Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik SN1

Reaksi S_N¹

Reaksi S_N¹ adalah reaksi substitusi dalam kimia organik. “S_N” adalah singkatan dari substitusi nukleofilik, dan "1" mengatakan bahwa langkah penentuan laju adalah unimolecular. Dengan demikian, persamaan laju sering ditampilkan sebagai memiliki ketergantungan orde pertama pada elektrofil dan ketergantungan orde-nol pada nukleofil. Hubungan ini berlaku untuk situasi-situasi di mana jumlah nukleofil jauh lebih besar daripada perantara karbokation. Sebagai gantinya, persamaan laju mungkin lebih akurat dijelaskan menggunakan kinetika kondisi-mapan. Reaksi ini melibatkan perantara karbokation dan umumnya terlihat dalam reaksi alkil halida sekunder atau tersier dalam kondisi sangat basa atau, dalam kondisi sangat asam, dengan alkohol sekunder atau tersier. Dengan alkil halida primer dan sekunder, reaksi S_N² alternatif terjadi. Dalam kimia anorganik, reaksi S_N¹ sering dikenal sebagai mekanisme disosiatif. Jalur disosiasi ini dijelaskan dengan baik oleh efek cis. Mekanisme reaksi pertama kali diusulkan oleh Christopher Ingold et al. pada tahun 1940. Reaksi ini tidak banyak bergantung pada kekuatan nukleofil tidak seperti mekanisme S_N².

Mekanisme S_N¹

Reaksi S_N¹ adalah reaksi ion. Mekanismenya kompleks karena adanya antareaksi antara molekul pelarut, molekul RX, dan ion-ion antara yang terbentuk. Atas alasan ini, mekanisme yang kita paparkan di sini agak diidealkan.

Reaksi S_N¹ suatu alkil halida tersier adalah reaksi bertahap (stepwise reaction).

Tahap 1 berupa pematahan alkil halida menjadi sepasang ion: ion halida dan suatu karbokation, suatu ion dalam mana atom karbon mengemban suatu muatan positif. Karena reaksi S_N¹ melibatkan ionisasi, reaksi-reaksi ini dibantu oleh pelarut polar, seperti H₂O, yang dapat menstabilkan ion dengan cara solvasi (solvation).

Tahap 2 adalah penggabungan karbokation itu dengan nukleofil (H₂O) menghasilkan produk awal, suatu alkohol berproton (protonated).

Tahap 3 ialah lepasnya H⁺ dari dalam alkohol berproton tadi, dalam suatu reaksi asam-basa yang cepat dan reversibel, dengan pelarut.

Jadi reaksi keseluruhan t-butil bromida dengan air sebenarnya terdiri dari dua reaksi yang terpisah: reaksi S_N¹ (ionisasi yang diikuti oleh kombinasi dengan nukleofil) dan suatu reaksi asam-basa. Tahap-tahap itu dapat diringkaskan sebagai berikut:

Perhatikan diagram energi untuk suatu reaksi S_N¹ (Gambar 5.5). taha 1 (ionisasi) secara khas mempunyai E_akt tinggi; inilah tahap lambat dalam proses keseluruhan. Harus tersedia cukup energi agar alkil halida tersier mematahkan ikatan sigma C-X dan menghasilkan karbokation serta ion halida.

Stereokimia suatu reaksi S_N¹

Suatu karbokation juga disebut ion karbonium adalah sebuah atom karbon, yang mengikat hanya tiga gugus, tidak empat seperti biasanya.karena hanya tiga gugus,maka ikatan ke gugus-gugus ini terletak dalam sebuah bidang, dan sudut yang diapit oleh dua ikatan sekitar 120°.untuk mencapai geometri ini,karbon positif berhibridisasi sp2 dan memiliki orbital p yang kosong.

Ciri-ciri suatu reaksi yang berjalan melalui mekanisme S_N1

1. Kecepatan reaksinya tidak tergantung pada konsentrasi nukleofil. Tahap penentuan kecepatan reaksi adalah tahap peratama dimana nukleofil tidak terlibat.
2. Jika karbon membawa gugus pergi bersifat kiral, reaksi yang menyebabkan hilangnya aktivitas optic karena terjadi resemik. Pada karbonium,hanya ada tiga gugus yang terikat pada karbon positif. Oleh karena itu, karbon positif mempunyai hibridisasi sp2 dan berbentuk planar.

Permasalahan:

1. Kecepatan laju reaksi S_N1 dipengaruhi oleh konsentrasi Reaktan. Menurut anda selain konsentrasi reaktan, adakah yang mempengaruhi kecepatan laju reaksi S_N1.
2. Sifat gugus pergi atau nukleofilik yang bagaimana menurut anda baik untuk reaksi S_N1?
3. Pada Reaksi S_N1 energi sangatlah berpengaruh. Mengapa demikian? 

Daftar Pustaka

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

https://en.m.wikipedia.org/wiki/SN1_reaction

Firdaus, M.S. 2016. Alkil Halida.Jurusan Kimia FMIPA Unhas: Makassar