Mekanisme Reaksi E2

Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi sikloheksanol menjadi sikloheksena dengan asam sulfat serta pemanasan

Reaksi eliminasi adalah reaksi organik dua substituen terbagi atas molekul dalam mekanisme satu tahap (E2) dan juga dua tahap (E1).

Reaksi E2

Reaksi eliminasi alkil halida yang paling berguna ialah reaksi E2 (eliminasi bimolekuler). Reaksi E2 alkil halida cenderung dominan bila digunakan basa kuat, seperti ^–OH dan ^–OR, dan temperatur tinggi. Secara khas reaksi E2 dilaksanakan dengan memanaskan alkil halida dengan K^+-OH atau Na^{+ -}OCH₂CH₃ dalam etanol.

Reaksi E2 berjalan tidak lewat suatu karbokation sebagai zat-antara, melainkan berupa reaksi serempak (concered reaction) yakni  terjadi pada satu tahap, sama seperti reaksi SN₂.

 

1. Basa membentuk ikatan dengan hidrogen
2. Elektron elektron C-H membentuk ikatan pi
3. Brom bersama sepasang elektronnya meninggalkan ikatan sigma C-Br

Persamaan diatas menunjukkan mekanisme, dengan anak-panah bengkok menyatakan “pendorongan elektron” (electron-pushing). Struktur keadaan-transisi dalam reaksi satu tahap ini adalah:

Dalam reaksi E2, seperti dalam reaksi E1, alkil halida tersier bereaksi paling cepat dan alkil halida primer paling lambat. (bila diolah dengan suatu basa, alkil halida primer biasanya begitu mudah bereaksi substitusi, sehingga hanya sedikit alkena terbentuk.

Stereokimia Suatu Reaksi E2

Dalam keadaan transisi suatu eliminasi E2, basa yang menyerang dan gugus yang pergi umumya sejauh mungkin, atau anti. Karena inilah maka eliminasi E2 seringkali dirujuk sebagai anti-eliminasi.

Ciri yang menarik mengenai anti-eliminasi adalah bahwa peletakan anti dari H dan Br yang akan dibuang menentukan streokimia alkena sebagai produk. Untuk memahami terjadinya hal ini, perhatikan reaksi E2 dari beberapa halida streoisomerik. Senyawa 1-bromo-1,2-difenilpropana mempunyai dua atom karbon kiral (karbon 1 dan 2) dan empat streoisomer.

Karena terdapat hanya satu hidrogen β dalam halida awal, maka streoisomer yang manapun akan menghasilkan C₆H₅(CH₃)C=CHC₆H_5. Namun dalam produk ini dapat terjadi keisomeran geometrik.

Bila atau (1R,2R)-1-bromo-1,2-difenilpropana ataupun (1S,2S)-enantiomernya menjalani reaksi E2, akan terbentuk (Z)-alkena secara ekslusif; tak akan terbentuk (E)-alkena.

Mekanisme E2

Karakteristik mekanisme reaksi ini diantaranya:

1. E2 adalah eliminasi satu tahap, dengan satu keadaan transisi.
2. Biasanya terjadi pada alkil halida primer tersubstitusi, namun mungkin terjadi pada alkil halida sekunder dan senyawa lainnya.
3. Laju reaksinya mengikuti orde kedua, karena reaksi dipengaruhi baik oleh alkil halida dan basa (bimolekular).
4. Karena mekanisme E2 menghasilkan pembentukan ikatan pi, dua gugus pergi (terkadang sebuah hidrogen dan suatu halogen) harus antiperiplanar. Keadaan transisi antiperiplanar memiliki konformasi goyang (staggered) dengan energi yang lebih rendah dibanding keadaan transisi sinperiplanar di mana konformasi eklips dengan energi yang lebih tinggi. Mekanisme reaksi yang melibatkan konformasi goyang lebih disukai pada reaksi E2 (tidak seperti reaksi E1)
5. E2 biasanya menggunakan basa kuat. Basa harus cukup kuat untuk melepas hidrogen yang kurang asam.
6. Agar ikatan pi dapat terbentuk, hibridisasi karbon harus lebih rendah dari sp³ menjadi sp².
7. Ikatan C-H dilemahkan dalam tahap penentu laju dan karenanya efek isotop deuterium primer lebih besar dari 1 (biasanya 2-6) teramati. 
8. E2 berkompetisi dengan mekanisme reaksi S_N2 jika basa dapat bertindak pula sebagai nukleofil (pada banyak basa yang umum). 

Contoh tipe reaksi ini dalam skema 1 adalah reaksi isobutilbromida dengan kalium etoksida dalam etanol. Produk reaksi tersebut adalah isobutilena, etanol dan kalium bromida.

Permasalahan:

Bila atau (1R,2R)-1-bromo-1,2-difenilpropana ataupun (1S,2S)-enantiomernya menjalani reaksi E2, akan terbentuk (Z)-alkena secara ekslusif; tak akan terbentuk (E)-alkena.

Menurut anda kenapa bisa hanya terbentuk produk (Z) dan tak ada produk (E)?


Perhatikan reaksi E2 dari beberapa halida stereoisomerik di bawah ini:

Dari keempat stereoisomer di atas, manakah stereoisomer yang akan menghasilkan C₆H₅(CH₃)C=CHC₆H_5. Mengapa demikian?


Keadaan transisi terjadi lepasnya X dan transfer H. Apakah yang mempengaruhi keadaan tersebut sehingga terjadi lepasnya X? 

Daftar Pustaka

Fessenden, Ralp J and Joan S. Fessenden. 1986. Kimia Organiik jilid 1, 3ed. Terjemahan A. Jakarta: Erlangga.

https://id.wikipedia.org/wiki/Reaksi_eliminasi