KONTROL KINETIKA DAN KONTROL TERMODINAMIKA DALAM SINTESIS SENYAWA ORGANIK
Kontrol kinetika dan kontrol termodinamika dalam suatu reaksi kimia digunakan untuk menentukan komposisi dalam suatu produk reaksi pada saat jalur yang bersaing menghasilkan produk yang berbeda dan kondisi reaksi ini mempengaruhi selektivitas atau stereoselektivitas. Prevalensi (faktor resiko) kontrol termodinamika atau kinetik inilah yang akan menentukan komposisi akhir suatu produk ketika jalur reaksi bersaing ini menghasilkan produk yang berbeda. Dan kondisi reaksi seperti suhu, tekanan, pelarut akan mempengaruhi jalur reaksi mana yang lebih disukai; baik itu terkendali secara kinetik maupun termodinamika. Namun, ini hanya berlaku jika adanya energi aktivasi dari dua jalur yang berbeda. Contoh sederhananya semisal produk A akan terbentuk lebih cepat dibanding produk B karena energi aktivasi untuk produk A lebih rendah dibanding produk B, namun produk B lebih stabil. Nah dari contoh tersebut, produk A adalah produk kinetik dan disukai dibawah kendali kinetik dan produk B adalah produk termodinamika dan disukai dibawah kendali termodinamika.
1. Kontrol Termodinamika
- Kondisi saat kontrol termodinamika adalah reversibilitas atau mekanisme yang memungkinkan terjadinya kesetimbangan antara produk.
- Reaksi dianggap terjadi di bawah kendali reaksi termodinamika yakni ketika reaksi balik cukup cepat sehingga kesetimbangan terbentuk dengan sendirinya dalam waktu reaksi yang ditentukan. Dengan cara ini, produk yang secara termodinamika lebih stabil selalu disukai.
- Lalu kondisi reaksi seperti waktu reaksi yang lebih lama, penggunaan suhu terendah dimana kesetimbangan akan tercapai dalam waktu yang wajar akan mendukung terjasdinya kontrol termodinamika
- Ketika perbedaan stabilitas produk sangat besar, produk yang dikontrol secara termodinamika dapat mendominasi bahkan dalam kondisi reaksi yang relatif kuat.
- Ketika reaksi berada di bawah kendali termodinamika pada suhu tertentu, maka akan memungkinkan ia juga berada di bawah kendali termodinamika pada suhu yang lebih tinggi untuk waktu reaksi yang sama.
- Kondisi saat kontrol kinetika yakni lebih mengarah kepada produk yang signifikan lebih cepat dibandingkan kesetimbangan produk.
- Lalu kondisi reaksi seperti waktu reaksi yang pendek
- Seseorang juga dapat mendeteksi kemungkinan kontrol kinetik yakni jika adanya perubahan suhu sehingga terjadi perubahan rasio produk yang tidak sesuai dengan persamaan energi gibs, yang mana delta G sebagian besar tidak berubah diatas kisaran suhu sedang
- Ketika reaksi berada di bawah kendali kinetik pada suhu tertentu, ia juga akan berada di bawah kendali kinetik pada suhu yang lebih rendah untuk waktu reaksi yang sama.
Reaksi 1,2- dan 1,4- Penambahan HCl ke Butadiene
Setiap reaksi dimulai dengan diena A, dan kemudian berlanjut melalui keadaan transisi (B) untuk membentuk resonansi stabil karbokation C., yang mengalami serangan melalui keadaan transisi D untuk menghasilkan produk akhir E.
Ketinggian setiap langkah dalam proses terkait dengan energi keseluruhannya.
- Ketika suhu rendah, ada cukup energi untuk membentuk produk 1,2 - dan hanya itu. Rasio produk ditentukan oleh laju reaksi (yaitu ketinggian keadaan transisi D). Reaksi seperti itu dikatakan berada di bawah kendali kinetik .
- Ketika suhu tinggi, ada cukup energi untuk membentuk produk 1,2- dan 1,4. Selanjutnya, reaksi untuk membentuk produk dapat dibalik (yaitu terdapat cukup energi untuk pergi dari E → D dan kemudian kembali ke C. Dalam hal ini rasio produk ditentukan oleh stabilitas termodinamika relatif (yaitu ketinggian E). suatu reaksi dikatakan berada di bawah kendali termodanik .
Komentar
Posting Komentar