Bab 9 Jenis Pereaksi

Reagen dan Jenis Reaksi

DWIARSO RUBIYANTO

Definisi  Reaksi kimia :  Suatu transformasi yang dihasilkan dari perubahan komposisi,

konstitusi, dan atau konfigurasi suatu senyawa (yang disebut dengan reaktan atau substrat).

 Reaktan atau substrat :  Merupakan senyawa organik yang mengalami perubahan dalam

reaksi kimia.  Senyawa lain yang terlibat dalam reaksi kimia dan merupakan pasangan reaksi disebut reagen.  Reaktan sering (tapi tidak selalu) merupakan molekul yang lebih besar, lebih kompleks dalam sistem reaksi.  Sebagian besar molekul reaktan merupakan bagian dari molekul produk.

Definisi  Reagen :  Merupakan pasangan reaktan dalam reaksi kimia.  Dapat berupa senyawa organik atau anorganik; besar

atau kecil; berbentuk gas, cairan atau padatan.  Porsi reagen pada molekul produk bervariasi menurut jenis reaksi dan jenis produknya; bisa besar atau kecil atau tidak ada sama sekali.

Definisi  Produk :  Bentuk akhir dari suatu reaktan utama pada sebuah

reaksi kimia.  Kondisi Reaksi :  Kondisi lingkungan seperti temperatur, tekanan, katalis,

pelarut di mana reaksi berlangsung secara optimal.  Katalis adalah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi tetapi tidak berkurang atau menjadi bagian dalam produk reaksi dan tidak mengubah posisi kesetimbangan reaksi.

Definisi  Mekanisme: langkah demi langkah yang lengkap

di mana ikatan putus dan ikatan mana yang terbentuk serta pada order berapa reaksi berlangsung.  Termodinamika: studi perubahan energiyang terjadi pada reaksi kimia. Hal ini dapat digunakan untuk melihat kestabilan reaktan dan produk.  Kinetika: studi tentang laju reaksi, menentukan produk mana yang terbentuk lebih cepat. Hal ini dapat digunakan untuk memprediksikan bagaimana laju akan berubah menurut perubahan kondisi.

Profil Reaksi (Exothermic) a

b

rate = kr[A] [B]

2nd Order Reaction

CH3Br + OH

CH3OH + Br

Rate = k[CH3Br][OH ] second order rate kinetics

1st Order Reaction

(CH 3)3CBr + H 2O

(CH 3)3OH + HBr

Rate = k[(CH 3)3CBr] First order rate kinetics

OUTLINE  Reaksi Polar dan radikal  Reaksi Polar  Nukleofil  Elektrofil  Radikal  Klasifikasi jenis reaksi yang fundamental  Pembentukan dan pemutusan ikatan  Reaksi substitusi  Eliminasi  Adisi  Perisiklis  Pemberi dan penerima elektron  Sifat keadaan transisi dan perubahan struktur

Reaksi Polar H3C

Et

O

CH3

Et

+ Cl- + H+

O

O

O

H Cl

ethanol as a nucleophile

Et

H

Et

:H

O

ethanol as a electrophile

O-

+ H2

Nukleofil  Nukleofil (reagen nukleofilik) merupakan suatu

pereaksi yang membentuk ikatan dengan partner reaksinya (elektrofil) dengan cara mendonorkan kedua bonding electron-nya.  Reagen nukleofilik adalah basa Lewis. MeO- + Et-Cl  MeOEt + Cl(nucleophile)

(nucleofuge) E+

R3C:- R3N: R2O

E+

Nucleofuge  Adalah gugus pergi (LG:leaving group) yang

membawa pasangan elektron ikatan. sebagai contoh pada reaksi hidrolisis alkil klorida, Clmerupakan nucleofuge.  Kecenderungan suatu atom atau group untuk pergi membawa pasangan elektron ikatan disebut nucleofugality.

Nukleofilisitas = nukleofilik power (1) Sifat-sifat sebagai nukleofil. (2) Reaktivitas relatif suatu reagen nukleofilik.  Secara kualitatif, konsep ini berkaitan dengan basisitas (kebasaan) Lewis. Lewis basicity diukur dengan nilai relatif dari equilibrium constants, B: + A B+-A- (equilibrium constant K)  Nukleofilisitas dari basa Lewis diukur dengan konstanta laju relatif dari reagen nukleofilik yang berbeda terhadap substrat tertentu (yang sama), yang pada umumnya melibatkan pembentukan ikatan terhadap karbon: B: + A-Z  B+-A- + Z:- (rate constant k) 

Elektrofil dan elektrofilik  Elektrofil (reagen elektrofilik) adalah suatu reagen

yang membentuk suatu ikatan dgn partner reaksinya (nucleophile) dgn cara menerima pasangan elektron. C6H6 + NO2+  C6H5NO2 + H+ (electrophile)

(electrofuge)

 Reagen elektrofilik merupakan suatu Lewis acids.

Electrofuge  Suatu leaving group yang tidak membawa pergi

pasangan elektron ikatan.  Sebagai contoh, dalam reaksi nitrasi benzene oleh NO2+, maka H+ adalah electrofuge.

Elektrofilisitas = electrophilic power (1) sifat-sifat sebagai electrophilic (2) Reaktivitas relatif sebagai electrophilic reagent.  Secara kualitatif, merupakan konsep yang berkaitan dengan Lewis acidity. 

Elektrofilisitas dari keasaman Lewis diukur dengan konstanta laju relatif dari reagen elektrofilik yang berbeda terhadap substrat tertentu (yang sama), yang pada umumnya melibatkan pembentukan ikatan terhadap karbon.

Radical (or free radical)  Suatu entitas molekul yang memiliki elektron tak

berpasangan seperti .CH3, .SnH3, .Cl  radical centre = atom atau gugus atom yang mengemban elektron tak berpasangan. R H H

H CH2

+

R-H

heterolysis, heterolytic  Pemaksapisahan ikatan kovalen sehingga kedua

elektron ikatan berada pada salah satu atom di mana terjadinya pemutusan ikatan. A

B

A+

+

B:-

 Pemutusan ikatan secara heterolitik merupakan

gambaran yang sering terjadi pada reaksi bimolecular dalam larutan seperti electrophilic substitution, nucleophilic substitution.

homolysis, homolytic  Pemaksapisahan ikatan kovalen sehingga kedua

atom yang berikatan membawa masing2 elektron ikatan.  Hasilnya berupa suatu entitas molekul yang disebut radikal:

A

B

A

+

B

Transfer reactions Nucleophilic, SN2 Nu

Y

+ :Nu'

Nu: +

Y

Nu'

E +

Y

E'

Electrophile, SE2 E

Y

+

E'

Radical, SR2 R

Y

+

.R'

R. +

Y

R'

Eliminasi (E) dan adisi (Ad) Nu

-E

C

C:

+ Nu: + E

E Nu

-E + Nu: + E E

Nu

E

-E

+ Nu: + E

Pericyclic reaction  Suatu reaksi kimia di mana terjadi re-organisasi

ikatan secara berkesinambungan membentuk struktur siklis dari atom2 yang saling berikatan.  Reaksi ini dapat dipandang sebagai kemajuan reaksi melalui keadaan transisi siklik yang terkonjugasi penuh.  Jumlah atom yang membentuk siklik umumnya 6, namun jumlah lain juga dimungkinkan.  Jenisnya antara lain : cycloadditions, cheletropic

reactions, electrocyclic reactions and sigmatropic rearrangements.