Reaksi Substitusi Nukleofilik Antara Halogenalkana dan Amonia

Halaman ini membahas fakta-fakta dan uraian sederhana tentang mekanisme yang berlangsung rapi untuk reaksi-reaksi substitusi nukleofilik antara halogenalkana dengan amonia untuk menghasilkan amina-amina primer.

Reaksi halogenalkana primer dengan amonia

Fakta-fakta

Halogenalkana dipanaskan bersama dengan sebuah larutan amonia pekat dalam etanol. Reaksi dilangsungkan dalam sebuah tabung tertutup. Campuran reaksi ini tidak bisa dipanaskan di bawah refluks, karena amonia akan terlepas dari kondensor sebagai sebuah gas.
Kita akan membahas reaksi ini dengan menggunakan 1-bromoetana sebagai sebuah halogenalkana primer sederhana.
Reaksi ini terjadi dalam dua tahapan. Pada tahapan pertama terbentuk sebuah garam – dalam hal ini, etilamonium bromida. Garam ini mirip sekali dengan amonium bromida, kecuali bahwa salah satu hidrogen dalam ion amonium telah digantikan dengan sebuah gugus etil.

Ada kemungkinan terjadinya reaksi reversibel antara garam ini dengan amonia yang berlebih dalam campuran.

Amonia melepaskan sebuah ion hidrogen dari ion etilamonium sehingga menjadikannya sebagai sebuah amina primer – etilamin.
Semakin banyak amonia dalam campuran, semakin reaksi cepat reaksi berlangsung.

Mekanisme

Mekanisme melibatkan dua tahapan. Tahapan pertama adalah reaksi substitusi nukleofilik sederhana:

Karena mekanisme ini melibatkan tubrukan antara kedua spesies dalam tahapan reaksi yang lambat ini, maka reaksi disebut sebagai sebuah reaksi S_N2.
Pada tahapan kedua reaksi, sebuah molekul amonia bisa melepaska satu hidrogen pada -NH₃⁺. Sebuah amonium terbentuk, bersama dengan sebuah amina primer – dalam hal ini, etilamin.

Akan tetapi, reaksi ini dapat balik (reversibel). Dengan demikian produk yang dihasilkan mengandung sebuah campuran antara ion-ion etilamonium, amonia, ion etilamin dan amonium. Jika amonia yang digunakan berlebih maka produk utama yang dihasilkan hanya etilamin.
Sayangnya reaksi tidak berhenti sampai disini. Etilamin merupakan sebuah nukleofil yang baik, dan terus menyerang bromoetana yang tidak termanfaatkan. Reaksi ini cukup rumit sehingga akan dibahas pada sebuah halaman terpisah.

Reaksi halogenalkana tersier dengan amonia

Fakta-fakta

Fakta-fakta reaksi halogenalkana tersier dengan amonia sama persis seperti pada halogenalkana primer. Halogenalkana dipanaskan dalam sebuah tabung tertutup bersama dengan larutan amonia dalam etanol.
Sebagai contoh:

Diikuti dengan:

Mekanisme

Mekanisme ini melibatkan ionisasi awal halogenalkana:

diikuti dengan serangan yang sangat cepat oleh amonia terhadap ion karbonium yang terbentuk:

Ini juga merupakan contoh dari substitusi nukleofilik.
Kali ini, tahapan lambat dari reaksi hanya melibatkan satu spesies, yakni halogenalkana. Reaksi ini disebut reaksi S_N1.
Terdapat sebuah tahap kedua yang persis sama dengan yang terjadi pada halogenalkana primer. Sebuah molekul amonia melepaskan sebuah ion hidrogen dari gugus -NH₃⁺ melalui sebuah reaksi yang dapat balik (reversibel). Ion amonium terbentuk, bersama dengan sebuah amina.

Reaksi halogenalkana sekunder dengan amonia

Pastikan anda memahami apa yang terjadi dengan halogenalkana primer dan tersier, dan selanjutnya sesuaikan pada halogenalkana sekunder.