AROMATISITAS (Aromaticity)
diharapkan fenomena dan konsep aromatisitas bisa dipahami. Pamahaman ini diperlukan untuk bisa mengerti sifat kimia dan fisika kelompok senyawa kimia ini yang sangat banyak digunakan dalam bidang ilmu farmasi
Pendahuluan
Faraday yang berjasa besar dengan penemuanpenemuannya dalam kelistrikan pada tahun 1925 berhasil mengisolasi suatu zat cair yang mempunyai bau khas dari gas lampu yang berasal dari destilasi kering batu bara yang pada waktu itu digunakan sebagai sumber penerangan/energi.
Analisa kimia senyawa menunujukkan rumus molekul C6H6. Dari penelitian-penelitian lain ditemukan pula senyawa – senyawa lain yang sifat-sifat kimianya mirip dengan benzena ini (berasal dari kata benzol, yang berarti minyak batu bara)*.
Penggolongan Senyawa HK
Senyawa alifatik yang berarti mirip dengan minyak / lemak, dan sekarang nama ini diberikan pada senyawa hidrokarbon (Alkana, alkena, dan alkuna )
Senyawa –senyawa aromatik, yang mempunyai sifatsifat khas dan mempunyai aroma ( bau ) yang khas. Zat-zat ini waktu itu sudah didapatkan dari resin, balsem, minyak esensial dan fraksi-fraksi baru bara, dan lain-lain.
Batu bara sudah dikenal sejak lama sebagai sumber energi. Pada zaman revolusi industri sudah dikenal “coke” yang merupakan sisa hasil destilasi kering (1000 – 1300°C) dari batu bara yang penting dalam proses pembuatan baja.
Fraksi menguap dari batu bara ini berupa gas lampu, fraksi cair ( benzol ), fraksi kental (tar). Karena coke ini dibutuhkan dalam skala besar, hasil sampingan gas dan benzol ini mudah di dapat dengan harga relatif murah, merangsang para ahli untuk mencari cara penggunaannya, al. Sebagai bahan baku industri /sintesa senyawa – senyawa organik lainnya.
Reaksi-reaksi karakteristik senyawa aromatik
Benzena diketahui mempunyai rumus molekul C6H6 dan Kekule mengusulkan struktur (I) dan (II) untuk zat ini
Beda reaksi senyawa dasar alifatik tidak jenuh dengan senyawa aromatik
Dari percobaan-percobaan lain ternyata bahwa benzena ini dapat bereaksi dengan pereaksi-pereaksi tertentu, tapi berbeda dengan senyawa alifatik jenuh, yang terjadi adalah reaksi subsitusi bukan reaksi addisi, disamping fenomena lain, dimana juga tidak semua atom H bisa disubsitusi seperti dapat dilihat pada reaksi-reaksi berikut: C6H6
+
Cl2
C6H6 + H O N O C6H6 + SO3 C6H6 +
CH3Cl
C6H6Cl
+
C6H6NO2
HCl
+
H2
C6H5SO3H C6H5CH3 + H
Dari sini terlihat bahwa pasti ada faktor tertentu yang menyebabkan kenapa hal- hal ini terjadi, dengan perkataan lain ikatan rangkap pada benzena mempunyai sifat yang berbeda dengan ikatan rangkap senyawasenyawa alifatik tidak jenuh.
Penelitian tingkat energi dari proses reduksi dengan hydrogen dengan katalis Pt juga menghasilkan data yang tidak konsisten dengan sifat-sifat senyawa alifatik tidak jenuh.
Diagram tingkat energi reduksi sikloheksena
Dengan rendahnya tingkat energi ini, sebenarnya tidaklah mengherankan kenapa benzena relatif stabil. Kalau dilihat lagi, kenapa tingkat energi benzena ini jauh lebih rendah dari hipotesis 1, 3, 5 – heksatriena. Selisih energi ini (36 Kcal/mol) disebut dengan energi resonansi (resonance energy or delocalization energy), yang menyebabkan terjadinya apa yang disebut AROMATISITAS (Aromaticity)
Berbeda dengan panjang ikatan C – C (1,54 A°°) dan C = C (1,33 A°°) ternyata panjang ikatan C – C dari benzena adalah sama yaitu 1,39 A°° dan tempat ikatan π tidak bisa ditentukan.
Jadi penulisan yang benar dari benzena, yang seharusnya seperti yang terlihat pada buku/teks pada dekade ini adalah sebagai (I). Karena kalau ditulis seperti biasa adalah tidak benar karena panjang ikatan antara C – C dan C = C adalah tidak sama. Walaupun demikian untuk menulis mekanisme reaksi, struktur triena (II) ini masih tetap dipakai.
Walaupun demikian untuk menulis mekanisme reaksi, struktur triena (II) ini masih tetap dipakai.
Hukum Huckel
Berdasarkan analisa matematika dari orbital molekul, pada tahun 1931 mengemukakan bahwa ; “senyawa-senyawa koplanar siklik yang mempunyai (4n + 2)π π elektron mempunyai elektron yang tidak terlokalisasi dan akan bersifat aromatik
Kalau dibuat model, ternyata senyawa ini dapat mempunyai konformasi korsi atau perahu.
Pada tahun 1960 atas usaha Professor Franz Sondheimer, dapat dibuktikan teori ini dengan baik, dengan cara mensintesa senyawa-senyawa sebagai berikut. Dengan usaha yang tak kunjung menyerah, akhirnya senyawa 4 annulena dapat disintesis dan seperti diduga ternyata tidak aromatik
Dari penelitian-penelitian selanjutnya, diketahui bahwa senyawa anion. Siklopentadienil mempunyai atom-atom H yang sistim elektroniknya sama (identik)
Ternyata waktu gugus CH2 kehilangan 1 atom H, yang terjadi adalah hibridasi sp2.
Sepasang elektron ini kemudian membentuk orbital baru yang dapat membentuk diri berimpit (overlap) dengan orbital lain, sehingga membentuk 6 elektron π yang tidak terlokalisasi dan akibatnya semua proton akan identik secara elektronik (1 sinyal pada spektros resonansi magnit), berbentuk planar, dengan jarak ikatan C yang sama dan aromatik.
Dengan cara yang sama dapat dimengerti kenapa senyawa heterosiklik berikut bersifat aromatik.
Disamping itu dikenal pula golongan senyawa yang disebut Benzenoid yang bersifat aromatik.
