1

SENYAWA AROMATIK

Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang terdiri dari hidrogen dan

karbon, contohnya alkana, alkena dan alkuna. Berdasarkan bentuk rantai

karbonnya, senyawa hidrokarbon dibagi dalam 2 bagian, yaitu hidrokarbon rantai

terbuka (alifatik) dan hidrokarbon rantai tertutup (siklik). Hidrokarbon rantai

tertutup dapat dibedakan lagi menjadi senyawa alisiklik, yaitu senyawa

hidrokarbon dengan rantai tertutup baik jenuh atau tidak jenuh dan senyawa

aromatik yaitu senyawa yang mempunyai rantai tertutup membentuk cincin

benzena serta memiliki aroma yang khas.

A. Senyawa Aromatik Homosiklik dan Heterosiklik

1. Senyawa aromatik homosilik

Senyawa homosiklik adalah senyawa siklik yang atom lingkarnya hanya

tersusun oleh atom karbon, contohnya benzena.

Benzena

Benzena merupakan suatu anggota dari kelompok besar senyawa

aromatik, yakni senyawa yang cukup distabilkan oleh delokalisasi

elektron-pi. Senyawa benzena pertama kali disintesis oleh Michael

Faraday pada tahun 1825, dari gas yang dipakai sebagai bahan bakar

lampu penerang.Sepuluh tahun kemudian diketahui bahwa benzena

memiliki rumus molekul C6H6  sehingga disimpulkan bahwa benzena

memiliki ikatan rangkap yang lebih banyak daripada alkena.

Dari residu berminyak yang tertimbun dalam pipa induk gas di London.

Saat ini sumber utama benzena, benzena tersubtitusi dan senyawa aromatic

adalah petroleum : sebelumnya dari ter batubara hamper 90% senyawa

aktif bahan obat adalah senyawa aromatik : rumus struktur mempunyai

inti benzena.

Struktur Benzena

Ikatan rangkap pada benzena berbeda dengan ikatan rangkap pada

alkena.  Ikatan rangkap pada alkena dapat mengalami reaksi adisi,

C

CC

C

CC

C

CC

C

CC

C

CC

CC

CH2

H

H

H

H

H

H

H

H

H

HH

H

H

H

HH

Formula Kekule Formula DewarIIII II

2

sedangkan ikatan rangkap pada benzena tidak dapat diadisi, tetapi benzena

dapat bereaksi secara substitusi. Contoh:

Reaksi adisi : C2H4 + Cl2 --> C2H4Cl2

Reaksi substitusi : C6H6 + Cl2 --> C6H5Cl  + HCl

Menurut Friedrich August Kekule, keenam atom karbon pada benzena

tersusun secara siklik membentuk segienam beraturan dengan sudut ikatan

masing-masing 120°. Ikatan antaratom karbon adalah ikatan rangkap dua

dan tunggal bergantian (terkonjugasi).

Analisis sinar-X terhadap struktur benzena

menunjukkan bahwa panjang ikatan antaratom

karbon dalam benzena sama, yaitu 0,139 nm.

Adapun panjang ikatan rangkap dua C=C

adalah 0,134 nm dan panjang ikatan tunggal

C–C adalah 0,154 nm. Jadi, ikatan karbon-

karbon pada molekul benzena berada di antara ikatan rangkap dua dan

ikatan tunggal. Hal ini menggugurkan struktur dari Kekule.

Kekulé menggambarkan struktur benzena dengan atom-atom karbon

dihubungkan satu dengan yang lain membentuk suatu cincin.

3

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.

Orbital benzena

Setiap karbon pada benzena mengikat 3 atom lain menggunakan orbital

hibridisasi sp2 membentuk molekul yang planar.

Benzena 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.

2. SENYAWA AROMATIK HETEROSIKLIK

Menurut Erich Huckel, suatu senyawa yang mengandung cincin

beranggota lima atau enam bersifat aromatik jika:

semua atom penyusunnya terletak dalam bidang datar (planar)

setiap atom yang membentuk cincin memiliki satu orbital 2p

memiliki elektron pi dalam susunan siklik dari orbital-orbital 2p

sebanyak 4n+2 (n= 0, 1, 2, 3, …)

Di samping benzena dan turunannya,

ada beberapa jenis senyawa lain yang

4

menunjukkan sifat aromatik, yaitu mempunyai ketidakjenuhan tinggi dan

tidak menunjukkan reaksi-reaksi seperti alkena. Senyawa benzena

termasuk dalam golongan senyawa homosiklik, yaitu senyawa yang

memiliki hanya satu jenis atom dalam sistem cincinnya. Terdapat senyawa

heterosiklik, yaitu senyawa yang memiliki lebih dari satu jenis atom dalam

sistem cincinnya, yaitu cincin yang tersusun dari satu atau lebih atom yang

bukan atom karbon. Sebagai contoh, piridina dan pirimidina adalah

senyawa aromatik seperti benzena. Dalam piridina satu unit CH dari

benzena digantikan oleh atom nitrogen yang terhibridisasi sp2, dan dalam

pirimidina dua unit CH digantikan oleh atom-atom nitrogen yang

terhibridisasi sp2.

Senyawa-senyawa heterosiklik beranggota lima seperti furan, tiofena,

pirol, dan imidazol juga termasuk senyawa aromatik.

B. SENYAWA TURUNAN BENZENA

Kemudahan benzena mengalami reaksi substitusi elektrofilik

menyebabkan benzena memiliki banyak senyawa turunan. Semua senyawa

karbon yang mengandung cincin benzena digolongkan sebagai turunan

benzena. Berikut ini beberapa turunan benzena yang umum:

Tabel 1 : Senyawa Turunan Benzena

Struktur Nama

Toluena

p-xilena

5

Stirena

Anilina

Fenol

Benzaldehid

Asam Benzoat

Benzil Alkohol

 Selain senyawa-senyawa di atas, masih banyak lagi senyawa turunan benzena

yang terdapat di sekitar kita baik itu dengan satu substituen yang terikat pada

cincin benzena, ataupun dua substituen atau lebih.

 

6

C. TATANAMA SENYAWA BENZENA

Semua senyawa yang mengandung cincin benzena digolongkan sebagai

senyawa turunan benzena. Penataan nama senyawa turunan benzena sama

seperti pada senyawa alifatik, ada tata nama umum (trivial) dan tata nama

menurut IUPAC yang didasarkan pada sistem penomoran. Dengan tata nama

IUPAC, atom karbon dalam cincin yang mengikat substituen diberi nomor

terkecil. Menurut IUPAC, benzena dengan satu substituen diberi nama seperti

pada senyawa alifatik, sebagai gugus induknya adalah benzena. Contoh:

Benzena dengan gugus alkil sebagai substituen, diklasifikasikan sebagai

golongan  arena. Penataan nama arena dibagi ke dalam dua golongan berdasarkan

panjang rantai alkil. Jika gugus alkil berukuran kecil (atom C6) maka gugus alkil

diambil sebagai substituen dan benzena sebagai induknya. Contoh:

Jika gugus alkil berukuran besar (atom C  6) maka benzena dinyatakan

sebagai substituen dan alkil sebagai rantai induknya. Benzena sebagai substituen

diberi nama  fenil– (C6 H5–, disingkat –ph). Contoh:

7

Benzena dengan dua gugus substituen diberi nama dengan awalan: orto–

(o–), meta– (m–), dan para– (p–). rto– diterapkan terhadap substituen

berdampingan (posisi 1 dan 2), meta– untuk posisi 1 dan 3, dan para– untuk

substituen dengan posisi 1 dan 4.

Jika gugus substituen sebanyak tiga atau lebih, penataan nama

menggunakan penomoran dan ditulis secara alfabet. Nomor terkecil diberikan

kepada gugus fungsional (alkohol, aldehida, atau karboksilat) atau gugus dengan

nomor paling kecil.

Urutan prioritas penomoran untuk beberapa substituen yang umum:

Arah tanda panah menunjukkan substituen yang semakin prioritas, maka

penomorannya dengan nomor yang semakin kecil

Sedangkan jika terdapat tiga substituen atau lebih pada cincin benzena,

maka sistem o, m, p tidak dapat diterapkan lagi dan hanya dapat dinyatakan

dengan angka.

8

Semua senyawa aromatis berdasarkan benzen, C6H6, yang memiliki enam

karbon. Setiap sudut dari segienam memiliki atom karbon yang terikat dengan

hidrogen.

1. Kasus dimana penamaan didasarkan pada benzen.

a. Klorobenzen

Ini merupakan contoh sederhana dimana sebuah halogen terikat pada

cincin benzen. Penamaan sudah sangat jelas. Penyederhanaannya menjadi

C6H5Cl. Sehingga anda dapat (walau mungkin  tidak!) menamainya

fenilklorida. Setiap kalo anda menggambar cincin benzen dengan sesuatu

terikat padanya sebenarnya anda menggambar fenil. Untuk mengikat

sesuatu anda harus membuang sebuah hidrogen sehingga menghasilkan

fenil.

b. Nitrobenzen

Golongan nitro, NO2, terikat pada rantai benzen.

Formula sederhananya C6H5NO2.

c. Metilbenzen

Satu lagi nama yang jelas. Benzen dengan metil terikat padanya.

Golongan alkil yang lain juga mengikuti cara penamaan yang

sama.Contoh, etilbenzen. Nama lama dari metilbenzen adalah toluen, anda

mungkin masih akan menemui itu.

Formula sederhananya C6H5CH3.

d. (Klorometil)benzen

Variasi dari metilbensen dimana satu atom hidrogen digantikan dengan

atom klorida. Perhatikan tanda dalam kurung,(klorometil) . Ini agar anda

9

dapat mengerti bahwa klorin adalah bagian dari metil dan bukan berikatan

dengan  cincin.

Jika lebih dari satu hidrogen digantikan dengan klorin, penamaan akan

menjadi (diklorometil)benzena atau (triklorometil) benzen. Sekali lagi

perhatikan pentingnya tanda kurung.

e. asam benzoik (benzenacarboxylic acid)

Asam benzoik merupakan nama lama, namun masih umum digunakan

-lebih mudah diucapkan dan ditulis. Apapun sebutannya terdapat asam

karboksilik, -COOH, terikat pada cincin benzen.

2. Kasus dimana penamaan berdasarkan Fenil

Ingat bahwa golongan fenil adalah cincin benzen yang kehilangan satu atom

karbon – C6H5.

a. fenilamine

Fenilamin adalah amin primer yang mengandung  -NH2 terikat pada

benzen.

Nama lama dari fenilamin adalah anilin, dan anda juga dapat

menamakanya  aminobenzena.

b. fenileten

Molekul eten dengan fenil berikatan padanya. Eten adalah rantai dengan 

dua karbon dengan ikatan rangap. Karena itu fenileten berupa:

10

Nama lamanya Stiren -monomer dari polystyren.

c. feniletanon

Mengandung rantai dengan dua karbon  tanpa ikatan rangkap. Merupakan

golongan  adalah keton sehingga ada C=O pada bagian tengah. Terikat

pada rantai karbon adalah fenil.

d. feniletanoat

Ester dengan dasar asam etanoik. Atom hidrogen pada  -COOH digantikan

dengan golongan fenil.

e. fenol

Fenol memiliki  -OH terikat pada benzen sehingga formulanya menjadi 

C6H5OH.

Senyawa Aromatik dengan lebih dari suatu golongan terikat pada cincin

benzen.

Menomori cincin

11

Salah satu golongan yang terikat pada cincin diberi nomor satu.Posisi yang lain

diberi nomor 2 sampai 6. Anda dapat menomorinya searah atau berlawanan arah

dengan jarum jam. Sehingga menghasilkan nomor yang terkecil. Lihat contoh

untuk lebih jelas

Contoh:

Menambah atom klorin pada cincin

Lihat pada senyawa berikut:

Semuanya berdasar pada metilbenzen dan dengan itu metil menjadi nomor 1 pada

cincin.

Mengapa  2-Klorometilbenzen dan bukan 6-klorometil benzen? Cincin dinamai

searah jarum jamdalam kasus ini karena angka 2 lebih kcil dari angka 6.

asam 2-hidrobenzoik

Juga disebut sebagai asam 2-hidroksibenzenkarbolik. Ada  -COOH terikat pada

cincin dan karena penamaan berdasarkan benzoik maka golongan benzoik

menjadi nomor satu. Pada posisi disampingnya terdapat hidroksi -OH dengan

nomor 2.

asam benzena-1,4-dikarboksilik

 “di” menunjukkan adanya dua asam karboksilik dan salah satunya berada

diposidi 1 sedangkan yang lainnya berada pada posisi nomor 4.

12

2,4,6-trikloofenol

Berdasarkan dengan fenol dengan -OH terikat pada nomor 1 dari rantai karbon

dan klorin pada posisi nomor 2,4 dan 6 dari cincin karbon.

2,4,6-triklorofenol adalah antiseptik terkenal  TCP.

metil 3-nitrobenzoat

Nama ini merupakan nama yang akan anda temui pada soal-soal latihan me-nitrat-

kan cincin benzen. Dari namanya ditunjukkan bahwa metil 3-nitrobenzoat

merupakan golongan ester (akhiran oat). Dan metil tertulis terpisah.

Ester ini berdasarkan asam T, asam 3-nitrobenzoik   -dan kita mulai dari sana.

Akan ada cincin benzen dengan  -COOH pada nomor satu dari cincin dan nitro

pada nomor 3. untuk menghasilkan ester sebuah hidrogen pada  -COOH 

degantikan dengan metil.

Metil 3-nitrobenzoat menjadi:

D. KESTABILAN BENZENA

Berbeda dengan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan rangkap

lainnya, benzena tidak mudah mengalami reaksi adisi

Reagen Sikloheksena Benzena

13

KMnO4 encer Terjadi oksidasi, cepat Tidak bereaksi

Br2/CCl

4 (dlm

gelap) Terjadi Adisi, cepat Tidak bereaksi

HI Terjadi Adisi, cepat Tidak bereaksi

H2 + Ni

Terjadi hidrogenasi,

25oC,

20 lb/in.2

Terjadi hidrogenasi,

lambat,

100-200oC, 1500 lb/in.

2

Kestabilan cincin benzena secara kuantitatif dapat dilihat dari panas

hidrogenasi dan pembakarannya.

Panas hidrogenasi dan pembakaran benzena lebih rendah dari pada harga

perhitungan

E. REAKSI BENZENA (R. Substitusi)

1. Reaksi Nitrasi

Ene

rgi P

oten

sial

Sikloheksatriena + 3H2

Bensena + 3H2Sikloheksadiena + 2H2

Sikloheksena + H2

49,8 (Eks)

85,8 (Hit)

57,2 (Hit) 28,6 (Eks)

55,4 (Eks)

Sikloheksana

Energi resonansi(36 kkal)

Profil Panas Hidrogenasi dan kestabilan : Bensena, Sikloheksadiena dan Sikloheksena

C6H6 + HONO2H2SO4

C6H5 NO2 + H2O

Nitrobensena(berasap)

14

Campuran asam nitrat pekat dan asam sulfat pekat dengan volume sama

dikenal sebagai campuran nitrasi. Jika campuran ini ditambahkan ke dalam

benzena, akan terjadi reaksi eksotermal. Jika suhu dikendalikan pada 55°C

maka hasil reaksi utama adalah nitrobenzena, suatu cairan berwarna

kuning pucat. Reaksinya secara umum:

Mekanisme

2.

Reaksi Sulfonasi

Sulfonasi merupakan reaksi substitusi atom H pada benzena oleh gugus

sulfonat. Reaksi ini terjadi apabila benzena dipanaskan dengan asam sulfat

pekat sebagai pereaksi.

3. Alkilasi Benzena

(1)

(2)

(3)

HONO2 + 2 H2SO4 H3O+ + 2 HSO4-

+ NO2

NO2 + C6H6 C6H5

H

NO2

ion nitronium

Lambat

C6H5

H

NO2

+ HSO4-- C6H5 NO2 + H2SO4 Cepat

(1)

(2)

(3)

2 H2SO4 H3O+ + 2 HSO4-

+ SO3

+ C6H6 C6H5

H

SO3--

Lambat

C6H5

H

SO3--

+ HSO4-- C6H5 SO3

--+ H2SO4 Cepat

SO3

C6H5 SO3-- H3O+

+(4) C6H5 SO3H H2O+

15

Penambahan katalis AlCl3  anhidrat dalam reaksi benzena dan haloalkana

atau asam klorida akan terjadi reaksi sangat eksotermis. Jenis reaksi ini

dinamakan reaksi Friedel-crafts. Contoh persamaan reaksi:

4. Reaksi halogenasi

Sebagai

elektrofil adalah X+, dihasilkan dari reaksi antara X2 + FeX3.

FeX3 (misalnya FeCl3) adalah suatu asam Lewis yang berfungsi sebagai

katalis. Katalis asam Lewis lain yang dapat digunakan adalah AlCl3,

AlBr3.

Contoh:

5. Reaksi

Friedel-

Crafts

Reaksi Friedel-Crafts meliputi reaksi alkilasi dan reaksi asilasi.

Reaksi alkilasi:

Sebagai elektrofil dalam reaksi alkilasi Friedel-Crafts adalah ion

karbonium (R+). Karena melibatkan ion karbonium, maka seringkali

terjadi reaksi penyusunan ulang (rearrangement) membentuk karbonium

yang lebih stabil.

Contoh reaksi alkilasi:

16

Reaksi asilasi:

Sebagai elektrofil dalam reaksi asilasi Friedel-Crafts adalah ion asilium,

terbentuk dari hasil reaksi:

Ion asilium

Pada reaksi asilasi Friedel-Crafts tidak terjadi reaksi penataan ulang.

Dalam reaksi alkilasi dan asilasi Friedel-Crafts juga digunakan katalis

asam Lewis, misalnya FeCl3, FeBr3, AlCl3, AlBr3.

Contoh reaksi asilasi:

Jadi, dapat disimpulkan benzena lebih mudah mengalami reaksi

substitusi daripada reaksi adisi.

F. SIFAT FISIKA DAN KIMIA

Sifat Fisik:

Zat cair tidak berwarna

Memiliki bau yang khas

Mudah menguap

Benzena digunakan sebagai pelarut.

17

Tidak larut dalam pelarut polar seperti air air, tetapi larut dalam pelarut

yang kurang polar atau nonpolar, seperti eter dan tetraklorometana

Larut dalam berbagai pelarut organik.

Benzena dapat membentuk campuran azeotrop dengan air.

Densitas : 0,88

Sifat Kimia:

Bersifat bersifat toksik-karsinogenik (hati-hati menggunakan benzena

sebagai pelarut, hanya gunakan apabila tidak ada alternatif lain misalnya

toluena)

Merupakan senyawa nonpolar

Tidak begitu reaktif, tapi mudah terbakar dengan menghasilkan banyak

jelaga

Lebih mudah mengalami reaksi substitusi dari pada adisi.

Titik didih dan leleh dapat dilihat tabel berikut:

No. Nama Titik Leleh Titik Didih

1 BENZENA 5,5 80

2 TOLUENA - 95 111

3 o-XILENA - 25 144

4 m-XILENA - 48 139

5 p-XILENA 13 138

(Fessenden dan fessenden,454-455:1982)

.

G. CARA PEMBUATAN

1. Memanaskan natrium benzoat kering dengan natrium hidroksida berlebih

akan menghasilkan benzena.

Contoh :

18

2. Mereaksikan asam benzenasulfonat dengan uap air akan menghasilkan

benzena.

Contoh :

3. Mereduksi fenol dengan logam seng akan menghasilkan benzena.

Contoh:

4. Mengalirkan gas asetilena ke dalam tabung yang panas dengan katalis Fe-Cr-

Si akan menghasilkan benzena.

Contoh :

19

H. KEGUNAAN DAN DAMPAK BENZENA DALAM KEHIDUPAN

a. Kegunaan

1. Benzena digunakan sebagai pelarut.

2. Benzena juga digunakan sebagai prekursor dalam pembuatan obat,

plastik, karet buatan dan pewarna.

3. Benzena digunakan untuk menaikkan angka oktana bensin.

4. Benzena digunakan sebagai pelarut untuk berbagai jenis zat. Selain itu

benzena juga digunakan sebagai bahan dasar membuat stirena (bahan

membuat sejenis karet sintetis) dan nilon–66.

5. Asam Salisilat

Asam salisilat adalah nama lazim dari asam o–hidroksibenzoat. Ester

dari asam salisilat dengan asam asetat digunakan sebagai obat dengan

nama aspirin atau asetosal.

6. Asam Benzoat

Asam benzoat digunakan sebagai pengawet pada berbagai makanan

olahan.

7. Anilina

Anilina merupakan bahan dasar untuk pembuatan zat-zat warna diazo.

Reaksi anilina dengan asam nitrit akan menghasilkan garam

diazonium, dan proses ini disebut diazotisasi.

8. Toluena

Kegunaan toluena yang penting adalah sebagai pelarut dan sebagai

bahan baku pembuatan zat peledak trinitrotoluena (TNT)

9. Stirena

Jika stirena mengalami polimerisasi akan terbentuk polistirena, suatu

jenis plastik yang banyak digunakan untuk membuat insulator listrik,

bonekaboneka, sol sepatu, serta piring dan cangkir.

10. Benzaldehida

20

Benzaldehida digunakan sebagai zat pengawet serta sebagai bahan

baku pembuatan parfum karena memiliki bau yang sedap.

11. Natrium Benzoat

Seperti asam benzoat, natrium benzoat juga digunakan sebagai bahan

pengawet makanan dalam kaleng.

12. Fenol

Fenol (fenil alkohol) dalam kehidupan sehari-hari lebih dikenal dengan

nama karbol atau lisol, dan dipergunakan sebagai zat disinfektan

(pembunuh bakteri) karena dapat menyebabkan denaturasi protein.

b. Dampak

1. Benzena sangat beracun dan menyebabkan kanker (karsinogenik).

2. Benzena dapat menyebabkan kematian jika terhirup pada konsentrasi

tinggi, sedangkan pada konsentrasi rendah menyebabkan sakit kepala

dan menaikkan detak jantung.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Senyawa Aromatik. (online). (http://id.wikipedia.org/senyawa-

organik, diakses 22 April 2012)

Budimarwanti. 2008. Struktur, tatanama, aromatisitas dan reaksi substitusi

elektrofilik senyawa benzena, Ebook digital : Jogjakarta

Fessenden dan Fessenden. 1982. Kimia Organik. Erlangga : Jakarta

Tim Dosen Universitas Airlangga. 2009. Senyawa Organik. Universitas

Airlangga: Surabaya

21