benzena dan turunannya by winda nelvasari

57

Upload: winda-nelvasari

Post on 10-Jul-2015

4.324 views

Category:

Education


24 download

TRANSCRIPT

Page 1: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 2: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 3: benzena dan turunannya by winda nelvasari

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

H

HResonansi

Page 4: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 5: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 6: benzena dan turunannya by winda nelvasari

CH2CH3

Etilbenzena Cl

klorobenzena

NH2

aminobenzena NO2

nitrobenzena

Br

Br

Br

Br

1,2-dibromobenzena 1,3-dibromobenzena

Page 7: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 8: benzena dan turunannya by winda nelvasari

H

Benzena Gugus Fenil

CH3-CH-CH2-CH3

2-fenilbutana

CH3-C=CH-CH3

2-fenil-2-butena

CH2-CH2-Cl

2-fenil-1-kloroetana

Page 9: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 10: benzena dan turunannya by winda nelvasari

CH3

Toluena

CH2-

Gugus Benzil

CH2-Cl

Benzil Klorida

CH2-OH

Benzil Alkohol

CH2-NH2 CH2-NH-CH2-CH3

Benzilamina Benziletilamina Sinamaldehid

CH=CH-CH

O

Page 11: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 12: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Cl

Cl

1,2-

diklorobenzena

(o-

diklorobenzena)

1

2

Cl

Cl

1

2

3

1,3-diklorobenzena

(m-diklorobenzena

COOH3

OH

Metil-salisilat

(Metil-o-hidroksibenzoat)

Page 13: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 14: benzena dan turunannya by winda nelvasari

NO2

COOH

NO2

2

16

354

Asam 3,5 dinitrobenzoat

1

2

3

4

5

6

CH3

NO2 NO2

NO2

2,4,6-trinitro-toluena (TNT)

Page 15: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 16: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Naftalena

Antrasena

Fenantrena Pirena

Page 17: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Ikatan rangkap pada benzen tidak bereaksi

seperti pada alkena:

Br2

Br

Br

Br

BrBr

Br

+

no reaction!

"

"

butBr2

FeBr3

Br

Page 18: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Ikatan sigma ( σ ) dan ikatan pi ( π )

Ikatan sigma ( σ )

• Overlap pada ujung orbital (Orbital s)

+

• Overlap pada ujung orbital (Orbital s dengan p)

Page 19: benzena dan turunannya by winda nelvasari

• Overlap antar orbital p

+

Ikatan pi (π ) Overlap sisi samping

Page 20: benzena dan turunannya by winda nelvasari

H

HH

H

H

H

H

HH

HH

HIkatan pi

Ikatan sigma

Membentuk ikatan pi

Page 21: benzena dan turunannya by winda nelvasari

1. Pada ikatan tunnggal terdapat satu ikatan

sigma (σ)

2. Pada ikatan rangkap dua terdapat satu ikatan sigma

(σ) dan satu ikatan pi (π)

3. Pada ikatan rangkap tiga terdapat satu ikatan sigma

(σ) dan dua ikatan pi. (π)

Page 22: benzena dan turunannya by winda nelvasari

HUBUNGAN HIBRIDISASI DENGAN JUMLAH

IKATAN SIGMA (σ)

1. Jika atom C membentu empat ikatan sigma maka tipe

hibridisasinya sp3

2. Jika atom C membentu tiga ikatan sigma maka tipe

hibridisasinya sp2

3. Jika atom C membentu dua ikatan sigma maka tipe

hibridisasinya sp

sp3

sp3

sp3

sp3sp2

sp2

sp2

sp spc c c

pxpx

py

Page 23: benzena dan turunannya by winda nelvasari

SMA MUHAMMADIYAH 1 PEKANBARU

Page 24: benzena dan turunannya by winda nelvasari

SIFAT BENZENA TERHADAP PEREAKSI

Page 25: benzena dan turunannya by winda nelvasari

SubtitusiElektrofilik Pada

Benzen

Page 26: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Subtitusi elektrofilik: mengganti hidrogen pada

cincin benzen

Page 27: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Tahap 1 : Serangan E+ membentuk sigma kompleks

Tahap 2 : lepasnya proton pada sigma kompleks membentuk produk

subtitusi

Sigma kompleks (ion

arenium)

Page 28: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Mekanisme reaksi

• Membutuhkan E+ yang lebih kuat dibandingkan Br2.

• Gunakan katalis asam lewis kuat, FeBr3.

+ FeBr 3Br Br FeBr 3Br Br

+

H

CH+

BrH

CH+

BrH

CH+

BrH

-complex w ith the positive charge, distributed only betw een

ortho- and para-positions

Br-Br

Br

Br-H+

Addition Substitution (aromaticity is restored)

Proceeds through a -complex

FeBr 3

Br 2

Br

Page 29: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Diagram energi

Page 30: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Klorinasi serupa dengan brominasi. Katalis yang digunakan

AlCl3.

Iodinasi membutuhkan agen pengoksidasi asam, seperti asam

nitat, yang akan mengoksidasi iodin menjadi ion I+.

H+

HN O 3 I21/2 I

+N O 2 H2O+ ++ +

Page 31: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Elektrofil

Untuk membentuk elektrofil ion NO2+digunakan H2SO4 dengan HNO3.

H O N

O

O

H O S O H

O

O

+ HSO 4

_

H O N

OH

O+

H O N

OH

O+

H2O + N

O

O

+

Page 32: benzena dan turunannya by winda nelvasari

+ H 2SO 4

H

C H+

O 2NH

CH+

O 2NH

CH+

O 2NH

Proceeds through a -complex

HNO 3 NO 2

+

+ H 2OH SO4

-

+

Nitronium-cation

O 2N

-H+

Mekanisme

Page 33: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Mekanisme

Gunakan SO3 dan asam sulfat berasap untuk menghasilkan ion HSO3+

+ H 2SO 4

H

CH+

HO 3SH

CH+

HO 3SH

CH+

HO 3SH

Proceeds through a -complex

SO 3 HSO 3

+

+ H SO4

-

HO 3S

-H+

Page 34: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Elektrofil :

• 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.

C H3 C H C H3

C l

+ AlC l3

C H3

C

H3C H

C l AlC l3

+_

H2C C H C H3

HF

H3C C H C H3

F+

_

H3C C H C H3

O HBF 3

H3C C H C H3

OH

BF 3+

H3C C H C H3

++ HO BF 3

_

Page 35: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Mekanisme :

C

C H3

C H3

H+

H

H

C H(C H3)2

+

H

H

C H(C H3)2

B

F

F

F

O H

C H

C H3

C H3

+

HF

B

F

O HF

+-

Page 36: benzena dan turunannya by winda nelvasari

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.

C lA lCl3

Page 37: benzena dan turunannya by winda nelvasari

• Asil klorida digunakan untuk menggantikan alkil klorida. R C

O

C l AlC l3 R C

O

AlC l3C l

+_

R C

O

AlC l3C l

+_

AlC l4 +

_ +

R C O R C O

+

C

O

R

+

H

C

H

O

R

+

C l AlC l3

_

C

O

R +

HC l

AlC l3

Mekanisme :

• Ion intermediet asilium distabilisasi oleh resonansi dan tidak

mengalami penataan ulang seperti karbokation.

• Produk fenil keton bersifat kurang reaktif dibandingkan benzen,

sehingga akan menghindari poliasilasi.

Page 38: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Asilbenzen yang terbentuk dapat dikonversi menjadi alkil

benzen melalui reaksi dengan HCl (aq) dan amalgam Zn.

+ C H3C H2C

O

C l

1) AlC l3

2) H2O

C

O

C H2C H3Zn(Hg)

aq. HCl

C H2C H2C H3

Reduksi Clemmensen :

Page 39: benzena dan turunannya by winda nelvasari

• Untuk menghasilkan benzaldehida digunakan reaksi yang lain.

• Untuk menghasilkan formil klorida (merupakan senyawa yang tidak stabil) gunakan campuran dalam tekanan tinggi dariCO, HCl, dan katalis.

CO + HCl H C

O

C lAlC l3/C uC l

H C O

+AlC l4

_

C

O

H

+C

O

H

+ HC l+

Page 40: benzena dan turunannya by winda nelvasari
Page 41: benzena dan turunannya by winda nelvasari

X

Pengaruh subtituen

Mempengaruhi

kereaktifan terhadap

subtitusi berikutnya

Mengarahkan posisi

subtituen pada

subtitusi berikutnya

Page 42: benzena dan turunannya by winda nelvasari

X

induksi resonansi hiperkonjugasi

Page 43: benzena dan turunannya by winda nelvasari

a. Akseptor Induksi. Efek ini diperlihatkan oleh subtituen yang

mengandung atom yang memiliki keelektronegatifan lebih besar

dari atom H yang terhubung pada cincin benzen.

Contoh: -OCH3, -NH2, -Cl, -NO2

b. Aseptor resonansi. Konjugasi antara orbital p digambarkan

melalui struktur resonansi dengan muatan positif pada cincin

benzen.

Contoh: -COR, -NO2, -SO3H

R

O

R

O-

R

O-

R

O-

Page 44: benzena dan turunannya by winda nelvasari

c. Donor Resonansi. Konjugasi antara orbital-p digambarkan melalui

struktur resonansi dengan muatan negatif pada cincin benzen.

Contoh: -OCH3, -NH2, -Cl, -phenyl

NH 2NH 2

+NH 2

+NH 2

+

d. Donor Hiperkonjugasi. Konjugasi yang melibatkan orbital-s

digambarkan melalui struktur resonansi non klasik (mengijinkan

pemutusan ikatan-s) dengan muatan negatif pada cincin benzen

.

Contoh: -CH3, -Alkyl

Page 45: benzena dan turunannya by winda nelvasari

e. Akseptor Hiperkonjugasi. Konjugasi yang melibatkan orbital

sigma, digambarkan melalui struktur resonasni non kalsik

(mengijinkan pemutusan ikatan-s) dengan muatan positif pada

cincin benzen.

Examples: -CF3

Page 46: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Contoh reaksi SE padaBenzen tersubtitusi

Page 47: benzena dan turunannya by winda nelvasari

• Toluena bereaksi 25 kali lebih cepat dibanding benzen.

• Gugus metil berperan sebagai pengaktivasi.

• Campuran produk mengandung molekul disubtitusi dengan

posisi orto dan para lebih banyak

Page 48: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Intermediat

lebih stabil

jika nitrasi

terjadi

pada posisi

orto atau

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

Page 49: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Nitrasi Toluena

Diagram Energi

Page 50: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Sifat Benzena dan senyawa

turunannya

Sifat Fisis• Zat cair tidak berwarna

• Memiliki bau yang khas

• Mudah menguap

• Tidak larut dalam pelarut polar seperti air air,

tetapi larut dalam pelarut yang kurang polar atau nonpolar,

seperti eter dan tetraklorometana

• Titik Leleh : 5,5 derajat Celsius

• Titik didih : 80,1derajat Celsius

• Densitas : 0,88 .

• Senyawanya berupa senyawa lingkar/siklis

• Terjadi resonansi (pergerakan elektron di dalam molekul)

• Terjadi delokalisasi elektron pada struktur benzena

• Mempunyai aroma yang khas .

Page 51: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Sifat Kimia• Bersifat kasinogenik (racun)

• Merupakan senyawa nonpolar

• Tidak begitu reaktif, tapi mudah terbakar dengan

menghasilkan banyak jelaga

• Lebih mudah mengalami reaksi substitusi dari pada adisi.

(untuk mengetahui beberapa reaksi subtitusi pada benzene)

• walaupun sukar diadisi tapi benzena masih dapat diadisi

dengan katalis yang tepat, misalnya:

o Adisi dengan hidrogen dengan katalis Ni/Pt halus

o Adisi dengan CL2 atau Br2 dibawah sinar matahari

• Sukar dioksidasi dengan senyawa oksidator seperti KMnO4,

K2Cr2O7, dll.

• Reaksi pada benzene harus menggunakan katalis karena

kestabilan molekul benzena .

Page 52: benzena dan turunannya by winda nelvasari

Benzena pada umumnya digunakan sebagai bahan dasar dari senyawa

kimia lainnya. Sekitar 80% benzena dikonsumsi dalam 3 senyawa kimia

utama yaitu etilbenzena, kumena, dan sikloheksana, Senyawa turunan

yang paling terkenal adalah etilbenzena, karena merupakan bahan

baku stirena, yang nantinya diproduksinya mnejadi plastik dan polimer

lainnya. Kumena digunakan sebagai bahan baku resin dan

perekat. Sikloheksana digunakan dalam pembuatan nilon. Sejumlah

benzena lain dalam jumlah sedikit juga digunakan pada

pembuatan karet, pelumas, pewarna, obat, deterjen, bahanpeledak,

dan pestisida.

Di Amerika Serikat dan Eropa, 50% dari benzena digunakan dalam

produksi etilbenzena/stirena, 20% dipakai dalam produksi kumena,

dan sekitar 15% digunakan untuk produksi sikloheksana.

Saat ini, produksi dan permintaan benzena di Timur Tengah mencatat

kenaikan tertinggi di dunia. Kenaikan produksi diperkirakan akan

meningkat 3,7% dan permintaan akan meningkat 3,3% per tahunnya

sampai tahun 2018. Meskipun begitu, kawasan Asia-Pasifik tetap akan

tetap mendominasi pasar benzena dunia, dengan permintaan kira-kira

setengah permintaan global dunia.

Pada penelitian laboratorium, saat ini toluena sering digunakan

sebagai pengganti benzena. Sifat kimia toluena dengan benzena mirip,

tapi toluena lebih tidak beracun dari benzena.

Page 53: benzena dan turunannya by winda nelvasari

•Toluena

Toluena digunakan sebagai pelarut dan sebagai bahan

dasar untuk membuat TNT (trinitotoluena), senyawa yang

digunakan sebagai bahan peledak (dinamit).

Page 54: benzena dan turunannya by winda nelvasari

•Stirena

Stirena digunakan sebagai bahan dasar pembuatan

polimer sintetik polistirena melalui proses polimerisasi.

Polistirena banyak digunakan untuk membuat insolator

listrik, boneka, sol sepatu serta piring dan cangkir.

Page 55: benzena dan turunannya by winda nelvasari

•Anilina

Anilina merupakan bahan dasar untuk pembuatan zat-zat

warna diazo. Anilina dapat diubah menjadi garam diazonium

dengan bantuan asam nitrit dan asam klorida.

Page 56: benzena dan turunannya by winda nelvasari

DAMPAK BENZENATelah disebutkan bahwa benzena memiliki sifat racun ataukasinogenik, yaitu zat yang dapat membentuk kanker dalamtubuh manusia jika kadarnya dalam tubuh manusiaberlebih. Beberapa penelitian menunjukan bahwa benzenamerupakan salah satu penyebab leukemia, penyakit kankerdarah yang telah banyak menyebabkan kematian.Dampak kesehatan akibat paparan Benzena berupa depresipada sistim saraf pusat hingga kematian. Paparan Benzenaantara 50–150 ppm dapat menyebabkan sakit kepala, kelesuan, dan perasaan mengantuk. Konsentrasi Benzenayang lebih tinggi dapat menyebabkan efek yang lebihparah, termasuk vertigo dan kehilangan kesadaran. Paparansebesar 20.000 ppm selama 5 – 10 menit bersifat fatal danpaparan sebesar 7.500 ppm dapat menyebabkan keracunanjika terhirup selama 0,5 – 1 jam. Dampak yang ringan dapatberupa euforia, sakit kepala, muntah, gaya berjalanterhuyung-huyung, dan pingsan.

Page 57: benzena dan turunannya by winda nelvasari