SENYAWA AROMATIS
senyawa bensena dan senyawa dengan sifat kimia seperti bensena.
• •
Molekul bensena: senyawa cincin 6 dengan rumus molekul C6H6.
BENSENA Kekulé
menggambarkan struktur bensena dengan atom-atom karbon dihubungkan satu dengan yang lain membentuk suatu cincin. H
H C
H C
H
C
H C
C
H
C
C H
C H
C
C C
H
H
CH2
C
H C
C C
C H
C H
H
I Formula Kekule
H
II Formula Dewar
H
III
•
•
August Kekulé pada tahun 1865 : Struktur tersebut menggambarkan bahwa struktur benzena tersusun 3 ikatan rangkap di dalam cincin 6 anggota.
Ketiga ikatan rangkap tersebut dapat bergeser dan kembali dengan cepat sedemikian sehingga 2 bentuk yang mungkin tersebut tidak dapat dipisahkan.
BENSENA
Setiap karbon pada bensena mengikat 3 atom lain menggunakan orbital hibridisasi sp2 membentuk molekul yang planar. Bensena merupakan molekul simetris, berbentuk heksagonal dengan sudut ikatan 120o. Setiap atom C mempunyai orbital ke empat yaitu orbital p. Orbital p akan mengalami tumpang suh (overlapping ) membentuk awan elektron sebagai sumber elektron.
H
o
C
1,39 A
H
C
o
H
1,10 A
C o
120 H
C
o
120
H
H
C C
C
C o
120
H H
C C H
H
MODEL RESONANSI BENZENA
Panjang ikatan karbon-karbon pada bensena adalah sama, yaitu: pertengahan antara panjang ikatan tunggal dan ikatan rangkap. Panjang ikatan rangkap C = C adalah 1,34 Å ikatan tunggal C C adalah 1,53 Å. Apabila benzena dianggap mempunyai 3 ikatan rangkap dan 3 ikatan tunggal seperti pada struktur Kekulé, maka akan didapati 3 ikatan yang pendek (1,34 Å) dan 3 ikatan yang panjang (1,53 Å). Akan tetapi analisis dengan difraksi sinar-X menunjukkan bahwa panjang ikatan C – C
–
BENSENA Berbeda dengan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan rangkap lainnya, bensena tidak mudah mengalami reaksi adisi Reagen
Sikloheksena
Bensena
Terjadi oksidasi, cepat
Tidak bereaksi
Br 2/CCl4 (dlm gelap) Terjadi Adisi, cepat
Tidak bereaksi
HI
Tidak bereaksi
KMnO4 encer
Terjadi Adisi, cepat Terjadi hidrogenasi,
H2 + Ni
25oC, 20 lb/in.2
Terjadi hidrogenasi,
lambat, 100-200oC, 1500 lb/in.2
KESTABILAN CINCIN BENSENA secara kuantitatif dapat dilihat dari panas hidrogenasi dan pembakarannya. Panas hidrogenasi dan pembakaran bensena lebih rendah dari pada harga perhitungan. l a i s n e t o P i g r e n E
Sikloheksatriena + 3H2 Energi resonansi (36 kkal) Bensena + 3H2
Sikloheksadiena + 2H2
Sikloheksena + H2
85,8 (Hit) 49,8 (Eks)
57,2 (Hit) 55,4 (Eks)
Sikloheksana
28,6 (Eks)
HÜCKEL Senyawa aromatis harus memenuhi kriteria:
siklis mengandung awan elektron yang terdelokalisasi di bawah dan di atas bidang molekul ikatan rangkap berseling dengan ikatan tunggal mempunyai total elektron sejumlah 4n+2, dimana n harus bilangan bulat
Misal: bila jumlah elektron suatu cincin siklik = 12, maka n=2,5 maka bukan senyawa
H
H
H
H
H
H
H
4 elektron
H
Radikal siklopentadienil 5 elektron
H
H
H
H
H H
Kation sikloheptatrienil
H H
H H
H
H
H H
Anion siklopentadienil 6 elektron Aromatis
H
H
6 elektron Aromatis
H
H
Kation siklopentadienil
H
H
H
H
H
H
H H
Radikal sikloheptatrienil 7 elektron
H H
Anion sikloheptatrienil 8 elektron
BENZENA
menambahkan awalan gugus substituen diikuti nama bensena, misal : klorobensena, bromobensena, nitrobensena, dll Cl
Klorobensena
Br
Bromobensena
I
Iodobensena
NO2
Nitrobensena
•
beberapa derivat bensena mempunyai nama spesifik yang mungkin tidak menunjukkan nama dari substituen yang terikat pada bensena CH3
NH 2
OH
Toluena
Anilin
Fenol
COOH
Asam Benzoat
SO3H
Asam Bensensulfonat
•
Apabila bensena mengikat lebih dari satu substituen, maka nama substituen dan letak substituen harus dituliskan.
orto (1,2-)
Br
meta (1,3-) para (1,4-)Br
Br
Br
Br Br
o-Dibromobensena orto
m-Dibromobensena meta
p-Dibromobensena para
•
Apabila 2 atau lebih substituen yang terikat pada bensena berbeda, maka penamaannya diawali dengan nama substituen berturut-turut dan diikuti dengan nama bensena atau diberi nama khusus/spesifik. OH
Br
CH3 NO 2
6 5 NO 2
1
NH 2 Cl
m-bromonitrobensena
Br
2 3
4 NO 2
o-Nitrotoluena
Br
2-Kloro-4-nitrofenol
Br
2,4,6-Tribromoanilin
. Substitusi) •
Reaksi Nitrasi H2SO4
C6H6 + HONO 2
C6H5
(berasap)
NO 2
+
H2O
Nitrobensena
Mekanisme : (1)
H3O
HONO2 + 2 H2SO4
+
+ 2 HSO4
-
+
NO2 ion nitronium
H
(2)
+ C6H6
NO2
C6H5
Lambat NO 2
H
(3)
C6H5
+
HSO4
--
C6H5
NO2
+
H2SO4
Cepat
•
(1)
Reaksi Sulfonasi -
+
H3O
2 H2SO4
+ 2 HSO4
+
SO3
H
(2)
SO3
+ C6H6
C6H5
Lambat --
SO3 H
(3)
C6H5
+
--
HSO4
C6H5
--
SO3
+
H2SO4
--
SO3
(4)
C6H5
--
SO3
+
+
H3O
C6H5
SO3H
+
H2O
Cepat
Jadi bensena lebih mudah mengalami reaksi substitusi daripada reaksi adisi
SUBSTITUEN PENGAKTIF DAN PENDEAKTIF CINCIN
Substituen yang terikat pada cincin aromatis mempengaruhi reaksi substitusi kedua/lanjutannya. Berdasarkan eksperimen terhadap laju nitrasi pada bensena tersubstitusi (substitusi ke 2) menunjukkan bahwa kecepatan nitrasi pada setiap bensena yang telah tersubstitusi oleh gugus yang berbeda adalah tidak
Efek pengarah dan pengaktif gugus fungsi
p a r a
P e n g a r a h o r t o ,
P e n g a r a h m e t a
Gugus Substituen
Nama Gugus
-NH2, -NHR, -NR2
amino
-OH, -OCH3, -OR
Hidroksi, alkoksi
-NH(CO)-R
asilamino
-CH3, -CH2CH3, -R
alkil
-F, -Cl, -Br, -I
halo
-(CO)-R, -(CO)-OH
Asil, karboksi
-(CO)-NH2, -(CO)-OR
Karboksamida, karboalkoksi
-(SOO)-OH
Asam sulfonat
-CN
siano
-NO2
nitro
P e n g a k t i f
P e n d e a k t i f
