substitusi elektrofilik.ppt
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
1/49
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
2/49
Suatu reaksi terjadi karena satu molekul ataulebih
Memiliki energi yang cukup (energi aktivasi)untuk
memutuskan Ikatan.
Suatu ikatan kovalen bisa diputus dengan 2cara :
Pemutusan heterolitik : suatu pemutusan yangmenghasilkan ion-ion. Contoh :A : B A+ + :B - atau
A : B :A- + B +
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
3/49
Pemutusan homolitik : suatu pemutusan
yang menghasilkan radikal bebas.Contoh:A : B A. + B.
P!"#SI
2 hal yang diperhatikan pada suatu reaksi : Apa yang terjadi pada gugus fungsional Sifat pereaksi yang menyerang
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
4/49
!"#$S P"%"A&S$' (A$)* :
a. Pereaksi elektro$l : pereaksi yangbermuatan positif' asam e,is dansebagai oksidator penerima elektron.Contoh : /20' /#0 1 /2S0
b. Pereaksi nukleo$l : pereaksi yangbermuatan negatif' basa e,is danreduktor melepaskan elektron. Contoh :/20' #/
3. Pereaksi radikal bebas : pereaksi ygmemiliki satu elektron tak berpasangan.Contoh : Cl . dan Br .
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
5/49
Struktur Benzen
• heksagonal planar, sudut 120º• panjang ikatan C-C = 140 pm• hibridisasi sp2
Seluruh elektron
dalam orbital bonding
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
6/49
Ikatan rangkap pada benzen tidak bereaksi seperti pada alkena:
Br 2
Br
Br
Br
Br Br
Br
no rea!tion"
#
#
butBr 2
$eBr %
Br
Stabilitas Benzen
Tidak bereaksi
Tetapi
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
7/49
Benzen lebih stabil dibanding “sikloheksatriena”:
-2&'( k!al
-2('&
) -2*'0
-4+'&
) %0 kkal lebih stabil
dibanding
sikloheksatriena
= stabilisasi aromatik
Stabilitas Benzen
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
8/49
!"#$S %"A&S$ 4A# P"%"A&S$ 4AA5
&$5$A 0%6A#$&
". !eaksi Substitusi
7. Substitusi #ukleo8l : reaksi penggantian suatu
gugus dengan gugus lain' dimana guguspengganti merupakan pereaksi nukleo8l.
Contoh : %9 + /20 %-0/ + /9
9 : unsur halogen.
2. Substitusi elektro8l : gugus pengganti
merupakan pereaksi elektro8l.
Contoh : / Ar + "+ - (- " Ar + /(
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
9/49
. Substitusi radikal bebas gugus pengganti berupapereaksi radikal bebas.
Contoh : %-/ + Cl. %Cl + /.
%. !eaksi "disi
7. Adisi #ukleo8l : reaksi penambahan suatu gugus kesuatu ikatan rangkap dan hasilkan ikatan tunggal'dimanagugus yang menyerang berupa pereaksi nukleo8l.
0 0
Contoh : %- C-/ + /20 /-C-/ + /20
0/
/ - C /
0/
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
10/49
2. Adisi "lektro8l gugus penyerang berupapereaksi elektro8l.
Contoh :AB + C ; C A C C B
/ / + C/2 ; C/2 C/ C/
. Adisi %adikal Bebas gugus penyerangmerupakan radikal bebas.
Contoh :
C/ + Cl . . C/ + /Cl
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
11/49
&. !eaksi liminasi : reaksi penggantian ikatan'dari
ikatan tunggal menjadi rangkap.Contoh :
9 C C ( C ; C + 9 (
/ 0/ 7
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
12/49
. !eaksi steri$kasi reaksi substitusiantara gugus - 0/ dari asam karboksilat
dengan gugus- 0 C/2 C/ dari etanol.
Contoh : 0
C/ C/2 C 0/ + / 0 C/2 C/
0
C/ C/2 C 0 C/2 C/
+ H2O
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
13/49
Pengertian : reaksi pengeluaran dua buah gugus dari
ikatan tunggal membentuk ikatan rangkap.
Contoh : dehidrasi alkohol
/ 0/ /2S0 C/
C/2 C C/ C/2 ; C + /20
C/ >==C C/
/ 0/ /2S0
C/2 C/ C/ C/2 ; C/ C/ + /20
7===C
/ 0/ /2S0
C/2 C/2 C/2 ; C/2 + /20
7
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
14/49
Subtitusi
"lektro8likPada Ben?en
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
15/49
Subtitusi elektro8lik: mengganti hidrogen pada 3in3inben?en
Sigma kompleks Benzen telah
tersubtitusi
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
16/49
Tahap 1 : Serangan + membentuk sigma kompleks
Tahap 2 : lepasn!a proton pada sigma kompleks membentuk produk subtitusi
Sigma kompleks "ion arenium#
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
17/49
Pengertian :%eaksi suatu senya,a dengan halogen khlorinasi1Brominasi
". alogenasi Pada "#"*"
Cl didapat / Cahaya /
/ C / + Cl Cl / C Cl + / Cl / panas / / lepas &hlor metana
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
18/49
angkah /alogenasi :
+. alogen terbelah menjadi dua partikel netral @ radikal
bebas atau radikal.
Suatu radikal adalah sebuah atom atau kumpulan atom yang
mengandung satu atau lebih elektron yang tidak memiliki
pasangan. . . . . . . . .
: Cl : Cl : : Cl . + . Cl :
. . . . . . . .
5olekul khlor radikal khlor elektr. )ak
berpasangan
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
19/49
. .
Cl2 + D &kal1mol 2 : Cl .
. . partikel reaktif energi
tinggi
2. angkah penggandaan
Langkah 1 H . . H . .
H $ % $ H + . %l : + 1 &kal'mol H $ % . + H : %l : H . . H . .
Metana radikal khlor radikal metil
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
20/49
( )angkah 2
H . . . . H . . . .
H $ % . + : %l : %l : H $ % $ %l : + . %l :
H . . . . H . . . .
*adikal metil &hlor &hlor metan radikal khlor
"metil khlorida#
as pendingin
*adikal khlor !g baru akan bergabung dengan metana lain
siklus penggandaan terus ber,alan “reaksi
Berantai radikal bebas”
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
21/49
!eaksi !antai !adikal %ebas
. . . .: Cl . + C/ . C/ + / : Cl :
. . . . . .
. C/ + Cl2 C/Cl + : Cl .
. .
%eaksi rantai akan berlangsung terus sampaisemua
reaktan terpakai atau sampai radikal dimusnahkan
. angkah akhir
Bagaimana memusnahkan radikalECara : menggabungkan dua buah radikalnon radikal disebut : reaksi penggabungan3oupling rea3tion
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
22/49
Coupling Reaction
H H H H H H
H $ % . + . % $ H H $ % : % $ H H $ % -- % $ H
H H H H H H
.ua radikal metil tana
/ermasalahan : “ Reaksi Campuran”
&etika khlorinasi metana berlangsung menurunkan&onsentrasi metana0 tetapi meningkatkan konsentrasi
khlormetan tumbukan antara radikal khlor dengan
.g khlormetan0 bukan dengan metana
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
23/49
*eaksi :
H . . H . .
%l $ % : H + . %l : %l $ % . + H : %l :
H . . H . .
&hlormetan *adikal
&hlormetil
H . . . . H . .
%l $ % . + : %l : %l : %l $ % $ %l + . %l :
H . . . . H . .
.ikhlorometana
"pelarut lemak#
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
24/49
!eaksi #hlorinasi dari radikal bebas metanyang
menghasilkan hasil campuran
C/ + Cl2 C/Cl ' C/2Cl2 ' C/Cl ' CCldan /asil gabungan senya,a-senya,a hasil.
C/Cl : &hloroform senya,a bera3un'
pernah sebagai anastetik
CCl
: pelarut' reagen bera3un
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
25/49
B. Halogenasi Pada en!a"a #romatik
( *eaksi benzen dengan Brom "Br 2# atau &hlor "%l2#
Halobenzena
Bromobenzena
til benzena 1 $ bromo- metil benzena
&atalisator : Besi "e- III# Halida 'e Br 3
- %H2 $ %H3 + Br 2 - %H $ %H3 + HBr
Br 4aha!a
+ Br 2 - Br + HBr Benzena
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
26/49
5embutuhkan "+ yang lebih kuat dibandingkan Br2. 6unakan katalis asam le,is kuat' FeBr.
+ $eBr %Br Br $eBr %Br Br δ+ δ− δ−
.
C.
Br .
C.
Br .
C.
Br .
σ-!omple/ 0ith the positie !harge, distributed onl bet0een ortho- and para-positions
Br -Br
Br Br -.
3ddition Substitution aromati!it is restored5
6ro!eeds through a π-!omple/
$eBr %
Br 2
Br
Mekanisme reaksi
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
27/49
56
Brominasi benzen
&eadaan
transisi
Intermediet /roduk
/ereaksi
&oordinat reaksi
n e
r g i
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
28/49
&lorinasi serupa dengan brominasi. &atalis yang digunakan AlCl.
$odinasi membutuhkan agen pengoksidasi asam' seperti asamnitat' yang akan mengoksidasi iodin menjadi ion $+.
.
.78% 921:2 9
782 .28
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
29/49
Formation of the Chloronium $on CompleGFormation of the Chloronium $on CompleG
Cl Cl #l Cl
Cl
Cl
Cl Cl #l Cl
Cl
Cl
#l Cl
Cl
Cl
ClCl
:: :
:
:
:
:
: :
:
:
:
:
:: :
:
: :
:
.. ..
.. ..
..
..
..
.. δ
.. ..
..
..
..
..
..
..
..
..
......
+ -
δ
Al
Cl
Cl
Cl
3hloronium
ion 3ompleG
sp2
..
..
..
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
30/49
Chlorination of Ben?eneChlorination of Ben?ene
H
Cl
Cl
Cl
#lCl$
#lCl$
+ -
-
+ /AlCl
/Cl + AlCl
3hloroniumion 3ompleG
H I +ben?enium
ion
Cl2 + AlCl
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
31/49
*ntuk membentuk elektro8l ion #02+digunakan /2S0 dengan /#0.
. 8 7
8
8. 8 S 8 .
8
8 .S84
;
. 8 7
8.
8
. 8 7
8.
8
.28 7
8
8
%lektro&il
+
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
32/49
7itrasi Benzen
Mekanisme
+ .2S84.
C.
82 7 .
C.
82 7 .
C.
82 7 .
6ro!eeds through a π-!omple/
.78% 782
+ .28.S84-+
7itronium-!ation
82 7
-.
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
33/49
Formation of #itronium $onFormation of #itronium $on
' (
'
'
H ' (
'
'
H
H
'H
H
(
'
'
..
..
.. ..
..
..
..
....
..
/2S0
: :
: :
: :
:
:
:
++
- -
++
'
(
'
nitronium ion
+
..
..
:
:
Po,erful"le3trophile
%ea3ts ,ith ben?ene.
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
34/49
'
(
'
H
( '
'
(
'
'
H
'H
+ +
:
:
:
:
:
:
::
..
..
....
..
..
..
..
-
-
+
+
#itration of Ben?ene#itration of Ben?ene
/#0
/2S0
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
35/49
6unakan S0 dan asam sulfat berasap untuk menghasilkan ion /S0+
Mekanisme
+ .2S84.
C.
.8%S .
C.
.8%S .
C.
.8%S .
6ro!eeds through a π-!omple/
S8% .S8%
+ .S84-
.8%S
-.
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
36/49
'
'
'
+-
'
'
'
H+
H)
'$
Fuming Sulfuri3 A3idFuming Sulfuri3 A3id/2S0 S0
.
sulfurtrioGide
:
..
..
..
..
..
..
..
..
:
:
:
:
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
37/49
Sulfonation of Ben?eneSulfonation of Ben?ene
'
'
'H
H
'H
'
'
'
'H'
H'$
+
-
/2S0 S0.
+ /2S0
can bereversed
in boiling ,ateror steam (acidic)
/0+
∆
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
38/49
'
'
'
HH
'
'
'
'
'H
'
'
'
'
'
H
H
H ' H
H
H)
'$
'H)
%"50JA 0F )/" S*F0#A)" 6%0*P%"50JA 0F )/" S*F0#A)" 6%0*P
eG3ess /20heat or steam
+-
--+
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
39/49
Sintesis alkil ben?en menggunakan alkil halida dan asam le,is' biasanya
AlCl.
%eaksi alkil halida dengan asam le,is akan menghasilkan karbokation
yang berperan sebagai elektro8l.
Sumber karbokation lain : alkena + /F atau alkohol+ BF.
%lektro&il :
C.% C. C.%
Cl
3lCl%C.% C
.%C .
Cl 3lCl%
;
.2C C. C.%.$
.%C C. C.%
$
;
.%C C. C.%
8.B$%
.%C C. C.%
8.B$%
.%C C. C.%
.8B$%
;
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
40/49
C
C.%
C.%
.
.
.
C.C.%52
.
.
C.C.%52
B
$
$
$
8.C.
C.%
C.%
.$
B$
8.$
+-
Mekanisme :
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
41/49
Alkilasi Friedel-Crafts memiliki beberapa keterbatasan
diantaranya adalah : &arbokation yang terbentuk mengalami penaatan ulang.
Produk alkil ben?ena lebih reaktif dibandingkan ben?en
sehingga dapat menyebabkan terjadinya polialkilasi.
Cl 3lCl%
i f C b i C lF ti f C b ti C l
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
42/49
CH*
Cl #l Cl
Cl
Cl
CH*
Cl #l Cl
Cl
Cl
#l Cl
Cl
Cl
ClCH*
: :
:
:
:
:
:
:
:
:
:
: :
:
: :
:
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
δ
+ -
δ
..
..
3arbo3ation
Formation of a Carbo3ation CompleGFormation of a Carbo3ation CompleG
ther aliphati3
l may be used
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
43/49
Friedel-Crafts AlkylationFriedel-Crafts Alkylation
H
CH*
CH*
CH*
#lCl$
#lCl$
+ -H I +
C/Cl + AlCl
+ /AlCl
/Cl + AlCl
-
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
44/49
%"A%%A#6"5"#)S A%" C0550# $#%"A%%A#6"5"#)S A%" C0550# $#
F%$"4"-C%AF)S A&(A)$0#F%$"4"-C%AF)S A&(A)$0#
CH*
CH)
CH)
Cl CH*CH)CH) Cl #lCl*
CH*
CHCH
*
Cl #lCl*
+-
+ -
#lCl*
3arbo3ation rearrangement
CH*
CH)
CH)
Cl
CH
CH*
CH*+
AlCl
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
45/49
Asil klorida digunakan untukmenggantikan alkil klorida. < C
8
Cl 3lCl% < C
8
3lCl%Cl ;
< C
8
3lCl%Cl ;
3lCl4
; < C 8 < C 8
C
8
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
46/49
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
47/49
*ntuk menghasilkan ben?aldehida digunakan reaksi yang lain. *ntuk menghasilkan formil klorida merupakan senya,a yang
tidak stabil gunakan 3ampuran dalam tekanan tinggi dari C0'/Cl' dan katalis.
C8 .Cl . C
8
Cl
3lCl%:CuCl
. C 8
3lCl4
;
C
8
.
C
8
.
.Cl
F ti f A l i C lF ti f A l i C l
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
48/49
C ClCH*
'
#l Cl
Cl
Cl
#l Cl
Cl
Cl
ClCCH*
'
#l Cl
Cl
Cl
ClC
'
CH*
: :
:
:
:
:
:
:
:
:
:
: :
:
: :
:
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
..
δ
+-
δ
..
..
a3ylium ion
Formation of an A3ylonium CompleGFormation of an A3ylonium CompleG
er a3id 3hlorides
Cl may be used
%earrangements 40 #0) o33ura3ylonium ion
F i d l C f A l iF i d l C ft A l ti
-
8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt
49/49
Friedel-Crafts A3ylationFriedel-Crafts A3ylation
H
C CH*
'
C
'
CH
*
C
'
CH*
#lCl$
#lCl$
+ -H I +
+ AlCl
+ /AlCl
/Cl + AlCl
CH*
C
'
Cl
-