Mekanisme Reaksi Sn 1

Pada pembahasan reaksi Sn 2, adanya rintangan sterik yang menyebabkan alkil halida tersier tidak dapat bereaksi secara Sn 2. Untuk itu, ternyata alkil halida tersier mampu mengalami substitusi dengan suatu mekanisme yang berlainan yang dinamakan reaksi Sn 1.

Lalu apa sih reaksi Sn 1 itu?

Reaksi SN1 adalah reaksi substitusi nukleofilik di mana langkah penentuan laju unimolecular. SN1 adalah singkatan dari “unimolecular nucleophilic substitusi”. Reaksi SN1 unimolecular memiliki makna bahwa laju reaksi ini hanya tergantung pada konsentrasi satu reaktan. Dengan demikian, persamaan laju (yang menyatakan umumnya bahwa reaksi SN1 tergantung pada elektrofil dan pengaruh konsentrasi nukleofil pada laju keseluruhan reaksi Sn 1 sangat kecil) berlaku dalam situasi di mana jumlah nukleofil jauh lebih besar daripada jumlah perantara karbokation. Reaksi SN1 sering disebut sebagai mekanisme disosiatif dalam kimia anorganik.

Mekanisme Reaksi Sn 1

Reaksi Sn 1 adalah suatu reaksi ion dikarenakan pada reaksi ini akan melibatkan ionisasi sehingga pada reaksi ini akan dibantu oleh pelarut polar seperti H2O yang akan menstabilkan ion dengan cara solvasi (solvation). Berikut efek pelarut pada reaksi Sn 1

Ø  Pelarut yang sangat berperan dalam pembentukan perantara karbokation akan mempercepat langkah penentuan laju reaksi SN1.

Ø  Pelarut yang disukai untuk jenis reaksi Sn 1 adalah protik dan polar. Pelarut protik sendiri adalah pelarut yang memiliki atom hidrogen yang terikat pada oksigen, nitrogen atau fluor dan memiliki kemampuan mengikat hidrogen. Contohnya adalah air.

Ø  Contoh-contoh pelarut yang digunakan dalam reaksi SN1 antara lain air dan alkohol. Pelarut ini juga akan bertindak sebagai nukleofil.

Sebagai contoh yakni mekanisme reaksi Sn 1 pada hidrolisis butil bromida tersier sebagai berikut :

Tahap 1

Ikatan karbon-bromin pada reaksi dibawah merupakan ikatan kovalen polar. Pembelahan ikatan ini memungkinkan pengangkatan gugus pergi (ion bromida). Ketika ion bromida meninggalkan butil bromida tersier, zat antara karbokation akan terbentuk dan putusnya ikatan karbon-brom adalah peristiwa endotermik. Reaksi pada tahap ini berlangsung lambat.

Tahap 2

Pada tahap ini kedua mekanisme reaksi SN1, karbokation diserang oleh nukleofil. Dan dikarenakan pelarut yang digunakan pada reaksi ini adalah air maka zat antara ion oksonium terbentuk. Dikarenakan pelarut yang digunakan (air) bersifat netral, maka terjadi tahap ketiga yakni deprotonasi. Reaksi pada tahap ini berlangsung cepat.

Tahap 3

Muatan positif pada karbokation dialihkan ke oksigen pada langkah sebelumnya. Pada tahap ini pelarut air akan bertindak sebagai basa dan mendeprotonasi (melepaskan proton) ion oksonium untuk menghasilkan alkohol yang dibutuhkan bersama dengan ion hidronium sebagai produk. Reaksi pada tahap ini berlangsung cepat.

Stereokimia suatu Reaksi SN1

Perantara karbokation yang terbentuk pada langkah 1 dari mekanisme reaksi SN1 adalah karbon hibridisasi sp2. Geometri molekulernya adalah trigonal planar, sehingga  air  mempunyai peluang menyerang dari dua sisi (depan  dan belakang) oleh karena itu akan memungkinkan untuk dua titik serangan nukleofilik yang berbeda yakni dari kiri dan kanan.

Jika reaksi terjadi di stereocenter dan jika tidak ada jalan untuk serangan nukleofilik yang lebih disukai, maka karbokationakan diserang secara sama dari kedua sisi sehingga akan menghasilkan rasio yang sama antara enansiomer tangan kiri dan tangan kanan. Sehingga alkil halida tersier  dapat bereaksi dengan alkohol tersier untuk menjalani reaksi substitusi nukleofilik.

Permasalahan

1. Mengapa pada reaksi Sn 1 pengaruh konsentrasi nukleofil pada laju keseluruhan reaksi Sn 1 sangat kecil sehingga laju reaksi hanya bergantung pada konsentrasi alkil halida?
2. Mengapa tahap 2 dan 3 pada reaksi Sn 1 hidrolisis butil bromida tersier berlangsung sangat cepat?
3. Pada tahap 2 reaksi Sn 1 hidrolisis butil bromida tersier diatas, pelarut yang digunakan pada reaksi tersebut adalah air (bersifat netral) sehingga akan terjadi tahap ketiga yakni deprotonasi. Bagaimana mekanisme jika pelarut air pada reaksi tersebut diganti dengan pelarut yang bukan air?