SENYAWA AROMATIS

SENYAWA AROMATIS

Yang termasuk senyawa aromatis adalah: • senyawa bensena dan • senyawa dengan sifat kimia seperti bensena.

Molekul bensena: senyawa cincin 6 dengan rumus molekul C6H6.

STRUKTUR

BENSENA Kekulé menggambarkan struktur bensena dengan atom-atom karbon dihubungkan satu dengan yang lain membentuk suatu cincin.

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

• 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 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.

C C

C

CC

C

H

H H

H

HH

120o

120o

120o

1,39 Ao

1,10 Ao

C CCC

H H

HH

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 pada benzena sama, yaitu 1,39 Å

KESTABILAN BENSENA

Berbeda dengan senyawa-senyawa yang mengandung ikatan rangkap lainnya, bensena tidak mudah mengalami reaksi adisi

Reagen Sikloheksena Bensena

KMnO4 encer Terjadi oksidasi, cepat Tidak bereaksi

Br2/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

KESTABILAN CINCIN BENSENA secara kuantitatif dapat dilihat dari panas hidrogenasi dan pembakarannya.

Panas hidrogenasi dan pembakaran bensena lebih rendah dari pada harga perhitungan.

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

ATURAN HÜCKELSenyawa aromatis harus memenuhi

kriteria: siklismengandung awan elektron yang

terdelokalisasi di bawah dan di atas bidang molekul

ikatan rangkap berseling dengan ikatan tunggalmempunyai 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 aromatis

H

H H

HH

H

H H

HH

H

H H

HH

Kation siklopentadienil Radikal siklopentadienil Anion siklopentadienil4 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

TATANAMA DERIVAT BENZENA

menambahkan awalan gugus substituen diikuti nama bensena, misal : klorobensena, bromobensena, nitrobensena, dll

Cl Br I NO2

Klorobensena Bromobensena Iodobensena Nitrobensena

• beberapa derivat bensena mempunyai nama spesifik yang mungkin tidak menunjukkan nama dari substituen yang terikat pada bensena

CH3 NH2 OH COOH

Toluena Anilin Fenol Asam Benzoat

SO3H

Asam Bensensulfonat

• Apabila bensena mengikat lebih dari satu substituen, maka nama substituen dan letak substituen harus dituliskan.

orto (1,2-)meta (1,3-)para (1,4-)

Br Br Br

o-Dibromobensena orto

Br

Br

Brm-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.

CH3 Br OH NH2

o-Nitrotoluena 2,4,6-Tribromoanilin

NO2

NO2

NO2

m-bromonitrobensena 2-Kloro-4-nitrofenol

Cl BrBr

Br

354

61

2

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

• 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+

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 sama.

Efek pengarah dan pengaktif gugus fungsi