Hasil Analisis Mekanisme Reaksi: Contoh Reaksi Eliminasi pada Alkil Halida

Pada kesempatan kali ini saya akan memaparkan satu contoh reaksi eliminasi pada alkil halida, yakni reaksi E1. Namun sebelum itu ada baiknya kita menyinggung kembali mengenai apa itu reaksi eliminasi. Berikut penjelasannya. 

REAKSI ELIMINASI adalah suatu jenis reaksi organik dimana dua substituen dilepaskan dari sebuah molekul baik dalam satu atau dua langkah mekanisme, atau dapat disebut juga penyingkiran / penghilangan beberapa atom dari suatu senyawa. Pada reaksi ini senyawa yang berikatan tunggal berubah menjadi senyawa berikatan rangkap.

Reaksi eliminasi alkil halida dapat terjadi jika direaksikan dengan suatu basa kuat. Akibatnya adalah molekul alkil halida kehilangan satu atom hidrogen dan halidanya, namun tidak digantikan oleh gugus penyerang. Oleh karena yang tersingkirkan adalah H (hidrogen) dan X (halida), maka reaksi eliminasi halida sering juga disebut reaksi dehidrohalogenasi (reaksi penghilangan hidrogen dan halogen).

Reaksi eliminasi satu langkah disebut dengan reaksi E1, sedangkan reaksi eliminasi dua langkah disebut reaksi E2. Simbol angka pada huruf E tidak melambangkan jumlah tahap reaksi melainkan menyatakan kinetika reaksi, E1 unimolekuler dan E2 bimolekuler.

REAKSI E1
 Reaksi eliminasi unimolekular adalah reaksi eliminasi dimana karbokation memberikan sebuah proton kepada suatu basa dalam suatu reaksi eliminasi sehingga akan menghasilkan suatu produk alkena. Dalam reaksinya hanya satu molekul saja yang menentukan reaksi.

Mekanisme eliminasi unimolekuler (E1) memberikan arti bahwa keadaan transisi penentu lajunya melibatkan suatu molekul tunggal. Tahap penentu lajunya sama seperti tahap pertama pada reaksi subsitusi SN1, yaitu ionisasi unimolekular secara spontan dari substrat halida membentuk suatu intermediet karbokation. Pada tahap kedua yang cepat, suatu basa menarik proton pada atom karbon yang berdampingan dengan karbokation. Elektron yang sebelumnya untuk ikatan proton-karbon sekarang membentuk ikatan phi diantara kedua atom karbon.

Bentuk Umum Mekanisme Reaksi E1:

 CONTOH MEKANISME REAKSI E1 
 Reaksi eliminasi 3-kloro,3-metil pentana oleh 2-propanol

Tahap 1:
Tahap 1 adalah tahap ionisasi. Ionisasi adalah peristiwa putusnya ikatan hidrogen-halogen membentuk intermediet karbokation. Tahap ini berlangsung lambat dan merupakan tahap penentu laju dari keseluruhan reaksi. Laju reaksi hanya bergantung pada konsentrasi alkil halida. Pada tahap ini gugus pergi (halida) lepas. Hasil dari keadaan ini yaitu terbentuknya karbokation.
Kemudian, ada dua kemungkinan reaksi, yakni karbikation dapat bergabung bersama nukleofil sehingga terjaadi reaksi subsitusi SN1 atau kemungkinan yang kedua adalah atom karbon yang bersebelahan dengan karbokation akan melepaskan protonnya dan membentuk suatu alkena, terjadi reaksi eliminasi E1.

Tahap 2:
Tahap 2 adalah tahap deprotonasi. Dalam tahap ini, basa akan merebut sebuah proton dari atom karbon yang letaknya berdampingan dengan karbokation. Elektron ikatan sigma karbon-hidrogen bergeser ke arah muatan positif. Karbon ini mengalami rehibridisasi dari keadaan sp3 ke keadaan sp2 dan terbentuklah alkena. Oleh karena suatu reaksi E1 berlangsung lewat zat karbokation maka alkil halida tersier akan lebih cepat bereaksi daripada alkil halida lainnya.

Diagram Perubahan Energi Reaksi E1:

Stereokimia Produk Reaksi E1:

Pada mekanisme E1 keterlibatan stereokimianya tidak seperti mekanisme E2. Pada reaksi E2 geometri periplanar diperlukan tetapi pada reaksi E1 tidak ada syarat geometri. Intermediet karbokation dapat melepaskan proton manapun dari posisi tetangganya yang tersedia. Pada reaksi ini juga dapat diharapkan produk yang terbentuk adalah produk yang lebih stabil.

Permasalahan 

1. Jelaskan mengapa reaksi eliminasi dan subsitusi dikatakan sebagai "reaksi bersaingan" ?

2. Mengapa reaksi eliminasi alkil halida juga disebut sebagai reaksi dehidrohalogenasi ?

3. Bagaimana  mekanisme umum dari dehidrasi alkohol?

4. Jelaskan mengenai perbandingan persentase produk yang dihasilkan dari reaksi eliminasi dan subsitusi pada senyawa halida yang sama!