ALKIL HALIDA HALO-ALKANA

Transkripsi

1 ALKIL HALIDA HALO-ALKANA

2 Nomenclature 1. Name the parent chain using rules previously learned. 2. Number the carbons of the parent chain beginning at the end nearer the first substituent. Assign each carbon a number. Br Br CHCH 2 CHCHCH 2 5-bromo-2,4-dimethylheptane CHCH 2 CHCHCH 2 2-bromo-4,5-dimethylheptane

3 3. If different halogens are present, number each according to its position on the chain, but list substituents alphabetically. Cl Cl CHCCHCH 2 Br 3-bromo-2,3-dichloro-4-methylhexane 4. If the parent chain can be numbered properly from either end of the chain, begin at the end nearer the substituent that has alphabetical precedence. Br CHCH 2 CH 2 CH 2-bromo-5-methylhexane

4 STRUCTURE Alkyl halide: a compound containing a halogen atom covalently bonded to an sp 3 hybridized carbon atom Aryl halide : a compound containing a halogen atom covalently bonded to an sp 2 hybridized carbon atom Vinylic halide : a compound containing a halogen atom covalently bonded to an sp 2 hybridized carbon atom

5 -CH 2 -Cl KLOROETANA Br BROMOBENSENA H 3 CHC C Br 2-BROMO-2-BUTENA

6 KLASIFIKASI ALKIL HALIDA Karbon ujung alkil halida ialah atom karbon yang terikat pada halogen ALKIL HALIDA PRIMER (1 o ) Mempunyai satu gugus alkil pada karbon ujung ALKIL HALIDA SEKUNDER (2 o ) Mempunyai dua gugus alkil pada karbon ujung ALKIL HALIDA TERSIER (3 o ) Mempunyai tiga gugus alkil pada karbon ujung

7 H 3 C H 2 H 2 C Br (H 3 C) 3 C C Cl CH 2 I bromoetana 1-kloro-2,2-dimetilpropanaa (Iodometil)sikloheksana H 3 C H 2 C H 2 C CH 2 C H Br H 2 C CH C H 2 Cl ATAU Cl 2-bromobutana klorosiklopentana H 3 C Cl C Br 2-kloro-2-metilpropana 1-bromo-1-metilsiklopentana

8 have a more compact shape decreased area of contact and decreased van der Waals attractive forces the difference is due to the greater polarizability of the unshared pairs of electrons on halogen compared with the polarizability of shared electron pairs of the hydrocarbon Density > 1

9 DIGUNAKAN SECARA LUAS SEBAGAI PELARUT DAN INSEKTISIDA KEBANYAKAN DIPEROLEH SECARA SINTESIS DAN JARANG DIPEROLEH DI ALAM BANYAK YANG BERSIFAT RACUN SEHINGGA HARUS DIGUNAKAN SECARA HATI-HATI

10 GUGUS FUNGSI dan KEREAKTIFAN ALKIL HALIDA

11 REAKSI ALKIL HALIDA REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK REAKSI S N 1 REAKSI S N 2 REAKSI E1 REAKSI ELIMINASI REAKSI E2

12 REAKSI SUBSTITUSI suatu reaksi dalam mana satu atom, ion atau gugus disubstitusikan untuk (menggantikan) atom, ion atau gugus lain ISTILAH YANG DIJUMPAI PADA REAKSI SUBSTITUSI gugus pergi (leaving group) : gugus apa saja yang dapat digeser dari ikatannya dengan suatu atom karbon Nukleofil (Nu - ) spesi apa saja yang yang tertarik ke suatu pusat positif (basa Lewis) 1. berupa anion ( eg: HO - atau O - ), 2. memiliki pasangan elektron menyendiri yang dapat membentuk ikatan sigma (eg: H 2 O, OH, NH 2 ) elektrofil (E +) spesi apa saja yang tertarik ke pusat negatif (asam Lewis) (eg: H +, ZnCl 2 )

13 JENIS REAKSI SUBSTITUSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK reaksi penggantian atom atau gugus lain dengan suatu senyawa oleh nukleofilik SUBSTITUSI ELEKTROFILIK suatu reaksi substitusi yang langkahnya diawali oleh serangan elektrofil

14 I - (basa lemah) merupakan gugus pergi yang baik OH - (basa kuat) bukan gugus pergi yang baik Reaktivitas gugus pergi Alkil Halida RF RCl RBr RI NAIKNYA REAKTIVITAS H 2 O ROH Cl - Br - - OH - OR I - - CN Naiknya kekuatan nukleofitas

15 REAKSI S N 1 REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK UNIMOLEKULER karena reaksi ini melibatkan satu molekul dalam keadaan transisi Adanya gugus pergi yang terletak pada atom C tersier. Terbentuknya suatu karbokation

16 MEKANISME REAKSI TAHAP I (LAMBAT) Pemutusan ikatan antara karbon dan gugus pergi sewaktu substrat berdisosiasi karbokation lambat C L C + + L Substrat Karbokation Ggs pergi

17 TAHAP II (CEPAT) Reaksi karbokation dengan gugus Nu: produk C + + Nu C + Nu Nu C Karbokation Produk

18 DIAGRAM ENERGI

19 CIRI REAKSI S N 1 Laju reaksi tidak bergantung pada konsentrasi nukleofil, tetapi pada kestabilan karbokation yang terbentuk Jika karbon pembawa ggs pergi merupakan C-stereogenik, reaksi berlangsung dengan hilangnya aktivitas optis rasemisasi Reaksi paling cepat jika ggs alkil tersier dan reaksi paling lambat jika ggs alkil primer

20 Metil halida primer tidak membentuk karbokation karena kurang terstabilkan. H 3 C + H3CH 2 C + (CH3)2HC + ( ) 3 C + metil primer sekunder tersier naiknya stabilitas karbokation, naiknya laju reaksi S N 1

21 Efek induksi : Geseran rapatan e - ini menciptakan muatan + parsial pada atom-atom yang berdekatan kemudian mempolarisasi ikatan berikutnya yang mengakibatkan muatan positip karbokation tersebar dan terstabilkan H 3 C C + e - ikatan ditarik ke arah muatan positip Bantuan sterik : Bantuan Sterik dapat meningkatkan kestabilan karbokation tersier Hyperkonjugasi : Karbokation tersier distabilkan oleh penyebaran yang lebih besar dari muatan positip itu

22 REAKSI S N 2 reaksi substitusi nukleofilik bimolekuler Nu R CH X Nu R CH X R R suatu serangan belakang yang serempak (concerted) reaksi bimolekul : baik Nu - maupun R 2 CHX terlibat dalam keadaan transisi. Laju reaksi order kedua: laju berbanding lurus baik dengan konsentrasi Nu- maupun R 2 CHX Stereokimia : inversi konfigurasi=inversi WALDEN Laju relatif : X > RX primer > RX sekunder

23 KEREAKTIFAN ALKIL 1O > 2O > 3O

24 STEREOKIMIA REAKSI S N 2 H HO C Br H serangan dari belakang HO H C H Br MEKANISME: HO H C Br HO H C Br HO H C Br H H H PEREAKSI KEADAAN TRANSISI PRODUK

25 PERBEDAAN S N 1 DAN S N 2 REAKSI S N 1 REAKSI S N 2 Laju reaksi tidak bergantung konsentrasi Nu: Terjadi rasemisasi Alkil 3 o > 2 o > 1 o Laju reaksi bergantung konsentrasi Nu: dan substrat (alkil halida) Terjadi inversi konfigurasi = inversi Walden Alkil 1 o > 2 o > 3 o

26 CONTOH : HO H CH 2 (CH 2 ) 4 C Br S N 2 HO CH 2 (CH 2 ) 4 H C Br H 3 C (R)-2-bromooktana (S)-2-oktanol (96% inversi)

27 reaksi pembentukan ikatan rangkap melalui hilangnya gugus yang terikat pada atomatom yang berdampingan. dapat terjadi bila suatu alkil halida diolah dengan suatu basa kuat menghasilkan suatu alkena unsur H dan X keluar dari dalam alkil halida, oleh karena itu reaksi ini juga disebut reaksi dehidrohalogenasi Macamnya : Reaksi E1 dan E2

28 Reaksi E 2 reaksi eliminiasi bimolekuler berupa reaksi serempak (terjadi pada satu tahap) melibatkan dua pereaksi dalam keadaan transisi digunakan basa kuat, seperti OH dan OR, dan temperatur tinggi.

29 ..- RO: (2).. :Br: (3).. + H CH 2 CH ROH CH 2 = CH + :Br:.. Basa membentuk ikatan dengan hidrogen Elektron-elektron C-H membentuk ikatan π Halogen bersama sepasang elektronnya meninggalkan ikatan C-X Struktur keadaan transisi dalam reaksi satu tahap ini adalah:.. RO: H δ - CH 2 CH :X:.. δ -

30 Mengikuti orde kinetik ke-2, dengan laju reaksi bergantung pada konsentrasi alkil halida dan konsentrasi basa. Tidak terjadi penataan ulang Dilakukan pada kondisi basa kuat Kestabilan produk Alkena yang terbentuk mengikuti Aturan Saytzeff Urutan reaktivitas alkil halida dalam reaksi E 2 : 3º > 2º > 1º

31 Reaksi E 1 reaksi dimana karbokation dapat memberikan sebuah proton kepada suatu basa dalam suatu reaksi eliminasi menjadi sebuah alkena reaksi unimolekul karena hanya melibatkan satu pereaksi dalam keadaan transisi dari tahap penentu laju meliputi dua tahap dimana tahap pertama dalam reaksi E 1 merupakan tahap lambat, jadi merupakan tahap penentu laju dari reaksi keseluruhan

32 MEKANISME Tahap 1 (lambat) : Tahap 2 (cepat) : Substrat mengalami heterolisis lambat ke bentuk ion halida dan karbokation Basa merebut sebuah proton dari sebuah atom karbon yang terletak berdampingan dengan atom karbon positif. Elektron ikatan sigma karbonhidrogen ini bergeser ke arah muatan positif karbon itu mengalami rehibridasi dari keadaan sp 3 ke keadaan sp 2, dan terbentuklah sebuah alkena

33 ( ) 3 C - X:.. [ ( ) 3 C Br:.. ] C + :Br:.. keadaan transisi 1 zat antara karbokation δ + + C H CH 2.. +H 2 O: basa δ CH C H OH.. 2 CH 2 H 3 C H 3 C C = CH H 3 O: keadaan-transisi suatu alkena

34 PENJELASAN MEKANISME E 1 Mengikuti kinetika order 1, laju reaksi bergantung hanya pada konsentrasi alkil halida saja. Berlangsung pada kondisi yang sama seperti reaksi S N 1 (pelarut polar; basa sangat lemah) Reaksi E 1 berlangsung lewat zat antara karbokation (kestabilan karbokation berperan) Bila memungkinkan, diikuti dengan penataan ulang karbokation

35 Karbokation dapat mengalami penataan ulang dalam reaksi E 1 untuk menjadi karbokation yang lebih stabil: H H 3 C C C Br -Br - H 3 C C C H + H 3 C C C H +

36 PRODUK ALKENA YANG TERBENTUK Alkena yang lebih tersubstitusi (orientasi saytzeff) R 2 C = CR 2 > R 2 C = CHR > R 2 C = CH 2 ; RCH = CHR > RCH = CH 2 > CH 2 = CH 2 Isomer cis kurang stabil daripada trans, karena dalam isomer trans rintangan sterik lebih kecil. Oleh karena itu alkena-alkena trans lebih melimpah sebagai produk reaksi E 2, dengan alasan lebih stabilnya keadaan transisi. Dalam keadaan tententu terjadi pembentukan alkena yang kurang tersubstitusi (orientasi Hoffman). Penyebab adalah rintangan sterik dalam keadaan transisi. Rintangan sterik ini dapat meningkatkan energi keadaan transisi itu sedemikian banyak sehingga reaksi mengikuti jalan lain dan menghasilkan alkena yang kurang tersubstitusi.

37 Faktor yang menyebabkan rintangan sterik: Ukuran basa yang menyerang Meruahnya gugus-gugus yang mengelilingi gugus pergi. Gugus pergi itu sendiri besar dan meruah

38 Kebasaan vs kenukleofilan Struktur alkil halida Metil halida dan alkil halida primer cenderung menjalani reaksi S N 2. Jika bereaksi E 2, alkil halida primer bereaksi lambat dibandingkan alkil halida lain. Alkil Halida Sekunder, dapat bereaksi dengan jalan manapun, tetapi S N 2 dan E 2 lebih lazim Alkil Halida Tersier, terutama bereaksi E 2 dengan satu basa kuat (seperti -OH atau -OR), tetapi bereaksi S N 1 dan dalam beberapa hal bereaksi E 1, dengan basa sangat lemah (seperti H 2 O dan ROH) Halida Alilik dan Benzil Halida, mengalami reaksi substitusi dengan mudah, umumnya S N 1 dengan nukleofil lemah dan S N 2 dengan nukleofil agak kuat.

39 metil dan primer : sekunder : tersier : alilik dan benzil : RCH 2 X R 2 CHX R 3 CX RX S N 1 Nu: - S N 2 Nu: - S N 1 Nu: - S N 2 + E2 B: - Nu: - dan B: - E 2 lemah dan kuat E 2 S N 2 RCH 2 Nu kuat E 1 RNu R 2 CHNu + alkena alkena R 3 CNu alkena + alkena