Substitusi elektrofilik bimolekuler (SE2 dan SEi)

Mekanisme reksi substitusi elektrofilik bimolekuler pada senyawa alifatik terjadi melalui

pemutusan ikatan antara gugus pergi dengan substrat dan pembentukan ikatan baru antara

elektrofil dengan substrat berlangsung dalam waktu yang bersamaan. Oleh karena itu laju

reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi elektrofil dan substrat. Contohnya adalah reaksi

perubahan alkil merkuri iodida menjadi alkil iodida dengan elektrofil ion triiodida dengan

mekanisme sebagai berikut:

CH3CH2CH2 Hg I + I I I- H2O

dioksanCH3CH2CH2 I + HgI2 + I-

Pada mekanisme SE2, ada dua kemungkinan arah serangan elektrofil terhadap

substrat, yaitu dari arah depan, yang disebut dengan SE2 (depan) dan dari arah belakang, yang

disebut dengan SE2 (belakang) dapat digambarkan sebagai berikut:

C X

c

b

a Y+ a

b

c

C Y + X+ (SE2 depan)

a

bc

XC

a

b

c

C YY+ + X+ (SE2, belakang)

Apabila reaksi terjadi pada substrat kiral maka akan terbentuk hasil reaksi dengan

mempertahankan konfigurasi semula (retensi) pada mekanisme SE2 (depan), dan terjadi

pembalikan konfigurasi (inversi) pada mekanisme SE2 (belakang). Jika elektrofil menyerang

substrat dari arah depan ada kemungkinan mekanisme yang ketiga, yaitu salah satu bagian

elektrofil membantu lepasnya gugus pergi dan dalam waktu yang bersamaan terbentuk ikatan

baru dengan substrat.

+ X-ZYC

c

ba

C X

c

ba

Y Z

Mekanisme ini disebut dengan mekanisme SEi dan menghasilkan produk dengan

mempertahankan konfigurasi semula (retensi).

Ketiga mekanisme reaksi subtitusi elektrofilik bimolekuler tersebut [SE2 (depan), SE2

(belakang) dan SEi] sukar dibedakan. Ketiganya hanya dapat dibedakan dengan mengakaji

secara mendalam aspek stereokimianya.

Kebanyakan reaksi substitusi elektrofilik bimolekuler (orde kedua) menghasilkan

produk dengan mempertahankan konfigurasi semula. Hal ini berarti bahwa pada umumnya

reaksi berlangsung dengan mekanisme dimana elektrofil menyerang substrat dari arah depan,

SE2 (depan) atau SEi.

C C

H

CH3 Hg Br + Br Br

C2H5

CH3

H

Br + HgBr2

C2H5

Kenyataan ini berlawanan dengan mekanisme SN2. Pada mekanisme SN2, nukleofil

menyerang atom karbon yang mengikat gugus pergi, sedangkan pada mekanisme SE2

elektrofil menyerang elektron yang mengikat atom karbon dan gugus pergi. Oleh karena itu

reaksi berlangsung lebih cepat jika elektrofil menyerang substrat dari sisi yang sama dengan

kedudukan gugus pergi daripada sebaliknya karena adanya halangan sterik.

Pada mekanisme reaksi SE1, memiliki tahap penentu laju reaksi mirip seperti

pelepasan proton dari suatu asam. Oleh karena itu adanya gugus-gugus pendorong elektron

akan mengurangi laju reaksi dan sebaliknya gugus-gugus penarik elektron akan menambah

laju reaksi. Pada mekanisme reaksi SE2 (belakang) kereaktifan substrat seperti halnya pada

mekanisme SN2, yaitu semakin besar gugus alkil semakin besar pula halangan steriknya

sehingga laju reaksinya akan semakin kecil. Jadi urutan kereaktifannya adalah: Me > Et >

Pr > i-Pr > neopentil.

Pada mekanisme reaksi SE2 (depan) laju reaksi bergantung pada jenis reaksinya.

Contohnya adalah reaksi antara : RHgBr + Br2 → RBr + HgBr2 yang dikatalisis oleh basa

diperoleh hasil seperti tercantum pada Tabel 5.1.

Tabel 5.1 Laju reaksi relatif RHgBr dengan Br2

R Laju reaksi relatif

Me

Et

Iso-pr

t-bu

iso-bu

neopentil

1

10,8

780

3370

1,24

0,173

Dari tabel tersebut terlihat bahwa adanya

cabang pada posisi meningkatkan laju

reaksi sedangkan cabang pada posisi β

menurunkan laju reaksi. Bertambahnya

laju reaksi oleh bertambahnya cabang pada

posisi karena pengaruh sifat pendorong

elektron dari gugus alkil yang

menstabilkan keadaan transisi yang

bersifat kekurangan elektron