GUGUS
PERGI DAN PENGARUH GUGUS TETANGGA
(PART I)
(PART I)
Dalam
ilmu kimia, suatu gugus pergi atau disebut pula sebagai gugus lepas adalah
suatu fragmen molekul yang lepas dengan suatu pasangan elektrondalam pembelahan
ikatan kimia secara heterolitik. Gugus pergi dapat berupa suatu anion atau
molekul netral, tetapi dalam kedua kasus tersebut yang terpenting adalah bahwa
gugus pergi dapat menstabilkan kerapatan elektron tambahan yang dihasilkan dari
heterolisis ikatan.
Reaksi
SN1 adalah sebuah reaksi substitusi dalam kimia organik. SN1 adalah singkatan
dari substitusi nukleofilik dan
"1" memiliki arti bahwa tahap penentu laju reaksi ini adalah reaksi
molekul tunggal . Reaksi ini melibatkan
sebuah zat antara karbokation dan umumnya terjadi pada reaksi alkil halida
sekunder ataupun tersier, atau dalam keadaan asam yang kuat, alkohol sekunder
dan tersier. Dengan alkil halida primer, reaksi alternatif SN2 terjadi. Dalam
kimia anorganik, SN1 dirujuk sebagai mekanisme disosiatif. mekanisme reaksi ini
pertama kali diajukan oleh Christopher Ingold, dkk. pada tahun 1940.
Reaksi SN1 antara
molekul A dan nukleofil B memiliki tiga tahapan:
Pembentukan sebuah karbokation
dari A dengan pemisahan gugus lepas dari karbon; tahap ini berjalan dengan
lambat dan refersibel.
Serangan nukleofilik:
B bereaksi dengan A. Jika nukleofil tersebut adalah molekul netral (contoh:
pelarut), tahap ketiga diperlukan agar reaksi ini selesai. Jika pelarutnya
adalah air, maka zat antaranya adalah ion oksonium.
Deprotonasi:
Penyingkiran proton pada nukleofil yang terprotonasi oleh ion ataupun molekul
di sekitar.
Reaksi SN2 adalah
suatu jenis mekanisme reaksi substitusi nukleofilik dalam kimia organik. Dalam
mekanisme ini, salah satu ikatan terputus dan satu ikatan lainnya terbentuk
secara bersamaan, dengan kata lain, dalam satu tahapan reaksi. Karena dua spesi
yang bereaksi terlibat dalam suatu tahapan yang lambat (tahap penentu laju
reaksi), hal ini mengarah pada nama substitusi nukleofilik (bi-molekular) atau SN2,
jenis mekanisme utama lainnya adalah SN1.
Reaksi SN2 sering
kali terjadi pada pusat karbon sp3 alifatik dengan suatu gugus pergi yang
bersifat stabil dan elektronegatif, menempel padanya (terkadang ditulis X),
yang biasanya adalah suatu atom halida. Pemutusan ikatan C–X dan pembentukan
ikatan baru (terkadang ditulis C–Y atau C–Nu) terjadi secara simultan melalui
suatu keadaan transisi di mana suatu karbon yang menjadi target serangan
nukleofilik adalah pentakoordinat, dan kira-kira terhibridisasi sp2.
Penyerangan nukleofil
pada karbon berlangsung 180° terhadap gugus pergi, karena hal tersebut
menyediakan tumpang-tindih terbaik antara pasangan elektron sunyi pada
nukleofil dan orbital anti-ikatan C–X σ*. Gugus pergi kemudian mendorong pada
sisi berlawanan dan produk terbentuk melalui inversi pada geometri tetrahedral
pada atom pusat.
Jika substrat yang
menjadi target serangan nukleofilik besifat kiral, reaksi ini terkadang
mengarah pada konfigurasi (stereokimia), yang disebut sebagai inversi Walden.
Sebagai contoh reaksi
SN2, penyerangan Br− (nukleofil) pada suatu etil klorida (elektrofil) menghasilkan
etil bromida, dengan klorida lepas sebagai gugus pergi:
Penyerangan pada SN2
dapat terjadi jika rute sisi belakang penyerangan tidak terdapat halangan
sterik oleh substituen atau substrat. Karenanya, mekanisme ini biasanya terjadi
pada suatu pusat karbon primer yang tak terhalang. Jika terdapat halangan
sterik pada substrat dekat gugus pergi, seperti pada pusat karbon tersier,
substitusi yang terjadi lebih disukai mengikuti mekanisme SN1 dibandingkan SN2,
(SN1 dapat pula disukai bila zat antara karbokation yang stabil dapat terbentuk).
Pada reaksi
substitusi nukleofilik, partisipasi gugus tetangga didefinisikan sebagai gugus
yang memberikan suatu reaksi intermediate yang baru pada pusat reaksi. Untuk reaksi
substitusi seperti dibawah, X sebagai gugus tetangga berperan dalam penyerangan
nukleofilik intramolekul sehingga melepaskan Y sebagai gugus pergi, yang
kemudian diikuti oleh substitusi intermolekul.
Hasil dari
partisipasi ini ialah pembentukan produk substitusi dengan konfigurasi yang
berlawanan dengan konfigurasi yang seharusnya terjadi pada SN2, dimana reaksi SN2
pada umumnya membentuk konfigurasi yang berlawanan dengan substrat. Dengan
adanya partisipasi gugus tetangga, konfigurasi produk sama dengan substrat.
Referensi:
pertanyaan:
Jelaskan partisipasi
gugus tetangga, pada reaksi substitusi nukleofilik?
