Reaksi Substitusi dan Eliminasi - kimiaorganik

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)


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


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


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


9

y

Tinjau fakta ke-3


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


14

SN2 – kecepatan sedikit (tidak) dipengaruhi oleh kepolaran pelarut y SN1 – kecepatan sangat dipengaruhi oleh kepolaran pelarut y


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


17

y

Mekanisme E1 ◦ Sejalan dengan SN1 ◦ Pembentukan ion karbonium merupakan tahap penentu

Tahap 1

Tahap 2


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


19

Non polar Æ SN2 atau E2

3

3

3

3

3

N


20

Polar Æ SN1 atau E1 3 2

3 3

3

3 3

3 3


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