Dokumen tersebut membahas tentang senyawa organohalogen dan reaksi-reaksinya. Secara singkat, dokumen tersebut membahas: 1. Jenis senyawa organohalogen dan sifat fisikanya 2. Reaksi substitusi dan eliminasi pada senyawa organohalogen 3. Mekanisme reaksi SN1 dan SN2

1. Disusun oleh :
Hensen Frederich Lumban Tobing
4133131024
KIMIA DIK C 2013

2. Pendahuluan
Senyawa organohalogen digunakan secara meluas dalam
masyarkat medern. Sebagai pelarut, insektisida, dan bahan-
bahan dalam sintesis senyawa organik. Kebanyakan senyawa
organohalogen adalah sintetik. Senyawa organohalogen agak
jarang ditemukan dalam alam.
Banyak senyawa organohalogen bersifat racun(toxic) dan
harus digunakan dengan hati-hati. Misalnya pelarut-pelarut
karbon tetraklorida (CCl4) dan klorofom (CHCl3) mengakibatkan
kerusakan hati bila dihirup berlebihan. Insektisida yang
mengandung halogen-halogen (seperti DDT) digunakan secara
meluas dalam pertanian ; namun penggunaan ini merosot
akhir-akhir ini karena efek yang merusak lingkungan. Di pihak
lain beberapa senyawa halogen tampaknya sangat aman dan
beberapa digunakan sebagai pematirasa hirupan. Contoh
anastetika ini adalah halotena (CF3CHBrCl) dan metoksi flurana
(CH3OCF2CHCl2).

3. 1. Beberapa Tipe Senyawa
Organohalogen
Senyawa yang mengadung hanya karbon, hidrogen dan suatu
atom halogen dapat dibagi menjadi tiga kategori :
 Alkil Halida (RX)
CH3I
iodometana kloroetana
 Aril Halida (ArX)
bromobenzena bifenil poliklor
 Halida Vinilik
kloroetena

4. 2. Sifat Fisis Alkana Terhalogensasikan
Nama Iupac Nama Trivial Rumus Td, 0c Rapatan Pada 200C G/Ml
klorometana metil klorida CH3Cl -24 gas
diklorometana metilena klorida CH2Cl2 40 1,34
triklorometana klorofom CHCl3 61 1,49
tetraklorometana karbon
tetraklorida
CCl4 77 1,60
bromometana metil bromida CH3Br 5 gas
iodometana metil iodida CH3I 43 2,28
Tabel diatas memaparkan nama, titk didih dan rapatan
(density) bebrapa alakan terhalogenasikan. Kecuali fluor, atom-atom
halogen lebih berat dibnadingkan dengan atom karbon atau hidrogen.
Kenaikan bobot molekul dan bertambahnya polarizabilitas
(yangmeningkatkan tarikan van der waals) karena atom halogen
disubtitusikan ke dalam molekul hidrokarbon, meyebabkan kenaikan
titik didih suatu deret senyawa. Misalnya, bandingkan titik didih CH3Cl,
CH2Cl2, CHCl3, dan CCl4

5. 3. Tata Nama dan Klasifikasi Alkil Halida
Nama Iupac Nama Trivial Rumus Td, 0c Rapatan Pada 200C G/Ml
klorometana metil klorida CH3Cl -24 gas
diklorometana metilena klorida CH2Cl2 40 1,34
triklorometana klorofom CHCl3 61 1,49
tetraklorometana karbon
tetraklorida
CCl4 77 1,60
bromometana metil bromida CH3Br 5 gas
iodometana metil iodida CH3I 43 2,28

6. IUPAC : 2-klorobutana Bromosikloheksana
Trivial : sec-butil klorida sikloheksil bromida
Metil Halida:
CH3F CH3Cl CH3Br CH3I
Fluorometana klorometana bromometana iodometana
Alkil Halida Primer : Satu gugus alkil terikat pada karbon ujung
CH3 ----- CH2Br (CH3)3C --- CH2Cl
bromoetana 1-kloro-2,2-dimetilpropana
(iodometil)sikloheksana
CH2I

7. Alkil Halida Sekunder : (dua gugus alkil terikat pada karbon ujung )
CH3
CH3CH2CH---Br
2-bromobutana klorosiklopentana
Alkil Halida Tersier ( tiga gugus alkil terikat pada ujung)
2-kloro-2metilpropana 1-bromo-1-metilsiklopentana

8. Tinjauan Pendahuluan Mengenai Reaksi
Subtitusi dan Eliminasi

9. a. Reaksi Subtitusi
Atom karbon ujung satu alkil halida mempunyai muatan positif
parsial. Karbon ini rentan terhadap serangan oleh anion dan spesi lain
apa saj yang mempunyai sepasang elektron menyendiri (unshared)
dalam kulit luarnya. Dihasilkan reaksi subtitusi- suatu reaksi dalam
mana satu atom, ion atau gugus disubtitusikan unhtuk (mengantikan)
atom, ion atau gugus lain.
bromometana metanol

10. Dalam reaksi subtitusi alkil halida, halida itu disebut gugus pergi
(leving group) suatu istilah yang berarti gugus apa saja yang dapat
digeser dari ikatannya dengan suatu atom karbon. Ion halida
merupakan gugus pergi yang baik, karena ion-ion ini merupakan
basanyang sangat lemah. Basa kuat seperti misalnya OH-, bukan
gugus pergi yang baik.
++ XR YYR X
stronger
base
weaker
base
K > 1
Br F+ NaF + NaBr
SB WB
Br I
+ NaI + NaBr (s)
WB SB
acetone
Gugus pergi merupakan basa lemah
Reaktivitas: R-I > R-Br > R-Cl >> R-F
L.G. baik
Lebih reaktif
L.G. buruk
Kurang reaktif
Reaksi
umum :
Contoh ::
Basa
kuat
Basa
lemah
Basa
kuat
Basa
lemah

11. b. Reaksi Eliminasi
Bila suatu alkil halida diolah dengan suatu basa kuat, dapat
terjadi suatu reaksi eliminasi. Dalam reaksi ini sebuah kehilangan
atom-atom atau ion-ion dari dalam strukturnya. Produk organik suatu
reaksi eliminasi ini, unsur H dan X keluar dari dalam alkil halida ; oleh
karena itu reaksi ini juga disebut reaksi dehidrohalogenasi,
1-bromo-1,1-dimethylethane 2-methylpropene

12. Br
+ +
EtONa
EtOH
61% 20% 19%
Br
+
EtONa
EtOH
71% 29%
2-bromobutane
2-butene
1-butene
80%
20%
30% 50%
Beberapa Reaksi Eliminasi

13. c. Reaksi-Reaksi Bersaingan
Sebuah ion hidrroksida atau alkoksida (RO-) dapat bereaksi sebagai
suatu nukleofil dalam suatu reaksi eliminasi. Tipe reaksi mana yang
sebenarnya terjadi bergantung pada sejumlah faktor, seperti struktur alkil
halida (primer 10 , sekunder 20 , tersier 30 ), kuat basa, macam pelarut dan
temperatur.
Primer :
100 %
Sekunder :
80 %20 %
Tersier :
95 %5 %

14. d. Nukleofilitas Lawan Kebebasan
Pada suasan yang sesuai, semua basa dapat bertindak sebagai
nukleofil. Sebaliknya, semua nukleofil dapat bertindak sebagai basa.
Dalam masa-masa kasus, pereaksi (reagent) bereaksi dengan cara
menyumbangkan sepasang elektronnya untuk membentuk suatu
ikatan sigma baru.

15. 5. Reaksi SN2
Reaksi bromometana dengan ion hidroksida yang
menghasilkan etanol dan ion bromida adalah suatu reaksi SN2
yang khas (berarti “subtitusi, nukleofilik, bimolekular”). Boleh
dikatakan metil halida tau alkil halida primer apa saja, beraksi SN2
dengan nukleofil yang agak kuat : -OH, -CN dan lain-lain.

16. a. Mekanisme Reaksi
Keadaan Transisi
Keadaan Transisi: tingkat transisi berenergi tinggi (tidak stabil dan
tidak dapat diisolasi), melalui terbentuknya secara parsial ikatan
C-Nu dan putusnya ikatan C-X.
Mekanisme reaksi SN2 hanya terjadi pada alkil halida
primer dan sekunder. Nukleofil yang meyerang adalah nukleofil
kuat yaitu :-OH, -CN, CH3O-. Serangan dilakukan dari belakang.

17. b. Sterokimia Reaksi SN2
Bila sebuah nukleofil menabrak sisi belakang atom karbon tetrahedral
yang terikat pada sebuah halogen, dua peristiwa terjadi sekaligus : 1.
Ikatan baru mulai terbentuk, dan 2. ikatan C-X mulai patah
pereaksi keadaan transisi : emergi
potensial tinggi, mampu
kembali pereaksi atau terus
ke prooduk
produk
Ikatan parsial

18. c. Energi Reaksi SN2
Diagram Energi Reaksi SN2

19. d. Kinetika Reaksi SN2
Contoh: CH3Br + OH–  CH3OH + Br–
V = k[CH3I][OH–], bimolekular
 Kedua spesi terlibat dalam tahap penentu laju reaksi
Reaktivitas: R-I > R-Br > R-Cl >> R-F
 Pemutusan ikatan C-X terlibat dalam penentu laju reaksi
 serentak, mekanisme satu tahap
CH3Br + OH–
CH3OH + Br–
[HO---CH3---Br]–

20. 6. Reaksi SN1
Alkil halida tersier mengalami subtitusi dengan suatu
mekanisme yang berlainan, yang disebut reaksi SN1(subtitusi,
nukleofilik, unimolekular). Hasil eksperimen yang diperoleh dari
reaksi SN1 cukup berbeda dari hasil dalm reaksi SN2. Jika suatu
alkil halida yang mengandung karbon C-X yang kiral,
mengalami suatu reaksi SN1, maka akan diperoleh produk
subtitusi rasemik (bukan prosuk inversi seperti yang diperoleh
dalam reaksi SN2).

21. a. Mekanisme Reaksi SN1
Reaksi SN1 adalah reaksi ion. Reaksi SN1 suatu alkil halida tersier
adalah reaksi bertahap (stepwise reaction). Tahap pertama berupa
pematahan alkil halida menjadi sepasang ion : ion halida dan
sebuah karbokation, suatu ion dalam mana atom krbon
mengemban suatu muatan positif. Karena reaksi SN1 melibatkan
ionisasi, reaksi-reaksi ini dibantu oleh pelarut polar, seperti H2O, yang
dapat menstabilkan ion dengan cara solvasi (solvation)
Ikatan C-Br putus
Serangan nukleofil terhadap
karbokation
Disosiasi proton

22. Tahap 1
Tahap 2
Tahap 3

23. b. Sterokimia Reaksi SN1
CH3CH2
Br
H
CH3 CH3CH2
OH
H
CH3 CH3CH2
H
OH
CH3+
H2O
racemic
CH3CH2 C
H
CH3
+
OH2
OH2
sp2
, trigonal planar
Suatu karbokation (juga disebut ion karbonium) adalah atom
karbon yang mengikat hanya tiga gugus. Karena hanya tiga gugus,
maka ikatan ke gugus-gugus ini terletak dalam sebuah bidang, dan
sudut yang diapit oleh dua ikatan sekitar 1200. Untuk mencapai geometri
ini, karbon positif berhibridisasi –sp2 dan memiliki orbital p yang kosong.

24. c. Energi Reaksi SN1
Diagram Energi Reaksi SN1

25. d. Kinetika Reaksi SN1
C
CH3
H3C
CH3
Br CH3OH CH3C
CH3
CH3
O CH3 HBr+ +

3º, tidak melalui SN2
V = k[(CH3)3CBr] unimolekular
 Penetu laju reaksi tergantung hanya pada (CH3)3CBr
RBr + CH3OH
R+
ROCH3 + HBr

26. e. Stabilitas Karbokation
Stabilitas R+ : 3º > 2º >> 1º > CH3
+
Raktivitas R-X terhadap SN1: 3º > 2º >> 1º > CH3X
CH3
+
1º R+
2º R+
3º R+
Kemungkinan
penataan ulang

27. 7. Reaksi Subtitusi Halida Alilik dan Benzilik
Terdapat dua macam halida yang berbeda dari alkil halida dalam
sifat pada reaksi SN1 dan SN2, yakni halida alilik dan halida benzilik
Sebuah atom atau gugus yang terikat pada atom karbon
didamping salah satu atom karbon sp2, masing-masing berada pada
posisi alil atau posisi benzil.

28. a. Reaksi SN1
Naiknya
laju SN1
Halida Laju relatif
CH3CH2X 1.0a
CH2=CHCH2X 33
C6H5CH2X 380
(C6H5)2HX -105
a reaksi yang teramati agaknya berjalan SN2
Tabel. Laju relatif bebrapa halida organik pada kondisi SN1 yang khas

29. b. Reaksi SN2
Halida Laju relatif
CH3X 30
CH3CH2X 1
(CH3)2CHX 0,025
CH2=CHCH2X 40
C6H5CH2X 120
Tabel. Laju relatif rata-rata beberapa halida dalam suatu reaksi SN2 yang khas

30. 8. Reaksi E1
Mekanisme reaksi E1 merupakan alternatif dari reaksi SN1. Karbokation
dapat memberikan proton kepada suatu basa dalam suatu reaksi.
Mekanisme E1 terdiri dari 2 tahap :
Tahap 1 :
(bejalan lambat)
Tahap 2 :
(bejalan cepat)

31. a. Energi Reaksi E1
d+
energi
Koordinat reaksi
C
H
C
Br
C
H
C
Br
d-
d
+
C C
H
C C
H
d+
C C + H+
+
intermediate

32. 9. Reaksi E2
Reaksi E2 menggunakan basa kuat seperti –OH, -OR, dan juga
membutuhkan kalor, dengan memanaskan alkil halida dalam KOH
atau CH3CH2ONa dalam etanol.
Primer Sekunder Tersier
naiknya laju E2

33. a. Energi Reaksi E2
energi
Koordinate reaksi
C C
H O
H
Br-
..
:
..
__
H O
C C
Br
H
..
:H O
C C
H
Br
d-
d-
Kondisi transisi

34. b. Sterokimia Reaksi E2
Dalam keadaan transisi suatu eliminasi E2, basa yang
menyerang dan gugus yang pergi umumnya sejauh mungkin, atau
anti.
H
C C
X
H
C C
X
anti periplanar
-kebanyakan molekul
dapat mengadopsi
konformasi lebih mudah
Eliminasi E2 biasanya terjadi ketika H dan X adalah anti
Anti Eliminasi

35. CH3
Br
Br
CH3
+
EtONa
EtOH
"
"
major minor
major
CH3
Br
H
H
CH3
Br
H
H
but
Br harus aksial untuk menjadi anti terhadap H:
Br anti terhadap kedua H
 produk berorientasi
Zaitsev
Br anti hanya pada H yang
memberikan produk
berorientasi non-Zaitsev
Penjelasan contoh :
tetapi

36. KOH
ethanol
heat
(E)-isomer (Z)-isomer
??? ???
C C
Br
H
CH3
CH3
H
C C
CH3 CH3
H t-butyl
C C
H CH3
CH3 t-butyl
t-butyl
(S,S)-diastereomer

37. KOH
ethanol
heat
(E)-isomer (Z)-isomer
??? ???
C C
Br
H
H
CH3
CH3
t-butyl
C C
CH3 CH3
H T-butyl
C C
H CH3
CH3
t-butyl
(R,S)-diastereomer

38. 10. Faktor-Faktor Yang Mengatur Reaksi
Eliminasi dan Subtitusi
1. Alkil Halida : jenis alkil halida yang bereaksi mempengaruhi
reaksi yang terjadi subtitusi atau eliminasi, SN2 atau SN1 atau E1
atau E2.
2. Nukleofil atau Basa : sifat kebasaan mempengaruhi sifat
nukleofilik suatu senyawa.
3. Pelarut : kemampuan pelarut dalam mensolvasi ion-ion akan
mempengaruhi jenis reaksi apa yang terjadi.
4. Konsentrasi Nukleofil atau Basa : konsentrasi nukleofil atau basa
mempengaruhi reaksi yang terjadi dan mempengaruhi laju
reaksi yang terjadi.
5. Temperatur : kenaikan suhu dapat mempengaruhi terjadinya
proses reaksi eliminasi dan subtitusi.

39. SEKIAN DAN TERIMAKASIH
