Chemistry Blog's: “TUGAS TERSTRUKTUR 1 KIMIA ORGANIK II”

Buatlah reaksi saponifikasi, nukleofil menyerang atau bereaksi dengan yang mana sehingga membentuk sabun ?

Reaksi Sponifikasi/Penyabunan

Reaksi penyabunan merupakan reaksi hidrolisis lemak/minyak dengan menggunakan basa kuat seperti NaOH atau KOH sehingga menghasilkan gliserol dan garam asam lemak atau sabun. Untuk menghasilkan sabun yang keras digunakan NaOH, sedangkan untuk menghasilkan sabun yang lunak atau sabun cair digunakan KOH. Perbedaan antara sabun keras dan lunak jika dilihat dari kelarutannya dalam air yaitu sabun keras bersifat kurang larut dalam air jika dibandingkan dengan sabun lunak. Reaksi penyabunan disebut juga reaksi saponifikasi.

Reaksi Umum :

Mekanisme Reaksi :

RCOONa yang merupakan garam dari natrium karboksilat dapat menjadi sabun apabila R (gugus alkil) yang diikat merupakan gugus alkil yang besar seperti – C₁₅H₃₁ dan – C₁₆H₃₃. Hal ini terjadi karena gugus alkil yang besar memiliki sifat nonpolar, tidak seperti gugus alkil berantai pendek yang lebih bersifat polar. Apabila sabun larut dalam air akan terbentuk ion RCOO- dengan gugus R yang bersifat nonpolar dan COO- yang bersifat polar. Gugus R yang terbentuk akan mengikat pengotor yang umumnya berbentuk lemak yang bersifat nonpolar dan selanjutnya pada saat air dialirkan, air yang bersifat polar akan menarik gugus nonpolar dari sabun dan kotoran sehingga kotoran tersebut lepas dari tubuh kita. Karena sabun dibuat dari bahan baku alami yang berupa lemak, limbahnya tidak berbahaya terhadap lingkungan karena mudah diuraikan oleh mikroorganisme,

Contoh Reaksi Substitusi Nukleofilik (Reaksi Stereospesifikasi / Reaksi Walden) yang lain dan mekanisme nya !

Reaksi stereospesifik adalah reaksi dimana stereokimia reaktan sepenuhnya menentukan stereokimia produk tanpa pilihan.

Reaksi stereoselektif adalah reaksi dimana terdapat pilihan jalur, tapi stereoisomer produk terbentuk karena jalur reaksi yang menjadi lebih menguntungkan atau disukai daripada jalur lain yang tersedia.

Contoh:
Brominasi alkena merupakan salah satu contoh reaksi stereospesifik. Kedua karbon terikat ke salahs atu bromida kemudian bromida lain datang melalui bagian belakang menyerang salah satu karbon.

Hidrogenasi alkena selalu stereoselektif. Jika terdapat gugus metil atau tertbutil lebih disukai bentuk trans.

Penemuan Reaksi Substitusi Nukleofilik

Tahun 1896, Walden melihat bahwa asam (-)-malat dapat dirubah menjadi asam (+)-malat melalui tahapan reaksi kimia dengan pereaksi a-kiral. Penemuan ini yang mengaitkan hubungan langsung putaran optik dengan kekiralan dan perubahannya melalui alterasi kimia. Reaksi asam (-)-malat dengan PCl₅ menghasilkan asam (+)-klorosuksinat. Reaksi lebih lanjut dengan perak oksida dalam air menghasilkan asam (+)-malat. Tahapan reaksi diawali dengan asam (+) malat menghasilkan asam (-)-malat.

Contoh lain reaksi walden adalah reaksi antara (+) asam klorosuksinat dengan KOH dan Ag₂O.

a) Reaksi substitusi nukleofilik

Pada reaksi substitusi nukleofilik atom/ gugus yang diganti mempunyai elektronegativitas lebih besar dari atom C, dan atom/gugus pengganti adalah suatu nukleofil, baik nukleofil netral atau nukleofil yang bermuatan negatif.

a. Reaksi SN1

SN1/substitusi nukleofilik unimolekuler mudah dikenali karena memiliki dua tahapan reaksi. Tahap pertama merupakan tahap “perginya” (baca, putus/lepas) si gugus pergi dari suatu senyawa/molekul yang nantinya akan digantikan oleh gugus datang. Gugus yang pergi ini tidak sendiri, ia pergi dengan membawa pasangan elektron ikatan. Akibatnya senyawa/molekul yang ditinggalkan mengalami kekurangan elektron. Dengan kata lain senyawa mengalami ionisasi sehingga bermuatan positif dan memiliki hibridisasi sp3 berbentuk segitiga planar/datar. Senyawa yang telah bermuatan positif cenderung labil (mudah bereaksi) ketika berada dalam “mode” ini. Karena itu gugus datang akan dengan mudah masuk dan membentuk ikatan dengan suatu senyawa. Masuknya gugus datang dapat terjadi melalui dua arah yang berbeda, karnanya produk hasil reaksi SN1 akan berupa rasemat/campuran enantiomer/senyawa sama namun letak gugus datang dalam ruang 3D-nya berbeda.

Ada analogi menarik perihal SN1, fenomenanya mirip-mirip dengan pasutri yang harus melabuhkan kapal ditengah lautan, lalu berjalan berlawanan dengan damai karena tidak adanya dukungan keadaan (cerai/pisah/terionisasi maksudnya). Disinilah terbuka peluang bagi “calon-calon” gugus datang yang ingin mengisi kekosongan. Alhasil, mudah bagi si calon untuk mengisi “kursi” yang ditinggalkan sang mantan.

b. Reaksi SN2

Berbeda dengan SN1, reaksi SN2 (bimolekular) melibatkan dua gugus sekaligus selama proses substitusi berlansung. Artinya reaksi akan sangat dipengaruhi oleh kekuatan masing-masing gugus baik gugus datang maupun gugus pergi. Jika gugus yang datang merupakan pendonor elektron yang lebih baik dari gugus yang akan pergi, maka reaksi substitusi akan berlansung dengan mudah, sebaliknya jika gugus pergi cenderung lebih baik dari gugus datang maka reaksi akan cenderung lambat bahkan tidak berlansung sama sekali.

Jika produk SN1 berupa rasemat maka produk SN2 berupa produk inversi (terbalik) yang dikenal sebagai inversi Walden. “Fenomena” inversi terjadi sebagai akibat dari adanya perubahan/pergantian letak gugus datang dan pergi sebelum dan sesudah reaksi berlansung.

b) Reaksi substitusi elektrofilik

Benzena memiliki rumus molekul C6H6, dari rumus molekul tersebut benzena termasuk golongan senyawa hidrokarbon tidak jenuh. Namun ternyata benzena mempunyai sifat kimia yang berbeda dengan senyawa hidrokarbon tidak jenuh. Beberapa perbedaan sifat benzena dengan senyawa hidrokarbon tidak jenuh adalah diantaranya bahwa benzena tidak mengalami reaksi adisi melainkan mengalami reaksi substitusi. Pada umumnya reaksi yang terjadi terhadap molekul benzena adalah reaksi substitusi elektrofilik, hal ini disebabkan karena benzena merupakan molekul yang kaya electron.

Ada 4 macam reaksi substitusi elektrofilik terhadap senyawa aromatik,yaitu :

1) Mekanisme Reaksi SN2

Mekanisme Reaksi SN2 hanya terjadi pada alkil halida primer dan sekunder. Nukleofil yang menyerang adalah jenis nukleofil yang kuat seperti ^-OH, ^-CN, CH₃O^-. Serangan dilakukan dari belakang. Contoh reaksi mekanisme SN2 bromoetana dengan ion hidroksida berikut ini :

2) Mekanisme Reaksi SN1

Mekanisme Reaksi SN1 hanya terjadi pada alkil halida tersier. Nukleofil yang dapat menyerang adalah nukleofil basa yang sangat lemah seperti H₂O, CH₃CH₂OH.

Terdiri dari 3 tahap reaksi. Contohnya reaksi antara t-butil bromida dengan air.

Tahap 1:

Tahap 2 :

Tahap 3 :

1) Mekanisme reaksi E1

Mekanisme reaksi E1 merupakan alternatif dari mekanisme reaksi SN1. Karbokation dapat memberikan sebuah proton kepada suatu basa dalam reaksi eliminasi.
Mekanisme reaksi E1 terdiri dari dua tahap. Perhatikan contoh berikut ini.

Tahap 1 :

Tahap 1 reaksi E1 berjalan lambat.