Pertemuan 4, Mekanisme Reaksi SN.pptx
Download as PPTX, PDF0 likes154 views
Dokumen ini membahas mekanisme reaksi senyawa organik, termasuk reaksi substitusi, adisi, dan eliminasi, dengan fokus pada reaksi substitusi nukleofilik dan elektrofilik. Penjelasan mengenai dua metode penulisan mekanisme reaksi, yaitu stepwise dan merged-step, serta pentingnya stereokimia dan panah lengkung dalam menunjukkan transisi elektron. Kesalahan umum dalam menggambarkan mekanisme dan penjelasan mengenai nukleofilisitas juga dicakup dalam konteks reaksi substitusi.
![DUA REAKSI MIRIP
CH3 Br + CH3 OH + Br
-
20% w ater
NaOH
80% ethanol
C
H3C
CH3
CH3
OH
+
C
H3C
CH3
CH3
Br
20% w ater
Br-
+
NaOH
80% ethanol
1)
2)
( + some alkene by E1,E2 )
KEC = k2 [RBr] [NaOH]
KEC = k1 [RBr]
55oC
55oC
RBr + NaOH ROH + NaBr
NaOH kons tinggi
NaOH kons rendah](https://image.slidesharecdn.com/pertemuan4mekanismereaksisn-240203000103-4dd8ba25/85/Pertemuan-4-Mekanisme-Reaksi-SN-pptx-32-320.jpg)
![SN2
CH3 Br + CH3 OH + Br
-
20% w ater
NaOH
80% ethanol
kecepatan = k2 [RBr] [NaOH]
80% ethanol
20% w ater
Br
-
+
CH3 OH
CH3 Br
O
H
bimolekular
55oC
k2 = 0.022 liter/mole-sec
substitusi
nukleofilik
bimolekular](https://image.slidesharecdn.com/pertemuan4mekanismereaksisn-240203000103-4dd8ba25/85/Pertemuan-4-Mekanisme-Reaksi-SN-pptx-34-320.jpg)
![C
H3C
CH3
CH3
OH
+
C
H3C
CH3
CH3
Br
20% w ater
Br-
+
NaOH
80% ethanol
kecepatan = k1 [RBr]
80% ethanol
NaOH + Br-
20% w ater
C
H3C
CH3
CH3
Br + C
H3C
CH3
CH3
OH
C
H3C
CH3
CH3
+ + Br-
O H
lambat
cepat
SN1
2 tahap;
unimolekular
55oC
k1 = 0.010 liter/mole-sec
substitusi
nukleofilik
unimolekular
alkene (via E1)
also](https://image.slidesharecdn.com/pertemuan4mekanismereaksisn-240203000103-4dd8ba25/85/Pertemuan-4-Mekanisme-Reaksi-SN-pptx-36-320.jpg)
![RBr + NaOH ROH + NaBr
CH3 Br + CH3 OH + Br
-
20% w ater
NaOH
80% ethanol
Kecepatan = k2 [RBr] [NaOH]
55oC
SN2
Alkil halida
primer
Two similar reactions,
different kinetics.
1) Kasus pertama](https://image.slidesharecdn.com/pertemuan4mekanismereaksisn-240203000103-4dd8ba25/85/Pertemuan-4-Mekanisme-Reaksi-SN-pptx-37-320.jpg)
![C
H3C
CH3
CH3
OH
+
C
H3C
CH3
CH3
Br
20% w ater
Br-
+
NaOH
80% ethanol
Kecepatan = k1 [RBr]
55oC
SN1
Alkil halida tersier
2) Kasus kedua](https://image.slidesharecdn.com/pertemuan4mekanismereaksisn-240203000103-4dd8ba25/85/Pertemuan-4-Mekanisme-Reaksi-SN-pptx-38-320.jpg)
![R
H
CH3 Br
R
H
HO
CH3
R
H
CH3 OH
R
H
HO
CH3
SN2 conditions
SN1 conditions
[OH-] tinggi
[OH-] rendah
enantiomer
Campuran resemat
R-(-)-2-bromooktana
S-(+)-2-octanol
Inversion
sempurna
Rasemisasi
sempurna
PERUBAHAN STEREOKIMIA
[a]D = +10.3o
[a]D = -36.0o
[a]D = 0o
+
R
S
R S](https://image.slidesharecdn.com/pertemuan4mekanismereaksisn-240203000103-4dd8ba25/85/Pertemuan-4-Mekanisme-Reaksi-SN-pptx-40-320.jpg)
Pertemuan 4, Mekanisme Reaksi SN.pptx
- 1. MEKANISME REAKSI SENYAWA ORGANIK Dr. Elfi Susanti VH, MSi
- 3. MEKANISME REAKSI: Tahap demi tahap secara spesifik apa yang terjadi selama reaksi Harus memiliki tahap pembentukan intermediet yang terbentuk selama reaksi Terdiri atas persamaan, struktur dan tahap reaksi Ada 2 cara menuliskan mekanisme reaksi: 1. stepwise 2. merged-step
- 4. STEPWISE MECHANISM R O H H O H H R O H H O H H + + cepat .. .. .. .. : : Tahap 1 Tahap 2 Tahap 3 Setiap tahap ditulis terpisah dan harus menggambarkan kembali masing- masing intermediet yang terbentuk pada baris berikutnya. R + R O H H + O H H + .. : lambat .. R Cl Cl - + R+ .. .. .. : : : cepat
- 5. MERGED STEPS MECHANISM Tidak perlu menuliskan baris baru untuk setiap tahap. Setiap tahap mengikuti tahap yang lain tanpa menggambarkan kembali intermediet + + O H H R O H H H O H H R O H + O H H R+ Cl - R Cl + + Cepat Lambat cepat .. : .. .. .. : .. : .. .. : .. .. : :
- 6. STEPWISE OR MERGED ? Metode baris demi baris lebih formal dan sering digunakan dalam naskah yang berhubungan dengan reaksi kinetik. Metode penggabungan lebih informal dan umumnya digunakan ketika menggambarkan reaksi di papan tulis atau di kertas. Kedua metode menggambarkan mekanisme : Benar Anda harus menentukan cara mana yang lebih disukai
- 7. Aturan yang berlaku : Menggunakan panah lengkung. Semua pasangan elektron diperlihatkan Semua muatan formal diperlihatkan Tahap penentu kecepatan reaksi ditunjukkan
- 8. PANAH Penggunaan panah lengkung untuk menunjukkan : Ikatan yang putus atau terbentuk Panah lengkung mewakili perpindahan sepasang elektron
- 9. Dua contoh Benar Elektrons dari basa B: berikatan ke H, yang memberikan pasangan ikatannya ke oksigen Salah H+ dipindahkan ke B: B: H O H H B H + + .. + O H H : .. B: H O H H B H + + .. + O H H : .. (elektron yang bekerja) (proton yang bekerja) Penggunaan Panah yang salah
- 10. Penggunaan Tanda Panah Perpindahan sepasang elektron Tahap Irreversibel (satu arah); digunakan untuk menunjukkan produk dari suatu reaksi Reaksi reversibel atau kesetimbangan Variasi lain dari panah reaksi setimbang Tanda bentuk resonansi
- 11. STEREOKIMIA Stereokimia penting dalam tahap reaksi, Perlu menggambarkan kembali struktur dalam dimensi-3; untuk memperlihatkan konfigurasi atau konformasi yang benar : : .. .. - I C CH3 I CH2CH3 H C CH3 Br CH3CH2 H + .. :Br: .. - (R) (S)
- 12. Kesalahan umum dalam menggambarkan mekanisme reaksi : Menggunakan karbon pentavalen (kecuali untuk keadaan transisi) Kesalahan (salah arah) penggunaan panah lengkung Kehilangan panah lengkung Kehilangan muatan formal Kehilangan elektron tidak berpasangan dalam tahap penting
- 13. Kegagalan mengenal resonansi dalam suatu intermediet Kesalahan penggunaan panah resonansi atau kesetimbangan Kegagalan mengenal tahap reversibel atau irreversibel Kegagalan menandai tahap penentu kecepatan reaksi
- 14. Kesalahan pengenalan medium: penggunaan OH- dalam medium asam atau H+ dalam medium basa Kehilangan penataanulang karbokation Kehilangan satu tahap reaksi atau menggabungkan 2 tahap menjadi satu Kegagalan memperlihatkan suatu intermediet Mengabaikan stereokimia produk
- 16. SUBSTITUSI NUKLEOFILIK Dr. ELFI SUSANTI VH, MSi
- 17. REAKSI SUBSTITUSI Y + R X R Y + X Y menggantikan tempat X (Substitusi ) Y “menggantikan” X Satu gugus menggantikan gugus yang lain
- 18. SUBSTITUSI NUKLEOFILIK Nu: - + R X R Nu + :X- nukleofil substrat produk gugus lepas PENGGANTIAN NUKLEOFILIK nukleofil “menggantikan” gugus lepas. Disebut reaksi substitusi: Nu menggantikan X (berganti tempat).
- 19. ALKIL HALIDA
- 20. 20 The Leaving Group: Strong bases Poor leaving groups for Nucleophilic Substitution
- 21. 21 The Leaving Group Weak bases Good leaving groups for Nucleophilic Substitution
- 22. NUKLEOFILISITAS APA YANG MEMBUAT SUATU NUKLEOFIL BAIK? APA ITU NUKLEOFIL? BASA?
- 23. NUKLEOFILISITAS APA YANG MEMBUAT SUATU NUKLEOFIL BAIK? APA ITU NUKLEOFIL? BASA?
- 24. NUKLEOFIL DAN BASA Nukleofilisitas kebasaan PERBEDAAN DASAR Basa baik belum tentu Nukleofil baik, begitu sebaliknya HOWEVER : Parameter kinetik (kecepatan) Parameter thermodinamika (keseimbangan) Semua nukleofil adalah basa..... dan semua basa adalah nukleofil.
- 25. REAKSI PENGGANTIAN REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK REAKSI ASAM-BASA (substitusi pada atom karbon) (Substitusi pada atom Hidrogen) Dapat dibandingkan dengan …..
- 26. Nu: - + R X R Nu + :X- basa asam Asam konyugasi Basa kanyugasi nukleofil substrat produk Gugus lepas :X- + B H H X + B: - PERBANDINGAN SUBSTITUSI PENGGANTIAN PADA ATOM C PENGGANTIAN PADA ATOM H
- 27. R O R R' C C R R' C O O R NUKLEOFIL PEMILIHAN NUKLEOFIL UNTUK SINTESIS BERBAGAI SENYAWA ORGANIK: Nukleofil Produk Cl - ,Br - ,I - R X OH - R OH RO - C N - C N R R' C O O - R' C C: - SH - R SH alkyl halides alcohols ethers nitriles esters alkynes thiols Senyawa ‘ ‘ R-Y + Nu R-Nu + Y
- 28. R' NH R O R R NUKLEOFIL YANG TIDAK BERMUATAN Nukleofil Produk alcohols Senyawa O H H O R H ethers O R H R NH2 amines R' NH2 NH3 amines O H H + R Br O H H R + + Br O H R O H H + H3O + + Br - - Under some circumstances water will react. ‘ ‘
- 29. 29 ◦I ◦Br ◦Cl ◦ROH ◦HOH ◦C≡N ◦OH ◦OR HOH ROH Cl Br OH OR I C≡N Urutan kebasaan Urutan nukleofilisitas Keterangan: semakin ke bawah semakin kuat
- 31. REAKSI “MIRIP” RBr + NaOH ROH + NaBr Kedua reaksi kelihatan identik Dan mengikuti pola di atas Dua reaksi berikut.... Kenyataan, keduanya berbeda !
- 32. DUA REAKSI MIRIP CH3 Br + CH3 OH + Br - 20% w ater NaOH 80% ethanol C H3C CH3 CH3 OH + C H3C CH3 CH3 Br 20% w ater Br- + NaOH 80% ethanol 1) 2) ( + some alkene by E1,E2 ) KEC = k2 [RBr] [NaOH] KEC = k1 [RBr] 55oC 55oC RBr + NaOH ROH + NaBr NaOH kons tinggi NaOH kons rendah
- 34. SN2 CH3 Br + CH3 OH + Br - 20% w ater NaOH 80% ethanol kecepatan = k2 [RBr] [NaOH] 80% ethanol 20% w ater Br - + CH3 OH CH3 Br O H bimolekular 55oC k2 = 0.022 liter/mole-sec substitusi nukleofilik bimolekular
- 36. C H3C CH3 CH3 OH + C H3C CH3 CH3 Br 20% w ater Br- + NaOH 80% ethanol kecepatan = k1 [RBr] 80% ethanol NaOH + Br- 20% w ater C H3C CH3 CH3 Br + C H3C CH3 CH3 OH C H3C CH3 CH3 + + Br- O H lambat cepat SN1 2 tahap; unimolekular 55oC k1 = 0.010 liter/mole-sec substitusi nukleofilik unimolekular alkene (via E1) also
- 37. RBr + NaOH ROH + NaBr CH3 Br + CH3 OH + Br - 20% w ater NaOH 80% ethanol Kecepatan = k2 [RBr] [NaOH] 55oC SN2 Alkil halida primer Two similar reactions, different kinetics. 1) Kasus pertama
- 38. C H3C CH3 CH3 OH + C H3C CH3 CH3 Br 20% w ater Br- + NaOH 80% ethanol Kecepatan = k1 [RBr] 55oC SN1 Alkil halida tersier 2) Kasus kedua
- 39. SN2 SN1
- 40. R H CH3 Br R H HO CH3 R H CH3 OH R H HO CH3 SN2 conditions SN1 conditions [OH-] tinggi [OH-] rendah enantiomer Campuran resemat R-(-)-2-bromooktana S-(+)-2-octanol Inversion sempurna Rasemisasi sempurna PERUBAHAN STEREOKIMIA [a]D = +10.3o [a]D = -36.0o [a]D = 0o + R S R S
- 41. MEKANISME SN1
- 42. MEKANISME SN2 C R H CH3 H O: .. .. Serangan Belakang Serangan nukleofilik Konfigurasi (R) Konfigurasi (S) : O .. H .. INVERSI C H Br R CH3 : : .. ..
- 43. Menemukan secara eksperiment bahwa: Kebanyakan alkil halida primer bereaksi SN2 dengan orde reaksi kedua Kebanyakan alkil halida tersier bereaksi SN1 dengan orde reaksi pertama HUGHES AND INGOLD ca. 1940
- 44. 44 Nu: C X Nu: + C X + X Nu C E R rate = k Nu C X SN2 = Substitusi Nukleofilik orde kedua Mekanisme Reaksi SN2
- 45. 45 Nu: C X E R Nu: + C X + X Nu C rate = k Nu C X SN2 = Substitusi Nukleofilik orde kedua Mekanisme Reaksi SN2
- 46. 46 C Nu X E R Nu: + C X + X Nu C rate = k Nu C X SN2 = Substitusi Nukleofilik orde kedua Mekanisme Reaksi SN2
- 47. 47 C Nu X E R Nu: + C X + X Nu C Terjadi inversi pada karbon “serangan belakang” SN2 = Substitusi Nukleofilik orde kedua Mekanisme Reaksi SN2
- 48. 48 Nu: SN2 = Substitusi Nukleofilik Orde ke 2 C X Nu: + C X + X Nu C E R reaktan produk
- 49. 49 Nu: C X E R Nu: + C X + X Nu C Keadaan transisi reaktan produk SN2 = Substitusi Nukleofilik Orde ke 2
- 50. 50 C Nu X E R Nu: + C X + X Nu C ΔG‡ ΔG° (equilibria) (rates) Keadaan transisi reaktan produk SN2 = Substitusi Nukleofilik Orde ke 2
- 51. LIKE POOL OR BILLIARDS 1) two balls at rest and touching 2) forceful shot directly on axis 3) straight-on collision 4) momentum transfer Nu Nu Nu X X X X CONCEPTUAL ANALOGY 1 Similar in concept to an attack from the back forcing the nucleophile to leave.
- 52. INVERSION OF AN UMBRELLA IN THE WIND Inversion of the umbrella is similar in concept to the inversion of an SN2 atom. CONCEPTUAL ANALOGY 2
- 53. C R H CH3 Br : C R H CH3 HO : C H CH3 R Br HO H O: .. .. activated complex is trigonal planar (sp2 ) (R)-configuration (S)-configuration configuration is inverted Ea HO C B partial bonding 2p THE INVERSION PROCESS sp3 sp3 sp2
- 54. ACTIVATED COMPLEX FOR SN2 C R H CH3 Br HO trigonal planar (sp2) 5 bonds to Carbon breaking forming … but the bonds to Br and OH are only half-formed and are not full bonds. NOT A STABLE SPECIES MIDPOINT OF THE REACTION
- 55. Tuliskan mekanisme reaksi (yang menunjukkan stereo kimia dengan menggunakan rumus dimensional) untuk reaksi SN2 dari (R)-2-kkloro butana dengan –OCH3
- 58. Tuliskan mekanisme reaksi dari reaksi SN1 (S) 3-kloro-3-metil heksana dengan etanol