5.0 Penyediaan alkil halida 5.0 Penyediaan alkil halida
Sebatian alkil halida boleh disediakan dengan menggunakan sebatian-sebatian lain Sebatian alkil halida boleh disediakan dengan menggunakan sebatian-sebatian lain seperti sebatian alkana, alkena, allilik dan juga sebatian alkohol. Proses penyediaan seperti sebatian alkana, alkena, allilik dan juga sebatian alkohol. Proses penyediaan sebatian alkil halida ini merangkumi tindak balas penambahan hidrogen halida dan tindak sebatian alkil halida ini merangkumi tindak balas penambahan hidrogen halida dan tindak balas penggantian atom halogen.
balas penggantian atom halogen.
5.1 Proses penghalogenan alkana 5.1 Proses penghalogenan alkana
Alkana bertindak balas dengan molekul klorin atau bromin di dalam cahaya supaya Alkana bertindak balas dengan molekul klorin atau bromin di dalam cahaya supaya menghasilkan sebatian alkil halida yang diperlukan.
menghasilkan sebatian alkil halida yang diperlukan.
CH
CH44 + + ClCl22 CHCH33Cl + HClCl + HCl
metana
metana metil kloridametil klorida
cahaya cahaya
CH
CH33CHCH33 + + ClCl22 CHCH33CHCH22Cl + HClCl + HCl
etana
etana etil etil kloridaklorida
cahaya cahaya
Tindak balas umum. Tindak balas umum.
RH + X
RH + X22 RX + HXRX + HX
alkana
alkana alkil alkil halidahalida
cahaya cahaya
Proses penghalogenan alkana melibatkan mekanisma radikal bebas. Kadang kala Proses penghalogenan alkana melibatkan mekanisma radikal bebas. Kadang kala elektron tak berpasangan terbentuk pada pusat karbon yang akan melakukan tindak balas elektron tak berpasangan terbentuk pada pusat karbon yang akan melakukan tindak balas dengan sebatian lain. Pembentukan elektron tak berpasangan pada karbon ini dikenali dengan sebatian lain. Pembentukan elektron tak berpasangan pada karbon ini dikenali sebagai radikal bebas.
sebagai radikal bebas.
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
H
H
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
H
H
H
H
3 300 2200 1100Kita mempunyai empat jenis radikal bebas iaitu radikal bebas metil (CH
Kita mempunyai empat jenis radikal bebas iaitu radikal bebas metil (CH33•), radikal•), radikal
bebas pri
bebas primer (1°mer (1°), radik), radikal bebas al bebas sekunder sekunder (2°(2°) dan radi) dan radikal bebas kal bebas tertier tertier (3°(3°). Radik). Radikal bebasal bebas tertier
tertier adalah yang paliadalah yang paling stabil diikng stabil diikuti sekunder uti sekunder (2°(2°), primer ), primer (1°(1°) dan yang te) dan yang terakhir ialahrakhir ialah radikal bebas metil (CH
radikal bebas metil (CH33•).•).
Kita dapat perhatikan bahawa tindak balas berikut sangat bergantung ke atas Kita dapat perhatikan bahawa tindak balas berikut sangat bergantung ke atas pembentukan radikal. pembentukan radikal. CH CH44 + + ClCl22 cahayacahaya CHCH33ClCl cahaya cahaya Cl Cl22 2Cl2Cl Cl + CH Cl + CH44 HCl + CHHCl + CH33 CH CH33 + + ClCl22 CHCH33Cl + ClCl + Cl
Dalam tindak balas di atas fungsi cahaya adalah untuk merangsang pembentukan Dalam tindak balas di atas fungsi cahaya adalah untuk merangsang pembentukan radikal bebas itu. Tindak balas
radikal bebas itu. Tindak balas di atas tidak akan berlaku sehinggalah radikal bebas Cl•di atas tidak akan berlaku sehinggalah radikal bebas Cl• terbentuk. Manakala hasil yang dikehendaki tidak akan didapati sehinggalah radikal bebas terbentuk. Manakala hasil yang dikehendaki tidak akan didapati sehinggalah radikal bebas CH
CH33• terbentuk.• terbentuk.
Klorin atau bromin bertindak balas dengan sebatian alkana di dalam cahaya supaya Klorin atau bromin bertindak balas dengan sebatian alkana di dalam cahaya supaya menghasilkan sebatian alkil halida. Selalunya hasil tindak balas mempunyai campuran alkil menghasilkan sebatian alkil halida. Selalunya hasil tindak balas mempunyai campuran alkil halida yang berlainan atau dikenali sebagai campuran isomer ekahalida.
halida yang berlainan atau dikenali sebagai campuran isomer ekahalida.
Peratus setiap jenis alkil halida yang dihasilkan bergantung bagaimana tindak balas Peratus setiap jenis alkil halida yang dihasilkan bergantung bagaimana tindak balas itu dihasilkan. Hasil setiap jenis alkil halida yang didapati sangat bergantung dengan jenis itu dihasilkan. Hasil setiap jenis alkil halida yang didapati sangat bergantung dengan jenis halogen dan hidrogen yang terlibat dalam tindak balas tersebut. Sebatian yang dihasilkan halogen dan hidrogen yang terlibat dalam tindak balas tersebut. Sebatian yang dihasilkan akan diasingkan melalui proses penyulingan.
CH
CH33CHCH22CHCH33 + + ClCl22 CHCH33CHCHCHCH33 + + CHCH33CHCH22CHCH22ClCl Cl
Cl propana
propana 2-kloropropana 2-kloropropana 1-kloropropana1-kloropropana
(45%) (55%) (45%) (55%) cahaya cahaya CH CH33CHCH22CHCH33 + + BrBr22 CHCH33CHCHCHCH33 + + CHCH33CHCH22CHCH22BrBr Br Br propana
propana 2-bromopropana 2-bromopropana 1-bromopropana1-bromopropana
(97%) (3%)
(97%) (3%)
cahaya cahaya
Dalam tindak balas di atas, sebatian propana telah ditindakbalaskan dengan molekul Dalam tindak balas di atas, sebatian propana telah ditindakbalaskan dengan molekul klorin atau
klorin atau bromin. Pengklorinan propana menghasilkan sebatian 2-kloropropana (45%) danbromin. Pengklorinan propana menghasilkan sebatian 2-kloropropana (45%) dan 1-kloropropana (55%). Manakala pembrominan propana menghasilkan 2-bromopropana 1-kloropropana (55%). Manakala pembrominan propana menghasilkan 2-bromopropana (97%) dan 1-bromopropana (3%). Perbezaan hasil peratus bagi kedua-dua tindak balas ini (97%) dan 1-bromopropana (3%). Perbezaan hasil peratus bagi kedua-dua tindak balas ini berkait rapat dengan kadar k
berkait rapat dengan kadar kereaktifan dan keselektifan sesuatu bahan tindak balas.ereaktifan dan keselektifan sesuatu bahan tindak balas. Kadar kereaktifan molekul halogen menunjukkan molekul klorin (Cl
Kadar kereaktifan molekul halogen menunjukkan molekul klorin (Cl22) adalah lebih) adalah lebih
reaktif jika dibandingkan dengan molekul bromin (Br
reaktif jika dibandingkan dengan molekul bromin (Br22). Oleh kerana Br). Oleh kerana Br22 kurang reaktifkurang reaktif
berbandingCl
berbandingCl22 maka tindak balas Brmaka tindak balas Br22 adalah lebih selektif. Atom bromin yang kurang reaktifadalah lebih selektif. Atom bromin yang kurang reaktif
itu akan bertindak dengan atom
itu akan bertindak dengan atom hidrogen yang paling aktif pada sebatian propana itu. hidrogen yang paling aktif pada sebatian propana itu. KadarKadar kereaktifan atom hidrogen adalah 3° > 2° > 1° > CH
kereaktifan atom hidrogen adalah 3° > 2° > 1° > CH33——H. Keadaan ini menyebabkan BrH. Keadaan ini menyebabkan Br22
lebih tertumpu untuk bertindak balas dengan hidrogen sekunder dalam molekul propana. Cl lebih tertumpu untuk bertindak balas dengan hidrogen sekunder dalam molekul propana. Cl22
yang lebih reaktif pula akan bersifat kurang selektif di mana tindak balasnya tidak tertumpu yang lebih reaktif pula akan bersifat kurang selektif di mana tindak balasnya tidak tertumpu pada satu jenis hidrogen sahaja. Perbezaan kadar kereaktifan bagi molekul halogen ini pada satu jenis hidrogen sahaja. Perbezaan kadar kereaktifan bagi molekul halogen ini mengakibatkan tindak balas pengklorinan terhasil dengan campuran pelbagai jenis alkil mengakibatkan tindak balas pengklorinan terhasil dengan campuran pelbagai jenis alkil halida manakala tindak balas pembrominan akan memberikan satu jenis hasil alkil halida halida manakala tindak balas pembrominan akan memberikan satu jenis hasil alkil halida yang utama.
5.1.1 Mekanisma tindak balas penghalogenan alkana 5.1.1 Mekanisma tindak balas penghalogenan alkana
Mekanisma penghalogenan alkana meliputi tiga peringkat iaitu peringkat Mekanisma penghalogenan alkana meliputi tiga peringkat iaitu peringkat permulaaan, perambatan dan diakhiri oleh penamatan. Sebagai contoh, dalam mekanisma permulaaan, perambatan dan diakhiri oleh penamatan. Sebagai contoh, dalam mekanisma penghalogenan ini kita akan melihat pengklorinan metana. Pada peringkat permulaan, penghalogenan ini kita akan melihat pengklorinan metana. Pada peringkat permulaan, ikatan kovalen yang mengikat dua atom klorin perlulah diputuskan terlebih dahulu. Ikatan ikatan kovalen yang mengikat dua atom klorin perlulah diputuskan terlebih dahulu. Ikatan karbon-hidrogen merupakan ikatan kovalen dengan kekutuban yang rendah manakala karbon-hidrogen merupakan ikatan kovalen dengan kekutuban yang rendah manakala molekul halogen yang digunakan iaitu molekul klorin bagi contoh ini mempunyai ikatan molekul halogen yang digunakan iaitu molekul klorin bagi contoh ini mempunyai ikatan kovalen yang tidak berkutub. Untuk memutuskan ikatan pada molekul klorin ini, cahaya UV kovalen yang tidak berkutub. Untuk memutuskan ikatan pada molekul klorin ini, cahaya UV diperlukan kerana ia mempunyai tenaga yang mencukupi untuk memecahkan ikatan diperlukan kerana ia mempunyai tenaga yang mencukupi untuk memecahkan ikatan klorin-klorin yang tidak berkutub. Pemutusan ikatan molekul klorin-klorin ini membawa kepada klorin yang tidak berkutub. Pemutusan ikatan molekul klorin ini membawa kepada pembentukan dua radikal bebas iaitu radikal bebas atom klorin yang sangat reaktif. Radikal pembentukan dua radikal bebas iaitu radikal bebas atom klorin yang sangat reaktif. Radikal bebas yang terhasil merupakan atom atau kumpulan yang mempunyai satu elektron tunggal bebas yang terhasil merupakan atom atau kumpulan yang mempunyai satu elektron tunggal yang tidak dikongsi.
yang tidak dikongsi.
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl +
+ Cl
Cl
radikal bebas klorin radikal bebas klorincahaya uv cahaya uv
Peringkat perambatan pula melibatkan pembelahan homolitik pada ikatan Peringkat perambatan pula melibatkan pembelahan homolitik pada ikatan karbon-hidrogen dalam sebatian metana untuk menghasilkan radikal bebas karbon-hidrogen. Radikal bebas hidrogen dalam sebatian metana untuk menghasilkan radikal bebas hidrogen. Radikal bebas atom klorin yang terhasil pada peringkat permulaan mekanisma akan bercantum dengan atom klorin yang terhasil pada peringkat permulaan mekanisma akan bercantum dengan radikal bebas hidrogen untuk membentuk sebatian hidrogen klorida dan radikal bebas metil. radikal bebas hidrogen untuk membentuk sebatian hidrogen klorida dan radikal bebas metil.
H H HH H H C C H H + + Cl Cl H H C C + + H H ClCl H H HH metana
metana radikal radikal bebas bebas metil metil hidrogen hidrogen kloridaklorida
H H HH H H C C + + Cl Cl Cl Cl H H C C Cl Cl + + ClCl H H HH radikal
Proses penghalogenan alkana ini berakhir apabila mengalami peringkat terakhir Proses penghalogenan alkana ini berakhir apabila mengalami peringkat terakhir mekanismanya iaitu peringkat penamatan. Pada peringkat ini, kesemua radikal bebas yang mekanismanya iaitu peringkat penamatan. Pada peringkat ini, kesemua radikal bebas yang terhasil pada peringkat permulaan dan perambatan akan saling bertindak balas untuk terhasil pada peringkat permulaan dan perambatan akan saling bertindak balas untuk menghasilkan sebatian tertentu. Dalam contoh ini, radikal bebas metil akan bertindak balas menghasilkan sebatian tertentu. Dalam contoh ini, radikal bebas metil akan bertindak balas dengan radikal bebas klorin untuk menghasilkan sebatian klorometana.
dengan radikal bebas klorin untuk menghasilkan sebatian klorometana.
H H HH H H C C + + Cl Cl H H C C ClCl H H HH radikal
radikal bebas bebas metil metil klorometanaklorometana
Selain itu, radikal bebas metil yang terhasil pada peringkat perambatan akan Selain itu, radikal bebas metil yang terhasil pada peringkat perambatan akan bertindak balas antara satu sama lain untuk menghasilkan sebatian etana manakala dua bertindak balas antara satu sama lain untuk menghasilkan sebatian etana manakala dua radikal bebas atom klorin pula turut bertindak balas dengan menghasilkan molekul klorin. radikal bebas atom klorin pula turut bertindak balas dengan menghasilkan molekul klorin.
H H H H H H HH H H C C + + C C H H H H C C C C HH H H H H H H HH radikal
radikal bebas bebas metil metil etanaetana
Cl
Cl + + Cl Cl Cl Cl ClCl
molekul klorin molekul klorin
Daripada proses penghalogenan metana ini akan menghasilkan sebatian Daripada proses penghalogenan metana ini akan menghasilkan sebatian klorometana dan juga sebatian hidrogen klorida yang bersifat asid.
klorometana dan juga sebatian hidrogen klorida yang bersifat asid.
CH
Dan jika proses ini melibatkan jumlah molekul klorin yang banyak, maka setiap atom Dan jika proses ini melibatkan jumlah molekul klorin yang banyak, maka setiap atom hidrogen pada pusat karbon dalam sebatian metana ini akan ditukargantikan kepada atom hidrogen pada pusat karbon dalam sebatian metana ini akan ditukargantikan kepada atom klorin di mana proses ini akan menghasilkan CH
klorin di mana proses ini akan menghasilkan CH22ClCl22, CHCl, CHCl33 atau CClatau CCl44 beserta sebatianbeserta sebatian
hidrogen klorida, HCl. hidrogen klorida, HCl. CH CH44 + + ClCl22 CHCH33 + HCl+ HCl CH CH22ClCl22 + HCl+ HCl CHCl CHCl33 + HCl+ HCl CCl CCl44 + HCl+ HCl cahaya cahaya Cl Cl22 Cl Cl22 Cl Cl22
Jangan direnung letihnya usah Jangan direnung letihnya usaha,a, tetapi renunglah m
5.2 Proses penghalogenan alkena 5.2 Proses penghalogenan alkena
Alkena merupakan sebatian organik yang mempunyai ikatan ganda dua pada ikatan Alkena merupakan sebatian organik yang mempunyai ikatan ganda dua pada ikatan C
C——H. Oleh kerana kehadiran ikatan ganda dua ini, alkena juga dikenali sebagai sebatianH. Oleh kerana kehadiran ikatan ganda dua ini, alkena juga dikenali sebagai sebatian tidak tepu di mana sebatian ini mampu mengalami proses tindak balas. Oleh kerana itu, tidak tepu di mana sebatian ini mampu mengalami proses tindak balas. Oleh kerana itu, setiap tindak balas sebatian alkena akan melibatkan pemusnahan ikatan ganda dua yang setiap tindak balas sebatian alkena akan melibatkan pemusnahan ikatan ganda dua yang terdapat padanya. Dengan cara ini, tindak balas
terdapat padanya. Dengan cara ini, tindak balas penambahan serinpenambahan sering berlaku g berlaku jika melibatkanjika melibatkan sebatian alkena. Proses penghalogenan alkena terdiri daripada tiga bahagian iaitu proses sebatian alkena. Proses penghalogenan alkena terdiri daripada tiga bahagian iaitu proses penambahan molekul halogen, penambahan sebatian hidrogen halida dan yang terakhir penambahan molekul halogen, penambahan sebatian hidrogen halida dan yang terakhir adalah proses penghalogenan sebatian allilik.
adalah proses penghalogenan sebatian allilik. 5.2.1 Penambahan molekul halogen
5.2.1 Penambahan molekul halogen
Tindak balas penghalogenan alkena melibatkan penambahan atom halogen seperti Tindak balas penghalogenan alkena melibatkan penambahan atom halogen seperti klorin atau bromin pada ikatan ganda dua
klorin atau bromin pada ikatan ganda dua dalam sebatian alkena ini dan akan dalam sebatian alkena ini dan akan menghasilkamenghasilkann vic-dihalida. vic-dihalida. Br Br H H22C C CHCH22 + + BrBr22 HH33C C CHCH33 Br Br etena
etena bromin bromin 1,2-dibromoetana1,2-dibromoetana
CCl CCl44
Tindak balas umum. Tindak balas umum.
X X
R
R
22C C CRCR22 + + XX22 RR33C C CRCR33 X X alkena halogenalkena halogen alkil alkil halidahalida
CCl CCl44
5.2.1.a Mekanisma tindak balas penambahan molekul halogen 5.2.1.a Mekanisma tindak balas penambahan molekul halogen
Sebatian alkena dan molekul halogen yang terlibat dalam tindak balas penambahan Sebatian alkena dan molekul halogen yang terlibat dalam tindak balas penambahan ini merupakan molekul yang tidak berkutub. Walau bagaimanapun, molekul-molekul ini ini merupakan molekul yang tidak berkutub. Walau bagaimanapun, molekul-molekul ini mampu mengalami penghasilan dwikutub terdorong. Contoh di bawah melibatkan tindak mampu mengalami penghasilan dwikutub terdorong. Contoh di bawah melibatkan tindak balas antara sebatian etena (C
balas antara sebatian etena (C22HH44) dengan molekul bromin (Br) dengan molekul bromin (Br22) dalam sebatian CCl) dalam sebatian CCl44..
Dalam tindak balas ini, karbokation bromoetil dan ion bromida akan terhasil manakala ion Dalam tindak balas ini, karbokation bromoetil dan ion bromida akan terhasil manakala ion bromonium dihasilkan sebagai perantaraan.
bromonium dihasilkan sebagai perantaraan.
CH
CH22 CHCH22 + + Br Br BrBr ++CHCH22CHCH22Br + BrBr + Br --etena
etena bromin bromin karbokation karbokation ion ion bromidabromida bromoetil
bromoetil
Karbokation bromoetil yang terhasil akan distabilkan oleh atom bromin yang bercas Karbokation bromoetil yang terhasil akan distabilkan oleh atom bromin yang bercas positif atau dikenali sebagai ion bromonium. Serangan ion bromonium ini akan berlaku di positif atau dikenali sebagai ion bromonium. Serangan ion bromonium ini akan berlaku di kedudukan yang bertentangan dengan atom halogen pertama menunjukkan bahawa kedudukan yang bertentangan dengan atom halogen pertama menunjukkan bahawa penambahan nukleofil secara anti Markonikov berlaku.
penambahan nukleofil secara anti Markonikov berlaku.
+ +CHCH 2 2 CHCH22 CHCH22 CHCH22 Br Br Br Br++ ion bromonium ion bromonium
Ion bromonium yang bercas positif ini akan berkongsi elektron dengan ikatan kovalen Ion bromonium yang bercas positif ini akan berkongsi elektron dengan ikatan kovalen karbon-bromin (C
karbon-bromin (C——Br) dan bahagian yang bertindih pula akan menghampiri atom brominBr) dan bahagian yang bertindih pula akan menghampiri atom bromin yang bersifat lebih elektronegatif.
yang bersifat lebih elektronegatif.
Br Br CH CH22 CHCH22+ + BrBr-- CHCH22 CHCH22 Br Br++ BrBr ion
Daripada tindak balas penambahan molekul bromin ini akan menghasilkan sebatian Daripada tindak balas penambahan molekul bromin ini akan menghasilkan sebatian 1,2-dibromoetana. 1,2-dibromoetana. Br Br H H22C C CHCH22 + + BrBr22 HH33C C CHCH33 Br Br etena
etena bromin bromin 1,2-dibromoetana1,2-dibromoetana
CCl CCl44
Kalau tidak kerana semalam kita telah berusaha, Kalau tidak kerana semalam kita telah berusaha,
bersungguh, bersabar dan dan berdoa, bersungguh, bersabar dan dan berdoa, belum tentu hari ini kita akan
5.2.2 Penambahan sebatian hidrogen halida 5.2.2 Penambahan sebatian hidrogen halida
Penambahan sebatian hidrogen halida sama ada hidrogen klorida (HCl) atau Penambahan sebatian hidrogen halida sama ada hidrogen klorida (HCl) atau hidrogen bromida (HBr) kepada sebatian alkena akan menghasilkan sebatian alkil halida hidrogen bromida (HBr) kepada sebatian alkena akan menghasilkan sebatian alkil halida yang sepadan. Pada kebiasaannya, gas hidrogen halida atau larutan hidrogen halida dalam yang sepadan. Pada kebiasaannya, gas hidrogen halida atau larutan hidrogen halida dalam asid asetik akan digunakan dalam tindak balas ini.
asid asetik akan digunakan dalam tindak balas ini.
Cl Cl CH CH33CHCH22C(CHC(CH33) ) CHCHCHCH33 + HCl + HCl CHCH33CHCH22CCHCCH22CHCH33 CH CH33 3-metil-2-pentena 3-kloro-3-metilpentana 3-metil-2-pentena 3-kloro-3-metilpentana
Penambahan hidrogen iodida (HI) kepada sebatian alkena boleh dilakukan tetapi Penambahan hidrogen iodida (HI) kepada sebatian alkena boleh dilakukan tetapi campuran sebatian kalium iodida dan asid fosforik perlu digunakan bagi menjana hidrogen campuran sebatian kalium iodida dan asid fosforik perlu digunakan bagi menjana hidrogen iodida seperti tindak balas di bawah.
iodida seperti tindak balas di bawah.
II
CH
CH33CHCH22CHCH22CH CH CHCH22 CHCH33CHCH22CHCH22CHCHCHCH33
pentena 2-iodopentana
pentena 2-iodopentana
Penambahan sebatian hidrogen halida pada sebatian alkena simetri hanya akan Penambahan sebatian hidrogen halida pada sebatian alkena simetri hanya akan menghasilkan satu sebatian alkil halida
menghasilkan satu sebatian alkil halida
H H CH CH33CH CH CHCHCHCH33 + + HCl HCl CHCH33CHCH22CCHCCH33 Cl Cl 2-butena 2-klorobutana 2-butena 2-klorobutana
Manakala penambahan sebatian hidrogen halida pada sebatian alkena tidak simetri Manakala penambahan sebatian hidrogen halida pada sebatian alkena tidak simetri akan menghasilkan dua produk dan boleh dilakukan dalam dua keadaan. Sebagai contoh, akan menghasilkan dua produk dan boleh dilakukan dalam dua keadaan. Sebagai contoh, tindak balas propana bersama hidrogen bromida tanpa
tindak balas propana bersama hidrogen bromida tanpa kehadiran sebatian peroksida (H
kehadiran sebatian peroksida (H22OO22) mempunyai ciri tertentu.) mempunyai ciri tertentu.
Penghasilan produk daripada tindak balas ini akan ditentukan Penghasilan produk daripada tindak balas ini akan ditentukan oleh Peraturan Markovnikov. Mengikut peraturan ini, atom oleh Peraturan Markovnikov. Mengikut peraturan ini, atom bromin dari sebatian HBr akan melakukan ikatan pada karbon bromin dari sebatian HBr akan melakukan ikatan pada karbon ikatan ganda dua yang mempuyai bilangan unsur hidrogen ikatan ganda dua yang mempuyai bilangan unsur hidrogen yang paling sedikit. Penyusunan ini akan menghasilkan yang paling sedikit. Penyusunan ini akan menghasilkan karbokation pertengahan yang lebih stabil.
karbokation pertengahan yang lebih stabil.
CH CH33CH CH CHCH22 + + HBr HBr CHCH33CH CH CHCH22 Br Br HH propena 2-bromopropana propena 2-bromopropana
Dalam kehadiran sebatian H
Dalam kehadiran sebatian H22OO22, atom bromin dari sebatian HBr akan melakukan, atom bromin dari sebatian HBr akan melakukan
ikatan pada karbon ikatan ganda dua yang mempuyai bilangan unsur hidrogen yang paling ikatan pada karbon ikatan ganda dua yang mempuyai bilangan unsur hidrogen yang paling banyak. Tindak balas ini dikenali sebagai tindak balas penambahan anti Markovnikov.
banyak. Tindak balas ini dikenali sebagai tindak balas penambahan anti Markovnikov.
CH CH33CH CH CHCH22 + + HBr HBr CHCH33CH CH CHCH22 H H BrBr propena 1-bromopropana propena 1-bromopropana H H22OO22
Tindak balas umum. Tindak balas umum.
penambahan Markonikov penambahan Markonikov RCH CH RCH CH22 X X HH RCH CH RCH CH22 + + HXHX RCH CH RCH CH22 H H XX
penambahan anti Markonikov penambahan anti Markonikov
tanpa H tanpa H22OO22
H H22OO22
Adakah anda tahu? Adakah anda tahu?
Peraturan Markovnikov telah Peraturan Markovnikov telah diperkenalkan oleh Vladimir diperkenalkan oleh Vladimir Vasilyevich Markovnikov. Vasilyevich Markovnikov. Beliau merupakan seorang Beliau merupakan seorang ahli kimia Rusia yang berjaya ahli kimia Rusia yang berjaya membincangkan tindak balas membincangkan tindak balas penambahan alkil halida penambahan alkil halida dalam sebatian alkena.
5.2.2 a Mekanisma penambahan sebatian hidrogen halida 5.2.2 a Mekanisma penambahan sebatian hidrogen halida Penambahan Markovnikov
Penambahan Markovnikov
Mekanisma ini melibatkan pembentukan ion karbonium pada pusat karbon yang Mekanisma ini melibatkan pembentukan ion karbonium pada pusat karbon yang akan bertindak balas. Tindak
akan bertindak balas. Tindak balas yang melibatkan pembentukan ion karbonium ini dikenalibalas yang melibatkan pembentukan ion karbonium ini dikenali sebagai pen
sebagai penambahan elektrambahan elektrofilik di manofilik di mana kadar kesta kadar kestabilan ion karabilan ion karbonium adalah 3° bonium adalah 3° > 2° > 2° > 1°> 1° >
> CHCH33+. Pembent+. Pembentukan ion karbonium sekuukan ion karbonium sekunder (2°nder (2°) berlaku dalam sebat) berlaku dalam sebatian propena iniian propena ini
kerana ion karbonium sekunder adalah lebih stabil berbanding ion karbonium primer. Oleh kerana ion karbonium sekunder adalah lebih stabil berbanding ion karbonium primer. Oleh itu, ion karbonium primer tidak akan terbentuk dalam tindak balas ini.
itu, ion karbonium primer tidak akan terbentuk dalam tindak balas ini.
CH
CH33CH CH CHCH22 + + H H Cl Cl CHCH33++CH CH CHCH33 + + ClCl --H
H propena
propena ion ion karboniumkarbonium
Setelah terhasilnya ion karbonium sekunder, atom elektrofil (Cl
Setelah terhasilnya ion karbonium sekunder, atom elektrofil (Cl--) akan menyerang ion) akan menyerang ion karbonium dalam sebatian propana.
karbonium dalam sebatian propana.
CH
CH33++CH CH CHCH33 + Cl+ Cl-- CHCH33CH CH CHCH22 H
H Cl Cl HH
ion
ion karbonium karbonium 2-kloropropana2-kloropropana
Anda dapat mengubah s
Anda dapat mengubah siapa anda iapa anda jika anda mengubah apa
jika anda mengubah apa yang masuk yang masuk dalam fikiran anda
Penambahan anti Markovnikov Penambahan anti Markovnikov
Tindak balas penambahan ini melibatkan pembentukan radikal bebas di mana Tindak balas penambahan ini melibatkan pembentukan radikal bebas di mana kest
kestabilaabilan radn radikal bikal bebas iebas ini adani adalah 3° lah 3° > 2° > 2° > 1° > 1° > CH> CH33•. Kehadiran sebatian •. Kehadiran sebatian peroksida dalamperoksida dalam
tindak balas ini adalah untuk merangsang pembentukan radikal bebas. Pada peringkat tindak balas ini adalah untuk merangsang pembentukan radikal bebas. Pada peringkat permulaan, sebatian peroksida akan bertindak balas untuk menghasilkan radikal bebas. permulaan, sebatian peroksida akan bertindak balas untuk menghasilkan radikal bebas.
peroksida Rad
peroksida Rad
Rad
Rad + + H H Cl Cl Rad Rad H H + + ClCl
Peringkat perambatan tindak balas ini, radikal bebas klorin akan bertindak balas Peringkat perambatan tindak balas ini, radikal bebas klorin akan bertindak balas dengan sebatian propena untuk menghasilkan radikal bebas sekunder.
dengan sebatian propena untuk menghasilkan radikal bebas sekunder.
Cl
Cl + + CHCH33CH CH CHCH22 CHCH33CH CH CHCH22 Cl Cl propena
propena radikal radikal bebas bebas sekundersekunder
H Cl + CH
H Cl + CH33CH CHCH CH22 CHCH33CH CHCH CH22 + + ClCl Cl
Cl H H ClCl
radikal
radikal bebas bebas sekunder sekunder kloropropanakloropropana
Pembentukan radikal bebas primer tidak terhasil pada peringkat ini kerana radikal Pembentukan radikal bebas primer tidak terhasil pada peringkat ini kerana radikal bebas 1°
5.2.3 Penghalogenan sebatian allilik 5.2.3 Penghalogenan sebatian allilik
Sebatian alkena boleh mengalami proses penghalogenan secara terus dari posisi Sebatian alkena boleh mengalami proses penghalogenan secara terus dari posisi allilik. Tindak balas molekul klorin atau bromin bersama sebatian alkena boleh dikawal allilik. Tindak balas molekul klorin atau bromin bersama sebatian alkena boleh dikawal supaya ikatan ganda dua
supaya ikatan ganda dua yang terdapat dalam sebatian alkena yang terdapat dalam sebatian alkena tidak dimusnahkan. Kawalantidak dimusnahkan. Kawalan tindak balas ini dilakukan supaya molekul halogen melakukan ikatan
tindak balas ini dilakukan supaya molekul halogen melakukan ikatan pada karbon atom yangpada karbon atom yang bersebelahan pada ikatan ganda dua itu. Karbon yang bersebelahan ikatan ganda dua ini bersebelahan pada ikatan ganda dua itu. Karbon yang bersebelahan ikatan ganda dua ini dikenali sebagai karbon allilik. Kelainan yang terdapat dalam tindak balas ini adalah dikenali sebagai karbon allilik. Kelainan yang terdapat dalam tindak balas ini adalah berlakunya proses penukargantian dan bukannya penambahan pada sebatian alkena berlakunya proses penukargantian dan bukannya penambahan pada sebatian alkena tersebut.
tersebut.
Proses penukargantian ini boleh dilakukan melalui dua cara supaya atom klorin atau Proses penukargantian ini boleh dilakukan melalui dua cara supaya atom klorin atau bromin menyerang karbon allilik yang terdapat dalam sebatian. Radikal bebas yang bromin menyerang karbon allilik yang terdapat dalam sebatian. Radikal bebas yang diperlukan dalam tindak balas ini terhasil melalui pemanasan molekul halogen pada diperlukan dalam tindak balas ini terhasil melalui pemanasan molekul halogen pada kepekatan yang rendah atau dengan menggunakan sebatian N-bromosuksinimida (NBS). kepekatan yang rendah atau dengan menggunakan sebatian N-bromosuksinimida (NBS).
H H CH CH33CH CH CHCH22 + Cl+ Cl22 HCCH HCCH CHCH22 Cl Cl propena 3-kloro-1-propena propena 3-kloro-1-propena 400 400ooCC Yang mengasyikkan d
Yang mengasyikkan di dunia inii dunia ini bukanlah di mana kita berada, bukanlah di mana kita berada, melainkan ke mana kita menuju. melainkan ke mana kita menuju.
Sebatian N-bromosuksinimida (NBS) merupakan agen pembrominan dan Sebatian N-bromosuksinimida (NBS) merupakan agen pembrominan dan pengoksidaan sebagai sumber atom bromin dalam pengoksidaan sebagai sumber atom bromin dalam tindak balas radikal dan penambahan elektrofil.
tindak balas radikal dan penambahan elektrofil.
N N O O O O Br Br Br Br N N OO O O H H + + ++ sikloheksena
sikloheksena NNBBS S 33--bbrroommoossiikklloohheekksseennaa
cahaya cahaya
CCl CCl44
Adakah anda tahu? Adakah anda tahu?
Nama IUPAC bagi sebatian NBS Nama IUPAC bagi sebatian NBS adalah 1-bromo-2,5-pirolidinediona. adalah 1-bromo-2,5-pirolidinediona. Sebatian ini digunakan dalam tindak Sebatian ini digunakan dalam tindak balas penukargantian radikal dan balas penukargantian radikal dan penambahan elektrofilik.
penambahan elektrofilik.
Setiap orang berhak untuk berjaya, Setiap orang berhak untuk berjaya,
andalah yang menentukannya. andalah yang menentukannya.
5.2.3 a Mekanisma penghalogenan sebatian allilik 5.2.3 a Mekanisma penghalogenan sebatian allilik
Penghalogenan sebatian allilik melibatkan mekanisma radikal bebas dengan kadar Penghalogenan sebatian allilik melibatkan mekanisma radikal bebas dengan kadar kestabilan •C—
kestabilan •C—C=CHC=CH22 > 3° > 2° > 1° > CH> 3° > 2° > 1° > CH33•. Radikal bebas ini boleh terhasil daripada•. Radikal bebas ini boleh terhasil daripada
molekul halogen, sebagai contoh molekul klorin atau dari sebatian NBS yang akan molekul halogen, sebagai contoh molekul klorin atau dari sebatian NBS yang akan menghasilkan radikal bebas atom bromin.
menghasilkan radikal bebas atom bromin.
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl +
+ Cl
Cl
radikal bebas klorin radikal bebas klorincahaya uv cahaya uv N N OO O O Br Br N N O O O O ++ BrBr cahaya cahaya
Pembentukan radikal allilik yang lebih stabil dari tindak balas antara radikal bebas Pembentukan radikal allilik yang lebih stabil dari tindak balas antara radikal bebas atom klorin dengan sebatian propena.
atom klorin dengan sebatian propena.
Cl
Cl + + HH33C C CHCH22CHCH33 HH22C C CH CH CHCH22 + HCl+ HCl
Radikal allilik terbentuk kerana radikal ini lebih stabil. Dengan ini, ikatan ganda dua Radikal allilik terbentuk kerana radikal ini lebih stabil. Dengan ini, ikatan ganda dua pada sebatian alkena tidak akan dimusnahkan.
pada sebatian alkena tidak akan dimusnahkan.
H H22C C CH CH CHCH22 + + ClCl22 CHCH22 CH CH CHCH22 + + ClCl Cl Cl propena 3-kloro-1-propena propena 3-kloro-1-propena
5.3 Penukaran alkohol kepada alkil halida 5.3 Penukaran alkohol kepada alkil halida
Penyediaan sebatian alkil halida boleh dilakukan daripada sebatian alkohol. Proses Penyediaan sebatian alkil halida boleh dilakukan daripada sebatian alkohol. Proses penukaran sebatian alkohol ini boleh dibahagikan kepada tiga bahagian iaitu dengan penukaran sebatian alkohol ini boleh dibahagikan kepada tiga bahagian iaitu dengan menggunakan reagen hidrogen halida, reagen fosforus trihalida dan juga reagen tionil menggunakan reagen hidrogen halida, reagen fosforus trihalida dan juga reagen tionil klorida.
klorida.
5.3.1 Penggunaan reagen hidrogen halida 5.3.1 Penggunaan reagen hidrogen halida
Reagen hidrogen halida seperti asid hidrobromik dan asid hidroklorik digunakan Reagen hidrogen halida seperti asid hidrobromik dan asid hidroklorik digunakan untuk menukarkan alkohol kepada alkil halida yang sepadan. Tindak balas ini melibatkan untuk menukarkan alkohol kepada alkil halida yang sepadan. Tindak balas ini melibatkan mekanisma penukargantian S
mekanisma penukargantian SNN1 dan S1 dan SNN2. Sebagai contoh, sebatian t-butanol bertindak2. Sebagai contoh, sebatian t-butanol bertindak
balas dengan asid hidrobromik pekat bagi menghasilkan t-butil bromida. balas dengan asid hidrobromik pekat bagi menghasilkan t-butil bromida.
(CH
(CH33))33COH COH + + HBr HBr (CH(CH33))33CBrCBr
Alkohol primer dan sekunder juga bertindak balas dengan sebatian HBr. Mekanisma Alkohol primer dan sekunder juga bertindak balas dengan sebatian HBr. Mekanisma tindak balas yang terlibat dalam proses ini bergantung pada struktur alkohol seperti alkohol tindak balas yang terlibat dalam proses ini bergantung pada struktur alkohol seperti alkohol primer lebih cenderung membentuk alkil bromida melalui mekanisma penukargantian S primer lebih cenderung membentuk alkil bromida melalui mekanisma penukargantian SNN22
dengan menggunakan natrium bromida dalam asid sulfurik pekat. dengan menggunakan natrium bromida dalam asid sulfurik pekat.
CH
CH33(CH(CH22))22OH OH NaBrNaBr CHCH33(CH(CH22))22BrBr
H H22SOSO44
Bagi sebatian alkohol sekunder pula, ia akan bertindak balas melalui mekanisma Bagi sebatian alkohol sekunder pula, ia akan bertindak balas melalui mekanisma penukargantia
penukargantian n SSNN1.1.
Selain sebatian HBr, sebatian HCl turut digunakan dalam tindak balas dengan Selain sebatian HBr, sebatian HCl turut digunakan dalam tindak balas dengan sebatian alkohol untuk menghasilkan sebatian alkil halida. Oleh kerana klorida merupakan sebatian alkohol untuk menghasilkan sebatian alkil halida. Oleh kerana klorida merupakan nukleofil yang lemah maka asid Lewis seperti zink klorida perlu ditambah untuk nukleofil yang lemah maka asid Lewis seperti zink klorida perlu ditambah untuk mempercepat tindak balas.
5.3.2 Penggunaan reagen fosforus trihalida 5.3.2 Penggunaan reagen fosforus trihalida
Penyediaan alkil halida daripada alkohol lebih baik dilakukan dengan Penyediaan alkil halida daripada alkohol lebih baik dilakukan dengan menindakbalaskan alkohol dengan fosforus trihalida dan fosforus pentahalida seperti PCl menindakbalaskan alkohol dengan fosforus trihalida dan fosforus pentahalida seperti PCl33,,
PBr
PBr33 atau PClatau PCl55 kerana mudah didapati secara komersial.kerana mudah didapati secara komersial.
CH
CH33 OH + PBrOH + PBr33 CHCH33Br + HBr + H33POPO33
Sebatian fosforus triio
Sebatian fosforus triiodida dan fosforus pendida dan fosforus pentabromida tabromida adalah kuranadalah kurang stabil. Sebatiang stabil. Sebatian PI
PI33 boleh disediakan dalam campuran tindak balas melalui tindak balas fosforus merahboleh disediakan dalam campuran tindak balas melalui tindak balas fosforus merah
dengan iodin. Sebatian PBr
dengan iodin. Sebatian PBr55 pula diperolehi secara pengolahan PBrpula diperolehi secara pengolahan PBr33 dengan bromin.dengan bromin.
5.3.3 Penggunaan reagen tionil klorida 5.3.3 Penggunaan reagen tionil klorida
Tindak balas penyediaan sebatian alkil halida ini berlaku dengan pantas dan menghasilkan Tindak balas penyediaan sebatian alkil halida ini berlaku dengan pantas dan menghasilkan beberapa produk sampingan seperti sulfur dioksida dan hidrogen klorida.
beberapa produk sampingan seperti sulfur dioksida dan hidrogen klorida.
CH
CH33 CHCH22 OH + SOClOH + SOCl22 CHCH33 CHCH22 Cl + SOCl + SO22 + HCl+ HCl etanol
etanol tionil tionil klorida klorida etil etil kloridaklorida
Kekuatan tidak datang dari kemampuan fizikal, Kekuatan tidak datang dari kemampuan fizikal,
tetapi ianya datang dari sem tetapi ianya datang dari semangatangat
yang tidak pernah men yang tidak pernah mengalahgalah
