Senyawa Halogen Organik (organohalogen) Tim Dosen Kimia FTP - UB

Transkripsi

1 Senyawa alogen Organik (organohalogen) Tim Dosen Kimia FTP - UB

2 Pendahuluan Organohalogen sebagai pelarut, insektisida, dan bahan sintesis organik. Beberapa organohalogen bersifat racun, sehingga harus hati-hati. Misalnya : kloroform (l 3 ) dan karbon tetraklorida (l 4 ), DDT mengakibatkan kerusakan hati

3 Rumus Umum dan tatanama alkil halida (R-X) 3 Iodomethane 3 aril halida (Ar-X) I 2 hloro-ethane l Br halida vinilik 2 l hloro-ethene 3 2 Bromo-benzene Br 2-Bromo-pent-2-ene

4 Tipe Struktur Alkil alida R' R 2 X R X R X R' R'' primer sekunder tersier

5 Tipe struktur (cont d) 2 3 l 2 I l Br

6 Nama Umum / Trivial dan IUPA Nama Trivial Isopropil klorida Sec-butil klorida Isobutil klorida Tert-butil klorida Allil klorida Vinil klorida Benzil klorida Fenil klorida Nama IUPA 2-kloropropana 2-klorobutana 1-kloro-2-metilpropana 2-kloro-2-metilpropana 3-kloro-1-propena Kloro etena Kloro metil benzena Kloro benzena

7 Sifat fisis Nama IUPA Nama trivial Rumus Td, o Klorometana Metil klorida l -24 Diklorometana Metilena klorida 2 l 2 40 Triklorometana Kloroform l 3 61 Tetraklorometana Karbon tetraklorida l 4 77 Bromometana Metil bromida Br 5 Iodometana Metil iodida I 43 Kenaikan Mr dan kenaikan polarizabilitas (karena substitusi oleh halogen) kenaikan titik didih

8 Reaksi substitusi Atom karbon ujung suatu alkil halida mempunyai muatan parsial positif mudah diserang nukleofilik menyebabkan reaksi substitusi. Dalam reaksi substitusi, halida (X) sebagai gugus pergi (leaving group). alida merupakan leaving group yg baik karena merupakan basa yang sangat lemah. Kemudahan lepas (reaktivitas): I> Br > l > F

9 Reaksi substitusi Spesies yang menyerang alkil halida disebut nukleofilik (Nu - ). Nu- biasanya adalah basa Lewis anion (bermuatan negatif) atau molekul polar netral yang punya PEB. Ex : O -, O -, 2 O, O, N 2 Reaksi substitusi / penggantian oleh nukleofilik reaksi substitusi nukleofilik

10 Nukleofilisitas : ukuran kemampuan suatu pereaksi untuk menyebabkan (terjadinya) suatu reaksi substitusi nukleofilik Biasanya semakin kuat suatu basa semakin baik sebagai nukleofil 2 O RO l - Br - O - - OR I - - N naiknya nukleofilisitas

11 Reaksi eliminasi Lawan nukleofil adalah elektrofil (E + ) asam Lewis seperti +, Znl 2. Produk suatu reaksi eliminasi : alkena Unsur dan X keluar dari alkil halida disebut juga reaksi dehidrohalogenasi.

12 Reaksi substitusi Reaksi Umum : R X Y - R Y X - Alkil halida Gugus pengganti Produk Gugus pergi (leaving group) Mekanisme SN1 Reaksi Substitusi Nukleofilik unimolekular (SN1) SN2 Reaksi Substitusi Nukleofilik bimolekular (SN2)

13 Mekanisme SN 2 Reaksi SN2 : alkil halida primer atau sekunder + Nu - kuat (O -, N -, dll) Nu- menyerang sisi belakang atom tetrahedral yang terikat pada sebuah halogen, maka : Terbentuk ikatan baru Ikatan -X (gugus pergi) Reaksi serempak, melewati terbentuknya keadaan transisi yg melibatkan 2 partikel (Nu- dan RX) bimolekular Terjadi inversi konfigurasi (utk molekul kiral), ex : R menjadi S

14 Mekanisme SN 2 hampir terbentuk O - + Br O Br O + Br Nu - reaktan keadaan transisi produk gugus pergi (R) (S) hampir putus Organic hemistry_ SN2 nucleophilic substitution - YouTube_2.FLV

15 Faktor yang mempengaruhi reaksi SN Energi aktivasi terlampaui terbentuk produk Faktor sterik : Untuk mekanisme SN2 : 3 o RX < 2 o RX < 1 o RX < X 3 o RX mekanisme SN1

16 Mekanisme SN1 Reaktan : halida tersier Reaksi SN1 adalah reaksi ion Pematahan alkil halida (lepasnya gugus pergi) menjadi sepasang ion halida dan karbokation ( + ) note : + yg terbentuk stabil laju reaksi makin cepat : + 3 < < (3)2 + < (3)3 + Penggabungan + dengan Nu - menghasilkan produk Produk : Pada SN2 : hasilnya satu Pada SN1 : hasilnya campuran rasemik ( konfigurasi R dan S)

17 Mekanisme SN 1 Reaksi : 2 5 O - 2 O + l Nu reaktan 4 9 O O 4 9 S (50%) R (50%) SN1.FLV

18 Mekanisme SN O - + l 2 O lambat + + l Nu - reaktan zat antara + + O - cepat O O 4 9 zat antara S (50%) R (50%)

19 Reaksi Eliminasi bimolekular (E2) Reaksi E2 cenderung dominan bila menggunakan basa kuat seperti O - dan OR - pada T tinggi Reaksi berjalan serempak Basa membentuk ikatan dengan hidrogen Elektron - membentuk ikatan pi Leaving group bersama sepasang elektronnya meninggalkan ikatan sigma -Br Kenaikan laju reaksi : 1 o < 2 o < 3 o

20 Mekanisme E2 Nu Nu + Nu + X X X RO RO RO + Br - 3 Br Br

21 Reaksi Eliminasi unimolekuler (E1) Mekanisme : Ionisasi alkil halida, membentuk + rx lambat Basa merebut proton dari atom karbon yg terletak berdampingan dengan +. Elektron ikatan sigma - bergeser ke arah muatan positif sehingga terbentuk alkena Kondisi reaksi sama dengan SN1 (polar, basa lemah) reaksi bersaingan. Kenaikan laju : 3 o RX > 2 o RX

22 Mekanisme E1 lambat + + Br - Br zat antara ( + ) + 2 O 2 O + 2 zat antara ( + ) keadaan transisi

23 Reaksi bersaing : SN vs E Alkil halida primer cenderung reaksi substitusi : SN2 Alkil halida tersier eliminasi (E2) dengan basa kuat (O -, OR - ), atau SN1 dan E1 dengan basa sangat lemah (2O, RO) Alkil halida sekunder substitusi (SN2) dan eliminasi (E2)

24 Reaksi bersaingan 1 o R 2 X Nu - 2 o R 2 X SN 2 +E 2 basa kuat E 2 Nu - R 2 Nu R 2 Nu + alkena alkena Alkil halida 2 o : Nu - kuat SN2 Nu - lemah SN1 Basa kuat E2 Nu - lemah SN 1 +E 1 R 3 Nu + alkena 3 o R 3 X basa kuat E 2 alkena

25 Reaksi bersaingan 3 Br O - solven nonpolar % + 2 O + Br - 2 O solven polar 3 O Br 80% 20%