15. Benzene and Aromaticity

Benzena dan Kearomatisan

12Perkembangan Struktur Benzena1861 Johann Josef Loschmidt Masalah? Atau kelemahan?3

Perkembangan Struktur Benzena4Struktur Benzena

1865 Kekul

5Sebelum 1900 ahli kimia mengasumsikan bahwa ikatan rangkap terkonjugasi pada cincin adalah penyebab suatu senyawa bersifat tidak aromatis.

1911 Richard WillsttterMengalami reaksi adisi (brominasi), oksidasi oleh KMnO4, hidrogenasi.6

7

Stabilitas BenzenaBenzena bereaksi lambat dg Br2 menghasilkan bromobenzena (reaksi substitusi elektrofilik)Reaksi substitusi elektrofilik pada benzena lebih disukai daripada reaksi adisi pada senyawa2 yg mengandung C=C pada umumnya. Hal ini menyarankan bahwa dalam benzena terdapat barrier yg tinggi.8

Kalor Hidrogenasi sbg Indikator Kestabilan 9

Seandainya ikatan rangkap dalam benzena tidak mengalami delokalisasi elektron , diharapkan kalor hidrogenasinya = 3x28,6 = 85,8 kkal/mol. Ternyata benzena hanya membebaskan 49,8 kkal/mol. Jadi 36 kkal/mol lebih rendah drpd sikloheksatriena (senyawa hipotetis). Selisih energi ini disebut energi resonansi benzena. Energi resonansi adalah energi yg hilang karena adanya delokalisasi penuh elektron-elektron sistem . C10

11

Struktur BenzenaPanjang semua ikatan C-C samaKerapatan elektron ke-6 ikatan C-C: identikBentuk molekul: heksagonal planarSudut ikatan CCC 120Setiap atom C: sp2 dan mempunyai orbital p yg tegak lurus terhadap bidang sistem cincin12

13

benzaldehidMetil salisilatContoh Senyawa AromatisKacang almonsantigi wangi14

eugenol

anitol

CengkehStar anis

15

sinamaldehidvanilinVanilaKayu manis

16

Asam benzoatAsam asetil salisilat

Senyawa AromatikAromatik digunakan untuk senyawa wangi-wangian (fragrant) pada abad 19. Senyawa tidak jenuh yg mengalami reaksi substitusi daripada adisi.Senyawa yg terbedakan dengan senyawa alifatik dari konfigurasi elektronnya. 17

Sumber-sumber Hidrokarbon Aromatik Distilasi suhu tinggi dari aspal cair (coal tar)Pemanasan petroleum pada suhu dan tekanan tinggi18

Tata Nama Senyawa AromatikPunya nama umum (toluena = metilbenzena; anilin = aminobenzena)Benzena monosubstitusi, diakhiri benzena C6H5Br = bromobenzena C6H5NO2 = nitrobenzena, dan C6H5CH2CH2CH3 is propilbenzena 19

Gugus FenilFenil digunakan ketika cincin benzena sbg substituenPenulisan singkat: C6H5 atau Ph20

Benzena DisubstitusiPosisi substituenorto- (o) pada C tetangga (1,2)meta- (m) dipisah satu C (1,3)para- (p) dipisah dua C (1,4)21

Tata Nama Benzena dg Substituen lebih dari Dua Pilih nomer dengan nilai paling rendahUrutkan substituen secara alfabetNama umum/ sudah dikenal, seperti toluena bertindak sebagai induk22

23buktikan bahwa benzena termasuk senyawa aromatis !

Senyawa aromatisSyarat-syarat Aromatis24Siklik Datar atau planarKonjugasi secara sempurna (Orbital p yg satu dengan lainnya memungkinkan terjadinya overlapping scr maksimal)Jumlah elektron = 4n + 2 (semua elektron -nya harus berpasangan agar tumpang tindihnya maksimum)latihan25

Anion siklopentadienilKation siklopentadienilKation sikloheptatrienil

26

latihanAromatis ?27

Aromatis ?28

29

30

31

32

Why 4n+2 ?33

Why 4n+2 ?34

Why 4n+2 ?Why 4n+2 ?35

36

37

38

Cara Menggambar Diagram Energi dari Orbital Molekul pada Sistem MonosiklikGambar poligon dg cara tempatkan sedemikian rupa sehingga pojok-pojok poligon berada di bawah/ dasar.Gambar lingkaran dg menyentuh pojok-pojok poligon.Pada pertemuan antara pojok-pojok poligon dg lingkaran, gambar garis pendek horizontal (di luar lingkaran). Garis pendek horizontal ini menunjukkan tingkatan energi.Gambar garis putus-putus membelah lingkaran menjadi 2 bagian. Daerah di atas garis putus-putus: orbital pi antibonding, daerah di bawah garis putus-putus: orbital pi bonding, yang selevel dg garis putus-putus: orbital non-bonding.Tempatkan/ isikan elektron pada garis pendek horizontal dengan jumlah sesuai dengan banyaknya elektron pi pada cincin (aturan pengisian elektron sama persis dg pengisian elektron pada orbital.39Deskripsi Orbital Molekul Benzena6 orbital p-nya tumpang tindih menghasilkan:3 orbital ikatan dg 6 elektron ,3 orbital anti-ikatanOrbital yg energinya sama tergenerat40

41

McMurry Organic Chemistry 6th edition Ch 15 (c) 200342

43

Aromatis ?44

45

46

47