Reaksi reduksi Senyawa-senyawa organik

Reaksi Eliminasi Orde Pertama (E1)

Reaksi E1

Reaksi E1 merupakan reaksi eliminasi pada order pertama (E1) yang hanya bergantung pada 3 variabel saja, yaitu substrat,gugus lepas,dan pelarut yang ditambahkan pada reaksi ini. Reaksi E1 terdiri atas 2 langkah,yaitu langkah pertama adalah pembentukan karbokation dan langkah kedua ialah lepasnya proton dengan cepat membentuk alkena. Alkil halida tersier akan terdisosiasi menjadi karbokation tersier dan ion halida. Kemudian basa akan mempengaruhi karbokation sehingga melepaskan proton. Lepasnya H-X dari alkil halida akan membentuk alkena. 

Mekanisme pembentukan alkena pada E1 ialah : Dehidrohalogenasi alkil halida

1).Langkah 1 : ionisasi ikatan karbon-halogen (langkah lambat)

2).Langkah 2 : pengaruh basa, proton lepas (langkah cepat)

Penjelasan dari masing masing tersebut Substrat,Gugus lepas dan Pelarut) ialah :
     1.Subtrat

        Pada substrat,tahap penentu laju awal kecepatan ialah pemutusan heterolitik ikatan karbon halogen yang menghasilkan satu karbokation dan satu anion halida. Stabilitas karbokation ialah 3°>2°>1° sehingga alkil halida 3° lebih reaktif dari alkil halida 2°dan alkil halida 2°lebih reaktif dari 1°.pada alkil halida primer jarang mengalami reaksi E1 karena karbokation primer jarang terjadi dan apabila ada akan mengalami reaksi berbasis pelarut.

      2.Gugus Lepas
          Pada reaksi E1,gugus lepas yang baik bereaksi memiliki urutan seperti gambar :

    3.Pelarut

          Karena laju reaksi E1 bergantung pada stabilitas keadaan transisi menuju pembentukan zat antara reaktif yaitu karbokation, maka pelarut protik polar merupakan pelarut yang terbaik jika digunakan untuk reaksi E1 ini. Hal ini disebabkan karena pelarut protik polar lebih menstabilkan karbokation dan keadaan transisi menuju pembentukan karbokation bila dibandingkan digunakan pelarut aprotik polar. Penstabilan keadaan transisi dapat menurunkan energi aktivasi (Ea) sehingga dengan turunnya Ea maka laju reaksi pun semakin cepat.

Kinetika Reaksi
Laju reaksi mengikuti orde pertama dan tidak bergantung pada basa :
Laju reaksi (r) = k [substrat]

Stereokimia

Sebuah karbokation dapat memiliki lebih dari satu tipe atom hidrogen β yang dapat dilepaskan untuk menghasilkan sebuah alkena. Pembentukan karbokation bukan merupakan tahap penentu laju reaksi E1, tetapi suatu energi aktivasi yang dibutuhkan untuk membentuk keadaan transisi menuju pembentukan alkena dari karbokation. Alkena yang paling banyak tersubstitusi merupakan yang paling stabil akan memiliki energi keadaan transisi yang paling menuju pembentukan alkena tersebut (postulat Hammond). Pembentukan alkena melalui reaksi E1 menghasilkan alkena yang paling banyak tersubstitusi sebagai produk utama dan merupakan yang paling stabil. Hal ini sesuai aturan Zaitsev.

Penataan Ulang Karbokation

Setiap kali suatu karbokation terlibat sebagai sebuah zat antara yang reaktif dalam suatu reaksi, berarti apakah reaksi penataan ulang akan menghasilkan karbokation yang lebih stabil. Kita sama-sama mengetahui bahwa reaksi penataan ulang ialah perpindahan hibrida atau alkil.

Jika terjadi penataan ulang, alkena yang terbentuk akan berbeda dari alkena yang diperkirakan dari awal sebagaimana ditunjukkan oleh gambar :

Permasalahan Reaksi E1

1.seperti yang telah saya jabarkan pada bagian pelarut, pelarut protik polar menstabilkan keadaan transisi pada reaksi E1 sehingga energi aktivasi (Ea) menurun dan menurunnya energi aktivasi (Ea) menyebabkan laju reaksi meningkat. Mengapa laju reaksi dengan energi aktivasi (Ea) erbanding terbalik?

2. Seperti yang telah saya jabarkan pada bagian stereokimia, alkena yang paling banyak tersubstitusi ialah yang paling stabil seperti aturan Zaitsev. Apa yang menyebabkan alkena yang paling banyak tersubstitusi menjadi paling stabil?

3. Seperti yang telah saya jabarkan pada bagian  pelarut, penambahan pelarut protik polar menstabilkan keadaan transisi dan menurunkan energi aktivasi (Ea). Mengapa dengan penambahan pelarut protik polar dapat menurunkan energi aktivasi (Ea)?

Referensi 

Bloch, R. Daniel.2006.Organic Chemistry Demystified : A self-Teaching Guide. McGraw Hill Companies

Hardjono,2010.KimiaOrganikDasar.Yogyakarta : UGM press