Mekanisme Reaksi E2

Reaksi Eliminasi

  Dapat dikatakan bahwa Eliminasi adalah salah satu jenis yang mana ada dua  substituen dipisahkan dari suatu molekul baik dalam mekanisme satu tahap atau dua tahap. Mekanisme yang terjadi dengan satu tahap dikenal sebagai reaksi E2, dan mekanisme yang terjadi lebih dari satu tahap (dua tahap) dikenal dengan reaksi E1. Angka yang ada di nama reaksi tidak berberkaitan dengan jumlah tahapan dalam mekanisme tersebut,tetapi berhubungan dengan kinetika raksi bimolekular dan unimolekular berturut. 

Reaksi E2

Jika alkil halida mempunyai atom hidrogennya pada atom karbon yang bersebelahan dengan karbon pembawa halogen bereaksi dengan karbon pembawa halogen akan bereaksi dengan nukleofil maka terdapat dua kemungkinan reaksi yang bersaing yakni  substitusi dan eliminasi.

Sering kali reaksi substitusi dan eliminasi terjadi secara bersamaan pada pasangan pereaksi nukleofil dan substrat yang sama. Reaksi mana yang dominan cenderung bergantung pada kekuatan nukleofil, struktur substrat dan kondisi reaksi. Seperti halnya dengan reaksi substitusi reaksi eliminasi juga memiliki dua mekanisme yaitu mekanisme E2 dan E1.

Reaksi eliminasi alkil halida yang paling berguna yakni reaksi E2 (eliminasi bimolekuler). Reaksi E2 alkil halida cenderung dominan bila digunakan pada basa kuat, seperti ^–OH dan ^–OR, dan pada temperatur yang tinggi. ciri  khas reaksi E2 dilakukan dengan memanaskan alkil halida dengan K^+-OH atau Na^{+ -}OCH₂CH₃ dalam etanol.

Reaksi E2 berjalan tidak lewat suatu karbokation sebagai zat-antara, melainkan berupa reaksi serempak (concered reaction) terjadi pada satu tahap, sama seperti reaksi SN₂.

 

1. Basa akan  membentuk ikatan dengan hidrogen
2. Elektron C-H membentuk ikatan PI
3. Brom dengan satu pasang elektronnya pergi meninggalkan ikatan sigma C-Br

Persamaan diatas menunjukkan mekanisme, dengan anak-panah bengkok menyatakan “pendorongan elektron” (electron-pushing). Struktur keadaan-transisi dalam reaksi satu tahap ini adalah:

Pada reaksi E2, sama seperti reaksi E1, alkil halida tersier akan bereaksi paling cepat dari pada alkil halida primer . (jika kita mengolah dengan suatu basa, alkil halida primer biasanya begitu mudah bereaksi substitusi, sehingga hanya sedikit alkena terbentuk).

Stereokimia Suatu Reaksi E2

Disaat berada pada keadaan transisi suatu eliminasi E2, basa yang menyerang dan gugus yang pergi umumya sejauh mungkin, atau anti. Karena inilah maka eliminasi E2 seringkali merujuk sebagai anti-eliminasi.

Ciri yang menarik mengenai anti-eliminasi adalah bahwa peletakan anti dari H dan Br yang akan dibuang menentukan streokimia alkena sebagai produk. Untuk memahami terjadinya hal ini, perhatikan reaksi E2 dari beberapa halida streoisomerik. Senyawa 1-bromo-1,2-difenilpropana mempunyai dua atom karbon kiral (karbon 1 dan 2) dan empat streoisomer.

Karena terdapat hanya satu hidrogen β dalam halida awal, maka streoisomer yang manapun akan menghasilkan C₆H₅(CH₃)C=CHC₆H_5. Namun dalam produk ini dapat terjadi keisomeran geometrik.

Bila atau (1R,2R)-1-bromo-1,2-difenilpropana ataupun (1S,2S)-enantiomernya menjalani reaksi E2, akan terbentuk (Z)-alkena secara ekslusif; tak akan terbentuk (E)-alkena.

Aturan Zaitev Untuk Reaksi Eliminasi

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

Mekanisme E2

 

            Reaksi E2 atau 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 akan tereleminasi dalam proses anti dengan gugus pergi. Alasannya ialah bahwa pada posii tersebut orbital ikatan CH dan CX tersusun sempurna yang memudahkan pertumpangan tindihan orbital dalam pembentukan ikatan baru.

Karakteristik mekanisme reaksi ini diantaranya:

1. E2 merupakan eliminasi satu tahap, dengan satu keadaan transisi.
2. Biasanya terjadi pada alkil halida primer tersubstitusi, namun mungkin terjadi pada alkil halida sekunder dan senyawa lainnya.
3. laju reaksi mengikuti orde kedua, karena reaksi dipengaruhi oleh alkil halida dan basa .
4. Karena mekanisme E2 menghasilkan pembentukan ikatan pi, dua gugus pergi (terkadang sebuah atom 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 jumlah energi yang lebih besar atau  tinggi. Mekanisme reaksi yang melibatkan konformasi goyang lebih disukai pada reaksi E2 (tidak seperti reaksi E1)
5. E2 biasanya menggunakan basa yang kuat. Basa harus cukup kuat untuk melepas hidrogen yang kurang asam.
6. Agar ikatan pi dapat terbentuk, hibridiasi karbon harus lebih rendah dari sp³ menjadi sp².
7. Ikatan C-H dilemahkan dalam tahap penentu laju dan karenanya efek isotop deuterium primer lebih besar dari 1 (biasanya 2-6) teramati. 
8. 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 yaitu reaksi isobutilbromida dengan kalium etoksida dalam etanol Produk reaksi tersebut adalah isobutilena, etanol dan kalim bromida.

Permasalahan:

1. Pada reaksi eliminasi yang melibatkan pelepasan HX dan hasilnya adalah suatu alkena, apakah hasil dari suatu reaksi eliminasi itu harus suatu alkena atau bisakah hasilnya alkana maupun alkuna?
2. Seperti yang diketahui hasil dari reaksi elimInasi itu adalah alkena,dimana menurut aturan zeitsev, alkena yang lebih stabil akan dihasilkan lebih banyak dibandingkan dengan alkena yang kurang stabil, mengapa ini dapat terjadi?
3. Pada reaksi substitusi dan eleminasi terjadi secara bersamaan pada pasangan pereaksi nukleofil dan substrat yang sama. Reaksi mana yang dominan, bergantung pada kekuatan nukleofil, struktur substrat dan kondisi reaksi. Pada kondisi yang bagaimana reaksi eliminasi lebih dominan?

Daftar Pustaka

Fessenden, Ralp J and Joan S. Fessenden. 1986. Kimia Organiik jilid 1, 3ed. Terjemahan A. Jakarta: Erlangga.

https://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_eliminasi