Gugus pergi dan pengaruh gugus tetangga

Nama : Gunawan

Nim   : F1C111035

Prodi : Kimia

Sains Dan Teknologi

(REAKSI SUBSTITUSI ASIL NUKLEOFILIK)

Golongan karbonil dengan ikatan rangkap karbon-oksigen adalah golongan dengan fungsi paling penting yang ditemukan dalam senyawa organik. Senyawa yang mengandung golongan karbonil disebut senyawa karbonil, berlimpah di alam. Banyak memainkan peran penting dalam proses biologis. Hormon, vitamin, asam amino, obat-obatan, dan bumbu hanya beberapa senyawa karbonil yang mempengaruhi kita setiap hari. Suatu golongan asil terdiri dari kelompok karbonil yang melekat pada sebuah gugus alkil atau ke kelompok aril.

Substituen terikat pada gugus asil sangat mempengaruhi reaktivitas senyawa karbonil. Senyawa karbonil dapat dibagi menjadi dua kelas. Kelas I senyawa karbonil adalah mereka di mana gugus asil terikat ke atom atau grup yang dapat digantikan oleh kelompok lain (mempunyai Leaving Group). Contohnya adalah asam karboksilat, asil halida, asam anhidrida, ester, dan amida. Semua senyawa ini mengandung grup (-OH, -Cl, -Br, -O(CO)R, -OR, -NH₂, -NHR, atau –NR₂) atau yang dapat diganti oleh nukleofil. Asil halida, asam anhidrida, ester, dan amida semua disebut turunan asam karboksilat karena mereka berbeda dari asam karboksilat hanya pada gugus menggantikan gugus OH asam karboksilat.

Senyawa dengan gugus yang dapat digantikan oleh nukleofil sebagai berikut. Tipe reaksi yang dijalani dinamakan Reaksi Substitusi Asil Nukleofilik (SAN).

Kelas II senyawa karbonil adalah gugus asil terikat pada gugus yang tidak dapat segera digantikan oleh gugus lain, contohnya aldehida dan keton. –H dan alkil atau aril

Pelarut protik seperti air dan alkohol menstabilkan Nukleofil yang tidak bereaksi sekalipun.  Oleh karena itu pelarut polar yang aprotik misalnya eter, keton, hidrokarbon  tersubstitusi halogen juga diperlukan.

Nukleofil yang baik diperlukan karena keadaan ini terlibat dalam tahap penentu laju reaksi.

Gugus pergi yang baik seperti halida atau tosilat diperlukan pada tahap penentu laju reaksi.

Kemungkinan gugus digantikan oleh gugus lain tergantung pada kebasaan relatif dari kedua gugus. Semakin lemah kebasaan suatu gugus, kemampuan untuk pergi lebih baik. Basa lemah adalah gugus pergi yang baik karena basa lemah tidak bisa berbagi elektron mereka seperti yang dilakukan oleh basa kuat. Nilai pKa asam konjugasi dari gugus pergi berbagai senyawa karbonil tercantum pada Tabel berikut.

Perhatikan bahwa kelompok asil Kelas I senyawa karbonil melekat pada basa lemah dibanding kelompok asil senyawa karbonil Kelas II. Semakin rendah nilai pKa, berarti semakin asam dan makin lemah basa konjugasinya.

Tabel 1. Nilai pKa asam konjugat dari leaving group senyawa karbonil

Kita akan melihat bahwa senyawa mengalami reaksi substitusi karena mereka memiliki gugus asil yang melekat pada gugus yang dapat digantikan oleh nukleofil. Aldehida dan keton memiliki gugus asil yang melekat pada gugus yang tidak dapat digantikan oleh nukleofil, maka senyawa ini tidak mengalami reaksi substitusi, melainkan reaksi adisi nukleofilik.

Ada 2 jenis reaksi substitusi yaitu:

1.  Substitusi Nukleofilik (SN) 1

2.  Substitusi Nukleofilik (SN) 2

Subtitusi Nukleofilik (SN 1)

SN 1 ditandai dengan reaksi yang melalui jalur karbokation.  Oleh karena itu, “gugus pergi “ (leaving group) haruslah terikat pada karbo tersier atau sekunder untuk menstabilkan zat intermediate nya.  Dampak lain pada reaksi SN 1 memungkinkan terjadinya pergeseran hidrida dan metida.

NOTE:Kekuatan Basa: Kuat-lemahnya basa tidak penting karena basa tidak terlibat dalam tahap penentu laju reaksi alias tidak memengaruhi pembentukan karbokation.

Gugus pergi (Leaving groups): gugus pergi yang baik diperlukan seperti halida (-X) atau tosilat karena “gugus pergi” jelas terlibat dalam tahap pembentukan karbokation

Hati-hati terhadap reaksi penataan ulang (baik geseran hidrida maupun metida) pada jalur SN1 karena ingat di sini terjadi pembentukan karbokation sebagai zat intermediatnya.

Cermati mekanisme jalur SN1 secara umum sbb:

Perhatikan contoh reaksi SN 1 sbb:

Substitusi Nukleofilik SN 2:

Cermati bentuk umum mekanisme SN2:

nuc: = nucleophile

X = leaving group (usually halide or tosylate)

Pada reaksi SN2, “gugus pergi” (gugus umum yang biasa adalah halida atau tosilat) diganti dengan suatu nukelofil.  Reaksi ini bekerja paling baik pada metil dan halida primer karena alkil halida yang mengandung banyak cabang dapat menghalangi serangan Nukelofil dari belakang.  Pada halida sekunder dan tersier reaksi SN2 sulit terjadi.  

Perhatikan contoh ion hidroksida sebagai Nukleofil dan Bromine sebagai “gugus pergi” yang baik:

NOTE:

-SN2 cenderung untuk mengalami inversi konfigurasi disebabkan serangan Nukleofil dari arah belakang.

pertanyaan:

v  Mengapa basa lemah dianggap sebagai gugus pergi yang baik??

Jawab : Karena basa lemah tidak bisa berbagi elektron mereka seperti yang dilakukan oleh basa kuat.

Semakin lemah kebasaan suatu gugus, kemampuan untuk pergi lebih baik

semoga bermanfaat dan mohon partisipasinya