Mekanisme Reaksi Reduksi Pada Senyawa Organik

Mekanisme Reaksi Reduksi Pada Berbagai Senyawa Organik

1. Mekanisme Reduksi Aldehida  dan Keton dengan NaBH4

Mekanisme reaksi natrium borohidrida (NaBH4) dengan aldehida dan keton berlangsung dalam dua tahap. Pada tahap pertama, H(-) terlepas dari BH4(-) dan ditambahkan ke karbon karbonil. Proses ini membentuk ikatan CH, dan memutus ikatan CO, menghasilkan pasangan elektron pada oksigen sehingga membuat alkoksida bermuatan negatif dimana merupakan alkohol terdeprotonasi. Pada tahap kedua, Proton dan air (asam seperti NH4Cl) ditambahkan ke alkoksida untuk membuat alkohol. 

2. Mekanisme Reaksi Reduksi Asam Karboksilat dan Ester

Asam karboksilat dan Ester adalah senyawa karbonil. Setiap gugus karbonil yang mengalami reduksi dengan adanya agen pereduksi disebut sebagai reduksi karbonil. Agen pereduksi kuat seperti litium aluminium hidrida  mengurangi asam karboksilat dan Ester. Agen pereduksi lemah seperti natrium borohidrida (NaBh4) tidak mereduksi Ester dan asam karboksilat dengan cepat. Produk alkohol terbentuk ketika asam karboksilat dan Ester mengalami reduksi berdasarkan kekuatan zat pereduksi.

Mekanisme Reduksi Ester

Reduksi Ester adalah reaksi substitusi nukleofilik asli yang diikuti dengan adisi nukleofilik. Produk yang terbentuk adalah dua alkohol. Satu alkohol diperoleh dari bagian alkohol ester, dan alkohol primer dibentuk dari bagian karboksilat melalui reduksi. Dalam reaksi reduksi ester, aldehida dibentuk sebagai perantara. Reaktivitas Ester lebih rendah dibandingkan dengan alkohol, sehingga reaksi reduksi Ester tidak digunakan untuk produksi aldehida. Reaksi reduksi umum Ester ditulis sebagai berikut:

R1COOR2  + LiAlH4 ------>  R1CH2OH + R2OH

Langkah-langkah dalam mekanisme Reduksi Ester:

1. Hidrida mengalami serangan nukleofilik 

2. Penghapusan grup pergi

3. Anion hidrida mengalami serangan nukleofilik 

4. Protonasi alkoksida

Pada langkah 1, hidrogen nukleofilik dari hidrida ditambahkan ke karbon elektrofilik dalam gugus karbonil polar yang ada di ester. Elektron yang ada dalam oksigen ikatan rangkap karbon bermigrasi ke oksigen elektronegatif membentuk kompleks logam alkoksida. Kompleks logam alkoksida yang terbentuk adalah perantara.

Dalam langkah 2, zat antara tetrahedral runtuh dan bagian alkohol dari Ester dipindahkan sebagai gugus pergi, dan zat antara aldehida terbentuk.

Pada langkah 3, hidrogen nukleofilik dari hidrida ditambahkan ke karbon elektrofilik yang ada dalam gugus karbonil polar dari aldehida. Elektron yang ada dalam oksigen ikatan rangkap karbon bermigrasi ke oksigen elektronegatif dan membentuk kompleks logam alkoksida. Kompleks logam alkoksida yang terbentuk adalah perantara. 

Pada langkah 4, terjadi reaksi basa/asam. Oksigen alkoksida terprotonasi, dan kompleks antara membentuk alkohol primer.

Mekanisme umum reduksi Ester diberikan sebagai berikut,

Reagen natrium borohidrida adalah zat pereduksi lemah, dan mereduksi ester secara perlahan.

Reduksi Asam Karboksilat

Dengan bantuan litium aluminium hidrida, asam karboksialt mengalami reduksi untuk membentuk alkohol primer. Produk yang terbentuk selama reduksi asam karboksilat adalah alkohol primer. Suatu zat antara aldehida terbentuk selam reduksi asam karboksilat, dan zat antara aldehida selanjutnya direduksi menjadi alkohol.Reaksi terjadi dengan penambahan nukleofilik hidrida ke gugus karbonil. Reaksi reduksi umum asam karboksilat dituliskan sebagai berikut:

RCOOH + LiAlH4 ------> RCH2OH + LiOH + Al(OH)3

Mekanisme Reduksi asam karboksilat menjadi alkohol meliputi langkah-langkah berikut:

1. Deprotonasi 

2. Serangan nukleofilik anion hidrida

3. Penghapusan gugus pergi

4. Serangan nukleofilik anion 

5. Protonasi alkoksida

Reduksi asam karboksilat menjadi alkohol terjadi hanya dengan adanya agen pereduksi kuat seperti litium aluminium hibrida. Natrium borohidrida adalah zat pereduksi lemah dan tidak mereduksi asam karboksilat karena sifatnya yang lemah.

Permasalahan :

1. Pada mekanisme reaksi reduksi asam karboksilat dan ester, apa yang menyebabkan natrium borohidrida (NaBh4) tidak dapat mereduksi ester dan asam karboksilat dengan cepat ?

2. Pada reduksi asam karboksilat dan ester, NaBH4 tidak cukup kuat untuk mengubah asam atau ester karboksilat menjadi alkohol, jelaskan mengapa hal itu demikian?

3. Dalam pereaksi Logam Hidrida, apa yang menyebabkan Natrium borohidrida kurang reaktif daripada lithium tetrahydridoaluminate ?