Radikal bebas JADI
-
Upload
nurfitri-araliya -
Category
Documents
-
view
251 -
download
15
description
Transcript of Radikal bebas JADI
Materi SAP 7 : Reaksi substitusi radikal bebasReaksi adisi radikal bebasReaksi eliminasi radikal bebas
Radikal Bebas
Dalam reaksi kimia, radikal bebas sering dituliskan sebagai titik yang ditempatkan pada simbol atom atau molekul. Contoh penulisan radikal bebas berikut sebagai hasil dari pemecahan homolitik:
Cl2 → Cl• + Cl•
Mekanisme reaksi radikal menggunakan panah bermata tunggal untuk menjelaskan pergerakan elektron tunggal :
Pemutusan homolitik pada pemecahan ikatan digambarkan dengan penarikan satu elektron. Hal ini digunakan untuk membedakan dengan pemutusan heterolitik yang menggunakan anak panah bermata ganda pada umumnya.
Radikal bebas juga memainkan peran terhadap adisi radikal dan substitusi radikal sebagai intermediet yang sangat reaktif. Reaksi rantai melibatkan radikal bebas yang biasanya dibagi menjadi tiga tahap, meliputi inisiasi, propagasi dan terminasi. Contoh dalam hal ini adalah reaksi klorinasi metana.
Inisiasi
Inisiasi adalah tahap pembentukan awal radikal-radikal bebas. Hal ini menyebabkan jumlah radikal bebas meningkat pesat. Dalam klorinasi metana, tahap inisiasi adalah pemutusan secara homolitik ikatan Cl-Cl.
Cl2 → Cl• + Cl•
Propagasi
Propagasi adalah reaksi yang melibatkan radikal bebas yang mana jumlah radikal bebas akan tetap sama. Setelah terbentuk, radikal bebas klor akan menjalani sederetan reaksi. Tahap propagasi yang pertama adalah radikal bebas klor yang merebut sebuah atom hidrogen dari dalam molekul metana, menghasilkan radikal bebas metil dan HCl.
Cl• + H:CH3 + 1 kkal/mol → H:Cl + •CH3
Radikal bebas metil juga sangat reaktif. Dalam tahap propagasi kedua, radikal bebas metil merebut sebuah atom klor dari dalam molekul Cl2.
Terminasi
Terminasi adalah reaksi yang berujung pada turunnya jumlah radikal bebas. Umumnya, penurunan ini diakibatkan oleh adanya penggabungan radikal bebas yang masih tersisa.
Cl• + •CH3 → CH3Cl
Radikal bebas merupakan atom atau grup atom yang memiliki sebuah elektron tidak
berpasangan/ bebas.Sebuah proses radikal bebas terdiri dari setidaknya dua langkah. Langkah
pertama melibatkan pembentukanradikal bebas, biasanya dengan pembelahan homolytic
obligasi, yaitu, perpecahandi mana setiap fragmen mempertahankan satu elektron:
Ini disebut langkah inisiasi. Ini mungkin terjadi secara spontan atau dapat dirangsangoleh
panas atau cahaya , tergantung pada jenis ikatan. Peroksida, termasuk hidrogen peroksida,
dialkil, diasil, dan peroksida asil alkil,dan asamperoksinya merupakan sumber yang paling
umum dari radikal bebas yangdisebabkan spontanatau dengan panas, tetapi senyawa organik
lain dengan rendah-energi obligasi, sepertisenyawa azo, juga digunakan. Molekul yang
dibelah oleh cahaya yang paling seringklor, bromin, dan berbagai keton juga dapat
dibentukdengan cara lain, dengan transfersatuelektron(kerugian ataukeuntungan), misalnya,
Satu-elektron transfer biasanya melibatkan ion anorganik atau proses elektrokimia. Peroksida
dialkil (roor) atau hidroperoksida alkil (ROOH) terurai menjadi hidroksi radikal (HO) atau
radikal alkoksi (RO) ketika dipanaskan 4 hidroperoksidakumena (PhCMe2OOH), bi-tert-
butyl peroxide (Me3COOCMe3), 5 dan benzoil peroksida [(PhCO)O2] menjalani pembelahan
homolytic pada suhu yang kompatibel dengan banyak. Reaksi organik, yang memungkinkan
beberapa kontrol reaksi, dan mereka cukup larut dalam pelarut organik. Secara umum, ketika
peroksida yang terurai, oksigen tetap radikal. Radikal dapat bergabung kembali (dimerize),
atau bereaksi dengan molekul lain. Senyawa azo, ditandai oleh bond, adalah
radikal bebas prekursor yang membebas kangas nitrogen pada dekomposisi. Azobis
(isobutironitril) (AIBN,1) adalah terkenal Misalnya, yang terurai untuk memberikan nitrogen
dan siano stabil radikal. Homolytic pemisahan senyawa diazo simetris mungkin stepwise.
Derivat iftelah dikembangkan yang terurai untuk memulai reaksi radikal pada suhu
kamar,2,20-azobis (2,4-dimetil-4methoxyvaleronitrile), 3,8 Airazolarut. Senyawa ini
diketahui, dan dapat digunakan sebagai radikal initiators. Sumber lain yang berguna radikal
yang tersedia. Alkil hipoklorit menghasilkan radikalklorin (Cl.) dan radikalalkoksi
(RO.) ketika dipanaskan. Pemanasan N-alkoxy dithiocarbamates adalah sumber yang berguna
radikal alkoksi,
Perhatikan bahwa aldehid juga dapat menjadi sumber radikal asil Melalui reaksi
dengan garam logam transisi seperti Mn(III) asetat atau senyawa Fe(II). Variasi yang berguna
mempekerjakan radikal imidoyl sebagai synthons untuk radicals. 13aril stabil Langkah kedua
melibatkan penghancuran radikal bebas. Ini biasanya terjadi dengan proses yang berlawanan
dengan, pertama yaitu kombinasi, satu dari dua seperti atau tidak seperti radikal untuk
membentuk ikatan baru:
Jenis ini disebut langkah pemutusan, dan berakhir reaksi sejauh ini khususnya radikal adalah
concerned. 15 Namun, tidak sering bahwa penghentian berikut langsung pada saat inisiasi.
Alasannya adalah bahwa radikal sebagian besar sangat reaktif danakan bereaksi dengan
spesies pertama yang tersedia dengan mana mereka datang dalam kontak. Dalam situasi yang
biasa, di mana konsentrasi radikal rendah, hal ini jauh lebih cenderung menjadi molekul
radikal daripada yang lain. Ketika (radikal yang memiliki jumlah elektron ganjil) bereaksi
dengan molekul (yang memiliki bilangan genap), total jumlah elektron dalam produk harus
ganjil. Produk dalam langkah tertentu semacam ini mungkin menjadi salah satu partikel,
seperti penambahan radikal untuk p-ikatan, yang dalam kasus ini adalah
radikal bebas lain atau abstraksi darisebuah atomseperti hidrogen untuk memberikan dua
partikel, R-H dan radikal baru R0.
Dalam hal ini kasus terakhir, satu partikel harus menjadi molekul netral dan satu radikal
bebas. Dalam kedua contoh, radikal baru dibuat. Jenis langkah ini disebut propagasi, karena
radikal yang baru terbentuk sekarang bisa bereaksi dengan molekul lain dan menghasilkan
radikalyang lain, dan seterusnya, sampai dua radikal yang bertemu satu samalain dan
mengakhiri urutan. Proses baru saja dijelaskan disebut reaksi berantai dan mungkin ada
ratusan atau ribuan langkah propagasi antara inisiasi dan pemutusan hubungan kerja. Dua
jenis reaksi propagasi tidak melibatkan molekul sama sekali. Ini adalah (1) pembelahan
radikal ke dalam, tentu, radikal dan molekul dan (2) penataan ulang dari satu radikal yang
lain. Ketika radikal yang sangat reaktif, misalnya, radikal alkil, rantai panjang, karena
reaksiterjadi dengan banyak molekul, tetapi dengan radikal reaktivitas rendah, misalnya,
radikalaril, radikal mungkin tidak dapat bereaksi dengan apa punsampai memenuhi lain
radikal, sehingga rantai pendek, atau reaksi mungkin menjadi prosesnonchain. dalam setiap
proses rantaitertentu, biasanya ada berbagai macam propagasi dan terminasi langkah.
Sebuah variasi berguna propagasi dan terminasi menggabungkan dua proses.
Ketika radikal karbon (R.) yang dihasilkan di hadapan tributiltin
hidrida (n-Bu3SnH), atom hidrogen ditransfer ke radikal untuk memberikan
R-H dan radikal baru, n-Bu3Sn . Para bereaksi timah radikal dengan timah kedua
radikaluntuk memberikan n-Bu3Sn-S-n-Bu3. Hasil akhirnya adalah bahwa radikal karbon
berkurang menjadi memberikan produk yang diinginkan dan dimer timah dapat dihapus dari
reaksi. Timahhidrida transfer atom hidrogen dalam urutan propagasi rantai yang
menghasilkanbaru yang radikal, namun berakhir urutan karbon radikal. Dimerisasi dari
kalengradikal kemudian berakhir proses radikal. Silane, seperti triethylsilane (Et3SiH),juga
telah digunakan sebagai radikal efektif mengurangi agent. Konstanta laju untuk reaksi dari
kedua hidrida tributytin dan (Me3Si) 3Si-H asil dengan radikal telah diukur dan memadamkan
silan radikal lebih cepat dari timah hydride. Bis (Tri-n-butylstannyl) benzopinacolate juga
telah digunakan sebagai sumber termaln-Bu3Sn, digunakan untuk memediasi reaksi radikal.
Berikut ini adalah beberapa karakteristik umum reaksi radikal bebas:
1. Mereka dimulai atau dipercepat oleh khas sumber radikal bebas, seperti
peroksida, disebut, atau dengan cahaya. Dalam kasus terakhir, konsep kuantum hasil
berlaku. Hasil kuantum bisa sangat tinggi, misalnya, 1000, jika masing-masing kuantum
menghasilkan rantai panjang, atau rendah, dalam kasus proses nonchain.
2. Tarif mereka mengalami penurunan atau reaksi ditekan sepenuhnya oleh
zat yang mengikat radikal bebas, misalnya, oksidanitrat, molekul
oksigen, ataubenzoquinon. Zat-zatini disebutin hibitors.
Reaksi Substitusi Radikal Bebas
Harus terlebih dahulumenjadipembelahansubstrat RXsehinggaRradikaldiproduksi.Hal
inidapat terjadidenganpembelahanspontan,
atau dapat disebabkan oleh cahaya atau panas, atau, lebih sering, tidak ada perpecahan yang
sebenarnya, tetapiR diproduksi oleh sebuah abstraksi dari atom lain, X tetapi radikal W
Radikal Wdihasilkan dengan menambahkan senyawa, seperti peroksida, yang
spontanmembentuk radikal bebas. Seperti senyawa disebut inisiator (lihat diatas).Setelah R
terbentuk, itu bisa pergi ke produk dengan dua cara, dengan abstraksi lain atom,seperti reaksi
dengan A-B untuk membentuk R- A danradikal baru B.
Reaksilain adalahkoplingdengan yang lainuntuk membentukradikalproduk netralR-Y.
1) Klorinasi Metana
Mekanisme rantai sebagai berikut, menggunakan klorinasi metana sebagai contoh yang khas:
1. Inisiasi : Memisahkan atau homolysis dari molekul klorin untuk membentuk atom klorin
dua, diprakarsai oleh radiasi ultraviolet atau sinar matahari. Sebuah atom klor memiliki
elektron tidak berpasangan dan bertindak sebagai radikal bebas .
2. Rantai propagasi (dua langkah): sebuah atom hidrogen dari metana melepas
meninggalkan 1 ˚ metil radikal. Radikal metil kemudian menarik  · Cl dari Cl 2.
Hal ini menyebabkan produk yang diinginkan ditambah klorin radikal. Ini radikal
kemudian akan pergi untuk mengambil bagian dalam reaksi lain propagasi menyebabkan
reaksi berantai . Jika ada klorin yang cukup, produk-produk lain seperti CH 2 Cl 2 dapat
dibentuk.
3. Pemutusan rantai : rekombinasi dari dua radikal bebas:
Kemungkinan terakhir dalam langkah penghentian akan menghasilkan pengotor
dalam campuran akhir; terutama hasil ini dalam suatu molekul organik dengan rantai karbon
lebih panjang dari reaktan.
Reaksi bersih adalah:
Dalam kasus metana atau etana, semua atom hidrogen yang setara sehingga memiliki
kesempatan yang sama untuk diganti. Hal ini menyebabkan apa yang dikenal sebagai
distribusi produk statistik.Untuk propana dan alkana yang lebih tinggi, atom hidrogen yang
merupakan bagian dari CH2 (atau CH) kelompok preferentially diganti.
2) Reaksi antara metan dan bromine
Terjadi dengan keberadaan sinar ultraviolet -sinar tampak biasa.Reaksi ini merupakan contoh
yang baik dari reaksi photochemical – reaksi yang terjadi dengan bantuan sinar matahari.
CH4 + Br2 CH3Br + HBr
Hasil dari reaksi ini brotometan.
Salah satu atom hidrogen pada metan digantikan oleh bromin, jadi reaksi ini merupakan
reaksi substitusi. Namun, reaksi tidak berhenti disini sampai semua hidrogen pada metan
digantikan oleh atom bromin.
Mekanisme
Mekanisme tersebut menyangkut reaksi berantai. Pada reaksi berantai untuk setiap pe-
nonaktif-an yang terjadi pada suatu bagian, bagian lain menjadi aktif sehingga proses terus
berlangsung. Keseluruhan proses dikenal sebagai substitusi radikal bebas atau sebagai reaksi
berantai radikal bebas.
Inisiasi Rantai
Rantai terinisiasi oleh sinar ultraviolet yang memutuskan molekul bromin menjadi radikal.
Br2 2Br
Reaksi propagasi rantai
Berikut ini merupakan reaksi yang membuat reaksi terus berjalan.
CH4 + Br CH3 + HBr
CH3 + Br2 CH3Br + Br
Reaksi rantai penghabisan
Berikut ini adalah reaksi yang menghilangkan radikal bebas tanpa menghasilkan radikal yang
lain.
2Br Br2
CH3 + Br CH3Br
CH3 + CH3 CH3CH3
3) Reaksi Antara Metan dan Klorin
Jika campuran metan dan klorin di dekatkan ke api, akan terjadi ledakan menghasilkan
karbon dan hidrogen klorida. Reaksi ini tidak begitu bermanfaat.Reaksi yang akan kita
pelajari adalah reaksi antara metan dam klorin dengan bantuan sinar matahari. Raksi ini
merupakan contoh yang baik dari reaksi photochemical – reaksi yang terjadi dengan bantuan
sinar matahari.
CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl
Yang terbentuk adalah klorometan.
Satu dari hirogen pada metan digantikan oleh atom klorin, sehingga merupakan reaksi
substitusi.Namun reaksi tidak berhenti disana, dan semua hidrogen pada metan dapat
digantikan dengan klorin.that at the bottom of this page.
Mekanisme
Mekanisme tersebut menyangkut reaksi berantai. Pada reaksi berantai untuk setiap pe-
nonaktif-an yang terjadi pada suatu bagian, bagian lain menjadi aktif sehingga proses terus
berlangsung. Keseluruhan proses dikenal sebagai substitusi radikal bebas atau sebagai reaksi
berantai radikal bebas
Inisiasi Rantai
Rantai terinisiasi oleh sinar ultraviolet yang memutuskan molekul klorin menjadi radikal.
Cl2 2Cl
Reaksi propagasi rantai
Berikut ini merupakan reaksi yang membuat reaksi terus berjalan.
CH4 + Cl CH3 + HCl
CH3 + Cl2 CH3Cl + Cl
Reaksi rantai penghabisan
Berikut ini adalah reaksi yang menghilangkan radikal bebas tanpa menghasilkan radikal
yang lain.
2Cl Cl2
CH3 + Cl CH3Cl
CH3 + CH3 CH3CH3
4) Reaksi Antara Metil Benzen dan Klorin
Reaksi yang akan kita jeajahi terjadi antara metilbenzen dan klorin dengan keberadaan sinar
ultraviolet -sinar tampak biasa. Reaksi ini merupakan contoh yang baik dari reaksi
photochemical – reaksi yang terjadi dengan bantuan sinar matahari.
Hasil dari reaksi ini adalah (klorometil) benzen.Tanda kurung menekankan bahwa klorin
merupakan bagian dari metil yang terikat dan bukan pada cincin benzen.
Salah satu dari atom hidrogen pada metil digantikan oleh atom klorin, jadi reaksi ini
merupakan reaksi substitusi.Namun reaksi tidak berhenti disini sampai dengan ketiga
hidrogen pada metil digantikan semua oleh klorin.
Mekanisme
Mekanisme tersebut menyangkut reaksi berantai. Pada reaksi berantai untuk setiap pe-
nonaktif-an yang terjadi pada suatu bagian, bagian lain menjadi aktif sehingga proses terus
berlangsung.
Keseluruhan proses dikenal sebagai substitusi radikal bebas atau sebagai reaksi berantai
radikal bebas.
Inisiasi Rantai
Rantai terinisiasi oleh sinar ultraviolet yang memutuskan molekul klorin menjadi radikal.
Cl2 2Cl
Reaksi propagasi rantai
Berikut ini merupakan reaksi yang membuat reaksi terus berjalan.
Reaksi rantai penghabisan
Berikut ini adalah reaksi yang menghilangkan radikal bebas tanpa menghasilkan radikal yang
lain.
Contoh paling sederhana yaitu tumbukan antara dua radikal klorin.
2Cl Cl2
Reaksi Adisi Radikal Bebas
Propagasi
Langkah 1:
Langkah 2:
jika
ditambah alkena:
Ketika radikal bebas ditambah 1,5- atau 1,6-diena akan membentuk nomor 10 dan
ditambah intramolekul untuk membentuk ikatan lain yang dikenal sebagai produk siklik (11).
Ketika radikal menghasilkan sebuah prekusor yang memberi radikalradikal vynil 12,
bagaimanapun yang dikenal adalah 13, yang equilibrium dengan radikal siklopropilkarbinil
(14) melalui sebuahreaksi 5- exo-trig. Sebuah reaksi endo trig dikenal seperti no 15 kecuali
ada substitun siklopropanasi akan melakukan proses utama.
Formasi radikal langkah 1 merupakan reversibel.
Dalam kasus, radikal bebas menyebabkan cis, isomerisasi trans ikatan ganda.
Mekanisme Siklik
Ada banyak reaksi adisi dimana penyerangan tidak pada satu karbon ikatan ganda,
tetapi kedua karbon yang diserang secara serempak. Seperti:
Adisi Radikal bebas- HBr
Mekanisme rantai radikal:
+ HBrBr
Br
noperoxides
peroxides
Orientasi Markovnikov
Orientasi antiMarkovnikov(peroxide effect)
Stereokimia
Contoh, epoksida 4-metilsiklopentena
Eliminasi Radikal Bebas
Tahapan
1.Inisiasi:
2.Propagarasi:
3.Terminasi:
R O O R 2 RO
RO Br+ HBr ROH +
C
Br
C + HBr C
Br
C
H
+ Br
C C Br+ C
Br
C
net: C C + HBr C
Br
C
H
Inisiasi
Propagasi
Br
Br
Br
3º
1º
BrHBr
Reaction proceeds throughmore stable radical intermediate.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. (2013). Reaksi Kimia Radikal Bebas. Dipetik Oktober 30, 2013, dari http://www.ilmukimia.org/2013/06/reaksi-kimia-radikal-bebas.html
Fratnaningsih. (2011). Alkana Radikal . Dipetik October 11 , 2013, dari http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=mekanisme%20reaksi%20radikal%20bebas&source=web&cd=8&cad=rja&ved=0CEsQFjAH&url=http%3A%2F%2Fratnaningsih.staf.upi.edu%2Ffiles%2F2011%2F08%2FAlkana-radikal.ppt&ei=7llVUs7pB4WYrAfw0IGwCA&usg=AFQjCNE6UbeWw_hi5f0y4bgK5un