Senyawa Halogen Organik (organohalogen) fileNama IUPAC Nama trivial Rumus Td, oC Klorometana Metil...
Transcript of Senyawa Halogen Organik (organohalogen) fileNama IUPAC Nama trivial Rumus Td, oC Klorometana Metil...
Senyawa Halogen Organik(organohalogen)
Tim Dosen Kimia FTP - UB
Pendahuluan
• Organohalogen sebagai pelarut, insektisida, dan bahan sintesis organik.
• Beberapa organohalogen bersifat racun, sehingga harus hati-hati.
Misalnya : kloroform (CHCl3) dan karbontetraklorida (CCl4), DDT mengakibatkankerusakan hati
• Rumus Umum dan tatanama
alkil halida (R-X)
halida vinilik
aril halida (Ar-X)
H3C I
H3CH2C Cl
Iodomethane
Chloro-ethane
Br
Bromo-benzene
H2C CH
Cl
H2C C
HC CH3H3C
Br
Chloro-ethene
2-Bromo-pent-2-ene
Tipe Struktur Alkil Halida
H2C X R
HC X
R'
R C
R'
X
R''
primer sekunder tersier
R
Tipe struktur (cont’d)
CH2C Cl
CH3
CH3
H3C CH2 I
Cl
Br
CH3
Nama Umum / Trivial dan IUPAC
Nama Trivial Nama IUPAC
Isopropil klorida 2-kloropropana
Sec-butil klorida 2-klorobutana
Isobutil klorida 1-kloro-2-metilpropana
Tert-butil klorida 2-kloro-2-metilpropana
Allil klorida 3-kloro-1-propena
Vinil klorida Kloro etena
Benzil klorida Kloro metil benzena
Fenil klorida Kloro benzena
Sifat fisisNama IUPAC Nama trivial Rumus Td, oC
Klorometana Metil klorida CH3Cl -24
Diklorometana Metilena klorida CH2Cl2 40
Triklorometana Kloroform CHCl3 61
Tetraklorometana Karbon tetraklorida CCl4 77
Bromometana Metil bromida CH3Br 5
Iodometana Metil iodida CH3I 43
• Kenaikan Mr dan kenaikan polarizabilitas (karenasubstitusi oleh halogen) kenaikan titik didih
Reaksi substitusi
• Atom karbon ujung suatu alkil halidamempunyai muatan parsial positif mudahdiserang nukleofilik menyebabkan reaksisubstitusi.
• Dalam reaksi substitusi, halida (X) sebagaigugus pergi (leaving group).
• Halida merupakan leaving group yg baikkarena merupakan basa yang sangat lemah.
• Kemudahan lepas (reaktivitas): I> Br > Cl > F
Reaksi substitusi
• Spesies yang menyerang alkil halida disebutnukleofilik (Nu-).
• Nu- biasanya adalah basa Lewis anion(bermuatan negatif) atau molekul polarnetral yang punya PEB.
Ex : OH-, CH3O-, H2O, CH3OH, CH3NH2
• Reaksi substitusi / penggantian olehnukleofilik reaksi substitusi nukleofilik
• Nukleofilisitas : ukuran kemampuan suatupereaksi untuk menyebabkan (terjadinya) suatu reaksi substitusi nukleofilik
• Biasanya semakin kuat suatu basasemakin baik sebagai nukleofil
H2O ROH Cl- Br- OH- I- -C N-OR
naiknya nukleofilisitas
Reaksi eliminasi
• Lawan nukleofil adalah elektrofil (E+) asam Lewis seperti H+, ZnCl2.
• Produk suatu reaksi eliminasi : alkena
• Unsur H dan X keluar dari alkil halida disebut juga reaksi dehidrohalogenasi.
R X Y- R Y X-
Reaksi Umum :
Alkil halida Gugus pengganti
Gugus pergi (leaving group)
Mekanisme
SN1 SN2
Produk
Reaksi substitusi
Reaksi SubstitusiNukleofilik
unimolekular(SN1)
Reaksi SubstitusiNukleofilikbimolekular (SN2)
Mekanisme SN2
• Reaksi SN2 : alkil halida primer atau sekunder + Nu-
kuat (OH-, CN-, dll)
• Nu- menyerang sisi belakang atom C tetrahedral yang terikat pada sebuah halogen, maka :
Terbentuk ikatan baru
Ikatan C-X (gugus pergi)
• Reaksi serempak, melewati terbentuknya keadaantransisi yg melibatkan 2 partikel (Nu- dan RX) bimolekular
• Terjadi inversi konfigurasi (utk molekul kiral), ex : R menjadi S
Mekanisme SN2
• Organic Chemistry_ SN2 nucleophilicsubstitution - YouTube_2.FLV
OH-+ Br HO Br
-
HO + Br-
keadaan transisireaktanNu- produk gugus pergi
hampir terbentuk
hampir putus
(R) (S)
C2H5
H
CH3
C2H5H
CH3
H
C2H5
CH3
Faktor yang mempengaruhi reaksiSN• Energi aktivasi terlampaui terbentuk
produk
• Faktor sterik :
Untuk mekanisme SN2 : 3oRX < 2oRX < 1oRX < CH3X
3oRX mekanisme SN1
Mekanisme SN1
• Reaktan : halida tersier
• Reaksi SN1 adalah reaksi ion
Pematahan alkil halida (lepasnya gugus pergi) menjadi sepasang ion halida dan karbokation (C+)
note : C+ yg terbentuk stabil laju reaksi makincepat : +CH3 < CH3+CH2 < (CH3)2+CH < (CH3)3C+
Penggabungan C+ dengan Nu- menghasilkan produk
• Produk :
Pada SN2 : hasilnya satu
Pada SN1 : hasilnya campuran rasemik ( konfigurasi R dan S)
Mekanisme SN1
• SN1.FLV
CH3
C4H9
C2H5
OH
CH3
C4H9HO
C2H5
S (50%) R (50%)
+OH-+ Cl
reaktanNu-
C4H9
C2H5
CH3
H2O
Reaksi :
Mekanisme SN1
OH- + Cl
zat antarareaktanNu-
C4H9
C2H5
CH3
C4H9C2H5
CH3
H2O+ + Cl-
zat antara
C4H9C2H5
CH3
+ + OH-+
CH3
C4H9
C2H5
OH
CH3
C4H9HO
C2H5
S (50%) R (50%)
+
lambat
cepat
Reaksi Eliminasi bimolekular (E2)
• Reaksi E2 cenderung dominan bilamenggunakan basa kuat seperti OH- dan OR-
pada T tinggi
• Reaksi berjalan serempak
Basa membentuk ikatan dengan hidrogen
Elektron C-H membentuk ikatan pi
Leaving group bersama sepasangelektronnya meninggalkan ikatan sigma C-Br
• Kenaikan laju reaksi : 1o < 2o < 3o
Mekanisme E2
H C
H
H
C
H
Br
CH3ROC C
H
RO
Br
CH3
H
H
H H2C CH
+ ROH + Br-CH3
C
H
C
X
NuC C
H
Nu
X
C C + NuH + X
Reaksi Eliminasi unimolekuler (E1)
• Mekanisme :
Ionisasi alkil halida, membentuk C+ rx lambat
Basa merebut proton dari atom karbon ygterletak berdampingan dengan C+. Elektronikatan sigma C-H bergeser ke arah muatan positifsehingga terbentuk alkena
• Kondisi reaksi sama dengan SN1 (polar, basalemah) reaksi bersaingan.
• Kenaikan laju : 3oRX > 2oRX
Mekanisme E1
H C
H
H
C
CH3
Br
CH3 C C
H
CH3
CH3
H
H+
+ Br-
zat antara (C+)
lambat
C C
H
CH3
CH3
H
H+
zat antara (C+)
C C
H
CH3
CH3
H
H+
keadaan transisi
H2O
H2OH2C
CH3
CH3
Reaksi bersaing : SN vs E
• Alkil halida primer cenderung reaksisubstitusi : SN2
• Alkil halida tersier eliminasi (E2) denganbasa kuat (OH-, OR-), atau SN1 dan E1 denganbasa sangat lemah (H2O, ROH)
• Alkil halida sekunder substitusi (SN2) daneliminasi (E2)
Reaksi bersaingan
• Alkil halida 2o :
Nu- kuat SN2
Nu- lemah SN1
Basa kuat E2
1o RCH2XNu-
RCH2Nu
2o R2CHX
Nu-
SN2+E2
E2
basa kuat
R2CHNu + alkena
alkena
3o R3CX
Nu- lemah
SN1+E1
E2
basa kuat
R3CNu + alkena
alkena
Reaksi bersaingan
H3C
CH3
CH3
Br
OH-
H2O
solven nonpolar
solven polar
C CH2
H3C
H3C
H3C OH
CH3
CH3
+ C CH2
H3C
H3C
+ H2O + Br-
+ HBr
20%80%
100%