BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Alkil halida adalah turunan hidrokarbon di mana satu atau lebih hidrogennya

diganti dengan halogen. Tiap-tiap hidrogen dalam hidrokarbon potensil digantikan

dengan halogen, bahkan ada senyawa hidrokarbon yang semua hidrogennya dapat

diganti.

Alkil halida juga terjadi di alam, meskipun lebih banyak terjadi dalam

organisme air laut daripada organisme air tawar. Bahkan ada senyawa alkil halida yang

diisolasi dari organisme laut yang memperlihatkan aktivitas biologis yang menarik.

Sebagai contoh adalah plocamen B, suatu turunan triklorosikloheksana yang diisolasi

dari alga merah Plocamium violaceum, berpotensi seperti DDT dalam aktivitas

insentisidalnya melawan larva nyamuk.

Senyawa halogen sangat penting karena berbagai sebab. Alkil dan aril halida

sederhana, terutama klorida dan bromida, adalah cikal bakal sintesis kimia organik.

Maka dalam alkil halida terbagi menjadi beberapa kelompok yang berbeda tergantung

pada bagaimana posisi atom halogen dalam rantai atom karbon , dan melalui reaksi

subtitusi halogen dapat digantikan dengan gugus fungsi lain. Halida-halida organik juga

dapat dirubah menjadi senyawa-senyawa jenuh eliminasi. Akhirnya, banyak senyawa-

senyawa organik mempunyai kegunaan praktis, sebagai ansektisida, herbisida, pencegah

api, cairan pembersih dan refrigeran, dan sebagainya.

Dengan demikian makalah ini akan dibahas semua mengenai alkil halida baik

dari pembagian alkil halida berdasarkan posisi atom halogennya, rekasi – reaksi alkil

halida.

B. RUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalahnya adalah :

1. Apa yang dimaksud dengan alkil halida ?

2. Bagaimana mekanisme reaksi – reaksi alkil halida ?

3. Apa saja reaksi alkil halida yang dapat di gunakan untuk melakukan identifikasi ?

1

C. TUJUAN

1. Untuk mengetahui tentang alkil halida

2. Untuk mengetahui mekanisme reaksi – rekasi alkil halide\

3. Untuk mengetahui reaksi alkil halida yang dapat digunakan untuk melakukan

identitfikasi

D. MANFAAT

1. Untuk memberikan informasi dan pemahaman tentang alkil halida

2. Untuk memberikan informasi dan pemahaman tentang mekanisme reaksi - reaksi

alkil halida

3. Untuk memberikan informasi dan pemahaman tentang reaksi alkil halid yang dapat

digunakan untuk melakukan identifikasi

2

TINJAUAN PUSTAKA

Senyawa organohalogen digunakan secara meluas dalam masyarakat modern.

Sebagai pelarut, nsektisida, dan bahan – bahan dalam sintesis senywa organik. Kebanyakan

senyawa organohalogen adalah sintetik. Senyawa organohalogen agak jarang di jumpai dalam

alam. Tiroksina( thyroxina ), suatu penyusun dari hormon tiroid tiroglobulin, adalah suatu

senyawa iod yang terdapat dalam alam. Akan tetapi, senyawa halogen agak lazim ditemui

dalam organism laut, seperti ganggang dan rumput laut. Zat warna ungu tirius adalaah suatu

senyawa brom, yang di peroleh dalam jumlah kecil dari jenis langka siput di pulau kereta.

Ungu tirius ini digunakan sebagai zat warna oleh keluarga raja Phoenix dan sesudah itu bansa

Romawi.

Banyak senyawa organohalogen yang bersifat racun (toxic) dan digunakan

dengan hati – hati. Misalnya pelarut karbon tetraklorida (CCl4) dan kloroform (CHCl3) yang

dapat mengakibatkan kerusakan hati bila di hirup secar berlebihan. Insektisida yang

mengandung halogen – halogen seperti DDT digunakan secara meluas dalam pertanian,

namun penggunaan itu merosot akhir – akhir ini karena efeknya yang dapt merusak

lingkungan. Tetapi di pihak lain, terdapat beberapa senyawa halogen tampaknya sangat aman

dan beberapa di gunakan sebagai pematirasa hirupan. Contoh anestetika ini adalah halotana

(CF3CHBrCl) dan molekul flurana (CH3OCF2CHCl2).

Senyawa yang hanya mengandung karbon, hydrogen, dan suatu atom halogen

dapat di bagi dalam kategori, yaitu alkil halida, aril halida ( dalam mana sebuah halogen

terikat pada sebuah karbon dari suatu cincin aromatik) dan halida vinilik ( dalam mana sebuah

halogen terikat pada sebuah karbon beriaktan rangkap). R dideinisiakn sebagai lambing

umum untuk sebuah gugus alkil. Sedangkan Ar adalah lambang untuk sebuah gugus aromatic

atau aril. Atom halogen (F,Cl,Br, atau I) dapat diwakili dengan X. Dengan menggunakan

lambing umum, maka alkil halide adalah RX, dan aril halida sperti bromobenzena (C6H5Br)

adalah ArX ( Fessenden, 1986: 167 ).

Senyawa alam yang mengandung klorin dan bromin telah diisolasi dari

berbagai species yang hidup di laut antara lain yaitu spons, moluska, dan makhluk laut

lainnya yang teradaptasi di lingkungannya dengan mematabolismeka klorida dan bromide

anorganik yang menonjol di sana. Dengan pengecualian tersebut, kebanyakan seyawa halogen

organik merupakan ciptaaan di laboratrium.

3

Senyawa halogen itu sangat penting karena beberapa alsan. Halide alkil dan

aril sederhana, terutama klorida dan bromide merupakan reagen yang berguna dalam sintesis.

Melalui reaksi substitusi halogen dapat digantikan oleh berbagai gugus fungsi. Halida organik

dapat dikonversi menjadi senyawa tak jenuh melalui dehidrohalogenasi. Begitu jua pada

berbagai senyawa halogen, terutama yang mengandung dua atau lebih atom halogen per

molekul, memiliki kegunaan praktis sebagai pelarut, insetisida,herbisida, pemadam api, cairan

pembersih, refrigerant, dan dalam polimer seperti Teflon (Hart,2003 : 194 ).

Reaksi substitusi merupakan suatu reaksi dimana satu atom, ion atau gugus

disubstitusikan (diganti) dengan atom, ion atau gugus lain. Reaksi substitusi terdiri dari reaksi

substitusi nukleofil (SN) dan reaksi substitusi elektrofil (SE). Reaksi substitusi nukleofilik

dan substitusi elektrofil dapat terjadi pada senyawa alifatis dan senyawa aromatis.

Elektrofil merupakan sesuatu yang tertarik pada elektron. Dan karena tertarik oleh daerah

negatif, elektrofil harus merupakan sesuatu yang membawa muatan positif penuh atau

memiliki sedikit muatan positif disuatu daerah padanya.Eten dan alkena yang lain diserang

oleh elektrofil. Elektrofilik H∞+ Br∞-, biasanya ujung yang sedikit lebih positif (∞+) dari

sebuah molekul seperti hidrogen bromida (HBr).

Reaksi substitusi nukleofil merupakan suatu reaksi dimana satu atom, ion atau gugus molekul

organik disubstitusikan (digantikan) dengan suatu nukleofil. Adapun faktor – faktor yang

mempengaruhi reaksi substitusi sama halnya dengan reaksi eliminasi antara lain struktur alkil

halide, leaving group X- ,dan nukleofilik atau basa (Pudjadmako,1996 : 99 )

4

BAB II

PEMBAHASAN

Alkil halida adalah turunan hidrokarbon di mana satu atau lebih hidrogennya

diganti dengan halogen. Tiap-tiap hidrogen dalam hidrokarbon potensil digantikan dengan

halogen, bahkan ada senyawa hidrokarbon yang semua hidrogennya dapat diganti. Senyawa

terfluorinasi sempurna yang dikenal sebagai fluorokarbon, cukup menarik karena

kestabilannya pada suhu tinggi. Alkil halida juga terjadi di alam, meskipun lebih banyak

terjadi dalam organisme air laut daripada organisme air tawar. Halometana sederhana seperti

CHCl3, CCl4, CBr4, CH3I, dan CH3Cl adalah unsure pokok alga Hawai Aspagonsi taxiformis.

Bahkan ada senyawa alkil halida yang diisolasi dari organisme laut yang memperlihatkan

aktivitas biologis yang menarik. Sebagai contoh adalah plocamen B, suatu turunan

triklorosikloheksana yang diisolasi dari alga merah Plocamium violaceum, berpotensi seperti

DDT dalam aktivitas insentisidalnya melawan larva nyamuk.

Kimiawan sering menggunakan RX sebagai notasi umum untuk organic

halida,R menyimbolkan suatu gugus alkil dan X untuk suatu halogen. Konfigurasi elektron

dalam keadaan dasar halogen adalah sebagai berikut:

Perlu diketahui bahwa halogen adalah atom-atom berelektrogenatif tinggi dan

hanya kekurangan satu elektron untuk mencapai konfigurasi gas mulia. Oleh itu, halogen

dapat membentuk ikatan kovalen tunggal atau ionik yang stabil.

Ikatan antara gugus metil dengan fluor, klor, brom, dan ioda terbentuk oleh

tumpang tindih orbital sp3 dari karbon dengan orbital sp3 dari fluor, klor, brom, dan iod.

Kekuatan ikatan C—X menurun dari metil fluorida ke metil iodida. Hal ini mencerminkan

prinsip umum bahwa tumpang tindih orbital-orbital lebih efisien antara orbital-orbital yang

mempunyai bilangan kuantum utama yang sama, dan efisiensinya menurun dengan

meningkatnya perbedaan bilangan kuantum utama.

Serta perlu diketuhi bahwa halogen lebih elektronegatif dari pada karbon,

sehingga ikatan C-X bersifat polar di mana karbon mengemban muatan positif parsial (∞+)

5

dan halogen muatan negatif parsial (∞-).Dengan demikian kerapatan elektron pada halogen

lebih tinggi dari pada karbon.

Suatu atom halogen dalam sebuah senyawa organik adalah suaru gugus

fungsional dan ikatan C-X merupakan letak kreativitas kimia. Atom – atom halogen lebih

berat dibandingkan dengan karbon atau pun hydrogen. Kenaikan bobot molekul dan

bertambahnya polarizabilitas ( yang meningkatkan tarikan Van der Waals) karena atom

halogen di substitusikan ke dalam molekul hydrogen, sehingga menyebabkan kenaikan titik

didih suatu deret senyawa. Dan alasan lainnya karena massa sebuah atom halogen, raptan

alkil halida cair serigkali lebih tinggi daripada rapatan senyawa organik sepadan.

Kebanyakan senyawa organik lebih ringn daripada air, namun pelarut halgen yang paling

lazim, seperti kloroform dan diklorometana, leboh berat dari pada air( rapatan lebh besar

daripada 1 gr/mL). Senyawa – senyawa ini tenggelam ke dasar wadah, bukannya terapung di

atas permukaan air seperti kebanyakan senyawa organic. Hidrokarbon terhalogenasikan tidak

membentuk ikatan hidrogen dan tidak larut dalam air.

Halogenalkana atau alkil halida terdiri dari beberapa kelompok yang berbeda

tergantung pada bagaimana posisi atom halogen dalam rantai atom karbon. Ada beberapa

perbedaan sifat kimia antara berbagai jenis halogealkana. Adapun alkil halid terdiri dari alkil

halida primer,alkil halida sekunder, dan alkil halida tersier.

1. Alkil halida primer

Pada alkil halida primer (1°), atom karbon yang membawa atom halogen

hanya berikatan dengan satu gugus alkil lainnya.

Beberapa contoh alkil halida primer antara lain sebagai berikut:

6

Perlu diperhatikan bahwa tidak menjadi masalah bagaimanapun kompleksnya

gugus alkil yang terikat. Karena pada masing-masing contoh di atas, hanya ada satu

ikatan terhadap sebuah gugus alkil dari gugus CH2 yang mengikat halogen.

Terdapat pengecualian dalam hal ini, yakni CH3Br dan metil halida lainnya

seringkali ditemukan sebagai alkil halida primer walaupun tidak ada gugus alkil yang

terikat pada atom karbon yang membawa halogen.

2. Alkil halida sekunder

Pada alkil halida sekunder (2°), atom karbon yang padanya terikat halogen berikatan

langsung dengan dua gugus alkil yang lain, yang bisa sama atau berbeda.

Beberapa contoh alkil halida sekunder antara lain sebagai berikut:

3. Alkil halida tersier

Pada alkil halida tersier (3°), atom karbon yang mengikat halogen berikatan langsung

dengan tiga gugus alkil, yang bisa merupakan kombinasi dari gugus akil yang sama atau

berbeda.

Beberapa contoh alkil halida tersier antara lain sebagai berikut:

Ketiga halogenalkana yaitu halogenalkan primer, sekunder, dan tersier akan

berwujud gas pada suhu kamar. Dan perlu diingat bahwa satu-satunya metil halida yang

berwujud cair adalah iodometana, dan kloroetana merupakan sebuah gas.

7

Pola-pola titik didih ini mencerminkan pula pola-pola gaya tarik antar-

molekul antara lain gaya – gaya dispersi van der Waals dan gaya tarik dipol – dipol van der

Waals.

a) Gaya-gaya dispersi van der Waals

Gaya tarik ini menjadi lebih kuat apabila molekul lebih panjang dan memiliki

lebih banyak elektron. Ini dapat meningkatkan besarnya dipol-dipol sementara yang

terbentuk. Inilah yang menyebabnya mengapa titik didih meningkat apabila jumlah

atom karbon dalam rantai meningkat. Misalnya untuk tipe halida tertentu, misalnya

klorida. Gaya-gaya dispersi akan menjadi semakin kuat apabila jumlah atom karbon

semakin bertambah dalam rantai (misalnya dari 1 menjadi 2, 3 dan seterusnya).

Dibutuhkan lebih banyak energi untuk mengatasi gaya dispersi tersebut, sehingga titik

didih meningkat.

Semakin meningkatnya titik didih dari klorida ke bromida sampai ke iodida

(utuk jumlah atom karbon tertentu) juga disebabkan oleh semakin meningkatnya jumlah

elektron yang menimbulkan gaya dispersi yang lebih besar. contoh, terdapat lebih

banyak elektron dalam iodometana dibanding yang terdapat dalam klorometana.

b) Gaya tarik dipol-dipol van der Waals

Ikatan karbon-halogen (selain ikatan karbon-iodin) bersifat polar, karena

pasangan elektron tertarik lebih dekat ke atom halogen dibandinkan ke atom karbon. Ini

disebabkan karena halogen (kecuali iodin) lebih elektronegatif dibanding karbon. Ini

berarti bahwa selain gaya-gaya dispersi, ada juga gaya-gaya lain yang ditimbulkan oleh

gaya tarik antara dipol-dipol permanen (kecuali pada iodin).

Besarnya gaya-tarik dipol-dipol akan berkurang apabila ikatan menjadi

semakin tidak polar (misalnya semakin ke bawah mulai dari klorida sampai bromida

terus ke iodida). Meski demikian, titik didih tetap meningkat. Hal ini menunjukkan

bahwa efek gaya tarik dipol-dipol permanen jauh lebih tidak penting dibanding efek

dipol-dipol temporer yang menimbulkan gaya-gaya dispersi.

8

Adapun titik didih beberapa isomer, antara lain :

Contoh-contoh di atas menunjukkan bahwa pada isomer-isomer alkil halida,

titik didih semakin berkurang dari alkil halida primer ke alkil halida sekunder ke alkil halida

tersier. Penurunan titik didih ini adalah akibat dari menurunnya efektifitas gaya-gaya dispersi.

Dipol-dipol temporer paling besar untuk molekul yang terpanjang. Gaya-gaya

tarik juga lebih kuat jika molekul-molekul bisa saling berdekatan. Alkil halida tersier

memiliki struktur yang sangat pendek dan besar sehingga tidak bisa berdekatan dengan

molekul tetangganya.

Alkil halida atau halogenalkana dapat larut dalam beberapa pelarut, antara lain

kelarutan halogenalkana atau alkil halida dalam air dan kelarutan halogenalkana atau alkil

halide dalam pelarut – pelarut organik.

a. Kelarutan dalam air

Alkil halida sangat sedikit larut dalam air. Agar alkil halida bisa larut dalam

air, maka gaya tarik antara molekul-molekul alkil halida harus diputus (gaya dispersi

van der Waals dan gaya-tarik dipol-dipol) demikian juga dengan ikatan hidrogen antara

molekul-molekul air. Pemutusan kedua gaya tarik ini memerlukan energi.

Energi akan dilepaskan apabila gaya tarik terbentuk antara halogenalkana

dengan molekul-molekul air. Gaya-gaya tarik yang terbentuk ini hanya gaya dispersi

dan gaya tarik dipol-dipol. Kedua gaya ikatan ini tidak sama kuatnya dengan ikatan

hidrogen sebelumnya terdapat dalam air, sehingga energi yang dilepaskan lebih kecil

dibanding yang digunakan untuk memisahkan molekul-molekul air. Energi yang terlibat

tidak cukup banyak sehingga halogenalkana hanya sedikit larut dalam air.

9

b. Kelarutan dalam pelarut-pelarut organik

Alkil halida cenderung larut dalam pelarut organik karena gaya tarik antar-

molekul yang baru terbentuk memiliki kekuatan yang sama dengan kekuatan ikatan

yang diputus dalam alkil halida dan pelarut.

Ada beberapa faktor – faktor yang mempengaruhi kereaktifan alkil

halida,yaitu :

1) Pentingnya kekuatan ikatan

Pola kekuatan dari keempat ikatan karbon-halogen ditunjukkan pada gambar berikut:

Perlu diperhatikan bahwa kekuatan ikatan semakin berkurang ketika kita

berpindah dari C-F ke C-I, dan juga perhatikan bahwa ikatan C-F jauh lebih kuat

dibanding lainnya. Agar zat lain bisa bereaksi dengan alkil halida , maka ikatan karbon -

halogen harus diputus. Karena pemutusan semakin mudah dilakukan semakin ke bawah

(mulai dari fluoride sampai iodin), maka senyawa-senyawa semakin ke bawah golongan

halogen akan semakin reaktif.

2) Pengaruh polaritas ikatan

Dari keempat halogen, fluorin merupakan unsur yang paling elektronegatif dan

iodin yang paling tidak elektronegatif. Ini berarti bahwa pasangan elektron dalam ikatan

karbon-fluorin akan tergeser ke ujung halogen.

10

Perhatikan metil halida sebagai contoh-contoh sederhana berikut ini:

Keelektronegatifan karbon dan iodin sama sehingga tidak akan ada pemisahan

muatan pada ikatan (pasangan elektron berada pada posisi netral).Yang mengendalikan

suatu kereaktifan adalah kekuatan ikatan yang harus diputus, sementara cukup sulit

untuk memutus sebuah ikatan karbon-fluorin, tapi cukup mudah untuk memutus ikatan

karbon-iodin

Alkil halida paling banyak ditemui sebagai zat antara dalam sintesis. Mereka

dengan mudah diubah ke dalam berbagai jenis senyawa lain, dan dapat diperoleh melalui

banyak cara. Reaksi alkil halida yang banyak itu dapat dikelompokkan dalam dua kelompok,

yaitu reaksi substitusi dan reaksi eliminasi. Dalam reaksi substitusi, halogen (X) diganti

dengan beberapa gugus lain (z).

Sedangkan reaksi eliminasi melibatkan pelepasan HX, dan hasilnya adalah suatu

alkena. Banyak sekali modifikasi terhadap reaksi ini, tergantung pada pereaksi yang

digunakan.

1. Reaksi Substitusi

Suatu nukleofil (Z) menyerang alkil halida pada atom karbon hibrida-sp3 yang

mengikat halogen (X), menyebabkan terusirnya halogen oleh nukleofil. Halogen yang

11

terusir disebut gugus pergi. Nukleofil harus mengandung pasangan elektron yang tadinya

sebagai elektron ikatan. Ada dua persamaan umum yang dapat dituliskan:

Contoh masing-masing reaksi adalah:

Pada dasarnya terdapat dua mekanisme reaksi substitusi nukleofilik. Mereka

dilambangkan dengan SN2 adanya SN1. Bagian SN menunjukkan substitusi nukleofilik,

sedangkan arti 1 dan 2 akan dijelaskan kemudian.

a) Mekanisme SN2

Mekanisme SN2 adalah proses satu tahap yang dapat digambarkan sebagai

berikut:

Nukleofil menyerang dari belakang ikatan C—X. Pada keadaan transisi,

nukleofil dan gugus pergi berasosiasi dengan karbon di mana substitusi akan terjadi.

Pada saat gugus pergi terlepas dengan membawa pasangan elektron, nukleofil

memberikan pasangan elektronnya untuk dijadikan pasangan elektron dengan karbon.

Notasi 2 menyatakan bahwa reaksi adalah bimolekuler, yaitu nukleofil dan

substrat terlibat dalam langkah penentu kecepatan reaksi dalam mekanisme reaksi.

o Adapun ciri reaksi SN2 adalah:

12

1) Karena nukleofil dan substrat terlibat dalam langkah penentu kecepatan reaksi,

maka kecepatan reaki tergantung pada konsentrasi kedua spesies tersebut.

2) Reaksi terjadi dengan pembalikan (inversi) konfigurasi. Misalnya jika kita

mereaksikan (R)-2-bromobutana dengan natrium hidrosida, akan diperoleh (S)-

2-butanol.

Ion hidroksida menyerang dari belakang ikatan C—Br. Pada saat substitusi

terjadi, ketiga gugus yang terikat pada karbon sp3 kiral itu seolah-olah terdorong

oleh suatu bidang datar sehingga membalik. Karena dalam molekul ini OH

mempunyai perioritas yang sama dengan Br, tentu hasilnya adalah (S)-2-butanol.

Jadi reaksi SN2 memberikan hasil inversi.

3) Jika substrat R-L bereaksi melalui mekanisme SN2 reaksi terjadi lebih cepat

apabila R merupakan gugus metil atau primer, dan lambat jika R adalah gugus

tersier. Gugus R sekunder mempunyai kecepatan pertengahan. Alasan untuk

urutan ini adalah adanya efek rintangan sterik. Rintangan sterik gugus R

meningkat dari metil < primer < sekunder < tersier. Jadi kecendrungan reaksi

SN2 terjadi pada alkil halida adalah: metil > primer > sekunder >> tersier.

b) Mekanisme SN1

Mekanisme SN1 adalah proses dua tahap. Pada tahap pertama, ikatan antara

karbon dengan gugus pergi putus.

Gugus pergi terlepas dengan membawa pasangan elektron, dan terbentuklah ion

karbonium. Pada tahap kedua (tahap cepat), ion karbonium bergabung dengan nukleofil

membentuk produk.

13

Pada mekanisme SN1 substitusi terjadi dalam dua tahap. Notasi 1 digunakan

sebab pada tahap lambat hanya satu dari dua pereaksi yang terlibat, yaitu substrat.

Tahap ini sama sekali tidak melibatkan nukleofil.

o Adapun ciri-ciri suatu reaksi yang berjalan melalui mekanisme SN1:

1. Kecepatan reaksinya tidak tergantung pada konsentrasi nukleofil. Tahap

penentu kecepatan reaksi adalah tahap pertama di mana nukleofil tidak terlibat.

2. Jika karbon pembawa gugus pergi adalah bersifat kiral, reaksi menyebabkan

hilangnya aktivitas optik karena terjadi rasemik. Pada ion karbonium, hanya ada

tiga gugus yang terikat pada karbon positif. Karena itu, karbon positif mempunyai

hibridisasi sp2 dan berbentuk planar. Jadi nukleofil mempunyai dua arah

penyerangan, yaitu dari depan dan dari belakang. Dan kesempatan ini masing-

masing mempunyai peluang 50 %. Jadi hasilnya adalah rasemik. Misalnya, reaksi

(S)-3-metilheksana dengan air menghasilkan alkohol rasemik.

Spesies antaranya (intermediate spesies) adalah ion karbonium dengan

geometric planar sehingga air mempunyai peluang menyerang dari dua sisi (depan dan

belakang) dengan peluang yang sama menghasilkan adalah campuran rasemik.

Reaksi substrat R-X yang melalui mekanisme SN1 akan berlangsung cepat jika

R merupakan struktur tersier, dan lambat jika R adalah struktur primer. Hal ini sesuai

dengan urutan kestabilan ion karbonium, 3º> 2º>> 1º.

14

Sehingga dengan megetahui mekanisme dari reaksi subsitusi, maka dapat

dibangdingkan antara SN1 dengan SN2 dengan membandingkan keadaan-keadaan,

seperti keadaan pelarut dan struktur nukleofil.

Akan tetapi, perlu diperhatikan bahwa halida primer selalu bereaksi melalui

mekanisme SN2, sedangkan halida tersier melalui mekanisme SN1. Pada halida

sekunder, terdapat dua kemungkinan.

Tabel Perbandingan reaksi SN2 dengan SN1

Perbandingan SN2 SN1

Struktur halida

Primer atau CH3

Sekunder

Tersier

Stereokimia

Nukleofil

Pelarut

Terjadi

kadang-kadang

tidak

pembalikan

kecepatan reaksi tergantung

pada konsentrasi nukleofil,

mekanisme memilih nukleofil

anion

kecepatan reaksi sedikit

dipengaruhi kepolaran pelarut

tidak

kadang-kadang

terjadi

raseminasi

kecepatan reaksi tidak

bergantung pada konsen-trasi

nukleofil, mekanisme memilih

nukleofil netral

kecepatan reaksi sangat

dipengaruhi kepolaran pelarut

Pada tahap pertama dalam mekanisme SN1 adalah tahap pembentukan ion,

sehingga mekanisme ini dapat berlangsung lebih baik dalam pelarut polar. Jadi halida

sekunder yang dapat bereaksi melalui kedua mekanisme tersebut, kita dapat mengubah

mekanismenya dengan menyesuaikan kepolaran pelarutnya. Misalnya, mekanisme reaksi

halida sekunder dengan air (membentuk alkohol) dapat diubah dari SN2 menjadi SN1 dengan

mengubah pelarutnya dari 95 % aseton –5% air (relatif tidak-polar) menjadi 50 % aseton –

50% air (lebih polar, dan pelarut peng-ion yang lebih baik).

Kekuatan nukleofil juga dapat mengubah mekanisme reaksi yang dilalui oleh

reaksi oleh reaksi SN. Jika nukleofilnya kuat maka mekanisme SN2 yang terjadi. Berikut ini

ada beberapa petunjuk yang digunakan untuk mengetahui apakah suatu nukleofil adalah kuat

atau lemah:

15

1. Ion nukleofil bersifat nukleofil. Anion adalah pemberi elektron yang lebih baik dari

pada molekul netralnya. Jadi

2. Unsur yang berada pada periode bawah dalam tabel periodik cenderung merupakan

nukleofil yang lebih kuat dari pada unsur yang berada dalam periode di atasnya yang

segolongan. Jadi

3. Pada periode yang sama, unsur yang lebih elektronegatif cenderung merupakan

nukleofil lebih lemah (karena ia lebih kuat memegang elektron) . Jadi

Karena C dan N berada dalam periode yang sama, tidak mengherankan jika pada ion :

C=N: yang bereaksi adalah karbon, karena sifat nukleofilnya lebih kuat.

2. Reaksi Eliminasi

Bila suatu alkil halide diolah dengan sautu basa kuat, maka dapt terjafi reaksi

eliminasi. Dalam reaksi ini sebuah molekul kehilangan atom – atom atau ion – ion dari

dalam strukturnya. Dan produk suatu reaksi eliminasi suatu alkil halide adalah suatu

alkena. Dalam tipe reaksi eliminasi ini, unsur H dan X keluar dari dalam alkil halide,

oleh karena itu reaksi ini di sebut juga reaksi dehidrohalogenasi.

Jika alkil halida mempunyai atom hidrogennya pada atom karbon yang

bersebelahan dengan karbon pembawa halogen akan bereaksi dengan nukleofil, maka

terdapat dua kemungkinan reaksi yang bersaing, yaitu substitusi dan eliminasi.

16

Pada reaksi substitusi, nukleofil menggantikan halogen (lihat pers. 5.5).

Sementara pada reaksi eliminasi (pers. 5.6), halogen X dan hidrogen dari atom karbon yang

bersebelahan dieliminasi dan ikatan baru yang terbentuk di antara karbon-karbon yang pada

mulanya membawa X dan H. Proses eliminasi adalah cara umum yang digunakan dalam

pembuatan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan rangkap.

Seringkali reaksi substitusi dan eliminasi terjadi secara bersamaan pada

pasangan pereaksi nukleofil dan substrat yang sama. Reaksi mana yang dominan,

bergantung pada kekuatan nukleofil, struktur substrat, dan kondisi reaksi. Seperti halnya

dengan reaksi substitusi,reaksi eliminasi juga mempunyai dua mekanisme, yaitu mekanisme

E2 dan E1.

a). Mekanisme E2

Reaksi E2 adalah proses satu tahap. Nukleofil bertindak sebagai basa dan

mengambil proton (hidrogen) dari atom karbon yang bersebelahan dengan karbon

pembawa gugus pergi. Pada waktu yang bersamaan, gugus pergi terlepas dan ikatan

rangkap dua terbentuk.

Konfigurasi yang terbaik untuk reaksi E2 adalah konfigurasi dimana hidrogen

yang akan tereliminasi dalam posisi anti dengan gugus pergi. Alasannya ialah bahwa

pada posisi tersebut orbital ikatan C – H dan C – X tersusun sempurna yang

memudahkan pertumpangtindihan orbital dalam pembentukan ikatan baru. Reaksi E2

alkil halide cenderung dominan bila digunakan basa kuat seperti -OH, -OR, dan

temperature tinggi.

b). Mekanisme E1

Mekanisme E1 mempunyai tahap awal yang sama dengan mekanisme SN1.

Tahap lambat atau penentuan ialah tahap ionisasi dari substrat yang menentukan laju

( lambat) menghasilkan ion karbonium atau karbokation. Suatu karbokation adalah zat

antara yang takstabil dan berenergi tinggi,yang dengan segera bereaksi lebih lanjut.

17

Salah satu cara krbokation mencapai produk yang stabil adalan bereaksi dengan sebuah

nukleofil.

Akan tetapi, terdapat dua kemungkinan reaksi untuk ion karbonium. Ion

biasanya bergabung dengan nukleofil (proses SN1) atau atom karbon bersebelahan

dengan ion karbonium melepaskan protonnya, sebagaimana ditunjukkan dengan panah

lengkung, dan membentuk alkena (proses E1).

Oleh karena suatu reaksi E1 seperti SN1, yang berlangsung lewat karbokation,

aka tak mengherankan bahwa alkil halida tersier bereaksi lebih cepat dari pada alkil

halida lainnya.

o Persaingan Substitusi Dan Eliminasi

Ditinjau reaksi antara alkil halida dengan kalium hidrosikda yang dilarutkan

dalam metil alkohol. Nukleofilnya adalah ion hidroksida, OH, yaitu nukleofil kuat dan

sekaligus adalah basa kuat. Pelarut alkohol kurang polar jika dibandingkan dengan air.

Keadaan-keadaan ini menguntungkan proses-proses SN2 dan E2 jika dibandingkan

dengan SN1 dan E1.

Misalnya, gugus alkil pada alkil halida adalah primer, yaitu 1-bromobutana.

Kedua proses dapat terjadi:

18

Hasilnya adalah campuran 1-butanol dan 1-butena. Reaksi SN1 cenderung

terjadi jika digunakan pelarut yang lebih polar (air), konsentrasi basa yang sedang dan

suhu sedang. Reaksi E2, cenderung terjadi jika digunakan pelarut yang kurang polar,

konsentrasi basa yang tinggi, dan suhu tinggi.

Seandainya alkil halida tersebut digantikan alkil halida primer menjadi tersier,

reaksi substitusi akan terhambat (karena urutan reaktivitas untuk reaktivitas SN2 adalah

1º>2º >> 3º). Tetapi, reaksi eliminasi akan cenderung terjadi karena hasilnya adalah

alkena yang lebih tersubstitusi. Pada kenyataannya, dengan t-butil bromida, hanya

proses E2 yang terjadi.

19

Oleh karena itu , halida tersier bereaksi dengan basa kuat dalam pelarut

nonpolar memberikan eliminasi (E2), bukan substitusi. Tetapi, basa lemah dan nukleofil

lemah, dan dalam pelarut polar, halida tersier memberikan hasil utama substitusi (SN1),

dan sedikit eliminasi (E1) juga terjadi. Halida primer bereaksi hanya melalui

mekanisme-mekanisme SN2 dan E2, karena mereka tidak terionisasi menjadi ion

karbonium. Halida sekunder menempati kedudukan pertengahan, dan mekanisme yang

terjadi sangat dipengaruhi oleh keadaan reaksi. Halida-halida sekunder dapat bereaksi

melalui mekanisme SN1 dan SN2 secara serentak.

Dengan demikian, terdapat beberapa faktor – faktor yang mempengaruhi

reaksi substitusi sama halnya dengan reaksi eliminasi, antara lain :

a) Struktur alkil halida

Reaktifitas alkil halida dalam reaksi substitusi dapat mempengaruhi

mekanisme reaksi. Reaksi substitusi SN, laju alkil halide. Jadi alkil halida yang dapat

melakukan reaksi SN1, adalah alkil halida tersier dan sekunder. Alkil halida primer

dapat melakukan reaksi SN2, dalam bentuk alilik dan benzilik.

(R3)3C-X > (R2)CH-X > RCH2-X > CH3-X

Reaksi substitusi SN2 laju reaksi alkil halida  1°>2°>3°. Jadi alkil halida

primer lebih cenderung pada reaksi SN2, laju reaksi CH3Cl > CH3-CH2Cl.

b) Leaving Group X-

Dalam reaksi substitusi senyawa alkil halida, ion halida X- merupakan gugus

lepas / pergi (leaving group) yang baik, karena ion halida merupakan basa yang sangat

lemah. Dalam reaksi substitusi ion halida X-, ion halida I- merupakan ion yang mudah

disubstitusikan kemudian diikuti dengan ion Br-, Cl- dan yang terakhir F-. Jadi

keaktifan alkil halida RI > RBr >RCl > RF. Dengan kata lain ion F- merupakan basa

yang paling kuat diantara ion halida. Hal ini disebabkan energi ikatan C – F > C – Cl >

C – Br > C – I, dengan kata lain semakin kecil energi ikatan C –X semakin mudah ion

halida tersebut dilepas.

Jika leaving group merupakan gugus lepas yang kurang baik pada umumnya

menggunakan katalis, misalnya alkohol, dimana gugus hidroksi OH merupakan gugus

20

lepas yang jelek karena OH- merupakan basa yang sangat kuat yang dapat bereaksi

dengan produk reaksi. Gugus hidroksi OH dapat menjadi gugus lepas yang baik, terlebih

dahulu direaksikan dengan asam sehingga gugus OH- menjadi R – OH2+ dan air

menjadi gugus lepas yang baik.

c) Nukleofilik atau Basa

Pada suasana yang sesuai semua basa dapat berfungsi sebagai nukleofil,

sebaliknya semua nukleofil dapat bertindak sebagai basa. Dalam reaksi kimia,

nukleofil / basa (pereaksi / reaktan) bereaksi dengan menyumbangkan sepasang elektron

untuk membentuk ikatan sigma yang baru.

Nukleofil dengan lambang Nu- bereaksi dengan alkil halida dalam reaksi

substitusi. Nukleofil dapat berupa ion atau molekul. Nukleofil dapat bereaksi dengan

pusat positif suatu molekul. Naiknya reaktifitas nukleofil dalam reaksi substitusi  atau

reaksi eliminasi dengan alkil halida.

Nu : H2O < ROH < Cl > Br-> OH- < OR- < CH-

Sehingga kekuatan nukleofil OH- lebih kuat / baik daripada H2O.

Sejumlah besar senyawa – senyawa kimia dapat di buat dar alkil halida dan

senyawa – senyawa halogen lainnya dengan melalui rekasi SN2. Dari reaksi RX dengan

alkoksida (RO-) atau fenksida (ArO-) akan menghasilkan eter. Seperti amoniak bereaksi

dengan alkil halida melalui jalur SN2 akan menjadi amina. Proses reaksinya adalah :

Selanjutnya pada pembuatan senyawa nitril yang melalui jalur SN2

merupakan suatu reaksi yang sangat bermanfaat dimana reaksi antara alkil halida dengan

suatu anion karbon. Maka reaksi ini memerlukan suatu karbanion yang stabil, dan yang

memenuhi adalah sianida.

21

Reaksi ini menyatakan suatu cara mudah untuk memperpanjang suatu rantai

dengan satu ato, karbon. Reaksi ini memberikan hasil yang baik untuk hampir semua

halida primer dan sekunder, tetapi halida tersier tidak.

Suatu alkena dapat dibuat dengan memanaskan suatu alkil halida sekunder

atau tersier dengan suatu basa kuat seperti kalium hidroksida atau garam alkali

(dari )suatu akohol dalam alcohol sebagai pelarut. Umumnya dihasilkan trans-alkena

yang tersubstitusikan lebih tinggi. Kadang – kadang alkena yang kurang tersubstitusi

dapat dibuat bila digunakan suatu basa yang besar meruah ( bulky) seperti K+

OC(CH3)3 .

Oleh karena itu, matari rekasi – rekai alkil halida ini tidak dipraktikumkan

karena beberapa senyawa alkil halide bersifat racun (toxin) dan mungkin saja di

sebabkan oleh bahan – bahan untuk praktikum tersebut sulit untuk di buat atau tidak

tersedia dalam laboratorium.

22

BAB III

PENUTUP

1. Kesimpulan

Berdasarkan tujuan,manfaat dan pembahasan maka dapat di simpulkan bahwa :

a. Alkil halida adalah turunan hidrokarbon di mana satu atau lebih hidrogennya diganti

dengan halogen. Tiap-tiap hidrogen dalam hidrokarbon potensil digantikan dengan

halogen, bahkan ada senyawa hidrokarbon yang semua hidrogennya dapat diganti.

b. Alkil halida terdiri dari beberapa kelompok yang berbeda tergantung pada

bagaimana posisi atom halogen dalam rantai atom karbon yaitu alkil halida

primer,alkil halida sekunder, dan alkil halida tersier.

c. Reaksi alkil halida dapat dikelompokkan dalam dua kelompok, yaitu reaksi

substitusi dan reaksi eliminasi.

d. Reaksi substitusi berarti halogen (X) diganti dengan beberapa gugus lain (z) dan

terbagi menjadi 2 jalur yaitu reaksi SN1 dan reaksi SN2.

e. reaksi eliminasi adalah reaksi yang melibatkan pelepasan HX, dan hasilnya adalah

suatu alkena. Dalam reaksi eliminasi terbagi menjadi 2 jaur yaitu E1 dan E2.

f. Faktor- faktor yang mempengaruhi reaksi – reaksi substitusi dan eliminasi yaitu

struktur alkil halida, leaving Group X-,dan nukleofilik atau basa.

g. Senyawa – senyawa kimia dapat di buat dari alkil halida dan senyawa – senyawa

halogen lainnya dengan melalui rekasi SN2 seperti amoniak,nitrit dan bahkan

alkena.

2. Saran

23

DAFTAR PUSTAKA

Fessenden, R.J. 1986. Kimia Organik Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.

Hart, Hanorld. 2003. Kimia Organik Edisi Kesebelas. Jakarta : Erlangga

Pudjadmako, A.H.1996. Kimia Dasar Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.

24