Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik SN1

 

Mekanisme Reaksi Substitusi Nukleofilik S_N1

Pada blog sebelumnya kita sudah membahas tentang reaksi substitusi nukleofilik SN2, dan pada blog kali ini kita akan membahas tentang reaksi substitusi nukleofilik SN1.

Pada link  https://youtu.be/w1mkSmKyue8 dijelaskan bahwa, S_N1 merupakan singkatan dari Substitusi Nukleofilik dan angka 1 mengandung makna bahwa tahap penentu laju reaksi ini merupakan reaksi molekul tunggal.  Reaksi ini melibatkan suatu zat dimana antara karbokation dan juga sering terjadi pada reaksi alkil halida sekunder maupun tersier, ataupun dalam keadaan asam yang kuat, alkohol sekunder dan tersier.

Alkil halida tersier mengalami mekanisme S_N1, dimana mekanisme S_N1 sendiri yaitu reaksi ion. Pada umumnya reaksi S_N1 yang nukleofiliknya berupa basa yang amat lemah sepertu H₂O dan C₂H₅OH yang mana direaksikan dengan alkil halida tersier terbentuk prodak substitusi. Karena H₂O juga digunakan sebagai pelarut, jadi reaksi ini disebut dengan reaksi solvolisis. Reaksi solvolisis berasal dari kata solvent dan -lysis yang artinya pemecahan oleh pelarut.

Ciri-ciri reaksi S_N1

Ciri-ciri reaksi yang  berjalan dengan mekanisme S_N1 ialah sebagai berikut:

1. Laju reaksi tidak tergantung pada konsentrasi nukleofil. Langkah awal ialah penentu laju, dan nukleofil tidak terlibat pada langkah ini. Maka kendala pada laju reaksi ini yaitu laju pembentukan karbokation, bukan laju reaksinya dengan nukleofil, dan berlangsung sangat cepat pula.

2. Apabila karbon pembawa gugus pergi ialah stereokimia, reaksi berlangsung terutama dengan hilangnya aktifitas optis. Maka hanya ada tiga gugus yang melekat pada karbon yang bermuatan positif ( pada karbokation).

3. Reaksi yang paling cepat apabila gugus alkil pada substrat keadaan tersier dan terjadi paling lambat pada substrat premier.

 

Contoh penerapan reaksi S_N1

Disini saya mengambil contoh reaksi antara tributil bromida (CH₃)₃CBr dengan H₂O. Pada tahap pertama terjadi tahap ionisasi. Yang mana Br perlahan-lahan melepaskan dirinya dari substratnya. Dalam tahap ini juga terjadi keadaan transisi, hal ini dikarenakan alkil halida tersier mematahkan ikatan antara karbon dengan gugus pergi. Setelah ikatan antara karbon dengan gugus pergi lepas maka menghasilkan suatu zat diantara karbokation dengan anion gugus pergi. Seperti yang terlihat pada gambar :

Selanjutnya tahap penggabungan, pada tahap ini karbokation bereaksi dengan pelarut, yang disini pelarutnya adalah H₂O ataupun nukleofilik yang lemah. Reaksi penggabungan yang terjadi, berlangsung sangat cepat hal ini dikarenakan karbokation merupakan sebuah zat antara yang sangat reaktif. Pada tahapan ini dihasilkan keadaan transisi yang mana terbentuknya ikatan baru antara oksigen dengan karbon. Dan menghasilkan produk antara terbutil alkohol yang masih memiliki proton.

 

Pada tahap ini sudah bisa dikatakan tahap ion S_N1, akan tetapi dikarenakan hasil produknya masih berproton, maka ditambahkan suatu tahapan lagi yaitu tahap asam basa. Pada tahap ini yang berperan sebagai asam ialah ter-butil alkohol dan alkohol berperan sebagai basa. Yang mana reaksi yang terjadi ialah reaksi kesetimbangan yang menghasilkan ter-butil alkohol dan asam H₃O⁺  ataupun air yang berproton. Ketiga tahap diatas merupakan mekanisme substitusi nukleofilik S_N1.

Permasalahan :

1. Pada reaksi SN1, jika karbon yang membawa gugus pergi bersifat kiral , maka reaksi yang terjadi menyebabkan aktivitas optik hilang, mengapa hal tersebut demikian?

2. Seperti yang kita ketahui nukelofilik dapat menyerang dari kedua sisi, bagaimana caranya?

3. Apakah reaksi SN1, dapat terjadi pada pelarut selain air? Dan bagaimana jika hal tersebut terjadi?