EFEK INDUKSI
Ketika kita membicarakan tentang kemampuan atom menyebabkan
polarisasi ikatan, kita gunakan istilah efek induksi. Unsur-unsur elektropositif
seperti litium dan magnesium menginduksi pemberian elektron, sedangkan
unsur-unsur elektronegatif seperti oksigen dan klorin menginduksi penarikan elektron.
Efek induksi sangat penting untuk memahami reaktivitas suatu senyawa. Efek ini tidak hanya dirasakan oleh ikatan tetangga,
namun dapat pula berpengaruh sampai ikatan yang lebih jauh. Efek ini berkurang
dengan bertambahnya jarak. Polarisasi ikatan C-C menyebabkan pula sedikit
polarisasi tiga ikatan C-H metil.
Efek induksi : suatu aksi elektrostatik yang diteruskan
melalui rantai atom dalam suatu molekul (melewati ikatan σ).
Dan efek itu dapat dinyatakan sebagai I- dan I+
I+ jika substituen yang terikat mendorong elektron
(melepaskan e-)
I- Jika substituen yang terikat menarik elektron
Efek induksi dari gugus yang terikat pada rantai R dari
asam karboksilat (gugus COOH)
Di dalam keadaan dasar (ground state) efek-efek ini
bekerja secara permanen dan dapat nyata dalam sejumlah sifat-sifat molekul.
Salah hal yang paling ideal yang berhubungan dengan efek induksi adalah
kecepatan solvolisis 4-(4-alkilbisiklo[2.2.2]oktan-1-ilbrosilat dalam asam asetat
pada 75°C. Kecepatan relatif
diberikan sebagai berikut:
Efek lain yang bekerja adalah efek medan. Efek
ini bekerja tidak melalui ikatan tapi langsung melalui ruang atau molekul
pelarut. Biasanya sulit untuk memisalkan efek induksi dengan efek ruang, tapi
ada fakta yang menunjukkan bahwa efek medan tergantung pada geometri molekul
sedangkan efek induksi hanya tergantung pada sifat ikatan. Sebagai contoh di
dalam isomer 3 dan 4, efek induksi atom
klor terhadap posisi elektron-elektron di dalam gugus COOH (dan oleh karenanya
juga terhadap keasamannya) seharusnya sama karena keterlibatan ikatannya juga
sama; tapi efek medan akan berbeda karena posisi klor dalam 3 lebih dekat ke
COOH dibanding dengan di dalam 4. Jadi
pembandingan keasaman 3 dan 4 seharusnya
mengungkap apakah suatu efek medan benar-benar bekerja. Fakta yang diperoleh
dari eksperimen seperti itu memperlihatkan bahwa efek medan lebih penting
daripada efek induksi. Dalam kebanyakan kasus, kedua jenis efek tersebut
dipertimbangkan secara bersama-sama.
Gugus fungsi dapat dikelompokkan sebagai gugus penarik
elektron (-I) dan gugus pendorong elektron (+I) relatif terhadap atom hidrogen.
Sebagai contoh gugus nitro adalah suatu gugus –I, gugus ini lebih kuat menarik
elektron ke dirinya daripada atom hidrogen.
Dan sebagai contoh :
Efek-α
Nukleofil yang memiliki pasangan elektron bebas
pada atom yang berdampingan langsung dengan pusat nukleofil (posisi a) tampak sebagai pendonor yang sangat kuat.
Spesies-spesies seperti ini meliputi hidrazin, hidroksil amina, dan peroksida.
Sifat-sifat ini sangat kontras dengan lemahnya sifat basa yang dimiliki akibat
efek induksi heteroatom yang ada di sampingnya. Sebagai contoh, ion
hidroperoksida (HO-O-) kurang asam daripada OH- dengan faktor 1014, tapi lebih
reaktif sebagai nukleofil dalam menggantikan bromida pada asam bromoasetat
dengan faktor sekitar 20. Asal dari hiperaktivitas tersebut tampak terletak
pada interaksi antara pasangan-pasangan elektron bebas atom-atom yang
berdampingan menghasilkan peningkatan energi HOMO dan peningkatan perilaku
sifat basa “lunak”. Sesuai dengan hal tersebut di atas, substitusi nukleofilik
SN2 metil iodida oleh dua buah basa yang pKɑ-nya
berimbang memperlihatkan perbandingan tetapan kecepan reaksi seperti berikut,
dan
pelepasan gugus p-nitrofenol dari p-nitrofenil asetat terjadi 71
kali lebih cepat oleh
hidroperoksida daripada ion hidroksida, meskipun basa ion hidroksida lebih kuat
sebesar 4 satuan (faktor 10.000).
Akan
tetapi, reaksi antara fenil asetat dengan amina-amina di dalam media berair,
hidrazin bereaksi pada suatu kecepatan normal sesuai dengan harga pKɑ-nya,
dan tidak ada efek- yang bekerja. Tampaknya efek- hanya penting jika
nukleofil bertindak sebagai basa yang sangat lunak, dan interaksi elektrostatik
dengan pusat elektrofil pada interaksi awal adalah sangat kecil. Tinggi
aktivitas relatif nukleofil- untuk suatu pusat karbon terhadap proton dibandingkan
dengan nukleofil “normal” (sebagai contoh CH3O-) diduga berasal dari sifat
orbital molekul. Oleh karena penurunan energi HOMO nukleofil normal selalu disertai
dengan penurunan sejumlah kecil muatan negatif pada pusat nukleofil maka mengurangi
komponen “keras” dan “lunak” reaktivitas. Di dalam nukleofil-,penurunan muatan
mengarah kepada penurunan reaktivitas.
Efek
induksi mirip dengan efek mesomeri, efeknya yaitu terpolarisasi secara permanen
dalam keadaan dasar molekul dan oeh karena itu dinyatakan dalam sifat fisika
senyawanya. Mesomeri hanya dapat terjadi pada senyawa tak jenuh, namun efek
induksi dapat terjadi pada senyawa jenuh maupun tak jenuh. Efek induksi hanya
terbatas pada jarak yang terbatas, sedangkan efek mesomeri dapat terjadi
sepanjang molekul masih menyediakan sistem terkonjugasi.
DAFTAR PUSTAKA
Firdaus. 2009. Modul Kimia Organik Fisis I. Makassar: Unhas Press.
Prasojo, S. L. BUKU PEGANGAN KULIAH UNTUK MAHASISWA FARMASI. Semarang: Sekolah Tinggi Ilmu Farmasi “Yayasan Pharmasi”.