Makalah Eliminasi Dan Kondensasi Naneewww.docx

BAB 1 PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Reaksi kimia adalah suatu proses alam yang selalu menghasilkan reaksi kimia. Senyawa, ataupun senyawa-senyawa awal yang terlibat dalam reaksi disebut sebagai reaktan. Reaksi kimia biasanya dikarakteristikkan dengan perubahan kimiawi, dan akan menghasilkan satu atau lebih produk yang biasanya memiliki ciri-ciri yang berbeda dari reaktan. Secara klasik, reaksi kimia melibatkan perubahan yang melibatkan pergerakan electron dalam pembentukan dan pemutusan ikatan kimia, walaupun pada dasarnya konsep umum reaksi kimia juga dapat diterapkan pada transformasi partikel-partikel elementer seperti pada reaksi nuklir. Reaksi-reaksi kimia yang berbeda digunakan bersama dalam sintesis kimia untuk menghasilkan produk senyawa yang diinginkan. Dalam biokimia, sederet reaksi kimia yang dikatalisis oleh enzim membentuk lintasan metabolism, dimana sintesis dan dekomposisi yang biasanya tidak mungkin terjadi di dalam sel dilakukan. Reaksi kimia seperti pembakaran, fermentasi, dan reduksi dari bijih menjadi logam sejak dahulu kala. Suatu reaksi terjadi karena satu molekul atau lebih memiliki energy yang cukup (energy aktivasi) untuk memutuskan ikatan. Misalnya yoghourt yang kita temui sehari-hari menjadi salah satu contoh dimana reaksi eliminasi terjadi. Untuk itu, pada makalah ini kami akan membahas tentang bagaimana mekanisme reaksi eliminasi dan kondensasi.

1

2. Rumusan Masalah 1. Apakah yang dimaksud dengan Reaksi Eliminasi? 2. Bgaimanakah jenis-jenis dan mekanisme terjadinya Reaksi Eliminasi? 3. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi Reaksi Eliminasi? 4. Apakah yang dimaksud dengan Kondensasi? 3. Tujuan 1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan Reaksi Eliminasi. 2. Untuk mengetahui Jenis-jenis dan mekanisme terjadinya Reaksi Eliminasi. 3. Untuk mengetahui Faktor-faktor yang mempengaruhi Reaksi Eliminasi. 4. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan kondensasi.

2

BAB II PEMBAHASAN 1. Pengertian Reaksi Eliminasi Reaksi eliminasi adalah pegurangan suatu gugus (molekul) dari suatu molekul (kebalikan dari reaksi adisi), dimana struktur molekul berubah dari ikatan tunggal menjadi ikatan rangkap. Bila suatu alkil halida diolah dengan basa kuat, dapat terjadi reaksi eliminasi. Dalam reaksi ini sebuah molekul kehilangan atom-atom atau ion-ion dari dalam strukturnya. Produk organik suatu reaksi eliminasi suatu alkil halida adalah suatu alkena. Dalam tipe reaksi ini, unsur H dan X keluar dari dalam alkil halid; oleh karena itu reaksi ini juga disebut reaksi dehidrohalogenasi. (Awalan de- berarti “minus” atau “hilangnya”. Secara umum reaksi eliminasi mengikuti persamaan sebagai berikut:

Dalam hal ini, molekul yang dieliminasi dapat homogen (A=B) atau heterogen (A≠B). Molekul yang lazim dieliminasi selain unsur halogena juaga seperti H2 (dehidrogenasi), H2O (dehidrasi). Contoh:

2-Kloro-2-metilpropana

metilpropena

(t-butil klorida)

(isobutilena) 3

2. Jenis-jenis dan mekanisme terjadinya Reaksi Eliminasi a. Reaksi eliminasi berdasarkan letak gugus tereliminasi Berdasarkan kedudukan H yang tereliminasi, reaksi eliminasi terbagi atas 4 reaksi eliminasi yakni : a) Reaksi α eliminasi Reaksi α eliminasi adalah reaksi gugus H yang tereliminasi terletak vertikal dengan gugus lepasnya.

b) Reaksi β eliminasi Reaksi β eliminasi adalah reaksi gugus H yang tereliminasi terletak horizontal tepat bersebelahan dengan gugus lepasnya.

c) Reaksi γ eliminasi Reaksi γ eliminasi adalah reaksi gugus H yang tereliminasi terletak horizontal dengan gugus lepasnya, namun tidak tepat bersebelahan langsung.

4

b. Kaidah Saytzev dan Hofman Apabila suatu alkil halida mempunyai atom hidrogen pada dua atom C di posisi β yang berlainan maka proses eliminasi dapat menghasilkan lebih dari satu macam alkena. Sebagai contoh reaksi eliminasi 2-bromopropana dengan ion etoksida sebagai berikut:

Berlandaskan pada persamaan reaksi di atas dapatlah dipahami kaidah Saytzev yang dinyatakan sebagai berikut: “Bila reaksi eliminasi terjadi maka produk dengan kestabilan tinggi merupakan produk utama” Kaidah Saytzev ini dapat dipahami dengan meninjau struktur

kompleks transisi. Perhatikan

struktur komplek transisi pembentukan alkena yang dituliskan dibawah ini:

Dengan menganggap energi ruang yang disebabkan interaksi antara gugus etoksida, gugus alkil, atom Br dan atom H sama maka dapat dikatakan bahwa energi komplek transisi kedua struktur tersebut sama. Alkena yang tersubtitusi mempunyai kestabilan yang tinggi. Hal ini berarti alkena yang

5

tersubtitusi mempunyai energi G yang rendah. Dari penjelasan ini dapat digambarkan profil energi reaksi di atas sebagai berikut:

Berdasarkan profil energi tersebut kaidah Saytzev dapat ditafsirkan sebagai berikut: “Pada reaksi eliminasi dapat diasumsikan bahwa reaksi eliminasi dikawal oleh hukum termodinamika” Kebanyakan dehidrohalogenasi tunduk

dalam

melimpah.

aturan

Tetapi

Saytzev

dalam

suatu

dan

alkena yang lebih tersubtitusi lebih

keadaan,

produk

utama

dari

suatu

dehidrohalogenasi justru alkena yang kurang stabil dan kurang tersubtitusi. Bila

alkena

yang

kurang

tersubtitusi

merupakan

produk

yang

lebih

melimpah, dikatakan reaksi itu menghasilkan Produk Hofmann. c. Jenis-jenis dan mekanisme terjadinya Reaksi Eliminasi 1) Reaksi Eliminasi E1 (Unimolekuler) Reaksi eliminasi unimolekuler adalah reaksi eliminasi dimana karbokation memberikan sebuah proton kepada suatu basa dalam suatu reaksi eliminasi sehingga akan menghasilkan suatu produk alkena. Dalam reaksi ini hanya satu molekul saja yang menetukan reaksi.

6

Mekanisme eliminasi unimolekuler (E1) memberikan arti bahwa keadaan transisi penentu lajunya melibatkan suatu molekul tunggal. Tahap penentu lajunya sama seperti tahap pertama pada reaksi SN1, yaitu ionisasi unimolekuler secara spontan dari substrat halide membentuk suatu intermediet karbokation. Pada tahap kedua yang cepat, suatu basa menarik proton pada atom karbon yang berdampingan. Elektron yang sebelumnya untuk ikatan proton-karbon sekarang membentuk ikatan pi diantara kedua ataom karbon. Mekanisme umum reaksi E1 adalah sebagai berikut : Tahap 1 : Ionisasi (penentu Laju) Reaksi E1 berjalan lambat

Tahap 2 : Penarikan proton oleh Basa (cepat) Reaksi E1 berjalan cepat.

7

Mekanisme reaksi E1 ini hampir selalu bersama dengan reaksi SN1. Pada saat karbokation membentuk, ada dua kemungkinan eliminasi atau substitusi, dan campuran produk akan dihasilkan.

Diagram perubahan energi reaksi E1

8

Stereokimia produk reaksi E1

Pada mekanisme E1 keterlibatan stereokimianya tidak seperti mekanisme E2. Pada reaksi E2 geometri periplanar diperlukan, tetapi pada reaksi E1 tidak ada syarat geometri. Intermediet karbokation dapat melepaskan proton manapun dari posisi tetangganya yang tersedia. Pada reaksi ini juga dapat diharapkan produk yang terbentuk adalah produk yang lebih stabil. Reaksi Eliminasi E2 (Bimolekuler) Reaksi eliminasi bimolekuler adalah suatu reaksi eliminasi dimana terdapat dua molekul yang menjadi reaktannya, yakni substrat dan basa atau nukleofilnya. Oleh karena itu, mekanisme reaksi E2 melibatkan dua molekul sehingga tahap penentu laju reaksinya : Laju = k [R-Br]1[Base]1 H

H

O

O H

H C H

H

CH3 CH3 C

H H

Br

C

C

CH3 CH3 Br

9

Selain itu, hanya pada reaksi E2 akan menghasilkan stereospesifik namun tidak untuk reaksi E1. Mekanisme tahapan reaksi eliminasi E2 Dalam reaksi E2 yang lebih dominan adalah :  Substrat yang mengandung gugus pergi yang baik berikatan dengan atom karbon tetrahedral.  Basa kuat non-nukleofilik.  Tidak terjadi pembentukan karbokation  Pembentukan secara serempak  Produk Saytzeff umumnya produk utama : DBU

4 +

Br

1

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 nukleofilnya dalam suatu pelarut.

10

Diagram perubahan energi reaksi E2 .. dO:

H

H

C

C Br

d-

energy H

.. __ O: .. H

H O

C

C

C

H C Br-

Br

Reaction coordinate WWU -- Chemistry

Mekanisme reaksi E2 Dalam mekanisme E2, kedua gugus dilepas secara serentak, dimana proton ditarik oleh adanya basa. Mekanisme ini berlangsung satu tahap dan secara kinetik adalah orde kedua, orde satu terhadap subtrat dan orde satu terhadap basa. Reaksi ini analog dengan mekanisme SN2, gugus perginya dapat positif atau netral dan basanya bermuatan negatif atau netral.

11

Mekanisme E2 juga memerlukan basa. Akan tetapi, pergantian posisi basa dan eliminasi gugus lepas berlangsung secara serentak dan tidak menghasilkan zat antara ionik. Berbeda dengan eliminasi E1, konfigurasi stereokimia yang berbeda dapat dihasilkan dalam reaksi yang memiliki mekanisme E2 karena basa akan lebih memfavoritkan eleminasi proton yang berada pada posisi-anti terhadap gugus lepas. Oleh karena kondisi dan reagen reaksi yang mirip, eliminasi E2 selalu bersaing dengan substitusi SN2.

Berdasarkan data eksperimen menunjukan bahwa reaksi E2 adalah stereospesifik. Eliminasi selalu terjadi dari suatu geometri periplanar, artinya bahwa semua empat atom yang bereaksi-hidrogen, dua atom karbon, dan gugus pergi terletak pada bidang yang sama. Ada dua geometri yang mungkin: geometri sin periplanar, dimana H dan X pada sisi yang sama dari molekul; dan geometri anti periplanar, dimana H dsn X ada pada posisi yang berlawanan dalam molekul. Pada kedua geometri ini, anti periplanar lebih disukai karena memiliki konformasi “staggered” yang memiliki energy lebih

12

rendah, sedangkan

sin periplanar memiliki konformasi “eclips” dengan

energy yang lebih tinggi.

Stereokimia produk reaksi E2

Geometri anti periplanar untuk eliminasi E2 memiliki konsekuensi stereokomia yang pasti yang membuktikan mekanisme yang diusulkan. Sebagai contoh, meso-1,2-dibromo-1,2-dipeniletana mengalami eliminasi E2 pada pengolahan dengan basa yang hanya menghasilkan E-alkena (gugus penil cis). Tidak hanya isomer Z-alkena diharuskan memiliki geomatri sin periplanar.

13

Reaksi eliminasi E2 dengan geometri periplanar dapat diidentikan dengan reaksi SN2 dengan geometri 180o. pada reaksi SN2, sepasang electron dari nukleofil yang datang mendesak gugus pergi pada sisi yang berlawanan dari molekul (serangan sisi belakang). Pada reaksi E, sepasang electron dari suatu ikatan C-H tetangga mendesak gugus pergi pada posisi berlawanan dari molekul (anti periplanar). Pada

system

sikloheksana

diketahui

bahwa

hampir

semua

seikloheksana stabil pada konformasi kursi. Pada konformasi ini semua ikatan karbon-karbon adalah staggered, dan eliminasi E2 bisanya berlangsung melalui keadaan transisi staggered anti coplanar. Dua ikatan aksial bersebelahan berada dalam konformasi anti koplar, orientasi yang ideal untuk reaksi E2. Pada dua stom karbon yang bersebelahan, satu ikatan aksial ke atas dan satu ikatan aksial ke bawah. Kedua ikatan aksial ini berporsi trans satu sama lain atau disebut trans-diaksial. Reaksi eliminasi E2, pada system sikloheksana bentuk kursi hanya dapat berlangsung bila proton dan gugus perginya berada pada posisi transdiaksial.

Gambar

8.2

menunjukkan

dehidrohalogenasi

E2

dari

bromosikloheksana. Molekul harus membalik ke konfirmasi kursi dengan atom brom aksial sebelum eliminasi dapat terjadi. Reaski Eliminasi E1 cB Reaksi E1cB adalah reaksi yang berlangsung melalui intermediet karbanion. Reaksi eliminasi ini terjadi dalam makhluk hidup dan sangat

14

umum. Contoh spesifik terjadi pada biosintesis lemak bila 3-hidroksi butiril thioester di dehidrasi menghasilkan thioester-nya.

Mekanisme tahapan reaksi eliminasi E1 cB 1)

.. _ O: ..

H

H

.. O ..

H C

C

fast

C

_ .. C

C

Br

O

H

C Br

O O

2)

C O

_ .. C

C C

slow

C

Br

15

C

+

_ Br

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi Reaksi Eliminasi a. Struktur alkil halida Metil halida dan alkil halida primer cenderung menjalani reaksi S N2. Mereka tidak membentuk karbokation, namun jika bereaksi E2, alkil halide primer bereaksi lambat dibandingkan dengan alkil halida lain. Alkil halida sekunder dapat bereaksi dengan jalan manapun, tetapi reaksi E2 lebih lazim daripada E1. Reaksi-reaksi alkil halida sekunder lebih peka terhadap kondisi reaksi dalam labu reaksi (konsentrasi nukleofil, pelarut, dan lain- lain) daripada reaksi alkil halida lainnya. Alkil halide tersier terutama bereaksi E2 dengan suatu basa kuat (seperti OH- atau –OR), tetapi dalam beberapa hal bereaksi E1, dengan basa sangat lemah (seperti H2O dan ROH). b. Sifat (nature) nukleofil atau basa Suatu basa kuat umumnya juga suatu nukleofilik yang baik. Dua factor

yang

dapat

memengaruhi

nukleofilisitas

pereaksi,

yaitu pelarut dan polarizabilitas suatu ion atau molekul. Derajat nukleofilisitas lawan kebasaan dapat menentukan jalan reaksi. Reaksi alkil halida primer dengan suatu nukleofil kuat mengikuti jalan S N2, bahkan juga bila nukleofil suatu basa kuat. Tetapi untuk alkil halide tersier, basa agak kuat apa saja akan memilih reaksi E2. Hanya basa-basa terlemah menghasilkan subtitusi (S N1). Untuk alkil halida sekunder, nukelofil kuat (seperti CN-)

menyukai

reaksi S N2, sementara nukleofil lemah (seperti H2O) menyukai reaksi-reaksi karbokation, terutama S N1 dengan sedikit E1. Basa-basa kuat smenykai E2.

16

c. Sifat pelarut Pengaruh pelarut pada reaksi subtitusi dan eliminasi terletak pada kemampuan

atau

ketidak

mampuan

mensolvasi

ion-ion:

karbokation,

nukleofil atau basa, dan gugus-gugus pergi. Kemampuan mensolvi ion ditentukan oleh polaritas molekul pelarut itu, yang biasanya dilaporkan sebagai tetapan dielektrik (dielectric constant ). Bila momen dipol mengukur polaritas sebuah molekul, maka tetapan dielektrik mengukur polaritas suatu cairan (banyak molekul yang berantaraksi satu dengan yang lain). Pelarut yang sangat polar mempunyai tetapan dielektri yang sangat tinggi. Meskipun tetapan dielektrik dapat memberikan pedoman dalam meilih pelarut,

namun

tidak

ada

aturan

yang

tetap

mengenai

bagaimana

meramalkan pelarut mana yang terbaik untuk suatu reaksi tertentu. Pada umumnya pelarut yang sangat polar (seperti air) mendorong reaksi S N1 dengan membantu menstabilkan karbokation dengan jalan solvasi. Sebaliknya pelarut yang kurang polar (seperti aseton) memilih reaksi S N2 dan E2, karena pelarut itu tidak membentuk ionisasi. Disamping solvasi (dari) karbokation, solvasi nukleofil juga sangat penting. Pemilihan pelarut benar-benar dapat mengubah urutan nukleofilisitas dakam suatu kelompok nukleofil. Suatu pelarut yang dapat mensolvi suatu ion (jadi

menstabilkan

anion)

akan

mengurangi

nukleofilisitasnya.

Kebalikannya, suatu pelarut yang tak dapat mensolvi suatu anion , akan meningkatkan nukelofilisitas anion itu.

17

d. Konsentrasi nukelofil atau basa Dengan

mengatur

konsentrasi

nukleofil

atau

basa,

kita

dapat

langsungmengontrol laju reaksi S N2 dan E2. Naiknya konsentrasi nukleofil umumnya tidak memengaruhi laju reaksi S N1 atau E1, tetapi menaikkan laju reaksi S N2 atau E2 secara proporsional. Konsetrasi tinggu Nu: - atau basa: S N2 atau E2 Konsentrasi rendah Nu: - S N1 dan E1 e. Tempteratur Kenaikan temperatur menaikkan laju semua reaksi subtitusi dan eliminasi. Tetapi biasaya kenikan laju reaksi-reaksi eliminasi lebih besar (karena reaksi eliminasi biasanya memiliki Eakt yang lebih tinggi, dan temperatur tinggi memungkinkan lebih banyak molekul untuk sanggup mencapai keadaan transisi (eliminasi). 4. Reaksi Kondensasi Reaksi kondensasi adalah suatu jenis reaksi kimia di mana dua molekul sederhana bergabung membentuk molekul ketiga yang lebih kompleks, dengan penghapusan zat sederhana.

Molekul-molekul bahan yang dihasilkan lebih besar daripada molekul reaktan, sedangkan substansi dihilangkan (biasanya air atau amonia) terdiri dari molekul yang sangat kecil.

18

Sebuah proses serupa yang melibatkan monomer dapat digunakan untuk menghasilkan polimer dalam jenis reaksi yang disebut polimerisasi kondensasi. Ini adalah proses dimana subunit seperti asam amino dan monosakarida bergabung bersama untuk membentuk polimer biokimia.

Reaksi Kondensasi terdiri dari tiga tahap yaitu :

Tahap I, tahap dimana katalis menyerang atom hydrogen alpha dari suatu gugus karbonil membentuk ion enolat.

Tahap II, tahap dimana ion enolat menyerang gugus karbonil untuk membentuk ion alkoksida.

Tahap III, tahap dimana ion alkoksida suatu produk aldol dengan menangkap atom Hidrogen dari katalis.

Reaksi kondensasi dapat terjadi dari reaksi antara yang memiliki gugus fungsi yang bersifat asam dengan yang bersifat basa.

19

BAB III PENUTUP 1. Kesimpulan Berdasarkan uraisan di atas, maka kesimpulan yang dapat diperoleh adalah: -

Reaksi eliminasi adalah pegurangan suatu gugus (molekul) dari suatu molekul (kebalikan dari reaksi adisi), dimana struktur molekul berubah dari ikatan tunggal menjadi ikatan rangkap.

-

Reaksi eliminasi dibagi menjadi dua, yaitu reaksi E1 (Unimolekuler) yang reaksinya terdiri dari dua tahap yaitu tahap reaksi lambat dan tahap reaksi ceopat. Sedangkan reaksi E2 (Bimolekuler), yaitu suatu reaksi eliminasi dimana terdapat dua molekul yang menjadi reaktannya, yakni substrat dan basa atau nukleofilnya.

-

Faktor-faktor yang memengaruhi reaksi eliminasi adalah Struktur alkil halide, Sifat (nature) nukleofil atau basa, Sifat pelarut, konsentrasi nukleofil, dan temperature.

-

Reaksi kondensasi adalah suatu jenis reaksi kimia di mana dua molekul sederhana bergabung membentuk molekul ketiga yang lebih kompleks, dengan penghapusan zat sederhana. Molekul-molekul bahan yang dihasilkan lebih besar daripada molekul reaktan, sedangkan substansi dihilangkan (biasanya air atau amonia) terdiri dari molekul yang sangat kecil.

20

2. Saran Dari semua pembahasan materi yang telah dibuat, kami berharap temanteman bisa mengerti tentang titrasi redoks ini, dan semoga teman-teman memperoleh manfaat yang ada dalam meteri tersebut. Jika ada terdapat kekurangan terhadap materi ini, kami mohon maaf, terima kasih telah memperhatikan sekaligus memahami materi ini.

21

DAFTAR PUSTAKA Riswayanto.2009. Kimia Organik. Jakarta : Erlangga. Hart, crain. 2003. Kimia Organik edisi kesebelas. Jakarta : Erlangga.

22