Mekanisme Reaksi Adisi Elektrofilik pada Senyawa Organik Tidak Jenuh

Pengertian Elektrofil

Elektrofil (bahasa Inggris: electrophile, secara harfiah electron lover; "pecinta elektron") adalah suatu istilah kimia untuk reagen yang tertarik pada elektron. Umumnya, elektrofil merupakan suatu zat bermuatan positif yang mudah mendekati suatu pusat gugus yang kaya elektron.

 

Pengertian Reaksi Adisi

Adisi artinya penambahan atau penangkapan. Dalam reaksi adisi, suatu zat ditambahkan ke dalam senyawa C yang mempunyai ikatan rangkap, sehingga ikatan rangkap itu berubah menjadi ikatan tunggal. Reaksi adisi merupakan reaksi dimana dua buah molekul bergabung menghasilkan molekul yang lebih besar. Tidak ada yang hilang selama proses  berlangsung. Semua atom dari molekul awal dapat ditemukan pada molekul hasil  penggabungan.

Reaksi adisi dibedakan atas:

(a)    Reaksi Adisi Elektrofilik

Reaksi adisi elektrofilik terjadi apabila gugus yang pertama menyerang suatu ikatan rangkap pereaksi elektrofil. Reaksi adisi elektrofilik ditemukan pada senyawa C yang mengandung ikatan rangkap antara dua atom C seperti alkena dan alkuna. Contoh reaksi adisi elektrofilik adalah reaksi antara etenaa dengan asam klorida menghasilkan etil-klorida.

(b)   Reaksi Adisi Nukleofilik

Reaksi adisi nukleofilik terjadi apabila gugus yang pertama kali menyerang suatu ikatan rangkap merupakan pereaksi nukleofil. Reaksi adisi nukleofilik ditemukan pada senyawa C yang mengandung ikatan rangkap antara dua atom C dengan atom lain, seperti senyawa yang mengandung gugus karbonil dan senyawa yang mempunyai gugus sianida. Contoh reaksi adisi nukleofilik adalar reaksi antara dimetil-keton dengan asam sianida menghasilkan 2-siano-2-propanol.

            Mekanisme Reaksi Adisi Elektrofilik

Pada senyawa alkena terdapat elektron π yang letaknya lebih jauh dari inti dibanding elektron pada ikatan σ, sehingga lebih mudah diserang oleh suatu elektrofil. Elektron pi adalah suatu nukleofil lemah.

Mekanisme untuk reaksi antara etena dan molekul X-Y 

Dua atom yang berbeda yang berikatan memiliki elektronegatifitas yang berbeda. Kita akan mengasumsikan bahwa Y lebih elektronegatif dari X, sehingga pasangan elektron tertarik ke arah Y. Ini berarti atom X membawa muatan yang lebih positif. Muatan X yang lebih positif tersebut merupakan elektrofil dan tertarik ke arah ikatan pi pada etena yang terekspos. Sekarang bayangkan saat mereka mendekati satu sama lain.

Kita akan lebih bisa menemukan elektron pada setenagah bagian ikatan pi yang dekat dengan XY. Selama proses berlanjut, kedua elektron pada ikatan pi bergerak lebih mendekat lagi ke arah X sampai ikatan kovalen pun terbentuk. Elektron pada ikatan X-Y terdorong seluruhnya kearah Y dan memberikan ion negatif Y

 

Bentuk ion dari karbon yang bermuatan positf disebut juga sebagai ion karbonium atau karbokation.

Pada tahap terakhir dari reaksi elektron pada pasangan bebas ion Y^- tertarik dengan kuat ke arah atom karbon. Terbentuklah ikatan koordinasi antara Y dan atom karbon. Gerakan dari berbagai macam pasangan elektron ditunjukkan dengan menggunakan panah melengkung. 

 

Orientasi Adisi Elektrofilik: Aturan Markovnikov

Pada reaksi antara 2-metilpropena dengan HBr. Seharusnya akan terbentuk dua produk dari reaksi adisi yang berlangsung, yaitu 1-bromo-2-metilpropana dan 2-bromo-2- metilpropana. Pada kenyataannya tidaklah demikian, yang terbentuk hanya 2-bromo-2-metilpropana. Bagaimanakah hal ini dapat terjadi?

------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Seorang ahli kimia Rusia, Vladimir Markovnikov, pada tahun 1969 mengusulkan suatu aturan yang kemudian dikenal dengan aturan Markovnikov, yaitu: 
Pada reaksi adisi HX pada alkena, hidrogen menyerang karbon yang kurang tersubstitusi, sedangkan X menyerang karbon yang lebih tersubstitusi.
 
Ketika terdapat alkena di mana karbon-karbon yang memiliki ikatan rangkap mempunyai substituen dengan derajat yang sama maka terbentuk produk campuran.

Oleh karena karbokation terlibat sebagai intermediet dalam reaksi ini maka aturan Markovnikov dapat diulangi: Dalam reaksi adisi HX pada alkena, karbokation yang lebih tersubstitusi akan terbentuk sebagai intermediet dari pada yang karbokation yang kurang tersubstitusi.
 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Halida asam (HX) dapat juga mengadisi alkena dengan mekanisme yang mirip seperti di atas. Umumnya reaksinya menghasilkan produk adisi Markovnikov. Misalnya adisi HBr pada alkena, di mana Br akan mengadisi pada atom karbon yang lebih tersubstitusi (aturan Markovnikov). Akan tetapi jika terdapat O2 atau perksida (ROOR), adisi HBr berjalan dengan mekanisme radikal bebas, bukan dengan mekanisme ion. Reaksinya dinamai adisi nonMarkovnikov. 
 
Stabilitas radikal bebas seperti halnya karbokation, berurutan sebagai: tersier > sekunder > primer. Pada contoh di atas, hasil adisi radikal bebas ialah 1-bromopropana bukan 2- bromopropana. Hidrogen klorida tidak menjalani adisi radikal bebas kepada alkena karena relatif lambatnya pemecahan homolisis HCl menjadi radikal bebas. Hidrogen iodida juga tidak menjalani reaksi ini karena adisi radikal I kepada alkena bersifat endoterm dan terlalu perlahan untuk mendukung reaksi berantai

Permasalahan

1. Jelaskan perbedaan reaksi adisi elektrofilik yang mengikuti aturan markovnikov dengan reaksi adisi yang tidak mengikuti aturan markovnikov!
2. Bagaimana penjelasan mengenai diagram energi reaksi adisi elektrofilik?
3.  Pada tahapan reaksi adisi elektrofilik,  serangan elektrofilik terhadap ikatan phi akan membentuk suatu karbokation. Mengapa karbokation sekunder dikatakan lebih stabil daripada karbokation primer?