Mekanisme Reaksi Adisi Elektrofilik pada Senyawa Organik Tidak Jenuh

Mekanisme Reaksi Adisi Elektrofilik pada Senyawa Organik Tidak Jenuh

A.  Definisi Reaksi Adisi

Adisi adalah bagian dari reaksi karakteristik alkena dan alkuna. Karena karbon dari ikatan rangkap dua atau tiga tidak memiliki jumlah maksimum dari atom yang ditambahkan, mereka dapat menambahkan kelompok atau atom tambahan. Obligasi rangkap mengalami penambahan sekali dan ikatan rangkap tiga bisa mengalami penambahan dua kali. Itu merupakan reaktivitas alkena dan alkuna adalah karena adanya ikatan-pi. Tidak seperti Obligasi sigma, ikatan-pi diarahkan menjauh dari karbon; elektronnya spesies yang kekurangan elektron, sangat mudah diakses, dan cukup atraktif (elektrofil) mencari sumber elektron.

Elektrofil dapat didefinisikan sebagai spesies yang menarik daerah kaya elektron dari molekul atau ion lain. Hal ini karena elektrofil membawa muatan positif atau molekul kekurangan elektron. Alkena memiliki pi-elektron sehingga mudah diserang elektrofil dan elektrofil sehingga menempel pada atom karbon berikat ganda. Reaksi semacam itu disebut reaksi penambahan elektrofilik. Reaksi penambahan elektrofilik dapat didefinisikan sebagai reaksi kimia di mana elektrofil ditambahkan pada atom karbon kaya elektron untuk membentuk produk tambahan.

Jadi kita bisa mengatakan bahwa dalam reaksi tambahan dua molekul digabungkan membentuk satu yang lebih besar tanpa kehilangan molekul lain. Dalam reaksi penambahan elektrofilik, reaksi dimulai dengan serangan elektrofil pada atom karbon berikat ganda. Mari ambil contoh hidrohalogenasi etena. Dalam hidrohalogenasi alkena, H + bertindak sebagai elektrofil dan bereaksi lebih dulu dengan alkena. Ini menghasilkan pembentukan karbokation sebagai perantara. Kemudian intermediate ini diserang oleh nukleofil untuk membentuk haloalkana.

B.  Contoh Reaksi

Demikian pula hidrasi alkena juga merupakan contoh reaksi penambahan elektrofilik. Reaksi alkena dengan asam berair seperti asam sulfat menghasilkan pembentukan alkohol. Seperti hidrohalogenasi, hidrasi alkena juga berlanjut dengan pembentukan karbokation sebagai perantara. Reaksi lebih memilih pembentukan karboksi yang stabil yang selanjutnya bereaksi dengan nukleofil untuk membentuk alkohol. Misalnya, reaksi etena dengan asam berair membentuk etanol.

Mari kita bahas mekanisme umum reaksi penambahan elektrofilik alkena. Elektrofil, E + yang merupakan spesies lemah elektron bereaksi dengan alkena kaya elektron untuk membentuk produk tambahan. Mekanisme umum reaksi penambahan elektrofilik dapat ditunjukkan seperti di bawah ini.

C.  Mekanisme Reaksi Tambahan Elektrofilik

Pada langkah pertama reaksi; serangan elektrofil pada atom karbon berikatan rangkap alkena. Ini membentuk karbokation sebagai perantara. 

Jika ada kemungkinan bentuk karbokation stabil dengan penataan ulang, maka akan terbentuk. Reaksi mengikuti aturan Markovnikov yang menyatakan bahwa bagian positif akan menambahkan pada atom karbon alkena yang memiliki lebih banyak atom H. Pada tahap kedua mekanisme, nukleofil bereaksi dengan karbokation untuk membentuk produk. Karena reaksi berlanjut dengan pembentukan karbokation planer sehingga reaksi ini tidak selektif stereo namun elektrofil menambahkan pertama pada alkena sehingga menunjukkan regioselektivitas. Penambahan bisa terjadi di syn atau anti direction. Sebagai tambahan syn, kedua kelompok ditambahkan pada sisi yang sama sedangkan pada anti-penambahan ditambahkan pada sisi berlawanan dari ikatan rangkap. Sebagai contoh penambahan H₂ pada ikatan rangkap alkena selalu terjadi pada posisi syn.

D.  Keadaan Reaksi Tambahan Elektrofilik

Alkena adalah hidrokarbon tak jenuh yang dapat dengan mudah memberikan reaksi tambahan karena adanya ikatan kovalen ganda dalam molekul. Beberapa contoh umum reaksi penambahan elektrofilik adalah reaksi penghalang dihalo (halogenasi), penambahan H dan X (hidrohalogenasi), penambahan H dan OH (hidrasi), penambahan H (hidrogenasi), reaksi oksimercurasi dengan asetat asetat dan air, Pembentukan hidro- Reaksi oksidasi dengan diborane dll. Kondisi utama penambahan elektrofilik adalah;

Ø Adanya ikatan kovalen ganda dalam molekul reaktan

Ø Kehadiran elektrofil

Ø Kondisi reaksi seperti pelarut yang dapat menstabilkan intermediate karbocation polar

E.  Penambahan elektrofilik ke konjugasi Diena

Kita telah membahas reaksi penambahan elektrofilik dari alkena. Dien juga contoh alkena yang memiliki dua ikatan rangkap dalam molekul. Jika ikatan rangkap hadir secara bergantian, diena disebut diena terkonjugasi. Dien konjugasi stabil karena delokalisasi elektron pi. Misalnya resonansi dalam 1, 3-butadiena diberikan di bawah ini.

Karena ada dua pi-ikatan dalam molekul 1, 3-bitadiena sehingga selama penambahan diena elektrofilik, dua mode penambahan dimungkinkan. Bisa berupa penambahan 1, 2 atau 1, 4. Produk yang terbentuk tergantung pada kondisi reaksi kinetik dan termodinamika.

Reaksi HBr dengan 1, 3-butadiena. Pada suhu rendah (-80 ° C) penambahan terjadi dengan pembentukan karbokation sekunder sedangkan pada suhu tinggi, reaksi terjadi pada kedua posisi. 

Jadi dapat kita katakan bahwa penambahan pada suhu rendah adalah reaksi kinetika yang mengendalikan produk utama dengan karbokation sekunder yang terbentuk lebih cepat dalam reaksi. Sebaliknya, pada reaksi suhu yang lebih tinggi adalah kontrol termodinamika.

F.  Permasalahan

1.     Apa saja senyawa yang bisa melakukan reaksi adisi tersebut?Dan berikan satu contoh reaksi tersebut!

2.    Mengapa suatu senyawa alkana tidak bisa melakukan reaksi adisi elektrofilik?

3.    Bagaimana cara mereaksikan reaksi adisi elektrofilik pada senyawa-senyawa tidak jenuh selain senyawa alkena dan alkuna?