Substitusi Elektrofilik.ppt

8/18/2019 Substitusi Elektrofilik.ppt

1/49


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 +


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


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 .


5/49

Struktur Benzen

• heksagonal planar, sudut 120º• panjang ikatan C-C = 140 pm• hibridisasi sp2

Seluruh elektron

dalam orbital bonding


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


7/49

Benzen lebih stabil dibanding “sikloheksatriena”:

-2&'( k!al

-2('&

) -2*'0

-4+'&

) %0 kkal lebih stabil

dibanding

sikloheksatriena

= stabilisasi aromatik

Stabilitas Benzen


8/49

!"#$S %"A&S$ 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 + /(


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/


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


11/49

&. !eaksi liminasi : reaksi penggantian ikatan'dari

ikatan tunggal menjadi rangkap.Contoh :

9 C C ( C ; C + 9 (

/ 0/ 7


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


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


14/49

Subtitusi

"lektro8likPada Ben?en


15/49

Subtitusi elektro8lik: mengganti hidrogen pada 3in3inben?en

Sigma kompleks Benzen telah

tersubtitusi


16/49

Tahap 1 : Serangan + membentuk sigma kompleks

Tahap 2 : lepasn!a proton pada sigma kompleks membentuk produk subtitusi

Sigma kompleks "ion arenium#


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


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


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


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”


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


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


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#


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


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


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


27/49

56

Brominasi benzen

&eadaan

transisi

Intermediet /roduk

/ereaksi

&oordinat reaksi

n e

r g i


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


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

..

..

..


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


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

+


32/49

7itrasi Benzen

Mekanisme

+ .2S84.

C.

82 7 .

C.

82 7 .

C.

82 7 .


.78% 782

+ .28.S84-+

7itronium-!ation

82 7

-.


33/49

Formation of #itronium $onFormation of #itronium $on

' (

'

'

H ' (

'

'

H

H

'H

H

(

'

'

..

..

.. ..

..

..

..

....

..

/2S0

: :

: :

: :

:

:

:

++

- -

++

'

(

'

nitronium ion

+

..

..

:

:

Po,erful"le3trophile

%ea3ts ,ith ben?ene.


34/49

'

(

'

H

( '

'

(

'

'

H

'H

+ +

:

:

:

:

:

:

::

..

..

....

..

..

..

..

-

-

+

+

#itration of Ben?ene#itration of Ben?ene

/#0

/2S0


35/49

6unakan S0 dan asam sulfat berasap untuk menghasilkan ion /S0+

Mekanisme

+ .2S84.

C.

.8%S .

C.

.8%S .

C.

.8%S .


S8% .S8%

+ .S84-

.8%S

-.


36/49

'

'

'

+-

'

'

'

H+

H)

'$

Fuming Sulfuri3 A3idFuming Sulfuri3 A3id/2S0 S0

.

sulfurtrioGide

:

..

..

..

..

..

..

..

..

:

:

:

:


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+

∆


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

+-

--+


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$%

;


40/49

C

C.%

C.%

.

.

.

C.C.%52

.

.

C.C.%52

B

$

$

$

8.C.

C.%

C.%

.$

B$

8.$

+-

Mekanisme :


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


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


43/49

Friedel-Crafts AlkylationFriedel-Crafts Alkylation

H

CH*

CH*

CH*

#lCl$

#lCl$

+ -H I +

C/Cl + AlCl

+ /AlCl

/Cl + AlCl

-


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


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


46/49


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


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


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

-

Documents

Substitusi Elektrofilik.ppt