Senyawa Halogen Organik; Reaksi Substitusi dan Eliminasi Prof. Jumina, Ph.D. Robby Noor Cahyono, S.Si., M.Sc. Chemistry Dept.,FMIPA, Universitas Gadjah Mada
Rumus Umum Tipe Struktur Alkil Halida
Primer
Sekunder
Tersier
Senyawa yang umum:
metilen klorida kloroform karbon tetraklorida
CH2Cl2 CHCl3 CCl4
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
2
Nama Umum/Trivial dan IUPAC isopropil klorida sec-butil klorida isobutil klorida tert-butil klorida allil klorida vinil klorida
(2-kloropropana) (2-klorobutana) (1-kloro-2-metilpropana) (2-kloro-2-metilpropana) (3-kloro-1-propena) (kloroetena)
benzil klorida fenil klorida
(klorometilbenzena) (klorobenzena)
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
3
Sekilas tentang Substitusi nukleofilik Reaksi substitusi : SN1 and SN2 y Halida Primer = SN2 y Halida Sekunder = kedua mekanisme! y Halida Tersier = SN1 y Gugus pergi : halogen paling umum y Terdapat sejumlah nukleofil yang berbeda!! y
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
4
Reaksi Substitusi Reaksi Substitusi : reaksi penggantian y R. Substitusi Nukleofilik : Penggantian atom atau gugus atom dari suatu molekul atau nukleofil. y Nukleofil : spesies yang mempunyai atom dg orbital terisi 2 elektron (pasangan elektron) misal : y
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
5
y
Skema Umum
y
Contoh :
3
y
2
4
Macam :
◦ Reaksi Substitusi Nukleofilik bimolekular (SN2) ◦ Reaksi Substitusi Nukleofilik unimolekular (SN1) Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
6
Reaksi SN2 y
Tinjau
y
Fakta : ◦ Laju reaksi tergantung pada konsentrasi RX dan OH◦ ( R)-2-bromobutana sbg substrat, diperoleh (S)-2-butanol sbg hasil &sebaliknya ◦ RX primer atau sekunder memberikan v reaksi lebih besar drpd RX tertier Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
7
y
Penjelasan
Dikemukakan
SN2 Animasi Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
8
Kompleks transisi ◦ Melibatkan –OH dan RX sehingga reaksi v reaksi dipengaruhi oleh konsentrasi keduanya. ◦ Serangan –OH terjadi dari arah berlawanan thd gugus lepas hingga terjadi pembalikan konfigurasi; RÆS SÆR ◦ Pemutusan dan pembentukan ikatan terjadi bersamaan hingga SN2 disebut pula sebagai reaksi serentak
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
9
y
Tinjau fakta ke-3
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
10
Reaksi SN2 : Gugus Pergi y
Gugus pergi yang paling baik lepas untuk membentuk basa Lewis lemah
y
Gugus pergi yang baik: ◦ Br, I, OTs, OH2+
y
“Lousy” leaving groups: ◦ OH, OR, NH2,, F
x In-between: x Cl Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
11
Reaksi SN1 3 2 5
3 2
3 7
y
2 5 3 7
3 2 5 3 7
Diperoleh fakta: ◦ V reaksi tidak dipengaruhi oleh kons –OH ◦ Zat hasil tidak bersifat optis aktif ◦ V reaksi RX tertier lebih besar drpd v reaksi RX primer atau sekunder Berbeda dg fakta-fakta pada SN2 maka dikemukakan mekanisme baru (2 tahap) Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
12
y
Tahap I
y
Tahap II
SN1 Animasi
y
Karena tahap penentu v reaksi adalah tahap yang lambat maka: y V reaksi tak dipengaruhi oleh kons –OH y Terbentuk campuran rasemat (tak optis aktif) Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
13
y
Fakta ke-3, tinjau : 3
2 5
3
3 7
tertier (I)
primer (II)
Kestabilan I > II sehingga RX tertier bereaksi lebih cepat drpd RX primer/sekunder
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
14
SN2 – kecepatan sedikit (tidak) dipengaruhi oleh kepolaran pelarut y SN1 – kecepatan sangat dipengaruhi oleh kepolaran pelarut y
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
15
Reaksi Eliminasi Pelepasan atom atau gugus atom y Merupakan reaksi samping pada reaksi substitusi y
y
Dikenal eliminasi E1 dan E2 Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
16
y
Mekanisme E2 ◦ Sejalan dengan SN2 ◦ Pemutusan dan pembentukan ikatan terjadi serempak
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
17
y
Mekanisme E1 ◦ Sejalan dengan SN1 ◦ Pembentukan ion karbonium merupakan tahap penentu
Tahap 1
Tahap 2
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
18
Persaingan antara Substitusi dan Eliminasi Tinjau OH 3
solvent non polar
3 2
2 3
3 3
3
H2O sbg pereaksi & media (polar)
3 2
3 3 3
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
19
Non polar Æ SN2 atau E2
3
3
3
3
3
N
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
20
Polar Æ SN1 atau E1 3 2
3 3
3
3 3
3 3
Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
21
Nukleofil kuat: Via:
Reaksi didominasi oleh faktor statistik Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
22
THE SIX BASIC TRUTHS y y y y y y
If R-X is primary: SN2 If R-X is tertiary: SN1 SN1 is always accompanied by E1 If R-X is secondary: worry about reaction conditions If R-X is secondary or tertiary and there is a strong base present (OH-, OR-, NH2-): E2 If the reaction involves carbocations, expect rearrangements Prof. Jumina, Ph.D dan Robby Noor Cahyono, M.Sc.
23
