SENYAWA AROMATIK Tim dosen kimia dasar FTP
SENYAWA AROMATIK SIFAT-SIFAT Senyawa dengan aroma tertentu Senyawa siklik yang mengandung ikatan rangkap berselang seling (konjugasi) Bersifat non polar Banyak digunakan sebagai pelarut. Contoh :
benzen
naftalena
stirena
CH=CH2
•Benzena adalah - senyawa yang tidak berwarna, - m.p. 6o C dan b.p. 80o C, - Memiliki cincin 6 - rumus molekul C6H6 yang menunjukkan adanya 3 ikatan rangkap dalam cincin.
Struktur Benzena • Struktur benzene pertama kali diusulkan oleh 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.
Model Resonansi Benzena
TATANAMA DERIVAT BENZENA 1. menambahkan awalan gugus substituen diikuti nama benzena, misal : klorobenzena, bromobenzena, nitrobenzena, dll Cl
Br
I
Klorobenzena
Bromobenzena
Iodobenzena
NO2
Nitrobenzena
2. beberapa derivat benzena mempunyai nama spesifik yang mungkin tidak menunjukkan nama dari substituen yang terikat pada benzena, misal : metilbenzena dikenal sebagai toluene, aminobenzena sebagai anilin, dll CH3
NH2
OH
COOH
Toluena
Anilin
Fenol
Asam Benzoat
SO3H
Asam Bensensulfonat
3. Apabila benzena mengikat lebih dari satu substituen, maka nama substituen dan letak substituen harus dituliskan. Ada 3 (tiga) isomer yang mungkin untuk benzena yang tersubstitusi oleh 2 gugus. Penamaan digunakan nama : orto (1,2-); meta (1,3-); para (1,4-) Br
Br
Br Br
Br o-Dibromobenzena orto
m-Dibromobenzena meta
Br p-Dibromobenzena para
Benzen disubstitusi (dua subsituen) dengan penomoran atau dengan sistem orto, meta dan para
Substituen lebih dari dua : dengan penomoran substituen utama dianggap pada tempat no satu ( fenol, anilin, dll)
4. Apabila 2 atau lebih substituen yang terikat pada benzena berbeda, maka penamaannya diawali dengan nama substituen berturut-turut dan diikuti dengan nama benzena atau diberi nama khusus/spesifik. CH3
Br NO2
o-nitrotoluena
NH2
OH Cl Br
Br
NO2
m-bromonitrobenzena
NO2
2-kloro-4-nitrofenol
Br
2,4,6-tribromoanilin
Benzena sebagai substituen disebut gugus fenil H2 C
fenil
benzil CH3
Gugus fenil
H3C
p-tolil
o-tolil
SENYAWA TURUNAN BENZENA OH
phenol
toluene
H C
styrene
C H3
C H2
OC H3
NH2
aniline
anisole
O
O
O
C
C
C
acetophenone
C H3
H
benzaldehyde
benzoic acid
OH
SENYAWA AROMATIK POLISIKLIK Senyawa aromatik dengan cincin gabungan
Contoh :
naftalena (pengusir ngengat, insektisida)
fenantrena (iritasi kulit)
antrasena (industri zat warna)
benzopirena (zat karsinogenik dalam asap rokok dan jelaga)
Senyawa-senyawa yang memiliki sebuah gugus hidroksil yang terikat pada cincin benzenoid polisiklik adalah mirip dengan fenol secara kimiawi, tetapi dinamakan naftol 7 6
8
OH
5 9 8
OH 1
7
OH 2
6 4
1-Naftol (-naftol)
4
1
3
3 5
10
2
2-Naftol
9-Fenantrol
SENYAWA AROMATIK HETEROSIKLIK Atom-atom dalam cincin tidak hanya C
N
N H pirol
piridin
N
O piran
N
N
N N H purin
N pirimidin
OH
OH OH
OH
OH OH
1,2-Benzenadiol (katekol)
1,3-Benzenadiol (resorsinol)
1,4-Benzenadiol (hidrokuinon)
CH3
CH3
CH3 OH
OH OH Cl
Br NO2
OH OH
OH
Cl
Br
CH3
NH2 OH CH3 NO2 Cl
Cl
CH3
HOOC
NH2 Br
CH3
CH3 O2N
Cl NO2 O2N
NO2
H3C
CH3
SIFAT FISIKA DAN KIMIA • seperti hidrokarbon alifatik dan alisiklik, benzena dan hidrokarbon aromatik nonpolar tidak larut dalam pelarut polar dalam berbagai pelarut organik •Larut sebagai pelarut •Digunakan membentuk azeotrop dengan air •Dapat •Bersifat toksik – karsinogenik LIHAT TABEL BERIKUT : • TITIK DIDIH DAN TITIK LELEH TL TD BENZENA TOLUENA o-XILENA m-XILENA p-XILENA
5,5 - 95 - 25 - 48 13
80 111 144 139 138
H3C
m-Xylene
CH3
REAKSI-REAKSI PADA BENZENA
a. Reaksi Halogenasi elektrofilik
Br
Br + FeBr3
Br
Br
+
FeBr3
Br
terpolarisasi
terbelah
Tahap 1(lambat): H
H
H
H +
H
H
+
Br
H
Br
H H
H
H
H
Tahap 2 (cepat) H
H +
H
H
Br
H
Br + H+
H H H
H
H
H
bromobenzena
Tahap 3 (cepat) + H + FeBr4
+
FeBr3
+
HBr
-
FeBr4
b. Alkilasi
+
(CH3)2CHCl 2-kloropropana (isopropil klorida)
AlCl3 30o
CH(CH3)2 + HCl isopropilbenzena (kumena)
• Tahap pertama dalam alkilasi adalah pembentukan elektrofil: suatu karbokation. R Cl + AlCl3
+
R
+
-
AlCl4
• Tahap kedua adalah serangan elektrofilik pada benzena • tahap ketiga eliminasi sebuah ion hidrogen. Hasilnya ialah sebuah alkil benzena. +
R lambat benzena
+
R H
ion benzenonium
- H+ cepat
R alkilbenzena
c. Asilasi Gugus RCO- atau ArCO- disebut gugus asil (acyl group). Substitusi suatu gugus asil pada cincin aromatik oleh reaksi dengan suatu halida asam disebut reaksi asilasi aromatik, atau asilasi FriedelCrafts. O +
O
AlCl3 CH3CCl 80o
asetil klorida suatu halida asam
CCH3 + HCl asetofenon
d. Reaksi Nitrasi +
NO2 lambat benzena
HNO3 + H2SO4
H2NO3+ + H2SO4
+
NO2 H
- H+ cepat
ion benzenonium
NO2 nitrobenzena
H2NO3+ + HSO4-
NO2+ + H3O+ + HSO4-
e. Reaksi Sulfonasi ArH + H2SO4 ArSO2OH Sulfonasi benzena (7) dengan asam sulfat berasap (H2SO4+ SO3) menghasilkan asam benzena sulfonat (9). + SO3
7
+ SO3
H2SO4 40o
SO3H
8
H asam benzenasulfonat
9
Orientasi dan Reaktifitas (Aromatik monosubstitusi) Jika telah terbentuk cincin benzena monosubstitusi maka substituen yang ada pada cincin mengarahkan kedudukan substitusi berikutnya (o, m, p), yang kemungkinan reaksi akan lebih lambat atau lebih cepat dari cincin benzena sendiri (gugus/substituen deaktifasi atau aktifasi)
Tabel Efek substituen pertama terhadap substitusi kedua Pengarah –orto, para
Pengarah-meta (semua mendeaktivasi)
- NH2, - NHR, -NR2
- COR
- OH
- CO2R
- OR - NHCOR
- C6H5(aril) - R (alkyl) - X (mendeaktivasi)
bertambah aktivasi
- SO3H - CHO
bertambah
- CO2H
deaktivasi
- CN - NO2 - NR3+
Efek substituen dalam substitusi kedua - Substituen pelepas elektron : pengarah o, p; mengaktifkan cincin terhadap E +
R
OH
Substituen halogen : pengarah o,p; mendeaktifkan cincin terhadap E+ -
X
ᵟ+
X
ᵟ-
- Substituen penarik elektron : pengarah m; mendeaktifkan cincin terhadap E+
NO2
ᵟ+
+
ᵟ-N
O O
-
Orientasi dan reaktifitas dapat diterangkan dengan melihat keadaan resonansi dan pengaruh stabilitas ion arenium Dapat kita lihat cincin bermuatan positif, kemudian kita lihat S :
- withdrawing elektron/penarik elektron (menjadi kurang stabil) - donating elektron/pelepas elektron (menjadi lebih stabil)
Pengarah orto, para H
H orto
Br
Br
+
H
CH3
Br CH3
+
+
para Br H
+
Br H stabilitas tinggi
Br
+ Br H Br
Br
H meta
stabilitas tinggi CH3
CH3
CH3
H
H +
CH3
+
CH3
+
CH3
+
CH3
Pengarah meta Br
H +
NO2
Br
H
Br NO2
+
-O
NO2
H +
-
O
N + O
energi tinggi
(muatan positif berdampingan)
+ O N
NO2
+ + Br
H
Br H energi tinggi
+ Br
H
(muatan positif berdampingan)
+
NO2
NO2
+ Br
H
Br
H
NO2 + Br
H
Lebih dipilih karena tidak ada muatan positif berdampingan
