kontrol termodinamika dan kontrol kinetik senyawa organik

Beberapa reaksi kimia mempunyai kemampuan untuk menghasilkan lebih dari satu

produk. Jumlah relatif dari produk yang dihasilkan lebih sering tergantung pada kondisi

reaksi saat reaksi berlangsung. Perubahan pada jumlah reaktan, waktu, temperatur, dan

kondisi yang lain dapat memperngaruhi distribusi pembentukan produk dari reaksi

kimia tersebut.

Alasannya dapat dimengerti dari dua konsep penting yaitu:

1. Stabilitas relatif secara termodinamik dari produk yang dihasilkan.

2. Kecepatan relatif secara kinetik pada saat produk terbentuk.

Kinetika berkaitan kecepatan reaksi, termodinamika berkaitan dengan stabilitas

intermediet atau produk yang terjadi.

Kontrol termodinamika atau kinetika dalam reaksi kimia dapat menentukan komposisi campuran produk reaksi ketika jalur bersaing mengarah pada produk yang berbeda serta selektivitas dari pengaruh kondisi reaksi tersebut. Kondisi reaksiseperti suhu, tekanan atau pelarut mempengaruhi jalur reaksi; maka dari itu kontrol termodinamik maupun kinetik adalah satu kesatuan dalam dalam suatu reaksi kimia.Kedua kontrol reaksi ini disebut sebagai faktor termodinamika dan faktor kinetika,dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Faktor  termodinamika (adanya stabilitas realtif dari produk) Pada suhu tinggi, reaksi berada di bawah kendali termodinamika (ekuilibrium,kondisi reversibel) dan produk utama berada dalam sistem lebih stabil.

2. Faktor kinetik (kecepatan pembentukan produk)Pada temperatur rendah, reaksi ini di bawah kontrol kinetik (tingkat, kondisiirreversible) dan produk utama adalah produk yang dihasilkan dari reaksi tercepat.

Kontrol Kinetik dan Kontrol Termodinamik 

        Ada banyak hal dalam mana suatu senyawa di bawah kondisi reaksi yang  diberikan dapat mengalami reaksi kompotisi menghasilkan produk yang berbeda.

Gambar diatas  memperlihatkan profil energi-bebas untuk suatu reaksi dalam mana B lebih stabil secara termodinamika daripada C (∆G lebih rendah), tapi C terbentuk lebih cepat (∆G^‡ lebih rendah). Jika tidak ada satupun reaksi yang revesibel maka C akan terbentuk lebih banyak karena terbentuk lebih cepat. Produk tersebut dikatakan terkontrol secara kinetik (kinetically controlled). Akan tetapi, jika reaksi adalah reversibel maka hal tersebut tidak menjadi penting. jika proses dihentikan sebelum kesetimbangan tercapai maka reaksi akan dikontrol oleh kinetik karena akan lebih banyak diperoleh produk yang cepat terbentuk. Akan tetapi jika reaksi dibiarkan sampai mendekati kesetimbangan maka produk yang akan dominan adalah B. di bawah kondisi tersebut, C yang mula-mula terbentuk akan kembali ke A, sementara B yang lebih stabil tidak berkurang banyak. Maka dikatan bahwa produk terkontrol secara termodinamik (thermodynamically controlled).

contoh misalnya

 Reaksi karbonil merupakan contoh reaksi yang menarik untuk membahas kontrol
reaksi. Hal ini dikarenakan banyaknya produk yang bisa saja terbentuk jika tidak
dikontrol secara ketat. Ini berkaitan dengan adanya “diverse reactivity” senyawa
karbonil. Di satu sisi dia bisa berperilaku sebagai elektrofil, namun juga bisa bersifat
nukleofil pada kondisi tertentu.
Satu contoh misalnya pada reaksi Aldol, dengan 2 reaktan (A dan B) yang sama-sama
mempunyai hidrogen alfa, maka kemungkinan reaksi yang terjadi: A + A, A + B, B +
A, dan B + B. Artinya, selain adanya kondensasi silang, juga terdapat selfcondensation.
Belum selesai masalah tersebut jika ternyata senyawa A ata B berupa
molekul asimetri sehingga adanya 2 kemungkinan H alfa yang menghasilkan
intermediet yang berbeda (regioselektivitas).

Senyawa karbonil yang memiliki H alfa jika diperlakukan pada kondisi asam, akan
membentuk enol, sedangkan pada kondisi basa membentuk ion enolat. Kondisi asam
3
termasuk kontrol termodinamik karena mengacu pada kestabilan intermediet (enol).
Sedangkan kondisi basa, termasuk kontrol kinetik karena mengacu pada terbentuknya
ion enolat yang berjalan cepat.

Perlakuan metil keton dengan LDA biasanya menghasilkan hanya lithium enolat pada
sisi metil. Enolat ini terbentuk cepat, dan berikutnya dikenal dengan nama enolat
kinetik. Alasan terbentuk cepat:
a. proton pada gugus metil adalah lebih asam
b. terdapat tiga H alfa pada sisi metil dibandingkan 2 H alfa pada sisi lainnya
c. terdapat hambatan sterik pada penyerangan LDA pada sisi lain dari gugus
karboni

 

Jadi, dapat disimpulkan bahwa enolat kinetik adalah enolat yang terbentuk pada sisi
keton yang kurang tersubstitusi.

Sedangkan enolat termodinamik yaitu enolat yang terbentuk pada sisi keton yang lebih
tersubstitusi. Hal ini dapat dijelaskan yaitu sama seperti alkena, suatu enol atau enolat
4
akan lebih stabil pada posisi yang lebih tersubstitusi.

 

bagaimana kontrol kinetik dan termodinamik pada senyawa anorganik?