Alkil Halida

Alkil Halida: adalah senyawa-senyawa yang mengandung halogen yang terikat pada atom karbon jenuh (atom karbon yang terhibridisasi sp3)

alkil Halida                   Aril Halida                  Vinilik Halida

Mekanisme Alkil Halida

Sifat basa yang mempengaruhi reaksi substitusi maupun eliminasi. Nukleufil basa lewis membahas reaksi substitusi. Perbedaan keelektronegatifan pada atom karbon dapat membentuk ikatan dengan basa Lewis atau basa Brounsted Lowry.

Reaksi-Reaksi Alkil Halida

1. Reaksi Substitusi Nukleofilik

  Hal–hal yang berpengaruh pada reaksi S_N2 :

a.)    Hambatan Sterik

Hambatan sterik mempengaruhi kemudahan nukelofil untuk mendekati substrat. Semakin besar subtituen, semakin terlindungi atom karbon à reaksi makin lambat.

a.)    Reaktivitas Nukleofil

•     Semakin reaktif suatu nukleofil, biasanya reaksi semakin cepat

•     Basa yang lebih kuat umumnya adalah nukleofil yang lebih baik

•     Nukleofilitas unsur-unsur dalam satu golongan pada periodik tabel  meningkat dari atas ke bawah. 

a.)     Reaktivitas ‘Leaving Group’

Basa yang lemah (anion yang diturunkan dari asam yang kuat merupakan ‘Leaving group’ yang kuat.

b.)     Efek Solven

•     Reaksi SN2 berjalan lambat dalam solven protik (hidroksilik), seperti H₂O, R-OH (alkohol), dsb.

•  Protik solven menurunkan reaktivitas kebanyakan nukleofil melalui ikatan hidrogen (hidrogen bonding), yang akan menstabilkan nukleofil ( sehingga E ↓ → dan ∆G ↑) à kurang reaktif. 

REAKSI S_N1

•       Unimolekuler, hanya satu molekul yang terlibat dalam step (tahap)  penentu laju.

•       Reaksi S_N1 mengikuti kinetika reaksi orde pertama, laju reaksi = K [RX]

•       Dalam reaksi S_N1, ‘Leaving group’ secara spontan terdissosiasi           menghasilkan karbokation (ion karbonium), diikuti serangan yang cepat dari nukleofil (reaksi 2 step)‏

•      Terjadi rasemisasi konfigurasi pada atom karbon

2.    Reaksi Eliminasi Nukleofilik

Dua macam reaksi yang mungkin terjadi bila suatu nukleofil (basa Lewis) menyerang alkil halida :

         1. Reagen menyerang atom karbon dan menggantikan halida(x)‏

    → S_N1 & S_N2

         2. Reagen menyerang hidrogen dan membebaskan HX untuk membentuk alkena.

   → E1 & E2

REAKSI E2  (= Reaksi Eliminasi Bimolekuler)‏

           Pada banyak hal, analog dengan reaksi S_N2

           Reaksi E2 mengikuti kinetika orde kedua karena baik nukleofil(basa) dan alkil halida terlibat dalam                tahap penentu laju.                                   

                                    Laju reaksi = K [ RX ] [ basa ]

           Reaksi E2 merupakan reaksi satu tahap tanpa terbentuk intermediet.

 REAKSI E1  (= Reaksi Eliminasi Unimolekuler)‏

          Pada banyak hal, analog dengan reaksi S_N1.  Reaksi E1 mengikuti kinetika orde kedua karena baik              nukleofil (basa) dan alkil halida terlibat dalam tahap penentu laju.

                                       Laju reaksi = K [ RX ]

           Reaksi E2 merupakan reaksi dua tahap melalui terbentuknya intermediet ion karbonium.

Permasalahan :

1. bagaimana cara menurangi halangan sterik pada suatu senyawa alkil halida supaya senyawa atom lain dapat masuk dan berikatan dengan salah satu atom pada ikatan karbon tersebut ?

Reaksi-Reaksi Kimia Organik

REAKSI-REAKSI KIMIA ORGANIK 

Pengantar Senyawa Organik

         Senyawa organik terlibat dalam tiap segi kehidupan, dan banyak manfaatnya dalam kehidupan manusia sehari-hari. Ada diantaranya yang berwujud bahan makanan,bahan sandang, obat- obatan, kosmetik, dan berbagai jenis plastik. Senyawa organik hanya mewakili satu jenis senyawa kimia, yaitu yang mengandung satu atom karbon atau lebih. Kimia organik barangkali lebih baik didefinisikan sebagai kimia senyawa yang mengandung karbon. Dalam kimia organik, banyak reaksi yang dapat terjadi yang melibatkan ikatan kovalen di antara atom karbon dan heteroatom lainnya seperti oksigen, nitrogen, atau atom-atom halogen lainnya. Beberapa reaksi yang lebih spesifik akan dijelaskan di bawah ini.

 1) Reaksi oksidasi 

         Reaksi oksidasi adalah pengikatan atom Hidrogen dengan oksigen untuk menghasilkan suatu zat atau senyawa baru yang sifat fisika dan kimianya berbeda dengan zat asalnya. Reaksi oksidasi sering disebut reaksi pembakaran yang menghasilkan karbon dioksida (CO2) dan uap (H2O).

        Alkan sukar dioksidasi oleh oksidator lemah seperti KMnO4, tetapi mudah dioksidasi oleh oksigen diudara bila dikabar. Oksidasi yang cepat dengan oksigen yang akan mengeluarkan panas dan cahaya disebut pembakaran. 

 Pembakaran sempurna          :            CH4 + 2O2 ....> CO2+ 2H2 = +212,8 kkal/mol 

                                                          CH4 + 2O2 .....> CO2g+ 2H2O = +688,0 kkal/mol 

 Pembakaran tidak Sempurna :            2CH4 + 3O2 ....> 2CO+ 4H2O

                                                          CH4 + 2O2 ......> C+ 2H2O 

Permasalah 1: penumpukan karbon monoksida pada kenalpot dan karbon pada piston mesin kendaraan bermotor adalah contoh dampak dari pembakaran yang tidak sempurna. Lalu yang ingin saya tanyakan faktor apa yang mempengaruhi terjadinya pembakaran tidak sempurna itu ? 

Ciri-ciri reaksi oksidasi yaitu : 

a. Reaksi penangkapan/penambahan oksigen

                                      CH4(g) +2 O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) 

Atom O tertangkap membentuk karbondioksida dan air

b. Reaksi pelepasan/pengurangan hidrogen 

                                       CH3CH2OH → CH3CHO 

c. Biloks bertambah 

                                       Fe(s) → F2+(aq) + 2e– 2)

2)Reaksi Cracking alkana (Pemecahan) 

                 Reaksi pemecahan alkana yang dipanaskan pada suhu dan tekanan tinggi tanpa oksigen. Reaksi ini menyebabkan terjadinya pemutusan rantai karbon pada alkana atau reaksi pembentukan senyawa tidak jenuh (alkena atau alkuna) 

                   CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 ...... > CH3-CH=CH-CH3 

3) Reaksi Ozonolisis 

            Ozonolisis merupakan reaksi oksidatif antara ozon dengan karbon-karbon ikatan ganda dari senyawa tak jenuh. Asam oleat (OH dan NO3) merupakan satu contoh asam lemak tak jenuh tunggal yg cocok untuk studi proses heterogen dengan ozon.Berikut ini dijelaskan tahap mekanisme sederhana ozonolisis dalam larutan tak jenuh, yaitu terdiri atas tiga tahap mekanisme: Dilain hal, reaksi ini digunakan untuk menentukan tempat ikatan rangkap pada senyawa yang belum diketahui. Reaksi alkena dengan ozon akan menghasilkan aldehida atau keton. Contoh : 

                                                                          H2C= CH2 + O3 2HC=OH 4)

4) Reaksi Halogenasi 

                  Reaksi halogenasi adalah suatu reaksi alkana dengan unsur-unsur halogen (F, Cl, Br, I). Reaksi halogenasi ini melibatkan sinar ultraviolet dan katalis CCl4. Dalam tahapan reaksinya reaksi halogenasi ini membentuk suatu radikal. Radikal ini merupakan pembentukan suatu atom yang orbitalnya hanya berisi satu elektron . Mekanisme reaksi halogenasi ini meliputi tahap inisiasi, propagasi dan terminasi. Halogenasi ini biasanya menggunakan klor dan brom sehingga disebut juga Klorinasi dan Brominasi. 

Permasalahan 2 :kita ketahui bahwa alkana berekasi dengan unsur-unsur halogen yang melibatkan sinar UV dan katali CCl4 dalam proses reaksi halogenasi. Yang ingin saya tanyakan, bagaimana jika suatu reaksi halogenasi tidak menggunakan sinar UV ? reaksi apa yang akan terjadi ? 

Reaksi Bromasi 

contohnya reaksi Bromasi CH3--CH3 + Br2 → CH3-CH3-Br + HBr 

a. Tahap Inisiasi 

               Tahap ini merupakan tahap dimana unsur halogen (F, Cl, Br, I) membentuk radikal-radikal. 

Contoh : 

                Br2 → Brᵒ + Br ᵒ 

b. Tahap Propagasi 

              Tahap ini merupakan tahap dimana terjadi penyerangan radikal terhadap suatu molekul. Contoh : 

              CH3-CH2-H + Br ᵒ → CH3-CH2 ᵒ + HBr CH3-CH2 ᵒ + Br2 → CH3-CH2-Br + Br ᵒ

c. Tahap Terminasi 

               Tahap ini merupakan tahap terakhir dalam reaksi halogenasi (brominasi) dan terjadi penggabungan radikal-radikal pada tahap sebelumnya.

             Brᵒ + Br ᵒ → Br2 CH3-CH2 ᵒ + Br ᵒ → CH3-CH2-Br CH3-CH2 ᵒ + CH3-CH2 ᵒ → CH3-CH2-CH2-CH3 Hᵒ + Br ᵒ → HBr

5) Reaksi Substitusi 

              Reaksi penggantian satu atau beberapa atom H dengan gugus atom lain yang berasal dari pereaksi menggantikan sebuah atom atau gugus dari molekul yang bereaksi. Reaksi substitusi dapat terjadi pada atom karbon jenuh atau tak jenuh. 

              CH4 + Cl2 --> CH3Cl + HCl4. 

Mekanisme dari substitusi aromatik elektrofilik: 

a) Reaksi substitusi nukleofilik 

             Pada umumnya terjadi pada senyawa alifatik, senyawa lingkar, dan aromatik. 

             R-X + Nu --> R-Nu + X- 

b) Reaksi substitusi elektrofilik 

             Pada umumnya terjadi pada senyawa aromatik, sedangkan pada alifatik sangat jarang.

             R-Y + E+ --> R-E + Y+ 

 6) Reaksi Adisi 

         Reaksi adisi adalah reaksi pemutusan ikatan rangkap (pengubahan ikatan rangkap menjadi ikatan kovalen tunggal). Reaksi adisi antara lain dapat digunakan untuk membedakan alkana dengan alkena. Reaksi pengenalan ini dilakukan dengan menambahkan bromin (Br2) yang berwarna merah cokelat. 

          Terjadinya reaksi adisi ditandai dengan hilangnya warna merah cokelat dari bromin. Karena alkana tidak memiliki ikatan rangkap (tidak mengalami reaksi adisi) warna merah dari bromin tidak berubah. Jenis-Jenis Reaksi Adisi sebagai berikut: 

a) Adisi Hidrogen (hidrogenasi) 

           Ikatan pi dari alkena akan terpecah dari masing-masing pasangan elektonnya akan membentuk ikatan sigma yang baru Hidrogenasi alkena dengna katalis akan menghasilkan alakana Reaksi Hidrogenasi adalah sebagai berikut: 

             CH3CH = CH2 + H2 → CH3CH2CH3 

b) Adisi Halogen 

            Halogenasi alkena akan menghasilkann dihaloalkana

c) Adisi Asam Halogenida Kaidah Markonikoff

        Hidrogen halida akan ditambahkan pada ikatan pi alkena membentuk alkil halida. Reaksi ini merupakan adisi elektrofilik. Reaksi Adisi Halida Hidrogen adalah sebagai berikut: 

CH2 = CH2 + HX → CH3CH2X 

         Markonikov mengemukakan suatu teori untuk mengetahui pada rantai karbon yang mana atom H akan terikat. Menurut Markonikov, dalam adisi HX pada alkena asimetris, H+ dari HX akan menyerang ikatan rangkap karbon yang mempunyai jumlah atom H terbanyak. Dengan aturan Markonikov tersebut, maka produk yang akan terbentuk dapat diprediksi, seperti pada contoh berikut ini; 

Permasalahan 3: Pada reaksi adisi pada alkana oleh asam halide, asam yang mengadisi ialah halida-halida hidrogen (HF, HCl, HBr, HI) dan asam sulfat (H-OSO3H).Yang menjadi pertanyaan adalah apakah asam dari asam-asam yang lain dapat juga bereaksi dengan alkena? Bagaimana reaksi yang terbentuk? 

7) Reaksi Eliminasi 

              Reaksi Eliminasi merupakan suatu reaksi penghilangan atau penyingkiran beberapa atom atau gugus atom dari senyawa karbon yang lebih tinggi untuk memperoleh senyawa karbon yang lebih sederhana. Bila alkilhalida yang mempunyai atom H direaksikan dengan basa kuat, akan terjadi reaksi eliminasi dan terbentuk alkena.Karena proton yang dihilangkan terletak pada kedudukan terhadap halogen,maka reaksi ini disebut eliminasi Bila X adalah halogen, maka reaksi ini disebut dehidrohalogenasi. Eliminasi dapat pula terjadi bila X adalah gugus lepas yang baik, misalnya –OSO2R, -SR2 dan -SO2R.

Mekanisme E2 

E2 merupakan reaksi bimolekul yang terdiri dari satu langkah mekanisme dimana ikatan karbon-hidrogen terputus membentuk ikatan rangka C=C. Reaksi terjadi pada alkil halida primer dan sekunder dengan menggunakan basa kuat untuk menarik hidrogen asam. Perhatikan gambar berikut : 

Mekanisme E2 

E1 merupakan reaksi eliminasi unimolekuler yang terdiri dari dua langkah, yaitu : 

a) Langkah 1 (Ionisasi) 

Putusnya ikatan karbon-halogen membentuk intermediet karbokation.reaksi ini biasanya terjadi pada alkil halida tersier dan berlangsung dengan basa lemah. 

b) Langkah 2 (deprotonasi) 

8) Reaksi Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses penggabungan molekul-molekul sederhana/kecil (monomer) menjadi molekul-molekul besar (polimer)

Demikian materi mengenai Reaksi-reaksi Kimia Organik. Semoga Bermanfaat dan diharapkan partissipasi untuk menjawab permasalahn yang sudah saya buat. Atas perhatiannya Trimakasih...........................