kedalam ikatan dan juga mengikat H⁺. jika di analisis produk yang dihasilkan adalah 2 produk, hasil produk tersebut dikarenakan air dapat menyerang dari depan dan dari belakang jadi, dihasilkan lah 2 produk dan produk yang di hasilkan itu bersifat R dan S jadi 1 produk R dan  1 lagi produk S. 

Permasalahan

1. pada tahap 1 reaksi berlangsung lambat, apa yang terjadi jika ditambah katalisator, apakah berpengaruh?

2. jika dilihat dari reaksi, hanya etil dan Br yang dapat lepas, apakah metil dapat lepas juga?

3.  apakah Reaksi SN1 dapat terjadi dalam satu tahapan saja?

MEKANISME REAKSI SUBTITUSI SN2

 Reaksi yang terjadi dimana salah satu atom atau gugus atom bersubstitusi(perpindahan) untuk menggantikan atom atau gugus lepas, sehingga membentuk produk baru disebut reaksi substitusi. Reaksi substitusi nukleofilik adalah reaksi dimana terjadi penyerangan secara selektif oleh nukleofil yang kaya elektron ke muatan positif dari sebuah atom C pada rantai karbon yang mengikat gugus fungsi. Angka 2 digunakan untuk menjelaskan mekanisme ini karena reaksi ini bimolekuler. Artinya dua molekul, yaitu nukleofilik dan substrat,

MEKANISME 

Nukleofilik kaya akan elektron, nukleofik sangat suka akan nucleus dikarenakan nucleus kurang electron. Mekanisme reaksi S_N2 hanya terjadi pada alkil halida primer dan alkil halida sekunder. Nukleofilik menyerang dari sisi belakang dari ikatan C-L. Pada keadaan transisi, nukleofilik dan gugus pergi keduanya terikat secara parsial pada karbon tempat berlangsungnya reaksi substitusi. Saat  gugus pergi lepas dari karbon dengan sepasang elektron bebasnya, nukleofilik memberikan sepasang elektron lain pada atom karbon.

 Dalam reaksi bimolekular, laju reaksi ini tergantung pada konsentrasi dari keduanya, yaitu alkil klorida dan ion hidroksida.  Mekanisme ini mensyaratkan bahwa nukleofil menyerang substrat dari arah belakang sehingga substituen organik membalikkan konfigurasi reaksi (suatu enantiomer S akan berubah menjadi sebuah enansiomer R). Proses ini disebut juga inversi Walden

   Sebagian besar kecepatan reaksi SN2 dipengaruhi oleh jenis pelarut. Untuk jenis pelarut protik yang biasa mengandung gugus OHdan NH2, kurang disukai untuk reaksi SN2. Reaksi SN2 akan berlangsung baik jika menggunakan pelarut polar aprotik (pelarut polar yang tidak mengandung gugus OHdan NH2)

Contoh reaksi SN2

Permasalahan

1. mengapa reaksi SN2 kurang menyukai protik?jelaskan

2. factor apa yang menyebabkan Reaksi SN2 berlangsung baik?

3. jelaskan apa yang dimaksud gugus pergi?  jika dikaitkatkan dengan unsur halogen urutkan dari yang terbaik?

Kajian stereokimia senyawa kiral hasil modifikasi

 

Reaksi kimia dalam system biologis makhluk hidup sangat stereospesifik, maksudnya adalah terjadi reaksi berbeda antara stereoisomer dengan pasangannya, bahkan akan menghasilkan produk yang berbeda dengan stereoisomer pasangannya pada system biologi makhluk hidup. Contoh kali ini diambil dari penilitian mengenai  eugenol yang sangat bermanfaat bagi kalangan  industry sebagai bahan pembuatan α-metil DOPA yang berguna untuk obat anti Parkinson

Eugenol mempunyai gugus alil dan hidroksil. Gugus hidroksi dapat digantikan dengan gugus metil sehingga menghasilkan metil eugenol. Gugus alil yang dapat diadisi dengan asam asetat menghasilkan senyawa ester kiral. sintesis metil eugenol menggunakan reaksi adisi dengan asam asetat yang telah dicampurkan beberapa tetes asam sulfat diperoleh senyawa 1- (3,4-dimetoksifenil)-2-propanil asetat. Selanjutnya dilakukan proses hidrolisis menggunakan KOH . senyawa yang memutar bidang polarisasi cahaya (optis aktif) dapat dibuat dari bahan dasar dan pereaksi yang bukan kiral tanpa ada pengaruh dari senyawa optis aktif, proses ini dinamakan “Absolute Asymmetric Synthesis’. Pada reaksi adisi yang dilakukan pada suhu ruang, senyawa asam asetat mengalami disosiasi yang selanjutnya terjadi reaksi adisi terhadap metil eugenol. Senyawa metil eugenol merupakan sebuah alkena tak-simetris

 Pada pembuatan senyawa kiral juga melalui prosediur pemisahan. Pemisahan enantiomer adalah penelitian yang banyak dilakukan dalam analisis kimia, terutama dalam bidang biologi dan farmasi, karena obat kiral diberikan sebagai sebagai salah satu enantiomer  atau sebagai campuran rasemat. Pada saat ini, metode pemisahan secara langsung  biasanya dangan cara yang mana enantiomer ditempatkan dalam lingkungan kiral. Sebagai suatu prinsip penggunaan kiral selektor atau kiral irradiasi  Kiral selektor bisa merupakan suatu molekul atau permukaan kiral yang cocok.

Pada bagian penentun konfigurasi enantiomer digunakan ketentuan fischer.  sistem penggambaran konfigurasi gugus disekitar pusat kiral yang berbeda (susunan ruang atom atau gugus yang menempel pada karbon kiral), yaitu konvensi D dan L. Gugus OH pada pusat kiral digambarkan pada sisi sebelah kanan untuk isomer D dan sisi sebelah kiri untuk isomer L. jika proyeksi Fischer digambarkan (rantai karbon vertikal dengan atom karbon yang paling teroksidasi berada paling atas).

 

sumber:

2477-5398 SINTESIS DAN KAREKTERISASI SENYAWA ...

jurnal.untad.ac.id › jurnal › kovalen › article › download

Permasalahan

1. mengapa pada pembuatan senyawa kiral menggunakan eugenol, digunakan KOH?

2. Menurut anda apa saja factor terjadinya senyawa kiral modifikasi?

3. sebutkan salah satu  contoh efek samping dari obat campuran rasemat dalam dunia kedokteran?

 

Stereokimia

 

            Stereokimia adalah suatu senyawa karbon yang mengikat 4 atom atau gugus fungsi yang berbeda. Atom karbon yang mengikat 4 atom atau gugus yang lain kemudian dikenal dengan karbon yang bersifat stereogenik atau kiral atau simetris

Gambar 1. Contoh molekul yang memiliki isomer optic

            Stereokimia merupakan salah satu factor penting dalam aktivitas biologis obat, oleh karena itu pengetahuan tentang hubungan aspek stereokimia dengan aktivitas farmakologis obat sangat menarik untuk dipelajari.

Stereokimia yakni suatu struktur yang memiliki rumus yang sama tetapi susunan yang berbeda yang dapat mengakibatkan fungsinya juga berbeda. Terdapat 3 aspek dalam stereokimia yaitu

1.      Isomer geometrik, yang membahas tentang bagaimana ketegaran (rigidity) dalam molekul yang dapat menghasilkan isomer.

2.      Konfigurasi molekul, yaitu membahas tentang bentuk molekul dan bagaimana molekul ini dapat berubah.

3.      Kiralitas (chirality) molekul, yakni membahas tentang bagaimana penataan kiri ataupun kanan disuatu atom karbon yang menghasilkan isomer.

 

1. Isomer geometric

            Secara umum, isomer seperti ini mempunyai ikatan rangkap yang tidak dapat berputar. Selain itu isomer ini  mempunyai ikatan rangkap yang tidak dapat berputar. Dan isomer ini juga muncul dikarenakan struktur cincin molekul yang menyebabkan perputaran ikatan yang sangat terbatas. Terdapat dua bentuk isomer geometri yaitu cis dan trans.

Pada isomer geometri ikatan rangkap tersebut kaku sehingga tidak dapat berputar, maka ketika ada 2 senyawa yang memiliki struktur berbeda berarti kedua senyawa tersebut memiliki sifat-sifat  yang berbeda pula.

A. Tata nama E dan Z

            Jika prioritas tinggi berada pada arah yang sama maka tata namanya adalah Z, jika prioritas yang tinggi berada di arah yang berlawanan maka tata namanya E

B. aturan deret

1. atom dengan nomor atom yang lebih tinggi memiliki prioritas yang lebih tinggi dapat di lihat dari gambar dibawah. Pada gambar tersebut prioritas tinggi berada pada arah yang sama maka tata namanya adalah Z

 

 

2. jika isotop, maka isotop dengan nomor masa yang lebih tinggi memiliki prioritas yang lebih tinggi. Padah contoh gambar di bawah Hidrogen memiliki isotop diotrium dimana diotrium memiliki nomor masa  yang lebih tinggi di bandingkan Hidrogen

 

3. jika kedua atom identic maka nomor atom dari atom berikut nya yang menentukan prioritas, dapat dilihat pada gambar dibawah pada sisi kiri CH₃ memiliki prioritas yang tinggi dan pada sisi kanan C₂H₅ prioritasnya lebih tinggi jadi tatanamanya adalah Z

4. ikatan rangkap dua atau 3 harus di setarakan dulu dengan ikatan tunggal

 

2. Konfigurasi molekul

Dalam suatu molekul rantai terbuka, atom-atomnya memiliki peluang tak terhingga jumlah penataan/posisinya di dalam suatu ruang. Etana misalnya memiliki penataan dengan berbagai variasi posisi di dalam ruang.

Etana mempunyai konfigurasi goyang dan eklips. Konfigurasi goyang artinya atom-atom hidrogen atau gugus-gugus terpisah secara menjauh, sedangkan konfigurasi eklips yaitu atom-atom hidrogen atau gugus-gugus sedapat mungkin saling berdekatan.

Rotasi mengelilingi ikatan sigma sering disebut dengan “rotasi bebas”. Konfigurasi eklips kurang stabil dibandingkan dengan bentuk goyang dari etana sebab mempunyai energi sebesar kira-kira 3 kkal/mol lebih tinggi daripada konformasi goyang.

Senyawa butana (CH₃CH₂CH₂CH₃), memiliki dua gugus metil yang cukup besar pada atom –H₂C– CH₂ – , sehingga butana memiliki dua macam konfigurasi goyang. Konfigurasi goyang dimana jarak antara gugus-gugus –CH₃ terpisah sejauh mungkin disebut konformer anti energinya paling rendah, sedangkan konformasi goyang lainnya dimana gugus-gugus –CH₃ agak berjauhan disebut konformer gauche.

 

3. Kiralitas

Kiralitas senyawa rantai terbuka terjadi jika gugus c dalam rantai terbuka tangan tanganya telah berikatan dengan logam atau gugus fungsi lainnya. 

 

Aturan aturan kiralitas

1. jika ada 4 tangan yang mengikat pusat maka prioritas  yang lebih tinggi dilihat dari nomor massa yang paling tinggi, semakin tinggi nomor massa semakin prioritas atom tersebut.

 

2. pada penentuan kiral terdapat konfigurasi R dan S . R adalah searah jarum jam dan S adalah berlawanan arah jarum jam jadi jika urutan prioritas mengikuti arah jarum jam maka di sebut R begitu juga sebaliknya

 

 

3. jika terdapat atom bernomor massa paling kecil di telatakan di paling belakang

 

 

Permasalahan

1. apa yang terjadi jika atom yang nomor massa terkecil di tarok di depan?

2. Apa yang terjadi jika dalam 1 stereocenter mengikat 4 atom namun terdapat 2 atom yang identik?

3. Jika suatu center C mengikat keempat atom atau gugus yang berbeda dinamakan Kiral. Lalu bagaimana jika ada 2 gugus yang sama dan dua gugus yang berbeda, apakah tetap dikatakan kiral,  jika bukan kiral berikan alasannya dan jika iya merupakan kiral berikan alasannya juga?

Klasifikasi reaksi reaksi organik dasar

 

            Reaksi kimia adalah perubahan ireversibel dalam komposisi awal zat untuk membentuk produk kimia yang sama sekali berbeda. Proses pembentukan produk dengan reaktan merupakan fenomena yang luar biasa dan menarik.

1.Reaksi Subtitusi  (pergantian)

Reaksi subtitusi merupakan reaksi pergantian antara atom namun ikatan karbonnya tidak mengalami perubahan. Jika pada reaktan ikantan tunggal  maka produk tetap ikatan tunggal dan jika pada reaktan ikatan rangkap maka pada produk ikatan rangkap juga

Contoh : reaksi subtitusi klorin

Pada reaksi tersebut terlihat bahwa terjadi pergantian atom antara atom  Cl dan atom H, dan dihasilkan produk yang telah terjadi subtitusi. Pada reaksi tersebut tidak adak perubahan pada ikatan karbonnya hanya saja senyawa nya berubah.

2. Reaksi Adisi (samping)

Reaksi adisi adalah perubahan  jenis ikatan karbon, reaksi ini hanya terjadi pada ikatan rangkap kemudian ikatan rangkap tersebut ditambahkan hydrogen, halogen, hydrogen-halogen maupun H₂O. reaksi adisi ini mengakibatkan berkurangnya 1 ikatan rangkap pada produk, misalnya pada reaktan ikatan rangkap 3 maka pada produk ikatan rangkap 2

A.hidrogenasi

Pada gambar diatas terjadi hidrogenasi, masuknya atom H dan putus nya ikatan karbon rangkap 2

B. halogenasi

Jika tadi hidrogensi menggunakan hydrogen maka halogenasi menggunakan halogen (F,Cl,Br,I) mekanisme yang di gunakan sama seperti hidrogenasi yang membedakannya adalah pada halogenasi yang masuk adalah halogen

C. hidrohalgenasi

Pada hidrohalogenasi yang masuk adalah HCl,HBr dan HI

 

’

Pada hidrohalogenasi terdabat 2 atom yang berbeda yang ingin masuk , pada contoh tersebut terdapat H dan Br di sini lah di gunakan hukum markovnikov dimana atom H dimasukan ke atom C yang paling banyak mengikat atom H paling banyak. Pada hidrohalogenasi adajuga ya ng dinamakan anti markovnikov, ciri cirinya alkena yang di tambakan dengan HBr dan dimasukannya H₂O₂

Pada aturan anti markovnikov adalah kebalikannya hukum markovnikov yaitu  H dimasukan ke dalam atom C yang paling sedikit mengikat H

D.Hidrasi

 

Pada hidrasi H₂O di pecah  menjadi H dan OH maka kembali lagi pada hukum markovnikov dimana H boleh masuk kedalam atom c yang mengikat paling banyak

            3. Reaksi Eliminasi(penghapusan)

Reaksi eliminasi melibatkan penghapusan atom atau kelompok atom dari molekul. Ini adalah proses di mana senyawa jenuh akan dikonversi ke senyawa tak jenuh. Hal ini dilakukan biasanya melalui aksi asam, basa, logam atau panas. Reaksi eliminasi adalah kebalikan dari reaksi adisi. Mereka dikenal dengan atom atau kelompok atom yang meninggalkan molekul.

 

Dehidrohalogenasi  :  penghapusan hidrogen dan halogen

 

 

Dehidrasi                 :   meninggalkan molekul air

 

    

  

 

Dehidrogenasi         :    penghapusan hidrogen

C ₆ H ₅- CH ₂-CH ₃ → C ₆ H ₅ -CH = CH ₂ + H ₂

4. reaksi penataan ulang

 Ini adalah proses kimia dimana senyawa menata kembali menjadi bentuk isomernya. Isomer adalah senyawa dengan berat molekul dan komposisi yang sama tetapi berbeda dalam struktur dan konfigurasi mereka.

      

 

 

 

      Di sini, siklopropana menata kembali ke propena. 2-butena adalah alkena dengan empat atom C yang ada sebagai dua isomer geometri masing-masing trans-2-butena dan cis-2-butena. Karena perbedaan ini, sifat kimia dan fisika berubah. Reaksi Pericyclic juga merupakan jenis reaksi penataan ulang.

 

5. Reaksi Oksidasi

            Reaksi oksidasi di bagi menajdi 2 yaitu  pembakarn sempurna dan tidak sempurna. Jika pembakaran sempurna di hasil kan CO₂  + H₂O jika tidak sempurna menghasilkan CO + H₂O. Reaksi ini terjadi antara hidrokarbon dan Oksigen

 

 

Permasalahan

 

1. jika  pada hidrohalogenasi  HCl dan di masukan H₂O₂ apakah terjadi suatu reaksi,jika terjadi bagaimana reaksi tersebut? Jika tidak terjadi apa penyebab nya?

 

2. jika kita cermati reaksi adisi adalah kebalikan reaksi eliminasi, apakah hasil dari adisi dapat di eliminasi?

 

3. apa yang terjadi jika pada reaksi adisi kita tidak mengikuti aturan markovnikov