ALKIL HALIDA

HALO-ALKANA

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.

5-bromo-2,4-dimethylheptane

CH3CHCH2CHCHCH2CH3

CH3

CH3

Br

2-bromo-4,5-dimethylheptane

CH3CHCH2CHCHCH2CH3

CH3

CH3Br

3. If different halogens are present, number each according to its position on the chain, but list substituents alphabetically.

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.

3-bromo-2,3-dichloro-4-methylhexane

CH3CHCCHCH2CH3

Cl Cl

CH3Br

2-bromo-5-methylhexane

CH3CHCH2CH2CHCH3

CH3 Br

STRUCTURE

Alkyl halide: a compound containing a halogen atom covalently bonded to an sp3 hybridized carbon atom

Aryl halide : a compound containing a halogen atom covalently bonded to an sp2 hybridized carbon atom

Vinylic halide : a compound containing a halogen atom covalently bonded to an sp2

hybridized carbon atom

CH3-CH2-Cl KLOROETANA

Br BROMOBENSENA

CCH3H3CHC

Br

2-BROMO-2-BUTENA

ALKIL HALIDA PRIMER (1o)

• Mempunyai satu gugus alkil pada karbon ujung

ALKIL HALIDA SEKUNDER (2o)

• Mempunyai dua gugus alkil pada karbon ujung

ALKIL HALIDA TERSIER (3o)

• Mempunyai tiga gugus alkil pada karbon ujung

KLASIFIKASI ALKIL HALIDA

Karbon ujung alkil halida ialah atom karbon yang terikat pada halogen

H3C BrH2C (H3C)3C Cl

H2C CH2I

bromoetana 1-kloro-2,2-dimetilpropanaa (Iodometil)sikloheksana

H2C Br

CH

H3C

CH3 CH2H2C

H2C

CH2

CH ClCl

ATAU

2-bromobutana

2-kloro-2-metilpropana 1-bromo-1-metilsiklopentana

H3C ClC

CH3

CH3

Br

CH3

klorosiklopentana

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

DIGUNAKAN SECARA LUAS SEBAGAI PELARUT DAN INSEKTISIDA

KEBANYAKAN DIPEROLEH SECARASINTESIS DAN JARANG DIPEROLEH DI ALAM

BANYAK YANG BERSIFAT RACUN SEHINGGA HARUS DIGUNAKAN SECARA HATI-HATI

GUGUS FUNGSI danKEREAKTIFAN

ALKIL HALIDA

REAKSI ELIMINASI

REAKSI E1 REAKSI E2

REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIK

REAKSI SN1 REAKSI SN2

REAKSI ALKIL HALIDA

REAKSI SUBSTITUSI

suatu reaksi dalam mana satu atom, ion atau gugus disubstitusikan untuk

(menggantikan) atom, ion atau gugus lain

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 CH3O-),2. memiliki pasangan elektron

menyendiri yang dapat membentuk ikatan sigma (eg: H2O, CH3OH, CH3NH2)

ISTILAH YANG DIJUMPAI PADA

REAKSI SUBSTITUSI

elektrofil (E+)

spesi apa saja yang tertarik ke pusat

negatif (asam Lewis) (eg: H+, ZnCl2)

JENIS REAKSI SUBSTITUSI

• reaksi penggantian atom atau gugus lain dengan suatu senyawa oleh nukleofilik

SUBSTITUSI NUKLEOFILIK

• suatu reaksi substitusi yang langkahnya diawali oleh serangan elektrofil

SUBSTITUSI ELEKTROFILIK

– 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

Naiknya kekuatan nukleofitas

H2O ROH Cl- Br- -OH -OR I- -CN

REAKSI SN1

REAKSI SUBSTITUSI NUKLEOFILIKUNIMOLEKULER

karena reaksi ini melibatkan satu molekul dalamkeadaan transisi

Adanya gugus pergi yang terletakpada atom C tersier.

Terbentuknya suatukarbokation

MEKANISME REAKSI

•Pemutusan ikatan antara

karbon dan gugus pergi

sewaktu substrat

berdisosiasi karbokation

TAHAP I (LAMBAT)

C L C + + L

Substrat Karbokation Ggs pergi

lambat

•Reaksi karbokation

dengan gugus Nu:

produk

TAHAP II (CEPAT)

C + +

Karbokation

Nu C +Nu

C

Nu

Produk

DIAGRAM ENERGI

CIRI REAKSI SN1

Laju reaksi tidak bergantung padakonsentrasi nukleofil, tetapi padakestabilan karbokation yang terbentuk

Jika karbon pembawa ggs pergi merupakanC-stereogenik, reaksi berlangsung denganhilangnya aktivitas optis rasemisasi

Reaksi paling cepat jika ggs alkil tersierdan reaksi paling lambat jika ggs alkilprimer

Metil halida primer tidak membentuk

karbokation karena kurang terstabilkan.

H3C+ H3CH2C

+ (CH3)2HC+ (CH3)3C+

metil primer sekunder tersier

naiknya stabilitas karbokation,

naiknya laju reaksi SN 1

• Efek induksi : Geseran rapatan e- ini menciptakanmuatan + parsial pada atom-atom yang berdekatankemudian mempolarisasi ikatan berikutnya yang mengakibatkan muatan positip karbokation tersebardan terstabilkan

H3C CH3

C+ e- ikatan ditarik ke arah muatan positip

CH3

• Bantuan sterik : Bantuan Sterik dapat meningkatkankestabilan karbokation tersier

• Hyperkonjugasi : Karbokation tersier distabilkan oleh penyebaran yang lebih besar dari muatan positip itu

REAKSI SN2

• reaksi substitusi nukleofilik bimolekuler

• suatu serangan belakang yang serempak (concerted)

• reaksi bimolekul : baik Nu- maupun R2CHX terlibat

dalam keadaan transisi.

• Laju reaksi order kedua: laju berbanding lurus baik

dengan konsentrasi Nu- maupun R2CHX

• Stereokimia : inversi konfigurasi=inversi WALDEN

• Laju relatif : CH3X > RX primer > RX sekunder

R

XCH

R

Nu

R

CH

R

Nu X

KEREAKTIFAN ALKIL 1O > 2O > 3O

STEREOKIMIA REAKSI SN2

H

BrC

CH3

BrHO

H

H

HO C

CH3

H

serangan dari belakang

H

BrC

CH3

BrHO

H

H

HO C

CH3

H

H

BrC

CH3H

HO

MEKANISME:

KEADAAN TRANSISIPEREAKSI PRODUK

PERBEDAAN SN1 DAN SN2

REAKSI SN1 REAKSI SN2

• Laju reaksi tidak

bergantung konsentrasi

Nu:

• Laju reaksi bergantung

konsentrasi Nu: dan

substrat (alkil halida)

• Terjadi rasemisasi

• Terjadi inversi

konfigurasi = inversi

Walden

• Alkil 3o > 2o > 1o • Alkil 1o > 2o > 3o

CONTOH :

H3C

BrC

CH2(CH2)4CH3

BrHOH

CH3

HO C

CH2(CH2)4CH3

HSN2

(R)-2-bromooktana (S)-2-oktanol (96% inversi)

reaksi pembentukan ikatan rangkap melalui hilangnya gugus yang terikat pada atom-atom 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

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.

Reaksi E2

Basa membentuk ikatan denganhidrogen

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

CH2 CHCH3

:X:..

δ-

δ-

RO:..-

.. + H CH2 CHCH3

:Br:..

ROH..

.. + CH2 = CHCH3 + :Br:..-

..

(2)(3)

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 E2:

3º > 2º > 1º

Reaksi E1 reaksi dimana karbokation dapat memberikan

sebuah proton kepada suatu basa dalam suatureaksi eliminasi menjadi sebuah alkena

reaksi unimolekul karena hanya melibatkan satupereaksi dalam keadaan transisi dari tahappenentu laju

meliputi dua tahap dimana tahap pertama dalamreaksi E1 merupakan tahap lambat, jadimerupakan tahap penentu laju dari reaksikeseluruhan

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 karbon-hidrogen ini bergeser ke arah muatan positif

karbon itu mengalami rehibridasi dari keadaan sp3 ke keadaan sp2, dan terbentuklah sebuah alkena

(CH3)3C - X:..

.. + :Br:..-

..[ (CH3)3 C Br: ]

..

..

keadaan transisi 1

zat antara karbokation

CCH3

CH3 +CH3

+H2O:..

C

CH3

CH3 +CH2

H OH2..

CCH3

CH3 +CH2

H

+ H3O:+

H3C

H3C

C = CH2

δ+

δ+

basa

keadaan-transisi suatu alkena

PENJELASAN MEKANISME E1

Mengikuti kinetika order 1, laju reaksi bergantung hanya pada konsentrasi alkil halida saja.

Berlangsung pada kondisi yang sama seperti reaksi SN1 (pelarut polar; basa sangat lemah)

Reaksi E1 berlangsung lewat zat antara karbokation (kestabilan karbokation berperan)

Bila memungkinkan, diikuti dengan penataan ulang karbokation

Karbokation dapat mengalami penataan ulang dalam reaksi E1 untuk menjadi karbokation yang lebih stabil:

H3C C CH3

Br

CH

CH3

CH3

H3C C CH3CH

CH3

CH3

+

Br- -H3C C CH3C

HCH3

CH3

+

PRODUK ALKENA YANG TERBENTUK

Alkena yang lebih tersubstitusi (orientasi saytzeff)

R2C = CR2 > R2C = CHR > R2C = CH2; RCH = CHR > RCH = CH2 > CH2 = CH2

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 E2, 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.

Faktor yang menyebabkanrintangan sterik:

Ukuran basa yang menyerang

Meruahnya gugus-gugus yang mengelilingi gugus pergi.

Gugus pergi itu sendiri besar dan meruah

• Kebasaan vs kenukleofilan• Struktur alkil halida

Metil halida dan alkil halida primer cenderung menjalani reaksi SN2. Jika bereaksi E2, alkil halidaprimer bereaksi lambat dibandingkan alkil halidalain.

Alkil Halida Sekunder, dapat bereaksi dengan jalan manapun, tetapi SN2 dan E­­2 lebih lazim

Alkil Halida Tersier, terutama bereaksi E2 dengansatu basa kuat (seperti -OH atau -OR), tetapibereaksi SN1 dan dalam beberapa hal bereaksi E1, dengan basa sangat lemah (seperti H2O dan ROH)

Halida Alilik dan Benzil Halida, mengalami reaksisubstitusi dengan mudah, umumnya SN1 dengannukleofil lemah dan SN2 dengan nukleofil agak kuat.

RCH2X RCH2NuNu:-

SN2

R2CHX

E2

Nu:-

B:-

E2+SN2R2CHNu + alkena

kuatalkenaalkena

Nu:-

B:-R3CX

E1

E2

SN1

R3CNu + alkena

alkenakuat

dan

lemah

SN2SN1RX RNu

Nu:-

dan

metil dan primer :

sekunder :

tersier :

alilik dan benzil :