BAB IV ALKIL HALIDA Reaksi Substitusi dan Eliminasi
Ikatannya:
F, C1, Br bersifat elektronegatif terhadap C, elektroneg. 1 dekat C alkil halide bersifat polar.
2. Sifat fisis alkana terhalogenasikan
Momen Dipol CH3F
CH3CI
CH3Br
CH3I
μ =1,18 D
1,8D
1,78D
1,64D Universitas Gadjah Mada
1
3. Klasifikasi alkil halide
4. Tinjauan pendahuluan substitusi dan eliminasi A. Substitusi
Nukleofil (Nu) (pecinta nukleus) -
Spesies yang menyerang alkil halida dalam suatu reaksi substitusi
-
Basa Lewis
Universitas Gadjah Mada
2
B. Eliminasi Alkil halide + basa kuat eliminasi
C. Reaksi-reaksi bersaingan OH atau R0 (alkoksida) dapat sebagai nukleofil dalam reaksi eliminasi. Tipe mana yang terjadi tergantung: -
Alkil halida (1°, 2o atau 3o)
-
Kuat basa
-
macam pelarut
-
temperatur
Metil halida dan alkil halida cenderung menghasilkan produk substitusi. Pada kondisi setara alkil halida 3° menghasilkan eliminasi Alkil halida sekunder bersifat diantaranya.
D. Nuldeofihitas lawan kebasaan Nukleofihitas
: ukuran kemampuan suatu pereaksi untuk terjadinya suatu reaksi substitusi
Kebasaan
: ukuran kemampuan suatu pereaksi untuk menerima sebuah proton dalam suatu asam-basa
Universitas Gadjah Mada
3
5. Mekanisme Substitusi Mekanisme tergantung struktur nukleofilik, alkil halide, pelarut dan suhu reaksi.
Mekanisme SN2
Universitas Gadjah Mada
4
-
Sifat stereonya inversi konfigurasi (inversi Walden)
-
Energi dalam suatu reaksi SN2
-
Laju reaksi SN2 Laju SN2 = k [RX][Nu:] (order dua) Mengikuti kinetika order kedua
-
Pengaruh struktur pada laju Alkil halida Laju reaksi CH3X 30 CH3CH2X 1 CH3CH2CH2X 0,4 (CH3)2CHX 0,025
Universitas Gadjah Mada
5
-
Rintangan sterik dalam reaksi SN2
Universitas Gadjah Mada
6
Reaksi SN1 Rintangan sterik pada t-butilbromida dan halida tertier tidak bereaksi SN2. Dengan nukleofil (basa sangat lemah H20, CH3CH2OH) terbentuk substitusi bersama H20 dan CH3CH2OH sering dipakai sebagai pelarut substitusi ≈ reaksi solvolisis (penguraian oleh pelarut).
Mekanisme SN1 Proses reaksi bertahap : Tahap 1 (ionisasi)
Pematahan alkil halide menjadi sepasang ion yaitu ion halide dan karbokation Tahap 2
Penggabungan karbokation dengan nukleofil produk awal suatu alcohol berproton (protonated) Tahap 3
Universitas Gadjah Mada
7
Lepasnya H+ dri alcohol berproton dalam suatu reaksi asam-basa yang cepat dan reversible.
-
Stereo kimia reaksi SN1 Karbokatio (ion karbonium) : atom C yang mengikat hanya tiga gugus(satu bidang ) sudut 1200
Contoh SN1 Tahap pengionan
Universitas Gadjah Mada
8
Tahap 2 dan tahap 3 : H2O menyerang karbokation membentuk 2 alkohol berproton. Setelah itu mol H2O menyerang orbital p kosong dari atas dan bawah.
-
Laju reaksi SN1
; tergantung konsentrasi alkil halide
Laju SN1= k [RX]
order pertama
Disebabkan sangat cepatnya reaksi antara R+dan Nu. Konsentrasi R+ sangat kecil laju seluruhnya ditentukan oleh cepatnya RX berionisasi. -
Reaktivitas relative dalam reaksi SN1 Alkil halida
Laju relative
CH3Br
1,0
CH3CH2Br
1,0
(CH3)2CHBr
11,6
(CH3)3CBr
1,2 x 106
Metal
Primer
sekunder
tertier
+
CH3+CH
(CH3)2+CH
(CH3)3C+
CH3
Naiknya stabilitas karbokation; Naiknya laju SN1 dari RX
Universitas Gadjah Mada
9
Penataan Ulang Karbokation Alkil bromide sekunder ini mengalami reaksi pelarutan dengan methanol
Karbokation sebagai zat antara di sini yang diharapkan adalah karbokation sekunder:
Karbokation sekunder mempunyai energi 11 kkai/mol lebih besar dan karbokation tertier. Energi dapat diturunkan bila sebuah gugus metil bersama el. pengikatnya pindah dan atom C di dekat C positif. Hasilnya penataan ulang karbokation sekunder menjadi karbokation tertier yang lebth stabil (geseran 1, 2).
Universitas Gadjah Mada
10
Karbokation primer, sekunder dalam larutan menghasilkan kedua produk yaitu produk normal dan produk penataan ulang (rearrangement)
7. Reaksi Substitusi Halida alilik dna Benzilik Macam halide yang berbeda dengan alkil halide yaitu halide alilik dan halide benzilik.
Posisi alilik dan benzilik Contoh :
Universitas Gadjah Mada
11
Alil halide maupun benzilik halide dapat mengikuti reaksi SN1 dan SN2 karena sangat reaktif.
IJU relatif SN1 Laju relative SN1 Halide
Laju relative
CH3CH2X
1,0
Karena stabilisasi-resonansi (dari)
CH2=CHCH2X
33
karbokation dan dari keadaan transisi
C6H5CH2X
380
yang menghasilkan karbokation itu
(C6H5)2CHX
~105
Reaksi SN2 alil halide dan benzilik hlida Laju SN2 relatif halide organic Hlida
laju relative
CH3X
30
karena ikatan p alilik atau awan pi
CH3CH2X
1
aromatik menurunkan energy keadaan
(CH2)2CHX
0,025
transisi suatu reaksi SN2
CH2=CHCH2X 40 C6H5CH2X
120
8. Reaksi Eliminasi Reaksi B1 Karbokation (zat antara) tak stabil, energi tinggi bereaksi lebih lanjut. Untuk mencapai stabil harus bereaksi dengan nuk. (SN1). Terdapat alternative : Karbokation dapat memberikan sebuah proton kepada basa dalam suatu reaksi eliminasi. Dalam eliminasi E1 memberikan aikena.
Universitas Gadjah Mada
12
Tahap 1 reaksi E1 identik dengan tahap 1 reaksi reaksi SN1 : ionisasi ailcil halida. Tahap lambat (penentu laju). Reaksi E1 menunjukkan kinetika order pertama (tergantung pada konsentrasi ailcil halida saja).
Syarat E1 seperti SN1 yaitu pelarut polar, basa sangat lemah. E2 (Eliminasi bimolekuler) Reaksi berjalan serempak (hanya satu tahap) seperti SN2. Perlu basa kuat OH, OR dan temperatur tinggi.
Universitas Gadjah Mada
13
Universitas Gadjah Mada
14
