kimia organik#7 senyawa organik aromatis
Embed Size (px)
TRANSCRIPT
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
1/79
Kimia Organik#7
SENY W ROM TIS
Semester Gasal 2014/2015
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
2/79
SENYAWA AROMATIS
Yang termasuk senyawa aromatis adalah
• senyawa benzena dan• senyawa dengan sifat kimia seperti
bensena.
Molekul benzena: senyawa cincin 6 denganrumus molekul C6H6.
Aromatis pada awal abad ke 19 digunakan untuk menjelaskan beberapasenyawa parfum
Sekarang dikelompokkan sebagai sifat kimia (senyawa takjenuh yangmengalami reaksi substitusi daripada adisi).
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
3/79
A LOT OF NICE-SMELLING COMPOUNDS
(SPICES IN PARTICULAR) HAVE BENZENE RINGS
Hence, compounds having benzene rings eventually cameto be know as “AROMATIC COMPOUNDS.
Today chemists have a different definition of “AROMATIC”
CHO
OMe
anisaldehyde
(anise)
CH CH CHO
cinnamaldehyde(cinnamon)
OH
thymol
(thyme)
OH
CH2
OMe
CH CH2
eugenol
(cloves)
CHO
cuminaldehyde
(cumin)
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
4/79
HUCKEL 4n+2 RULE
..
Prediction: Compounds that have 4n+2 pi electrons ina cyclic array will be aromatic.
AROMATICITY
POLYCYCLIC AROMATIC COMPOUNDS
benzene naphthalene anthracene
6 10 14
1814
4n+2 series = 2, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30 …….. etc.
The rule was derived by observation of
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
5/79
kriteria untuk Aromatisitas
1. Sistem harus siklis2. Sistem harus planar flat)
3. Setiap atom pada cincin harus menjadi bagian dari
sistem pi yang diperpanjang
4. Sistem pi yang diperpanjang harus mempunyai jumlah
elektron pi yang sesuai dengan hukum Huckel 4n+2)
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
6/79
Aromatic Compounds Have Special Properties
Aromatic compounds:
1) Must be cyclic and fully conjugated
2) Must have 4n+2 p electrons in the system
3) Must have the entire system planar
Characteristic Properties:
1) Special chemical stability
2) Give substitution reactions instead of addition
3) Show a ring currrent in the NMR
(Chapter 13, Section 13.8)
4) Will have no unpaired electrons in
the system molecular orbitals
planar
system
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
7/79
STRUKTUR BENZENA
Kekulé menggambarkan strukturbensena dengan atom-atom karbondihubungkan satu dengan yang lain
membentuk suatu cincin.
C
CC
C
C
C
C
CC
C
C
C
C
CC
C
C CH2
H
H
H
H
H
H
H
H
H
HH
H
H
H
H
H
Formula Kekule Formula Dewar
IIII II
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
8/79
• August Kekulé pada tahun1865 : Struktur tersebutmenggambarkan bahwastruktur benzena tersusun 3ikatan rangkap di dalam cincin6 anggota.
• Ketiga ikatan rangkap tersebut
dapat bergeser dan kembalidengan cepat sedemikiansehingga 2 bentuk yangmungkin tersebut tidak dapatdipisahkan.
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
9/79
Teori Modern pada Struktur Benzena Penjelasan Resonansi pada struktur Benzena
Struktur I dan II merupakan kontributor resonansi yang sama
terhadap struktur benzena yang sesungguhnya Benzena sangat stabil karena memiliki dua struktur ekuivalen
yang sama dan merupakan resonansi yang penting Setiap ikatan C-C adalah 1.39Å, meskipun ikatan C – C sp2
adalah 1.47Å dan C=C adalah 1.33 Å Hibrid ini sering dinyatakan sebagai lingkaran segienam (III)
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
10/79
ORBITAL BENSENA
Setiap karbon pada bensena mengikat 3 atomlain menggunakan orbital hibridisasi sp2 membentuk molekul yang planar.
Bensena merupakan molekul simetris,berbentuk heksagonal dengan sudut ikatan120o.
Setiap atom C mempunyai orbital ke empatyaitu orbital p. Orbital p akan mengalamitumpang suh (overlapping) membentuk awanelektron sebagai sumber elektron.
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
11/79
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
12/79
MODEL RESONANSI BENZENA
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
13/79
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 rangkapdan 3 ikatan tunggal seperti pada struktur Kekulé, makaakan didapati 3 ikatan yang pendek (1,34 Å) dan 3 ikatanyang panjang (1,53 Å).
Akan tetapi analisis dengan difraksi sinar-Xmenunjukkan bahwa panjang ikatan C – C padabenzena sama, yaitu 1,39 Å
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
14/79
KESTABILAN BENSENA
Berbeda dengan senyawa-senyawa yang mengandung ikatanrangkap lainnya, bensena tidak mudah mengalamireaksi adisi
Reagen
Sikloheksena
Bensena
KMnO4 encer Terjadi oksidasi, cepat Tidak bereaksi
Br 2/CCl4 (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
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
15/79
Struktur dan Kestabilan Benzena
Benzena bereaksi lambat dengan Br 2 menghasilkanbromobenzena (dimana Br menggantikan H)
Reaksi substitusi lebih umum terjadi daripada adisi yangumum terjadi pada senyawa mengandung gugus C=C,menunjukkan bahwa benzena memiliki energi halangan yang
besar
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
16/79
The “Double Bonds” in a Benzene Ring Do Not React Like Others
Alkene Benzene
R
ClH
R
H
Cl
ClH+ +no
reaction
R
Cl2
R
Cl
Cl
Cl2
+ + noreaction
R
Br 2
R
Br
Br
Br 2+
+
no
reaction
R R O
RCO3
HRCO
3H+ +
no
reaction
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
17/79
H
H
+
+
Stronger
base
Weaker
base
Readily donates electrons
to an electrophile.
Donation of electrons would
interrupt ring resonance(36 kcal / mole).
A strong electrophile is
required - and often a
catalyst.
Benzene is a Weak Base and Poor Nucleophile
alkene
benzene
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
18/79
Benzene requires a strong electrophile and a catalyst
…..and then it undergoes substitution reactions, not addition.
Cl2
FeCl3
Cl
ClH+ +
Benzene Reactivity
substitutioncatalyst
Cl2
Cl
Cl+
compare:
additionno catalyst
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
19/79
KESTABILAN CINCIN BENSENA secara kuantitatif dapatdilihat dari panas hidrogenasi dan pembakarannya.
Panas hidrogenasi dan pembakaran bensena lebih rendah dari pada
harga perhitungan.
E n e r g
i P o t e n s i a l
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
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
20/79
ATURAN HÜCKEL
Senyawa aromatis harus memenuhi kriteria: siklis
mengandung awan elektron p yang terdelokalisasi dibawah dan di atas bidang molekul
ikatan rangkap berseling dengan ikatan tunggalmempunyai total elektron p sejumlah 4n+2, dimana n
harus bilangan bulat
Misal: bila jumlah elektronp
suatucincin siklik = 12, maka n=2,5 makabukan senyawa aromatis
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
21/79
H
H H
HH
H
H H
HH
H
H H
HH
Kation siklopentadienil Radikal siklopentadienil Anion siklopentadienil
4 elektron 5 elektron 6 elektron
Aromatis
HH
H
HH
H
H
HH
H
HH
H
H
HH
H
HH
H
H
Kation sikloheptatrienil Radikal sikloheptatrienil Anion sikloheptatrienil
6 elektron
Aromatis
7 elektron 8 elektron
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
22/79
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
23/79
TATANAMA DERIVAT BENZENA
menambahkan awalan gugus substituen diikuti namabensena, misal : klorobensena, bromobensena,nitrobensena, dll
Cl Br I NO2
Klorobensena Bromobensena Iodobensena Nitrobensena
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
24/79
• beberapa derivat bensena mempunyai nama spesifikyang mungkin tidak menunjukkan nama darisubstituen yang terikat pada bensena
CH3 NH2 OH COOH
Toluena Anilin Fenol Asam Benzoat
SO3H
Asam Bensensulfonat
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
25/79
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
26/79
• Apabila bensena mengikat lebih dari satu substituen, makanama substituen dan letak substituen harus dituliskan.
orto (1,2-)meta (1,3-)
para (1,4-)
Br Br Br
o-Dibromobensena
orto
Br
Br
Br
m-Dibromobensena
meta
p-Dibromobensena
para
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
27/79
R
ortho
meta
para
ortho , meta and para Positions
CH3
NO2
m -nitrotoluene
3-nitrotoluene
1-methyl-3-nitrobenzeneo-
m-
p-
12
3
4
5
6
Cl
Cl
p -dichlorobenzene
1,4-dichlorobenzene
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
28/79
• Apabila 2 atau lebih substituen yang terikat pada bensenaberbeda, maka penamaannya diawali dengan nama
substituen berturut-turut dan diikuti dengan namabensena atau diberi nama khusus/spesifik.
CH3
Br OH NH2
o-Nitrotoluena 2,4,6-Tribromoanilin
NO2
NO2
NO2
m-bromonitrobensena 2-Kloro-4-nitrofenol
Cl Br Br
Br
354
61
2
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
29/79
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
30/79
Learn Nomenclature Either on Your Own
CH3
methylbenzene
CH3
Cl
1-chloro-3-methylbenzene
(toluene)
Br
NO2
1-bromo-3-nitrobenzene
CH3
CH3
1,4-dimethylbenzene
( p-xylene)
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
31/79
Bila lebih dari dua substituen, harus digunakanpenomeran
Nomor substituen harus serendah mungkin
Substituen harus dituliskan secara alfabetis Jika satu susbtituen digunakan untuk nama induk benzena, maka
substituen tersebut berada pada posisi 1.
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
32/79
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
33/79
REAKSI BENSENA R. Substitusi) • Reaksi Nitrasi
Mekanisme :
C6H6 + HONO2H2SO4
C6H5 NO2 + H2O
Nitrobensena(berasap)
(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
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
34/79
• Reaksi Sulfonasi
(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+
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
35/79
Jadi bensena lebih mudah mengalami
reaksi substitusi daripada reaksi adisi
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
36/79
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 yangtelah tersubstitusi oleh gugus yang berbedaadalah tidak sama.
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
37/79
Efek pengarah dan pengaktif gugus fungsi
P
en g ar ah or t o , p ar a
Gugus Substituen Nama Gugus
P en
g ak t i f
-NH2, -NHR, -NR2 amino
-OH, -OCH3, -OR Hidroksi, alkoksi
-NH(CO)-R asilamino
-CH3, -CH2CH3, -R alkil
-F, -Cl, -Br, -I halo
P
end e ak t i f
P
en g ar ah m e t a
-(CO)-R, -(CO)-OH Asil, karboksi
-(CO)-NH2, -(CO)-OR Karboksamida, karboalkoksi
-(SOO)-OH Asam sulfonat
-CN siano
-NO2 nitro
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
38/79
Subtitusi
Elektrofilik PadaBenzen
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
39/79
Subtitusi Elektrofilik (SE) Aromatis
Subtitusi elektrofilik: mengganti hidrogen pada cincin benzen
Sigmakompleks
Benzen telahtersubtitusi
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
40/79
Mekanisme SE
Tahap 1 : Serangan E+ membentuk sigma kompleks
Tahap 2 : lepasnya proton pada sigma kompleks membentuk produksubtitusi
Sigma kompleks (ionarenium)
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
41/79
Brominasi benzen
Membutuhkan E+
yang lebih kuat dibandingkan Br2. Gunakan katalis asam lewis kuat, FeBr3.
+ FeBr 3Br Br FeBr 3Br Br +
H
CH+
Br H
CH+
Br H
CH +
Br H
-complex with the positive charge, distributed only between
ortho- and para-positions
Br -Br
Br Br -H
+
Addition Substitution (aromaticity is restored)
Proceeds through a p-complex
FeBr 3
Br 2
Br
Mekanisme reaksi
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
42/79
Diagram energi
=
>
Brominasi benzen
Keadaantransisi
Intermediet Produk
Pereaksi
Koordinat reaksi
E n e
r g i
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
43/79
Klorinasi dan Iodinasi
Klorinasi serupa dengan brominasi. Katalis yang digunakan AlCl3.
Iodinasi membutuhkan agen pengoksidasi asam, seperti asam nitat, yang akanmengoksidasi iodin menjadi ion I+.
H+
HNO3 I21/2 I+
NO2 H2O+ ++ +
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
44/79
Nitrasi Benzen
Untuk membentuk elektrofil ion NO2+digunakan H2SO4 dengan HNO3.
H O N
O
OH O S O H
O
O+ HSO4
_
H O N
OH
O+
H O N
OH
O+
H2O + N
O
O
+
Elektrofil
E+
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
45/79
Nitrasi Benzen
Mekanisme
+ H2SO4H
CH+
O2 N H
CH+
O2 N H
CH +
O2 N H
Proceeds through a p-complex
HNO3 NO2+
+ H2OHSO4-+
Nitronium-cation
O2 N
-H+
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
46/79
Sulfonasi
Gunakan SO3 dan asam sulfat berasap untuk menghasilkan ion HSO3+
Mekanisme
+ H2SO4H
CH+
HO3S H
CH+
HO3S H
CH +
HO3S H
Proceeds through a p-complex
SO3 HSO3+
+ HSO4-
HO3S
-H
+
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
47/79
Alkilasi Friedel-Crafts
Sintesis alkil benzen menggunakan alkil halida dan asam lewis, biasanya AlCl3.
Reaksi alkil halida dengan asam lewis akan menghasilkan karbokation yang berperan sebagai elektrofil.
Sumber karbokation lain : alkena + HF atau alkohol+ BF3.
Elektrofil :
CH3 CH CH3
Cl
+ AlCl3
CH3C
H3C H
Cl AlCl3+ _
H2C CH CH3
HF
H3C CH CH3
F+
_
H3C CH CH3
OHBF3
H3C CH CH3
OH BF3+
H3C CH CH3+
+ HOBF3
_
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
48/79
C
CH3
CH3
H+
H
H
CH(CH3)2+
H
H
CH(CH3)2
B
F
F
F
OH
CH
CH3
CH3
+
HF
BF
OHF
+-
Alkilasi Friedel-Crafts
Mekanisme :
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
49/79
Alkilasi Friedel-Crafts
Alkilasi Friedel-Crafts memiliki beberapa keterbatasan diantaranya adalah :
Karbokation yang terbentuk mengalami penaatan ulang.
Produk alkil benzena lebih reakstif dibandingkan benzen sehingga dapat menyebabkan
terjadinya polialkilasi.
Cl AlCl
3
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
50/79
Asilasi Friedel-Crafts
Asil klorida digunakan untukmenggantikan alkil klorida. R C
O
Cl AlCl3 R C
O
AlCl3Cl+ _
R C
O
AlCl3Cl+ _
AlCl4 +
_ +R C O R C O
+
C
O
R
+
H
C
H
O
R
+
Cl AlCl3
_ C
O
R +
HCl
AlCl3
Mekanisme :
• Ion intermediet asilium distabilisasi oleh resonansi dan tidakmengalami penataan ulang seperti karbokation.
• Produk fenil keton bersifat kurang reaktif dibandingkan benzen,sehingga akan menghindari poliasilasi.
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
51/79
Asilasi Friedel-Crafts
Asilbenzen yang terbentuk dapat dikonversi menjadi alkil benzen melalui reaksi denganHCl (aq) dan amalgam Zn.
+ CH3CH2C
O
Cl1) AlCl3
2) H2O
CO
CH2CH3Zn(Hg)
aq. HCl
CH2CH2CH3
Reduksi Clemmensen :
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
52/79
Formilasi Gatterman-Koch
Untuk menghasilkan benzaldehida digunakan reaksi yang lain. Untuk menghasilkan formil klorida (merupakan senyawa yang tidak
stabil) gunakan campuran dalam tekanan tinggi dari CO, HCl, dankatalis.
CO + HCl H C
O
Cl
AlCl3/CuCl
H C O
+
AlCl4
_
C
O
H
+ C
O
H
+ HCl+
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
53/79
Subtitusi Elektrofilik
Pada Benzen tersubtitusi(Subtitusi Elektrofilik Kedua)
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
54/79
X
Pengaruh subtituen
Mempengaruhikereaktifan terhadapsubtitusi berikutnya
Mengarahkan posisisubtituen padasubtitusi berikutnya
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
55/79
Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen
X
induksi resonansi hiperkonjugasi
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
56/79
Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen
a. Akseptor Induksi. Efek ini diperlihatkan oleh subtituen yang
mengandung atom yang memiliki keelektronegatifan lebih besardari atom H yang terhubung pada cincin benzen.Contoh: -OCH3, -NH2, -Cl, -NO2
b. Aseptor resonansi. Konjugasi antara orbital p digambarkanmelalui struktur resonansi dengan muatan positif pada cincinbenzen.Contoh: -COR, -NO2, -SO3H
R
O
R
O-
R
O-
R
O-
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
57/79
c. Donor Resonansi. Konjugasi antara orbital-p digambarkan
melalui struktur resonansi dengan muatan negatif pada cincinbenzen.Contoh: -OCH3, -NH2, -Cl, -phenyl
NH2 NH2+
NH2+
NH2+
d. Donor Hiperkonjugasi. Konjugasi yang melibatkan orbital-sdigambarkan melalui struktur resonansi non klasik (mengijinkan
pemutusan ikatan-s) dengan muatan negatif pada cincin benzen .Contoh: -CH3, -Alkyl
Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
58/79
e. Akseptor Hiperkonjugasi. Konjugasi yang melibatkan orbital
sigma, digambarkan melalui struktur resonasni non kalsik(mengijinkan pemutusan ikatan-s) dengan muatan positif padacincin benzen.Examples: -CF3
Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen
f k b d k f
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
59/79
Efek Subtituen pada Reaktifitas
1. Donor elektron meningkatkan reaktivitas (pengaktifasi) SE
AromatisContoh: -CH3, -NR2, -OR, -CH=CH22. Akseptor elektron menurunkan reaktivitas (pendeaktivasi) SEAromatisContoh: -NO2, -NH3
+, -COR, -Cl3. Untuk subtituen dengan efek yang berlawanan, efek resonansilebih mempengaruhi dibanding efek lainnya, kecuali pada Cl danBr efek induksi lebih kuat.
Br
+
FeBr 3Br 2
OH
Br OH
Br
Br
+ Br 2
Diluted solution in water
S b k
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
60/79
Subtituen Pengaktivasi
Gugus Fungsi :
Senyawa :
Tidak punya
PEB
fenoksida anilina fenol fenil eter anilida alkil benzen
S b i P d k i i
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
61/79
Subtituen Pendeaktivasi
Gugus Bentukresonansi Contoh
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
62/79
Subtituen Pendeaktivasi
Gugus Bentuk
resonansi
Contoh
Ef k S btit d P h
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
63/79
Subtituen yang telah terikat pada cincin benzen akan mengarahkan
posisi masuknya subtituen berikutnya:
C+
HEDonor
C
+
HE
Donor
CH +
HE
Donor
Stabilization Stabilization Lack of stabilizatio
1. Seluruh donor elektron akan mengarahkan subtituen yangdatang pada posisi orto dan para (dengan terdapat beberapapengecualian).
Contoh: -CH3, -NR2, -OR, -Cl, -Br, -CH=CH2
Efek Subtituen pada Pengarahan
stabilisasi stabilisasi kurang terstabilkan
Ef k S btit d P h
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
64/79
2. Akseptor elektron akan mengarahkan subtituen pada posisi
meta.Contoh: -NO2, -NH3
+, -COR, -CF3
C+
HEAcceptor
C+
HE
Acceptor
CH +
HE
Acceptor
Destabilization Destabilization Lack of destabilization
Efek Subtituen pada Pengarahan
terdestabilisasi terdestabilisasi
kurangterdestabilisasi
Ef k S btit d P h
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
65/79
Efek Subtituen pada Pengarahan
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
66/79
Contoh reaksi SE pada
Benzen tersubtitusi
Nit i T l
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
67/79
Nitrasi Toluena
Toluena bereaksi 25 kali lebih cepat dibanding benzen.
Gugus metil berperan sebagai pengaktivasi.
Campuran produk mengandung molekul disubtitusi dengan posisi orto dan para lebihbanyak
Nitrasi Tol ena
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
68/79
Intermediat lebih
stabil jika nitrasiterjadi pada posisi ortoatau para
Nitrasi Toluena
Mekanisme dan Sigma kompleks
serangan pada posisi orto
serangan pada posisi meta
serangan pada posisi para
3o lebih disukasi
3o lebih disukasi
Nitrasi Toluena
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
69/79
Nitrasi Toluena
Diagram Energi
Subtitusi Pada Nitrobenzen
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
70/79
Subtitusi Pada Nitrobenzen
• Nitrobenzen bereaksi 100.000 kali lebih lambat dibanding
benzen.• Gugus metil berperan sebagai pendeaktivasi.
• Campuran produk mengandung molekul disubtitusi denganposisi meta lebih banyak.
• Subtituen pendeaktivasi mendeaktivasi pada semua posisi,tetapi posisi meta kurang dideaktivasi.
Subtitusi Pada Nitrobenzen
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
71/79
Subtitusi Pada Nitrobenzen
Mekanisme
dan Sigmakompleks
serangan pada posisi orto
serangan pada posisi meta
serangan pada posisi para
sangat tidak stabil
sangat tidak stabil
Subtitusi Pada Nitrobenzen
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
72/79
Subtitusi Pada Nitrobenzen
Diagram Energi
H l b
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
73/79
Halobenzen
Halogen mendeaktivasi pada SE tetapi akan mengarahkan subtituen pada posisi orto, para.
Karena halogen sangat elektronegatif, mereka akan menarik kerapatan elektron dari cincinsecara induktif melalui ikatan sigma (mendeaktivasi).
Tetapi halogen memiliki PEB yang dapat menstabilkan sigma kompleks melalui efekresonansi (mengarahkan pada orto-para).
Br
E+
Br
H
E
(+)
(+)(+)
Ortho attack
+ Br
E+
Br
H E
+
(+)
(+)(+)
Para attack
Meta attack
Br
E+
Br
H
H
E
+
(+)
(+)
Energy Diagram
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
74/79
Energy Diagram
Diagram Energi
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
75/79
SubtitusiNukleofilik PadaBenzen
S b tit i N kl filik A ti
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
76/79
Substitusi Nukleofilik Aromatis
Nukleofilik mengganti gugus pergi pada cincin aromatis.
Subtituen penarik elektron akan mengaktivasi cincin terhadap subtitusi nukleofilik.
Contoh :
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
77/79
Mekanisme Benzuna
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
78/79
Mekanisme Benzuna
Pereaksinya adalah halobenzena yang tidak memiliki gugus penarik elektron pada cincin
benzen. Gunakan basa yang sangat kuat seperti NaNH2.
Contoh :
Intermediet Benzuna
-
8/16/2019 Kimia Organik#7 Senyawa Organik Aromatis
79/79
Intermediet Benzuna
CH3HH
H NH2
CH3HH
H NH2
_
or
CH3HH
H
NH2
CH3HH
H
NH2 _
meta toluidine para-toluidine
Mekanisme reaksi
: