EFEK INDUKSIKIMIA ORGANIK FISIK

MENGAPA TINGKAT KEASAMANNYA BERBEDA ?

C-CH2O-HH

HH

C-CH2O-HF

FF

EthanolpKa 15.9

2,2,2-TrifluoroethanolpKa 12.4

H CO

O HC

O

O HH3C C

O

O HH2C

FpKa 3,75 4,75 2,66

Mengapa Tingkat Kebasaannya Berbeda ?•H-NH2 pKb = 4,75

•CH3-NH2 pKb = 3,34

Mengapa laju reaksi nitrasi pada senyawa berikut berbeda ?

Asam metanoat lebih asam dari asam etanoat karena pada asam etanoat terdapat gugus metil yang mempunyai kemampuan mendorong elektron ikatan melalui ikatan sigma (C-C-O-H) sehingga atom O menjadi relatif makin negatif, akibatnya atom H sukar lepas sebagai H+, asamnya menjadi lebih lemah. Gugus CH3 mempunyai efek induksi mendorong elektron, diberi simbol +I.

Asam alfamonoflouroetanoat lebih asam dari asam metanoat karena pada asam alfa monoflouroetanooat terdapat gugus F yang mempunyai kemampuan menarik elektron ikatan melalui ikatan sigma sehingga atom O menjadi relatif makin positif, akibatnya atom H makin mudah lepas sebagai H+, asamnya menjadi lebih kuat.Gugus F mempunyai efek induksi menarik elektron diberi simbol -I

Inductive Effects

• An inductive effect is the pull of electron density through bonds caused by electronegativity differences in atoms.

In the example below, when we compare the acidities of ethanol and

2,2,2-trifluoroethanol, we note that the latter is more acidic than the

former.

• The reason for the increased acidity of 2,2,2-trifluoroethanol is that the three electronegative fluorine atoms stabilize the negatively charged conjugate base.

Inductive Effects

Inductive Effects

• When electron density is pulled away from the negative charge through bonds by very electronegative atoms, it is referred to as an electron withdrawing inductive effect.

• More electronegative atoms stabilize regions of high electron density by an electron withdrawing inductive effect.

• The more electronegative the atom and the closer it is to the site of the negative charge, the greater the effect.

• The acidity of H—A increases with the presence of electron withdrawing groups in A.

Electron-withdrawing inductive effect▫The polarization of electron density of a

covalent bond due to the electronegativity of an adjacent covalent bond.

C-CH2O-HH

HH

C-CH2O-HF

FF

EthanolpKa 15.9

2,2,2-TrifluoroethanolpKa 12.4

•+ I menunjukkan kemampuan suatu gugus untuk mendorong/menolak elektron lebih kuat dari atom H

•-I menunjukkan kemampuan suatu gugus untuk menarik elektron lebih kuat dari atom H

•Efek induksi bekerja melalui ruang dan ikatan sigma. Makin jauh letak gugus/atom yang memiliki efek induksi, makin kecil pengaruhnya terhadap polarisai ikatan.

CF3-CH2-OH CF3-CH2-CH2-OH CF3-CH2-CH2-CH2-OH2,2,2-Trifluoro-

ethanol(pKa 12.4)

3,3,3-Trifluoro-1-propanol(pKa 14.6)

4,4,4-Trifluoro-1-butanol

(pKa 15.4)

Stabilization by the inductive effect falls off rapidly with increasing distance of the electronegative atom from the site of negative charge in the conjugate base.

▫Posisi gugus menentukan besarnya efek induksi yang diberikan.

Butanoic acid

pKa 4.82

4-Chlorobutanoicacid

pKa 4.52

3-Chlorobutanoicacid

pKa 3.98

2-Chlorobutanoicacid

pKa 2.83

OH

O

OH

O

OH

O

OH

O

Cl

ClCl

•P-kresol dan fenol, mana yang lebih asam?

•pKa = 9,94 dan 10,19

Pengaruh Efek Induksi Terhadap Reaktivitas Reaksi

Pengaruh Efek Induksi pada Momen Dipol

C

C

H CH3

H CH3

momen dipol = 0,4 D

bp = 4oC

C

C

H CH3

H3C H

momen dipol = 0

bp = 1oC

C

C

H Cl

Cl H

momen dipol = 0

bp = 48oC

C

C

H

Cl H

momen dipol = 1,84 D

bp = 60oC

Cl

Manakah yang mempunyai momen dipol lebih besar ? (1,97 dan 1,71 D)

C

C

H

CH3 H

Cl

C

C

H Cl

CH3 H