GUGUS PERGI DAN PENGARUH GUGUS TETANGGA

GUGUS PERGI DAN PENGARUH GUGUS TETANGGA

Reaksi substitusi nukleofilik adalah reaksi yang terjadi antara alkil halida dengan suatu nukloefil yang menyerang atom karbon pengikat gugus halogen. Reaksi ini menyebabkan gugus halogen terlepas dari alkil, kemudian aklil akan berikatan dengan nukleofil. Gugus halogen yang terlepas di sebut gugus pergi.

 

Gugus pergi adalah suatu basa yang lemah jika di bandingkan dengan nukleofil. Sedangkan nukleofil harus memiliki pasangan elektron bebas yg akan digunakan untuk berikatan dengan karbon menggantikan gugus pergi.  Gugus pergi adalah substituen yang terlepas dari substrat, yang berarti atom atau gugus apa saja yang di geser dari ikatannya dengan atom karbon. Substrat ini bermuatan netral atau positif. Sedangkan nukleofil bermuatan netral atau negatif.

Reaksi substitusi nukleofilik dapat dituliskan dalam 4 macam, persamaan reaksi yaitu :

Nu:^-     +  R-L              → Nu –R   + L:^-

Nu:^-     +  R-L              → Nu⁺ - R  + L:^- 

Nu:^-     +   R-L⁺  → NU – R  +  L:

Nu:^-      +   R – L⁺   →  Nu⁺- R  + L:

Keterangan :

Nu : atau Nu:^- adalah nukleofil

L : atau L:^- adalah gugus pergi

Ion atau molekul yang merupakan basa yang sangat lemah. Seperti I-, Cr-, dan Br- merupakan gugus pergi yang baik. Karena mudah di lepaskan ikatannya dari atom C substrat. Sedangkan nukleofil yang baik adalah nukleofil yang bersifat basa kuat. 

partisipasi gugus tetangga didefinisikan sebagai gugus yang memberikan suatu reaksi intermediate yang baru pada pusat reaksi. Untuk reaksi substitusi seperti dibawah, X sebagai gugus tetangga berperan dalam penyerangan nukleofilik intramolekul sehingga melepaskan Y sebagai gugus pergi, yang kemudian diikuti oleh substitusi intermolekul.

 

Hasil dari partisipasi ini ialah pembentukan produk substitusi dengan konfigurasi yang berlawanan dengan konfigurasi yang seharusnya terjadi pada SN2, dimana reaksi SN2 pada umumnya membentuk konfigurasi yang berlawanan dengan substrat. Dengan adanya partisipasi gugus tetangga, konfigurasi produk sama dengan substrat.

Atom yang berpartisipasi gugus tetangga :

1.      Ikatan C-C yang ada dalam gugus

2.      Atom oksigen yang ada dalam suatu gugus

3.      Atom nitrogen yang ada dalam suatu gugus

4.      Gugus aril

5.      Halogen

Pengukuran kinetika mungkin jalan terbaik untuk menilai efek dari pastisipasi gugus tetangga. Dengan mengukur kinetika ini dapat mengetahui kecepatan reaksi suatu senyawa jika di pengaruhi oleh adanya partisipasi gugus tetangga atau tidak. Hal ini dapat diketahui dengan membandingkan kecepatan sulvolisis turunan benzena  yang di berikan gugus pergi pada posisi orto atau para yang akan menyerah pusat reaksi. Bisa di contohkan pada kasus hidrolisis carbophenoxy benzhydryl bromide pada posisi orto dan para.

Kecepatan reaksi senyawa, saat di reaksikan dengan aseton yang berbagai variasi temperatur. Memberikan hasil bahwa pada posisi orto senyawa tersebut 90 kali lebih reaktif dari pada senyawa dengan gugus tetangga yang melekat pada posisi para. Kereaktifan gugus tetangga pada posisi orto tidak dapat di jelaskan dengan efek induksi atau efek sterik yang bekerja berlawanan sehingga efek sterik dan induksi dapat mempengaruhi kecepatan reaksi karena jarak carbophenoxy berdekatan dengan pusat reaksi. Kecepatan laju reaksi dapat di jelaskan oleh partisipasi gugus karbophenoxy yang bereaksi secara intermolekul untuk menstabilkan pusat reaksi.  Gugus tetangga dapat menggunakan pasangan elektronnya untuk berinteraksi dengan sisi belakang atom karbon yang menjalani substitusi, sehingga mencegah serangan dari nukleofilik, sehingga nukleofilik hanya dapat bereaksi dengan atom karbon dari sisi depan, dan produknya mengikuti konfigurasi awal. Atom atau gugus yang dapat meningkatkan laju SN₂ melalui partisipasi gugus tetangga ialah nitrogen dalam bentuk amina, oksigen dalam bentuk karboksilat dan ion alkoksida, dan cincin aromatik. Partisipasi hanya efektif jika interaksinya membentuk cincin segitiga, lima dan enam.

Pertanyaan :

 
1. Mengapa pada gugus pergi tergantung dari kuat atau lemah basa tersebut, jelaskan kenapa pada basa lemah dikatakan gugus pergi yang baik ?

2. Mengapa pada reaksi masuknya gugus tetangga sebelum mencapai produk terbentuk reaksi intermediet?

3. Pada kondisi apa untuk melihat kapan spesi bersifat asam dan kapan spesi yang bersifat nukleofil  dalam reaksi substitusi nukleofilik ?

       

2