senyawa halogen organik...
Post on 10-Jan-2020
19 Views
Preview:
TRANSCRIPT
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%
top related