1. BASIC ORGANIC CHEMISTRY
(SKO3013)
SEMESTER 1 2011/2012
ALKIL HALIDA
GROUP : A
GROUP MEMBERS :
MARLISA BINTI SAU D20101037418
NUR HAYATI BINTI YUSOFF D20101037439
NORFARRAHDILAH BINTI AMIR D20101037438
SITI SALWA BINTI ABDULLAH D20101037439

2. ALKIL HALIDA
1.0 PENGENALAN
Alkil Halida yang juga dikenali sebagai haloalkana adalah sebatian-sebatian organik yang
mempunyai atom-atom halogen (fluorin, klorin, bromin atau iodin). Atom-atom halogen ini
terdapat pada karbon hibridisasi sp3.
 Ikatan karbon-halogen merupakan ikatan polar kerana karbon dan halogen mempunyai
perbezaan elektronegativiti. Elektronegativiti halogen lebih tinggi daripada karbon.
 C-I < C-Br < C-Cl < C-F ( C-F – ikatan polariti yang yang tertinggi)
 Vinil halida dan fenil halida termasuk dalam alkil halida yang terikat dengan karbon
hibridisasi sp2 manakala alilik halida termasuk dalam hibridisasi sp3 .
 Formula : RX
H H sp3
H -C-C-Cl
H H
Cl Cl
R
Vinil halida Aril halida

3. 2.0 PENGKELASAN ALKIL HALIDA
Ditentukan mengikut jenis atom karbon yang terikat kepada halogen.
2.1 Alkil halida primer
Alkil halida primer (1°), mempunyai atom karbon yang hanya terikat dengan satu kumpulan
alkil. Contoh :
2.2 Alkil halida skunder
Alkil halida sekunder (2°), mempunyai atom karbon yang hanya terikat dengan dua kumpulan
alkil lain. Contoh :
2.3 Alkil halida tertiari
Alkil halida tertiari (3°), mempunyai atom karbon yang terikat dengan tiga kumpulan alkil lain.
Contoh :

4. 2.4 RINGKASAN PENGKELASAN ALKIL HALIDA
Formula Umum Pengkelasan
CH3X Metil halida
- Halogen terikat kepada kumpulan metil
R-CH2-X Alkil halida primer (1°)
- Halogen terikat kepada (1°) karbon
R Alkil halida sekunder (2°)
R-CH-X - Halogen terikat kepada (2°) karbon
R Alkil halida tertiari (3°)
R-C-X - Halogen terikat kepada (3°) karbon
R
X Aril halida
-Halogen terikat kepada (3°) karbon.
Vinil halida Aril halida Alilik halida Fenil halida

5. Latihan :
i. CH3CH2Br : ______
ii. (CH3)3CH(CI)CHBr :______
iii. CH3CH2CHBr : ______
CH3
iv. :______
H3C Cl

6. 3.0 PENAMAAN ALKIL HALIDA
A) Nama Asas
 Mengandungi nama asas kumpulan alkil diikuti dengan nama halida.
CH3CH2CH2-Cl : propil klorida
CH3CH2CH2-I : n-butil iodida
H3C-CH-Br : isopropyl bromida
CH3
B) IUPAC Sistem
 Rantaian karbon yang paling panjang dipilih menjadi rantai utama.
 Rantai utama diberikan nombor dari arah yang memberikan cabang nombor yang
paling rendah sama ada -X atau -R.
 Cabang halogen diberikan prefik fluoro- , kloro- ,bromo- ,iodo- .
 Jika terdapat dua cabang dengan kumpulan yang sama, guna prefik di- ,tri- ,tetra-
CH3
CH3CHCH2CHCHCH2CH3
CH3
2,4-dimetilheptana

7.  Cabang mempunyai nombor yang sama
Penomboran cabang mesti bermula dengan mengikut keutamaan abjad.
CH3 Br
CH3CHCH2CHCHCH3
2-bromo-5-methylhexana
 Jika wujud lebih daripada satu halogen
Penomboran diberikan berdasarkan keutamaan abjad.
CH3 Br
CH3CHCH2CHCHCH2CH3
I
5-bromo-2-ioido-,3-methylheptane

8. 4.0 Ciri-ciri alkil halida
Ciri-ciri fizikal
alkil halida
Takat didih
Alkil halida mempunyai takat didih yang tinggi berbanding alkana. Ini adalah
disebabkan berat atom alkil halida yang tinggi.
Semakin bertambah berat atom, semakin tinggi takat didih alkil halida.
Alkil halida yang bercabang mempunyai takat didih yang rendah berbanding
alkil halida rantaian lurus kerana luas permukaannya semakin berkurang
menyebabkan tarikan kekuatan van der waal sedikit.
Takat didih alkil halida juga akan bertambah apabila berat atom halogen
bertambah. F<Cl<Br<I
Contoh :alkil fluoride < alkil iodide
Kelarutan
Alkil halida mempunyai kelarutan yang rendah dalam air.
Ia tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik seperti benzena,
eter dan klorofom.
Alkil halida tidak larut dalam air kerana tidak dapat membentuk ikatan
hidrogen bersama air.

9. 5.0 SINTESIS ALKIL HALIDA

10. PROSES PENGHALOGINASI ALKANA
PROSES PENGHALOGINASI ALKANA
sebatian yang
melibatkan menghasilkan
dihasilkan akan
mekanisma radikal campuran isomer
diasingkan melalui
bebas ekahalida
proses penyulingan
Contoh 1
Proses klorinisasi radikal bebas metana

11. Mekanisme proses klorinisasi
Permulaan
 Ikatan karbon-hidrogen ikatan merupakan ikatan kovalen rendah kekutuban.
 Molekul halogen mempunyai ikatan kovalen tidak berkutub.
 Cahaya UV mengandungi tenaga yang mencukupi untuk memecahkan ikatan klorin-
klorin lemah yang tidak berkutub.
 Pemutusan molekul klorin membawa kepada pembentukan dua radikal bebas
klorin atom yang sangat reaktif.
 Radikal bebas merupakan atom atau kumpulan yang mempunyai satu elektron tunggal
yang tidak dikongsi.
Pengacukan
 Pembelahan homolitik ikatan karbon-hidrogen akan berlaku.
 Atom radikal bebas klorin akan bercantum dengan radikal bebas hidrogen untuk
membentuk hidrogen klorida dan radikal bebas metil.

12. Penamatan
 Radikal bebas metil bertindak balas dengan radikal bebas klorin untuk menghasilkan
klorometana.
 Dua radikal bebas metil bertindak balas untuk menghasilkan etana.
 Dua radikal bebas klorin bertindak balas untuk menghasilkan molekul klorin.
Cl • + • Cl → Cl — Cl

13. PROSES PENGHALOGINASI ALKENA
Penambahan sebatian hidrogen halida
 Penambahan sebatian hidrogen halida pada sebatian alkena yang tidak seimbang akan
menghasilkan dua produk.
 Penghasilan produk ini ditentukan oleh Peraturan Markonikov.
 Atom hidrogen perlu ditambah pada karbon ikatan berganda yang mempunyai lebih
banyak atom hidrogen.
 Penyusunan ini akan menghasilkan karbokation pertengahan yang lebih stabil.
 Dalam Peraturan Anti-Markonikov, atom hidrogen akan ditambah pada karbon ikatan
berganda yang mempunyai kurang atom hidrogen.

14. Penambahan kumpulan halogen
 Proses penghaloginasi merupakan penambahan atom halogen pada sebatian alkena.
Mekanisme penghaloginasi
 Sebatian alkena dan halogen merupakan molekul yang tidak berkutub.
 Walau bagaimanapun, molekul ini mampu mengalami penghasilan dwikutub terdorong.
 Karbokation bromoetil yang terhasil akan distabilkan oleh bromin atom yang bercas
positif (ion bromonium).
 Ion bromonium akan berkongsi elektron dengan ikatan kovalen karbon-bromin.

15.  Bahagian yang bertindih akan menghampiri atom bromin yang lebih berelektronegatif.
Penghaloginasi sebatian allilik
 Alkena boleh dihaloginasi secara terus dari posisi allilik.
 Molekul halogen yang digunakan mestilah dalam kepekatan yang rendah tetapi suhu
yang tinggi untuk mengelakkan tindak balas berlaku pada ikatan berganda.
Tindak balas Karl Zieglar
 N-Bromosuccinimide (NBS) merupakan agen pembrominan dan pengoksidaan sebagai sumber
bromin dalam tindak balas radikal dan penambahan elektrofilik.

16. PENUKARAN ALKOHOL KEPADA ALKIL HALIDA
Reagen hidrogen halida
(HCl, HBr, HI)
Reagen fosforus tribomida
(PBr3)
Reagen thionil klorida
(SOCl2)
Reagen hidrogen halida (HCl, HBr, HI)
 Alkohol akan ditukarkan kepada alkil halida melalui tindak balas SN1 dan SN2 dengan
asid halogen.
 Alkohol primer akan mengalami penggantian SN2 manakala penggantian SN1 berlaku
pada alkohol tertier.

17. Reagen fosforus tribomida (PBr3)
Mekanisme tindak balas reagen fosforus tribomida (PBr3)
 Alkohol akan bertindak balas dengan fosforus tribomida.
 Penggantian SN1 atau SN2: ion bromida menggantikan kumpulan dwibromofosforus.
Reagen thionil klorida (SOCl2)
 Tindak balas berlaku dengan pantas dan menghasilkan beberapa produk sampingan
seperti sulfur dioksida dan hidrogen klorida.
Mekanisme tindak balas reagen thionil klorida (SOCl2)
 Sebatian alkohol akan bertukar menjadi sebatian ester tidak organik.

18.  Ion klorida akan bertindak sebagai nukleofilik dan menyerang sebatian ester untuk
menghasilkan sulfur dioksida, hidrogen klorida dan sebatian alkil halida.
 Alkil halida yang terhasil mempunyai konfigurasif relatif berlainan dari alkohol asal.

19. Nucleophile
 Spesies dengan pasangan elektron yang tidak dikongsi.
 Nucleophile akan bertindak balas dengan alkil halida dengan menggantikan gantian halogen.
 Tindak balas penggantian berlaku dan gantian halogen yang dipanggil kumpulan meninggalkan
akan kekal sebagai ion halida.
 Substrat ikatan karbon-halogen menjalani heterolysis dan pasangan elektron yang tidak dikongsi
nucleophile akan digunakan untuk membentuk satu ikatan baru kepada atom karbon.
 Contoh : OH-, OR-, NH3, CN
nucleophile
produk
Nu: R X R Nu X Ion halida
Substrat Alkil
halida
Kumpulan meninggalkan
 Kumpulan meninggalkan yang bagus ialah gantian yang boleh meninggalkan sebagai molekul
relatif stabil, lemah asas / anion.
 Contoh: ion halida (Cl, Br, I)
 R-I > R-Br > R-Cl > > R-F
 Ion fluorida adalah asas yang kukuh : lebih tinggi kekuatan ikatan antara C-F.
Nucleophile Kumpulan meninggalkan
produk
Nu: R X R Nu X Ion halida

20. Mekanisma SN1
SN1 adalah nucleophile penggantian unimolecular.
Ianya unimolecular kerana melibatkan satu spesis iaitu alkil halida dalam
menentukan tindak balas.
Oleh itu, kadar tindak balas hanya bergantung kepada persamaan kadar alkil
halida (RX).
Kadar = k [RX].
Tindak balas ini melibatkan alkil halida 3⁰.
Mekanisme melibatkan 2 langkah :
Langkah 1 : Pembentukan-karbokation
Langkah 2 : Serangan nucleophilic
Langkah 1 : Pembentukan-karbokation
R R
slow _
R_ C _ X R_ C + + X
R R
Langkah 2 : Serangan nucleophilic
R R
_ fast
R_ C + + Nu: R_ C _ Nu
R R

21. MEKANISMA SN1
Contoh 1 : Tindak balas 2-bromo-2-methilpropana dengan air.
CH 3 CH 3
CH 3 _ C _ Br + H 2 O CH 3 _ C _ OH + HBr
CH 3 CH 3
Langkah 1 : Pembentukan-karbokation
CH 3 CH 3
slow _
CH 3 _ C _ Br CH 3 _ C + + Br
CH 3 CH 3
Langkah 2 : Serangan nucleophilic
CH 3 CH 3
CH 3 _ C + + H2O fast
CH 3 _ C _O H
+ H
CH 3 CH 3
CH 3 CH 3
H _ C _ OH + H O +
CH 3 _ C _ O + H2O CH 3 3
+ H
CH 3 CH 3

22. Contoh 2
Tuliskan mekanisme bagi tindak balas di bawah
CH 3 CH 3
CH 3 _ C _CH 2 Br + NaOH(aq) CH 3 _ C _CH 2 CH 3 + NaBr
CH 3 OH
Langkah 1 : Pembentukan-karbokation
CH 3 CH 3
_
CH 3 _ C _ CH 2 _Br slow CH 3 _ C _ CH
2 + Br
+
CH 3 CH 3
Penyusunan semula
CH 3 CH 3
1,2-methyl shift
CH 3 _ C _ CH 2 CH 3 _ C _ CH 2
+ +
CH 3 CH 3
Langkah 2 : Serangan nucleophilic
CH 3 CH 3
_
CH 3 _ C _ CH2 + OH fast CH 3 _ C _ CH 2 CH 3
+
CH 3 OH

23. NUCLEOP KUMPULAN
HILE MENINGGALK
AN
FAKTOR YANG
MEMPENGARUHI
MEKANISMA SN1
KESAN STEREOCHEMI
PELARUT STRY SN1
KESAN
STEARIK
Stereochemistry SN1

24.  Disebabkan oleh pembentukan karbokation semasa langkah pertama dalam mekanisme tindak
balas (substrat) yang mempunyai struktur satah trigonal.
 Anjakan berlaku sama ada dari bahagian hadapan sebelah / belakang apabila substrat bertindak
balas dengan nucleophile.
 Akibatnya, tindak balas akan mengubah sebatian aktif optik ke dalam recemic ataupun beberapa
bentuk penyongsangan.
Nucleophile
 Dalam mekanisme SN1, nucleophile tidak mempengaruhi kadar tindak balas SN1.
 Nucleophile akan bertindak balas selepas pembentukan karbokation.
Kumpulan
meninggalkan
 Sesuatu kereaktifan serupa bagi mekanisme SN1 dijumpai untuk tindak balas sebagai SN2.
Kumpulan meninggalkan (anion) Kereaktifan relatif
OH , NH 2 , OR <<1
F 1
Cl 200
Br 10,000
I 30,000
TosO 60,000
Kesan pelarut

25.  Tindak balas mekanisme SN1 berlaku dengan pantas dalam pelarut protik (EtOH, MeOH).
 Pelarut protik menggalakkan solvation daripada karbokation (interaksi ion dengan molekul
pelarut) akan menstabilkan karbokation perantaraan.
PELARUT TINDAK BALAS REAKTIF CEPAT
EtOH 1
Acetic acid 2
60% EtOH : 40% H20 100
20% EtOH : 80% H2O 14000
Water ~105
KESAN STEARIK
 Kadar yang mengehadkan langkah unimolecular penceraian substrat untuk menghasilkan
karbokation.
 Semakin stabil karbokation pengantara, lebih cepat tindak balas mekanisme SN1 berlaku.
 Kestabilan karbokation :
Bensil> Allil ≈ 3⁰>2⁰>1⁰
karbokation sekutu

26. karbokation bensil
Mekanisma SN2
SN2 adalah nucleophile penggantian bimolecular.
Ianya bimolecular kerana melibatkan dua spesis iaitu alkil halida dan nucleophile dalam
menentukan tindak balas.
Oleh itu, kadar tindak balas bergantung kepada persamaan kadar alkil halida (RX) and
nucleophile (Nu-).
Kadar = k [RX][Nu-]

27. Mekanisme am
R R R
slow fast Nu C
C X Nu C X + X-
Nu:- H
H H H H
keadaan peralihan
Mekanisma SN2

28. Contoh 1 : Tindak balas antara bromida etil dengan natrium hidroksida.
CH3CH2Br + NaOH(aq) CH3CH2OH + NaBr
Mekanisme SN2
CH3 CH3 CH3
:OH- C Br
slow
OH C Br
fast
OH C + Br-
H H
H H H H
keadaan peralihan

29. KUMPULAN
NUCLEOPHI
MENINGGA
LE
LKAN
FAKTOR YANG
MEMPENGARUHI KESAN
MEKANISMA SN2
KESAN PELARU
STEARIK T
STEREOCHEMI
STRY SN2
Stereochemistry SN2

 Nucleophile akan mendekati dari kawasan bertentangan dengan kumpulan yang meninggalkan.
 Mengakibatkan satu perubahan di dalam konfigurasi atom karbon molekul sasaran.

30.  Sebagai anjakan berlaku, konfigurasi gantian atom karbon menjalani terbalikkan.
KESAN
STEARIK
 Molekul yang bersaiz besar menghalang pendekatan pembentukan bon nucleophile membuat
sukar.
 Keadaan peralihan bagi tindak balas sterically menghalang alkil halida daripada nucleophile dan
memberikan tenaga yang lebih tinggi dan membentuk dengan lebih perlahan daripada alkil
halida yang kurang dihalang.
  
CH 1 2
3
neopentyl 2
Alkil halida Type Tindak balas reaktif yang
cepat
CH3X 1⁰ 3000000
CH3CH2X 1⁰ 100000
CH3CH2CH2X 1⁰ 40000
(CH3)2CHX 2⁰ 2500
(CH3)3CCH2X 1⁰-neopentil 1
(CH3)3CX 3⁰ 0
KESAN PELARUT
 Pelarut protic (yang mengandungi kumpulan OH atau NH): secara amnya mengurangkan tindak
balas mekanisme SN2. Contoh: MeOH, EtOH.
 Pelarut protic ini akan melambatkan tindak balas mekanisme SN2 melalui kelompok di sekitar /
solvating reactant nucleophile.
 Solvating: Mengurangkan kereaktifan nucleophile (hidrogen bon).

31.  Sebaliknya, pelarut protic seperti asetonitril (CH3CN) , dimethylformamide (CH3)2NCHO
meningkatkan kadar bagi mekanisme SN2.
NUCLEOPHILE
 Mana-mana spesies (neutral / negatif) boleh bertindak sebagai nucleophile (pasangan unshared
elektron).
 Tindak balas SN2 berkaitan dengan kereaktifan nucleophile
Nucleophile lemah Nucleophile sederhana Nucleophile kuat
F- Br- (CH3CH2)3P
H-O-H NH3 HS
CH3OH CH3-S-CH I-
Cl- C ≡N
CH3COO- OH-
CH30-

32. KUMPULAN
MENINGGALKAN
 Kumpulan meninggalkan akan membuang cas negatif dan disesarkan oleh nucleophile yang
masuk.
 Kumpulan meninggalkan yang terbaik berkaitan dengan kestabilan negatif cas yang terbaik-
kestabilan anion berkaitan dengan tahap kealkalian yang rendah.
 Cas akan disebarkan pada nucleophile masuk dan kumpulan meninggalkan (alkali lemah) untuk
menghasilkan lebih penstabilan.
Anion (kumpulan meninggalkan) Kereaktifan relatif
OH-, NH2-, OR- <<1
F- 1
Cl- 200
Br- 10000
I- 30000
ToSO- 60000
Tahap kereaktifan meningkat apabila semakin menurun ke bawah.
Mekanisme SN1
Kereaktifan hidrolisis 1⁰, 2⁰ dan juga 3⁰ alkil halida.
 Kereaktifan alkil halida untuk mekanisma SN1 adalah ditentukan oleh kestabilan carbocation.
 3⁰ alkil halida merupakan alkil halida yang paling stabil diikuti 2⁰ alkil halida dan 1⁰ alkil halida.
Alkana adalah yang paling tidak stabil sekali.
 Contoh :

33. R-X < R-X < R-X
1o 2o 3o
kereaktifan meningkat
Mekanisme SN2
Kereaktifan hidrolisis 1⁰, 2⁰ dan juga 3⁰ alkil halida.
 Kereaktifan alkil halida untuk mekanisme SN2 adalah ditentukan oleh kesan stearik yang terikat
pada kawasan tindak balas molekul tersebut.
 1⁰ alkil halida merupakan alkil halida yang paling reaktif diikuti 2⁰ alkil halida dan 3⁰ alkil halida.
 Contoh :
CH3 X < R-X < R-X
1o 2o 3o
kereaktifan meningkat
Perbezaan antara SN1 dan SN2
SN1 SN2
Kadar = k[RX] Kadar = k[RX][Nu-]
Kereaktifan - 3⁰>2⁰>1⁰ Kereaktifan – CH3X>1⁰>2⁰
Mekanisme melibatkan lebih satu Mekanisme melibatkan satu langkah
langkah

34. Nucleophile yang lemah Nucleophile yang kuat
Pembentukkan carbon cation Tiada pembentukkan carbon cation
APLIKASI ALKIL HALIDA
Kegunaan halogenalkana dalam makmal
 Bertindak balas dengan banyak sebatian lain bagi menghasilkan bermacam-
macam sebatian organik yang lain.
Dalam pembuatan plastik

35.  Kloroetena, CH2 = CHCl, digunakan untuk membuat poli (kloroetea) - biasa
disebut PVC.
 Tetrafluoroetena, CF2 = CF2, digunakan untuk membuat poli (tetrafluoroetena) -
PTFE.