Mekanisme Reaksi Adisi Elektrofilik

MEKANISME REAKSI ADISI ELEKTOFILIK

Reaksi Adisi Elektrofilik

Reaksi adisi elektrofilik terjadi apabila gugus yang pertama menyerang suatu ikatan rangkap pereaksi elektrofil. Reaksi adisi elektrofilik ditemukan pada senyawa C yang mengandung ikatan rangkap antara dua atom C seperti alkena dan alkuna. Contoh reaksi adisi elektrofilik adalah reaksi antara etena dengan asam klorida menghasilkan etil-klorida.

 

Pada senyawa alkena terdapat elektron π yang letaknya lebih jauh dari inti dibanding elektron pada ikatan σ, sehingga lebih mudah diserang oleh suatu elektrofil. Elektron pi adalah suatu nukleofil lemah.

Mekanisme reaksi adisi dari air terhadap etilen, suatu alkena sederhana

Tahapan reaksi 

 Serangan elektrofil terhadap ikatan  π membentuk suatu  karbokation. Serangan nukleofil terhadap  karbokation. Tahap pertama berjalan lambat, dan merupakan tahap penentu laju.

Bila alkena yang bereaksi adalah propena (alkena tak simetris karena substituen yang terikat pada karbon alkena tidak sama), maka ada dua kemungkinan produk yang terbentuk karena  gugus OH dapat masuk  pada  karbon  CH₂ atau karbon CH₃CH .

  

Kita dapat mengatakan bahwa produk yang terbentuk lebih cepat akan menjadi produk dominan dalam campuran. Dan kenyataannya kecepatan pembentukkan produk  satu  100 kali lebih cepat dibanding produk yang lain. Sehingga secara teknis praktis hanya satu produk yang dapat diamati. Dengan kata lain produk yang diramalkan adalah produk yang laju pembentukannya lebih cepat.Masalahnya adalah bila ada dua kemungkinan, kita harus bisa menentukan produk mana yang terjadi dengan laju lebih cepat . Hal ini tergantung energi aktivasi untuk mencapai keadaan teraktifkan . Reaksi dengan energi  keadaan transisi lebih rendah akan berlangsung lebih cepat dan menghasilkan produk lebih melimpah

 

Karbokation sekunder lebih stabil (mempunyai tingkat energi lebih rendah)  dibanding carbocation primer . Gugus metil bersifat pendorong elektron yang membantu stabilisasi karbokation 

 

Mekanisme ini dapat digunakan untuk memprediksi produk adisi terhadap alkena tak simetris dengan syarat dapat menentukan gugus elektrofil dan nukleofil dari molekul yang akan diadisikan pada alkena tersebut . Sebagai contoh adisi menggunakan HBr  . Ikatan dalam  HBr bersifat  polar dengan  H  positive dan Br  negative. H⁺ adalah  elektrofil dan Br_- adalah  nukleofil.

Penerapan dari mekanisme umum diatas adalah :

Metode alternatif untuk membuat suatu alkohol primer  dikembangkan oleh H.C.Brown mengikuti rute di bawah:

Molekul Halogen misalnya  Cl₂ dan Br₂  juga dapat ditambahkan pada  ikatan rangkap alkena. Pada kasus ini tidak perlu mempertimbangkan  orientasi masuknya gugus karena gugus yang masuk identik  , tetapi aspek yang perlu dipahami adalah aspek stereokimia.

Jika  bromine ditambahkan pada  cyclopentene,  ada dua kemungkinan produk yang dihasilkan tergantung   orientasi ruang  serangan kedua atom bromine. Bila dua atom menyerang dari arah yang sama  produk yang terjadi adalah  cis. Bila berlawanan produk yang terbentuk adalah  trans. Hasil eksperimen menunjukkan produk yang terbentuk hanya  trans .

  

Dari hasil pengamatan disimpulkan mekanisme yang terjadi adalah :

Tahap pertama

Tahap kedua

Sama dengan pada reaksi S_N1 , serangan nukleofil terhadap  karbokation dapat terjadi dari dua arah sehingga dihasilkan   produk campuran cis dan trans.

Bila eksperimen hanya menghasilkan satu jenis produk, berarti dapat disimpulkan mekanisme reaksi tidak melalui pembentukan karbokation. Jadi harus ada mekanisme lain yang menyebabkan terhalangnya serangan nukleofilik dari arah yang sudah ada atom Br yang pertama. Ternyata pada tahap pertama atom Br menyerang kedua atom karbon alkena. Satu ikatan menggunakan elektron pi dari alkena, ikatan lain menggunakan elektron bebas Br. Hasilnya terbentuk  suatu siklik antara dua karbon alkena dan Br bentuk ini disebut ion brominium

Serangan Br selanjutnya sama dengan pada reaksi  S_N2. Arah serangan adalah berlawanan dengan posisi Br yang pertama. Dan produk akhir adalah trans.

Permasalahan : 

1. Mengapa pada reaksi adisi elektrofil ini hanya terjadi pada ikatan rangakap saja ? 
2. Contoh dari reaksi adisi elektrofilik berdasarkan artikel diatas adalah reaksi antara etena dengan asam klorida menghasilkan etil-klorida, bisakah teman-teman berikan contoh reaksi adisi elektrofilik yang lain misal pada senyawa alkuna, dan apakah adisi bisa terjadi utk senywa jenuh seperti alkana ? 
3.  Apa perbedaan antara raksi adisi nukleofilik dengan reaksi adisi elektrofilik ?