Hand-out Kuliah KIMIA ORGANIK

Guntur Nurcahyanto, ST., M.Pd.



Fessenden, RJ And Fessenden JS.1997: Kimia
Organik Alih Bahasa AH Pujaatmaja Jilid
1,Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.
Sabirin, Matsjeh 1997 : Kimia Organik 1.
Yogyakarta : FMIPA- UGM
Solomon, 2000: Organic Chemstry 6th
Edition,New York:Wiley And Sons





Struktur Alkil Halida
Tatanama Alkil Halida
Sifat Fisik dan Kimia Alkil Halida
Reaksi-reaksi kimia Alkil Halida
Kegunaan Alkil Halida


Alkil halida adalah turunan hidrokarbon yang diperoleh
dengan jalan menggantikan satu atau lebih atom
hidrogen dengan satu atau lebih atom halida (halogen:
fluor, klor, brom, atau iod).
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, meskpiun lebih banyak terjadi dalam
organisme air laut daripada organisme air tawar. Halometana sederhana
seperti CHCl3, CCl4, CBr4, CH3I, dan CH3Cl adalah unsur pokok
alga Hawai Aspagopsi taxiformis. Bahkan ada senyawa alkil halida
yang diisolasi dari organisme laut yang memperlihatkan aktivitas
biologis yang menarik. 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 organik halida, R
menyimbolkan suatu gugus alkil dan X untuk
suatu halogen. Konfigurasi elektron dalam
keadaan dasar halogen adalah sebagai
berikut:



Suatu alkana tersubtitusi dengan halogen (RX) disebut suatu
haloalkana atau alkil halida.
Senyawa ini halogennya terikat pada karbon tetrahedral sp3
yang terhibridasi.
Atom halogen juga dapat terikat pada ikatan rangkap karbon
sp2 yang terhibridasi. Senyawa ini dinamakan Vinil halida,
yang bersal dari “vinil”, nama trivial untuk gugusan CH2=CH–
Contoh haloalkana (alkil halida)
Contoh Vinil Halida




Suatu aril halida adalah suatu senyawa halogen organik
aromatik yang halohgennya terikat pada cincin karbon
aromatik sp2 terhibridasi.
Contoh: Aril Halida
Alilik dan benzilik halida adalah senyawa dimana
halogennya terikat pada karbon sp3 yang terhibridasi
dan dekat dengan karbon sp2 yang terhibridasi. Nama
untuk golongan ini diambil dari nama gugus allil
(CH2=CHCH2-) dan gugus benzil (C6H5CH2-)
Contoh alilik dan benzilik halida:

Klasifikasi masing-masing senyawa di bawah
ini apakah suatu alkil halida, vinil halida, aril
halida, alilik halida, atau benzilik halida.


Terdapat dua penamaan, yaitu menurut
IUPAC dan Penamaan secara umum atau
trivial. Penamaan alkil halida menurut IUPAC
sebagai alkana dengan subtituen-halo:
hingga sebutan halogen sebagai subtituen
menjadi fluoro (-F), kloro (-Cl), bromo(-Br),
dan iodo(-I). Secara sistematik nama
haloalkana seperti 1-klorobutana atau 2bromobutana.
Penamaan umum seperti isopropil klorida.



Dalam memberi nama senyawa halogen,
pemberian nomor untuk rantai terpanjang
dimulai dari C nya paling dekat pada
substituent.
Nama senyawa merupakan kesimpulan dari
nomor tempat substituent, nama substituent
dan nama induk.
Bila terdapat lebih dari satu halogen dari
golongan yang sama akan dipakai awalan di-,
tri- dan seterusnya untuk gugus golongan
yang sama tersebut.

Beri nama senyawa-senyawa halogen organik di
bawah ini dengan sistem IUPAC:
Tuliskan rumus dari senyawa-senyawa berikut:
a)
1,1-dikloro-6-metilheptana
b) 1,2,3-triklorobenzena
c)
3-bromo-1-etilsiklopentena
d) 3-metilsikloheksil yodida



Alkil halida (RX) dapat diklasifikasikan oleh
jumlah atom karbon yang terikat pada atom
karbon yang mengandung halogen.
Sebuah metil halida (CH3X) tidak mengandung
atom karbon lain yang terikat pada karbon C-X.
Alkil halida primer (1o) mengandung sebuah
karbon yang terikat pada karbon C-X. Alkil halida
sekunder (2o) mengandung dua karbon yang
terikat karbon C-X. Alkil halida tersier (3o)
mengandung tiga atom karbon terikat karbon CX. Klasifikasi ini sama seperti pada karbokation.

Geminal dihalida (latin, geminus, twin,
kembar) memiliki dua atom halogen yang
terikat pada atom karbon yang sama. Vicinal
dihalida (latin, vicinus, tetangga) memiliki
dua atom halogen yang terikat pada dua
atom karbon yang berdekatan/bertetangga.

Klasifikasi masing-masing senyawa halogen
organik berikut ini sebgai primer, sekunder
atau tertier metil:


Dalam alkil halida, atom halogen dikat oleh atom
karbon yang memiliki orbital hibrida sp3. halogen
lebih elektronegatif bila dibandingkan dengan
karbon, dan ikatan C-X terpolarisasi dengan
muatan parsial positif pada karbon hingga dapat
berkelakuan sebagai elektrofilik dan muatan
parsial negatif pada halogen.
Gugus nukleofil dapat mengikat atom karbon
yang bersifat elktrofil, atau atom halogen dapat
lepas sebagai ion halida dengan membawa
sepasang elektron. Berkelakuan sebagai gugus
pergi, maka halogen dapat dieliminasi dari alkil
halida, atau halogen dapat diganti (disubtitusi)
dengan berbagai gugus fungsi.


Urutan kenaikan elektronegativitas halogen:
I < Br < Cl < F
Panjang ikatan karbon-halgen bertambah sesuai
makin besar ukuran atom halogen dengan urutan
C-F < C-Cl < C-Br < C-I
Terdapat dua efek yang saling berlawanan satu
terhadap lain, halogen yang besar yang memiliki
panjang ikatan panjang tetapi
elektronegativitasnya lemah. Urutan kenaikan
momen dipol ikatan:
C-I < C-Br < C-F < C-Cl
Momen dipol, μ: 1,29 D, 1,48 D, 1,51 D, 1,56 D
Momen dipol sukar diprediksi karena
tergantung pada sudut ikatan dan faktorfaktor lain seperti bentuk molekul. Sebagai
contoh momen dipol pada karbon tetraklor
mempunyai harga nol. Berikut dipol momen
metil halida
Di industri, alkil halida dibuat dengan metode
radikal bebas karena harga reagennya yang
murah, sedangkan pembuatan alkil halida
dari alkohol dapat menghasilkan produk
utama yang cukup besar.
Senyawa alkil halida sebagian besar dibuat
melalui reaksi-reaksi yang dijelaskan berikut
ini:
1. Reaksi alkohol dengan halida asam
Metode yang paling banyak dipakai untuk
membuat
alkil
halida
adalah
dengan
mereaksikan alkohol dan asam HCl, HBr, atau
HI.

Reaksi berlangsung dengan baik jika alkohol
tersier, alkohol sekunder, dan alkohol primer
bereaksi dengan lambat meskipun pada suhu
yang cukup tinggi.

Reaksi HX dengan alkohol tersier dapat berlangsung dengan
mengalirkan gas HX ke dalam larutan dingin alkohol/eter.
Reaksi sempurna hanya memerlukan waktu beberapa menit.


Pembuatan alkil halida melalui halogenasi alkana ini
merupakan metode yang kurang baik, karena produknya
merupakan campuran. Contohnya klorinasi metana, hasilnya
tidak berhenti sampai monoklorinasi, tetapi terus berlanjut ke
diklorometana,
triklorometana
bahkan
sampai
tetraklorometana.
Contoh lainya adalah klorinasi butana, menghasilkan dua
monoklorinasi dan juga dikloro, trikloro dan beberapa prodk
lain. Produk 1-klorobutana sebesar 30%, sedangkan 2klorobutana sebesar 70%.


Satu
contoh
lagi,
2-metilpropana
akan
menghasilkan 2-kloro-2-metilpropana dan 1kloro-2-metilpropana dengan perbandingan 35% :
65%.
Dari kedua contoh rekasi di atas, kita dapat
menghitung kecepatan rekasi klorinasi berbagai
jenis atom hidrogen yang ada di dalam molekul,
misalnya klorinasi butana. Butana mempunyai
enam hidrogen primer (-CH3) dan empat hidrogen
sekunder
(-CH2-).
Kenyataannya
butana
menghasilkan 1-klorobutana sebesar 30%, ini
berarti setiap atom hidrogen primer memberikan
kontribusisebesar 30%:6=5%.


Hal yang sama untuk 2-klorobutana diperoleh sebesar
70%,
berarti
setiap
atom
hidrogen
sekunder
memberikan kontribusi sebesar 70%:4=17,5%. Dengan
demikian, kecepatan reaksi hidrogen sekunder adalah
17,5/5=3,5 kali lebih cepat daripada atom hidrogen
primer. Perhitungan yang sama ini berlaku untuk
klorinasi 2-metilpropana, bahwa setiap atom hidrogen
dari sembilan atom hidrogen primer memberikan
kontribusi sebesar 65%:9 = 7,2%, dan satu atom
hidrogen tersier adalah 35%. Ini berarti atom hidrogen
tersier mempunyai kecepatan 35/7,2=5 kali dari atom
hidrogen primer.
Reaktivitas relatif terhadap klorinasi:


1.
2.
Gugus alkil suatu alkana mengalami reaksi subtitusi dengan
halogen sama seperti pada alkana. Selain gugus alkil ada
subtituen lain, yaitu ikatan rangkap dua, oleh karena itu,
selain alkil akan mempengaruhi rekativitas ikatan rangkap,
ikatan rangkap juga akan mempengaruhi reaktivitas gugus
alkil.
Halogenasi pada alkena dapat memperlihatkan fenomena
berikut ini:
Hidrogen yang terikat pada karbon berikatan rangkap dua
sangat sulit mengalami reaksi subtitusi. Hidrogen ini
dikenal dengan nama hidrogen vinilik.
Hidrogen yang terikat pada atom karbon yang berdekatan
dengan karbon berikatan rangkap dua akan sangat reaktif
terhadap reaksi subtitusi. Hidrogen ini dikenal dengan
nama hidrogen anilik.


Reaksi addisi hidrogen halida (HX) ke dalam alkena pada
umumnya mengikuti hukum markovnikov.
Addisi dari halogen (X2) menghasilkan 1,2-dihaloalkana.
Reaksi ini dapat terjadi dengan Br2 dan Cl2 tapi tidak dengan
F2 atau I2

Pada umumnya, alkohol akan bereaksi
dengan HI dan HBr secara mudah dan
menghasilkan alkil yodida dan alkil bromida.
Katalis ZnCl2 kadang-kadang diperlukan
untuk reaksi dengan HCl.
Tuliskan persamaan reaksi untuk sintesa zatzat di bawah ini:
a. 2-bromopropana dari alkena
b. 2-iodobutana dari alkohol
c. 2,3-dikhlorobutana dari alkena



Reaksi-reaksi alkil halida sebagian besar merupakan reaksi
subtitusi nukleofilik. Reaksi antara alkil halida seperti metil
iodida dengan ion hidroksida akan menghasilkan alkohol.
Beberapa reaksi nukleofilik alkil halida menjadi senyawa
dengan berbagai macam gugus fungsi yang lain, sebagai
berikut:
1. Reaksi Subtitusi nukleofilik

2. Dehidrohalogenasi
Apabila senyawa alkil halida direaksikan dengan larutan
alkohol di dalam basa kuat seperti KOH akan menghasilkan
alkena, natrium bromida, dan air. Dehidrohalogenasi berarti
mengeluarkan atom halogen dan satu atom hidrogen yang
terikat pada atom karbon yang bertetangga. Reaksi
dehidrohalogenasi disebut juga dengan reaksi eliminasi
hidrohalogenasi 1,2.

2. Reduksi
Reduksi alkil halida dapat melalui reaksi Grignard atau
reduksi dengan logam dan asam secara langsung. Di sini
terjadi pertukaran yang sederhana antara atom halogen dan
atom hidrogen. Sedangkan kerangka karbon tidak berubah.
Contoh:

2. Reaksi Grignard
Senyawa alkil halida bereaksi dengan logam Mg dalam pelarut
eter
atau
tetrahidrofuran
(THF)
menghasilkan
organomagnesium halida (RMgX), suatu produk yang biasa
disebut dengan pereaksi Grignard.
Contoh:


Hambatan sterik dalam alkil halida tidak menjadi masalah
dalam pembentukan pereaksi Grignard. Oleh karena itu, alkil
halida 1o, 2o, dan 3o, semuanya bereaksi dengan sama
mudahnya. Halogen yang dapat bereaksi adalah Cl, Br, atau I,
di mana klorida bereaksi lebih lambat daripada bromida dan
iodida.
Unsur logam lebih bermuatan positif dari atom karbon. Oleh
karena itu, ikatan antara karbon-magnesium merupakan
ikatan terpolarisasi sehingga atom karbon bersifat basa dan
nukleofilik.

Kegunaan Alkil Halida