KIMIA ORGANIK-ISNA RASDIANAH, S.Si.,M.Sc

1
SEJARAH KIMIA ORGANIK
• 1850: cabang ilmu kimia mempelajari Senyawa
yg hanya berasal dr makhluk hidup (mh). Vis
vitalis
• 1900: ahli kimia mensintesa senyawa kimia
organik baru di lab yang tidak ada hubunganya
dengan mh
KIMIA KARBON
2
•
•
•
Materi/Substan/Zat
Substan Murni
(komposisi tetap)
Unsur
Senyawa
Campuran
(Komposisi
Bervarias)
Campuran
Homogen
Campuran
Heterogen
Unsur (element) : substan/materi yg tdk
dpt diuraikan mnjd substan yg lbh
sederhana dgn rx kimia. ex: oksigen (O),
Hidrogen (H), Karbon (C)
Senyawa (compound): materi yg tersusun
dari 2 unsur atau lebih. ex: H2O (air)
Campuran (mixture): materi yg tersusun dr
bbrp materi penyusun, msh dpt
dipisahkan dgn rx kimia
• Larutan: campuran homogen 2
komponen atau lebih terdiri dari
zat terlarut (solute) dan zat
pelarut (solvent). ex: larutan gula
• Koloid: campuran homogen yg tdr
dr partikel terdispersi dan
pendispersi. Tdk ada
pengendapan. ex: susu, santan
• Suspensi: campuran heterogen
dgn ukuran partikel lebih dr 100
nm. Terjadi pengendapan. ex:
tepung/pasir tersuspensi air
3
APAKAH KIMIA
ORGANIK ?
Ilmu yang mempelajari
senyawa-senyawa karbon
organik dan derivatnya
Perbandingan :
7 million senyawa organik
1.5 million senyawa anorganik
4
The difference between organic and inorganic compounds
Organic compound
Inorganic compound
1. The reaction happens among
the molecules by easy-stages.
2. The boiling point and the
melting point are low.
3.
If
heated,
it
can
be
decomposed easily.
4. Its molecules can make
isomeric structure.
5. Its solvent is commonly organic
compound.
6. Organic compounds even though in
1. The reaction happens
among the ions swiftly.
2. The boiling point and the
melting point are high.
3. It is stable when heated.
4. Its molecules can’t make
isomeric structure.
5. Its solvent is commonly
water.
6. Conduct electricity in liquid
state
liquid state will not conduct electricity
5
Kegunaan Senyawa Organik
Medicines
DNA
•Active Pharmaceutical Ingredients
Fuels
Materials
Essential oils
Pigments
6
KLASIFIKASI SENYAWA ORGANIK
• Klasifikasi didasarkan pada GUGUS FUNGSI
• Tiga kelompok utama :
– Hidrokarbon
– Senyawa yang mengandung oksigen
– Senyawa yang mengandung nitrogen
7
HIDROKARBON
8
9
Senyawa Hidrokarbon = Senyawa karbon
yang terdiri atas unsur karbon dan hidrogen.
Senyawa karbon yang paling sederhana
adalah metana dan yang sangat kompleks
diantaranya molekul DNA yang terdiri atas
jutaan atom, senyawa protein, polisakarida
dan lain-lain.
KEKHASAN/KEUNIKAN ATOM KARBON:
1. Atom C memiliki 4 elektron valensi (Gol IV A) sehingga
dapat membentuk 4 ikatan kovalen.
2. Atom C dapat membentuk rantai karbon lurus maupun
bercabang.
3. Atom C dapat membentuk rantai C terbuka (alifatik)
maupun rantai tertutup (siklik).
4. Atom C dapat membentuk ikatan tunggal (ikatan jenuh),
rangkap 2 (gol alkena) dan rangkap 3 (gol alkuna).
10
11
Rantai C lurus dan bercabang
12
jumlah atomC
Rumus Struktur
1
CH4
2
C2H6 ditulis CH3  CH3
3. C3H8 ditulis C H3  C H2  C H3
Nama
Metana
Etana
Propana
13
Alifatik (Rantai terbuka)
Alisiklik (Rantai Tertutup)
CH2 − CH2
‌|
|
CH2 − CH2
H
Aromatik (Benzena & Turunannya)
H C
C
H
C
C
C
H
C
H
H
14
SENYAWA TURUNAN
BENZENA
OH
CH3
phenol
toluene
H
C CH2
styrene
OCH3
NH2
aniline
anisole
O
O
O
C
C
C
acetophenone
CH3
H
benzaldehyde
OH
benzoic acid
15
TURUNAN BENZENA
CH3
H
C CH2
styrene
NH2
OH
O
O
O
C
C
C
acetophenone
CH3
H
benzaldehyde
OH
benzoic acid
16
MENGGOLONGKAN SENYAWA HIDROKARBON
Senyawa hidrokarbon digolongkan berdasarkan ada atau
tidaknya ikatan rangkap ( ganda ).
17
1. Atom C dapat membentuk ikatan tunggal (ikatan jenuh), rangkap 2
(gol alkena) dan rangkap 3 (gol alkuna).
a. Senyawa jenuh  jika semua ikatan C nya tunggal
Contoh :
| |
|
| |
-C-C- C- C-C
| |
|
| |
b. Senyawa tidak jenuh  Jika terdapat ikatan rangkap dua atau
tiga.
C= C - C - C
atau
-C  C - C- C
H2C = CH – CH2– CH3
C  C – C – C
C – C  C –C – C
C
18
Jumlah Atom
C
Rumus
Molekul
1
CH4
Metana
2
C2H6
Etana
3
C3H8
Propana
4
C4H10
Butana
5
C5H12
Pentana
6
C6H14
Heksana
7
C7H16
Heptana
8
C8H18
Oktana
9
C9H20
Nonana
10
C10H22
Dekana
11
C11H24
Undekana
12
C12H26
Duodekana
13
C13H28
Tridekana
14
C14H30
Tetradekana
Nama
19
DERET HOMOLOG = Deretan senyawa yang
mengalami penambahan jumlah atom secara teratur
Cont:
CH4 , C2H6 , C3H8 dst
C2H4 , C3H6 , C4H8 dst
20
JENIS ATOM C DALAM SENYAWA HIDROKARBON
Terdapat 4 jenis atom C ( karbon ) dalam senyawa
hidrokarbon.
1. Atom C primer ialah atom C yang mengikat 1
atom C lain.
Contoh :
2. Atom C sekunder ialah atom C yang mengikat 2
atom C lain.
Contoh :
21
3. Atom C tersier ialah atom C yang mengikat 3 atom C lain.
Contoh :
4. Atom C kuarterner ialah atom C yang mengikat 4
atom C lain.
Contoh :
22
Latihan : Tentukan jumlah atom C primer, sekunder, tertier, dan
kuarterner nya
4.
1.
2.
5.
3.
23
MENGGOLONGKAN SENYAWA HIDROKARBON
Senyawa hidrokarbon digolongkan berdasarkan ada atau
tidaknya ikatan rangkap ( ganda ).
24
ALKANA
25
Alkana ialah senyawa hidrokarbon yang seluruh ikatannya tunggal
(jenuh). Semua senyawa alkana memiliki rumus umum : CnH2n+2
di mana n adalah jumlah atom karbon.
jumlah atom C
1
CH4
C1H2(1)+2
2
C2H6
Rumus Struktur
CH3  CH3
Nama
Metana
Etana
C2H2(2)+2
26
C3H8 ditulis
C3H2(3)+2
C H3  C H2  C H3
Propana
27
jumlah
atom
C
Rumus
1
CH4
2
C 2 H6
ditulis
CH3  CH3
3
C 3 H8
ditulis
CH3  CH2  CH3
Struktur
ditulis
CH4
Nama
RUMUS LENGKAP
Metana
Etana
Propana
28
TATA NAMA ALKANA
1. Menentukan rantai C induk, yaitu deretan atom C yang
terpanjang.
2. Atom C diluar rantai induk sebagai cabang (sebagai gugus
alkil CnH2n+1).
3. Menetukan penomoran pada atom C dari rantai Induk, yaitu
dimulai dari ujung yang paling dekat dengan cabang diberi
nomor 1.
4. Penulisan nama cabang dimulai dengan urutan alphabet.
5. Penulisan nama : posisi cabang – nama cabang – nama induk
( tanpa spasi, huruf kecil semua )
CONTOH:
3–metilheksana
29
GUGUS ALKIL sebagai cabang
dengan rumus CnH2n+1
SUKU KE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
RUMUS KIMIA
CH3
C2H5
C3H7
C4H9
C5H11
C6H13
NAMA ALKIL
Metil
Etil
Propil
Butil
Pentil/ amil
Heksil
30
Jumlah atom
C
1
2
3
Nama alkana
Metana
Etana
Propana
4
Butana
5
Pentana
Nama alkil (R)
(CnH2n+1)
Metil
Etil
Propil
Isopropil
Butil
Isobutil
Pentil/Amil
Isoamil
Neopentil
31
32
•
Contoh penentuan posisi yang salah :
33
6. Jika terdapat 2 cabang atau lebih yang sama, maka jumlah
cabang yang sama dinyatakan dengan :
2 = di
6 = heksa
3 = tri
7 = hepta
4 = tetra
8 = okta
5 = penta
9 = nona
2,3-dimetilheksana
34
Contoh lain :
2,2-dimetilheksana
4-etil-2-metilheptana bukan 2-metil-4etilheptana
35
TATA NAMA
Trivial (dulu)
dasar sumber/kegunaan
Contoh :
H
Tatanama
CH3-C-CH3 Isopropil klorida
.
Cl
1892 (IUPAC) International Union
of Pure and Applied Chemistry
Contoh :
H
CH3-C-CH3 2-Kloropropana
Cl
36
H
CH3-C-CH3
Isopropil (iPr) klorida (Trivial)
2-Kloropropana (IUPAC)
Cl
H
CH3-C-CH2-Cl
Isobutil (iBu) klorida (Trivial)
1-Kloro-2-metil propana (IUPAC)
CH3
CH3
CH3-C-CH2-Cl
.
Neopentil klorida (Trivial)
1-Kloro-2,2-dimetil propana (IUPAC)
CH3
CH3
CH3CH2-C-Cl
t-pentil/t-amil klorida (Trivial)
37
Latihan
CH2-CH3
• CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3
•
CH2CH3 CH3
38
Ne
1-K
CH3-C-CH2-Cl
Latihan
CH3
1.
CH3
t-p
2-
CH3CH2-C-Cl
CH3
H
2.
4.
Is
1
CH3-C-CH2-CH2-Cl
CH3
3.
39
The answer
1.
2.
3.
4.
3-isopropilheksana
2,3-dimetilpentana
3,3-dietil-5-metilnonana
1-kloro-3-metilbutana
40
KEISOMERAN ALKANA
ISOMER =
Contoh :
Senyawa yang berbeda tetapi mempunyai
rumus molekul sama
Senyawa dengan rumus C4H10
CH3 CH2
CH2
CH3
n-butana (t.d = -0.5°C)
CH3
CH
CH3
CH3
isobutana (2-metilpropana) t.d = -10°C
41
C4H10 dapat digambarkan :
H H H H
| | | |
H ―C―C―C―C―H
| | | |
H H H H
H H H
| | |
H―C―C―C―H
|
H―C―H
|
H
 H3C―CH2―CH2―CH3

H3C ―CH―CH3
|
CH3
42
KEISOMERAN
ISOMER =
Senyawa yang berbeda tetapi mempunyai rumus
molekul sama
Contoh :
Senyawa dengan rumus C5H12
CH3
CH3 CH2
CH2
CH2
pentana (t.d = 36,1°C)
CH3
CH3
C
CH3
CH3
CH3
CH
CH2
CH3
CH3
isopentana (2-metil butana)
t.d = 27,9°C
neopentana (2,2-dimetil
propana) t.d = 27,9°C
43
• Isomer Alkana
Contoh : • C4H10
CH3 CH2
CH3
CH
2 isomer
CH2
CH3
CH3 CH2
CH2
CH2
CH3
CH2
CH3
butana
CH3
2-metil propana
CH3
CH3
CH3
• C5H12
• C6H14
• C7H16
• C8H18
3 isomer
5 isomer
9 isomer
CH
CH3
C
CH3
pentana
CH3
2-metil butana
CH3
2,2-dimetil propana
18 isomer
44
CH3
CH3
CH2
CH2
CH
CH2
CH2
CH2
Heptane
CH2 CH2
CH2
CH3
CH3
H3C
CH3
CH2
C
CH2
CH3
CH3
CH3
3,3-Dimethyl-pentane
2-Methyl-hexane
CH3
CH2
CH
CH2
CH2
CH3
CH3
CH2
CH3
CH3
3-Methyl-hexane
3-Ethyl-pentane
CH3
C
CH2
CH2
CH3
H3C
CH
CH2
CH2
CH3
CH3
H3C
CH3
CH
CH2
CH
CH3
CH3
2,2-Dimethyl-pentane
2,4-Dimethyl-pentane
CH3
CH3
H3C
CH
CH
CH2
CH3
2,3-Dimethyl-pentane
CH3
H3C
CH
C
CH3
CH3 CH3
2,2,3-Trimethyl-butane
45
Isomers: normal and bercabang
C4H10
Pemantik “butane” :
5% n-butana
95% isobutana
CH3 CH2 CH2 CH3
n-butana
H H H H
H
C
C
C
C
H
H H H H
“straight chain”
Chem3D
CH3
isomer
konstitutional
CH CH3
CH3
isobutana
Rantai bercabang
46
C5H12
CH3
CH2
CH3
CH2
CH2
CH2
CH3
CH CH3
n-pentana
isopentana
CH3
CH3
CH3
C CH3
neopentana
CH3
C6H14
C10H22
C20H42
5 isomer
75 isomer
366,319 isomer
obviously need system of nomenclature
47
Contoh soal:
Gambarkan isomer konstitusional berikut.
C6H14 (5)
C7H16 (9)
Check Answer
48
Jawaban:
C6H14 (5)
C7H16 (9)
49
Manfaat utama Alkana
•
•
•
•
•
•
C1-C2: gas (gas alam), tinta, cat
C3-C4: liquified petroleum Gases (LPG)
C5-C8: gasoline
C9-C16: diesel, kerosene, jet fuel
C17-up: lubricating oils, heating oil
Origin: petroleum refining
50
ALKeNA
51
STRUKTUR ALKENA : CnH2n
CH3-CH2-CH=CH2 (1-butena)
Alkena merupakan senyawa hidrokarbon tak jenuh
dengan ikatan rangkap dua.
Contoh :
C2H4
:
Etena
C3H6
:
Propena
C4H8
:
Butena
C5H10
:
Pentena
Tata Nama :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
•
Nama alkena diturunkan dari nama alkana yang sesuai (yang jumlah atom
Cnya sama), dengan mengganti akhiran –ana menjadi –ena
Rantai induk adalah rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap.
Penomoran dimulai dari salah 1 ujung rantai induk sedemikian sehingga
ikatan rangkap mendapat nomor terkecil
Posisi ikatan rangkap ditunjukkan dengan awalan angka yaitu nomor dari
atom C berikatan rangkap yang paling tepi / pinggir (nomor terkecil)
Penulisan cabang-cabang, sama seperti pada alkana
Jika pada alkena terdapat dua atau tiga ikatan rangkap, maka pada nama
diberi akhiran diena atau triena, dst
Contoh: C4H8 memiliki 3 isomer struktur
H2C = CH – CH2– CH3 1-butena
H3C - CH = CH– CH3
2-butena
H2C = C – CH3
2-metilpropena
I
CH3
ALKENA
H2C
CH2
Ethene
1-Butene
CnH2n
H3C
CH
CH2
Propene
1-Pentene
1-Hexene
1,3-Butadiene
3-methyl-1,4-pentadiene
Sumber dan Kegunaan Alkena
• Alkena dibuat dari alkana melalui proses
pemanasan atau dengan bantuan katalisator
(cracking).
• Alkena suku rendah digunakan sebagai bahan
baku industri plastik, karet sintetik, dan
alkohol
55
ALKuNA
56
• Hidrokarbon tak jenuh mempunyai ikatan
rangkap tiga (–CC–)
• Sifat-sifatnya menyerupai alkena, tetapi
lebih reaktif
Struktur ALKUNA : CnH2n-2
C2H2 : CH  CH (etuna/asetilen)
57
Tata Nama Alkuna
• Nama alkuna diturunkan dari nama alkana
yang sesuai dengan mengganti akhiran –ana
menjadi –una
• Tata nama alkuna bercabang sama seperti
penamaan alkena
• Jika pada alkuna terdapat dua ikatan rangkap
3, maka pada nama diberi akhiran alkadiuna.
Jika memiliki 1 ikatan rangkap 2 dan 1 ikatan
rangkap 3 disebut alkenuna
58
Sumber dan Kegunaan Alkuna
• Alkuna yang mempunyai nilai ekonomis
penting contohnya etuna (asetilena), C2H2 .
Gas asetilena digunakan untuk mengelas besi
dan baja.
59
60
Rangka
Struktur
Posisi
Gugus fungsi
Isomer
Geometri
Ruang
Optis
ISOMER STRUKTUR
• Dibedakan menjadi :
1. Isomer Kerangka/Rantai : rumus molekul
sama, tetapi rantai induk (kerangka atom)
beda
2. Isomer Posisi : rumus molekul dan rantai
induk (kerangka atom) sama, tetapi posisi
cabang/gugus pengganti beda
3. Isomer gugus fungsi : gugus fungsi beda
62
ISOMER RUANG/STEREOISOMETRI
• Dibedakan menjadi:
1. Isomer Geometri : keisomeran karena
perbedaan arah (orientasi) gugus-gugus
tertentu dalam molekul dengan stuktur yang
sama
2. Isomer Optik : isomer yang disebabkan
perbedaan dalam memutar cahaya
terpolarisasi
63
64
65
• Isomer Pada Alkena
Isomer
struktur
=> Perbedaan pada posisi ikatan rangkap,
posisi cabang atau karena perbedaan
kerangka atom C
Contoh :
CH2
Isomer struktur
Isomer geometri
Senyawa dengan rumus C4H8
CH
CH2
CH3 CH
3
1-butena
CH2
C
CH
2-butena
CH3
CH3
2-metil-1-propena
CH
CH3
• Isomer Pada Alkena
• C4H8
3 isomer
• C5H10
5 isomer
• C6H12
13 isomer
Isomer struktur
Isomer geometri
• Isomer Pada Alkena
Isomer geometri
Isomer struktur
Isomer geometri
=> Perbedaan pada penempatan
atom/gugus atom di sekitar ikatan rangkap
Isomer cis/trans
• Gugus yang sama berada pada sisi yang sama pada
ikatan rangkap : cis alkena
• Gugus yang sama berada pada sisi yang berlawanan
dari ikatan rangkap : trans alkena.
• Isomer Geometrik (cis / trans) muncul saat anda
melakukan rotasi rotasi tertentu dalam molekul.
Isomer cis/trans
69
Isomer cis/trans
A
A
C
B
C
C
B
Cis (Z)
Contoh :
B
2-butena
H3C
(Z)
H
Cis-2-butena
C
Trans (E)
A
2 isomer
CH3
C
B
A
C
C
H
H
H3C
(E)
C
H
trans-2-butena
CH3
Name these:
H
CH3
Br
C C
CH3CH2
trans-2-pentene
Br
C C
H
H
H
cis-1,2-dibromoethene
Syarat: punya ikatan rangkap C=C
yang masing-masing mengikat
dua atom atau gugus atom
yang berbeda
H3C
H
Cl
Cl H3C
C C
C C
Cl
TIDAK ADA ISOMER
GEOMETRI
Cl
H
ADA ISOMER
GEOMETRI
bila gugus yang sama sepihak
: bentuk cis
bila gugus yang sama berseberangan : bentuk trans
• Selidiki apakah senyawa berikut memiliki
isomer cis-trans ?
a. 2- butena
b. 2-metil 2-butena
c. 2,3 dimetil 1- pentena
d. 3- heksena
e. 4,4- dimetil 2- pentena
Struktur cis / trans?
• Bukan struktur cis/trans, tetapi sistem E dan Z
74
E-Z Nomenclature
• Gunakan aturan Cahn-Ingold-Prelog untuk
menentukan urutan prioritas gugus-gugus
yang terikat pada atom C ikatan rangkap.
• Jika gugus-gugus yang berprioritas lebih
tinggi berada pada sisi yang sama, diberi
nama Z (zusammen).
• Jika gugus-gugus yang berprioritas lebih
tinggi berada pada sisi yang berlawanan,
diberi nama E (entgegen).
Entgegen - Zusammen
76
Aturan Penentuan Prioritas
1. Priotitas ditentukan oleh nomor atom dari
atom yg berikatan langsung dengan atomatom karbon ikatan rangkap. Nomor atom
yang lebih tinggi mempunyai prioritas yang
lebih tinggi
77
2. Jika atom yang terikat sama, maka yg
digunakan sbg dasar adalah atom yang terikat
berikutnya sampai diperoleh perbedaan
prioritas
78
3. Atom atom yang terikat oleh ik.rangkap 2 atau
rangkap 3 dianggap mengikat 2 atau 3 atom
sejenis dengan ik.tunggal. Tiap atom berikatan
rangkap 2 di 2 kalikan dan berikatan rangkap
3, di 3 kalikan
79
Cl
Br
F
H
Cl > F
Br > H
(Z)-2-Bromo-1-chloro-1-fluoroethene
Cl
H
H3C
F
Br
F
Cl > F
Br > H
(E)-2-Bromo-1-chloro-1-fluoroethene
F > CH3
H
CH3
CH3 > H
(Z)-2-fluorobutene
Sistem E dan Z
Example, E-Z
1
H3C
Cl
C C
H
2Z
1
H
CH2
2
2
Cl
2
1
CH CH3
C C
H
2
1
5E
2Z
3,7-dichloro-(
, 5E)-2,5-octadiene
3,7-dichloro-(2Z, 5E)-octa-2,5-diene
ISOMER OPTIS
• Terjadi pada senyawa karbon yang memiliki atom C
asemetris ( atom C kiral )
• Atom C kiral adalah atom C yang mengikat 4
atom/gugus atom yang berbeda
▄
Atom C kiral
I
♦ ― C ―Δ
I
♥
• Jumlah konfigurasi isomer optis dinyatakan : 2n
( n = jumlah atom C kiral )
84
• Isomer Alkuna
Isomer struktur
Isomer struktur => Perbedaan pada posisi ikatan rangkap, posisi
cabang atau karena perbedaan kerangka atom C
Contoh : Senyawa dengan rumus C4H6
CH
C
CH2
1-butuna
• C4H6
2 isomer
• C5H8
3 isomer
CH3
CH3
C
C
2-butuna
CH3
Sikloalkana
86
87
Tata Nama
88
SIKLOALKANA
CH2
=
H2C CH2
RUMUS UMUM
CnH2n
siklopropana
etilsiklobutana
1-isopropil-3-metilsiklopentana
89
Soal : Berilah nama senyawa-senyawa di bawah ini
Check Answer
90
1,1,2-trimetilsikloheksana
4-siklopentil-2,3-dimetilheksana
1,2-disiklopropiletana
1-butyl-2-ethyl-cyclobutane
91
Konformasi sikloalkana
92
93
CH3
.
a-metil-sikloheksana
.
CH3
1,2e-dimetil-sikloheksana atau
1e-2e-dimetil-sikloheksana
CH3
94
• Bagaimana kalau ada dua substituen  timbul cis
dan trans.
• Substituen bila berada di equatorial lebih stabil
daripada di axial.
95
SENYAWA AROMATIS
semua senyawa yang mempunyai sifat
kimia seperti benzena.
• Benzene adalah senyawa yang tidak berwarna, m.p.
6o C dan b.p. 80o C, ditemukan pada tahun 1825
oleh Michael Faraday.
• Memiliki cincin 6 anggota, rumus molekul C6H6 yang
menunjukkan adanya 3 ikatan rangkap dalam cincin.
• Stuktur benzena masih merupakan tanda tanya bagi
ahli kimia pada abad ke 19. Rumus molekulnya
menunjukkan tingginya tingkat ketidakjenuhan,
tetapi tidak mengalami reaksi adisi seperti halnya
alkena pada umumnya
Struktur Benzena
• Struktur benzene pertama kali
diusulkan oleh 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.
TATANAMA DERIVAT BENZENA
1. menambahkan awalan gugus substituen diikuti nama
bensena, misal : klorobensena, bromobensena,
nitrobensena, dll Cl
NO
Br
I
2
Klorobensena
Bromobensena
Iodobensena
Nitrobensena
2. beberapa derivat bensena mempunyai nama
spesifik yang mungkin tidak menunjukkan nama dari
substituen yang terikat pada bensena, misal :
metilbensena dikenal sebagai toluene,
aminobensena sebagai aniline, dll
CH3
NH2
OH
Toluena
Anilin
Fenol
COOH
Asam Benzoat
SO3H
Asam Bensensulfonat
3. Apabila bensena mengikat lebih dari satu substituen, maka
nama substituen dan letak substituen harus dituliskan. Ada 3
(tiga) isomer yang mungkin untuk bensena yang tersubstitusi
oleh 2 gugus. Penamaan digunakan nama orto (1,2-); meta
(1,3-); para (1,4-)
Br
Br
Br
Br
Br
o-Dibromobensena
orto
Br
p-Dibromobensena
para
m-Dibromobensena
meta
4. 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.
OH
Br
CH3
NO2
6
5
NO2
1
NH2
Cl
m-bromonitrobensena
Br
3
4
NO2
o-Nitrotoluena
Br
2
2-Kloro-4-nitrofenol
Br
2,4,6-Tribromoanilin
semua senyawa yang mempunyai sifat kimia
seperti benzena
SENYAWA AROMATIK
SIFAT-SIFAT
Senyawa dengan aroma tertentu. Awal abad ke 19
digunakan untuk menjelaskan beberapa senyawa parfum
Senyawa siklik yang mengandung ikatan rangkap
berselang seling.
Bersifat non polar
Banyak digunakan sebagai pelarut.
Contoh :
benzen
naftalena
stirena
CH=CH2
• Benzene adalah
- senyawa yang tidak berwarna,
- m.p. 6o C dan b.p. 80o C,
- Memiliki cincin 6
- rumus molekul C6H6 yang menunjukkan
adanya 3 ikatan rangkap dalam cincin.
Struktur Benzena
• Struktur benzene pertama kali diusulkan oleh Fredrich
August Kekulé pada tahun 1865. Struktur tersebut
menggambarkan bahwa struktur benzena tersusun 3
ikatan rangkap di dalam cincin 6 anggota.
• Alkena beda benzena?
• Ketiga ikatan rangkap tersebut dapat bergeser dan
kembali dengan cepat sedemikian sehingga 2 bentuk yang
mungkin tersebut tidak dapat dipisahkan.
Struktur Kekulé
1. Satu produk monosubstitusi, C6H5Y. Misal hanya satu bromobensena yang akan
diperoleh apabila satu atom hydrogen (H) diganti oleh bromine. Setiap hydrogen
pasti ekivalen dengan hydrogen yang lain karena pergantian salah satu dari
hydrogen yang ada akan menghasilkan produk yang sama. Sifat ini hanya dapat
dipenuhi oleh bensena dengan struktur Kekule.
2. Bensena menghasilkan 3 (tiga) isomer produk terdisubstitusi, C6H4Y2 atau C6H4YZ.
Misal C6H4Br2, C6H4ClNO2. Fakta ini lebih jauh meyakinkan bahwa struktur bensena
Kekule yang paling dapat diterima
3. Struktur Kekule konsisten dengan fakta bahwa ada 3
(tiga) isomer derivative dibromo yaitu 1,2- ; 1,3- ; dan 1,4Br
H
C
C
1
Br
2
C
H
Br
H
C
C
C
C
C
H
H
C
1
H
H
C
C
3
C
C
H
Br
C
H
Br
H
1,2-Dibromobensena
C
1
4
C
H
C
C
H
Br
1,3-Dibromobensena
1,4-Dibromobensena
4. Pada struktur Kekule ada 2 (dua) isomer posisi dimana kemungkinan
dibromo terikat pada ikatan C tunggal atau rangkap (Struktur IV dan V). Namun
demikian menurut Kekule bensena merupakan molekul yang dinamis sehingga
ikatan rangkap pada bensena berada dalam kesetimbangan yang sagat cepat
seperti pada gambar di bawah ini
Br
H
C
C
1
Br
2
C
H
Br
H
C
C
C
C
C
1
2
C
H
H
Br
C
C
C
H
H
IV
V
H
PERBEDAAN IKATAN RANGKAP BENZENA DAN ALKENA
Ikatan p adalah area dengan kerapatan electron
tinggi, sehingga dapat menyerang molekul yang
kekurangan elektron, yang disebut electrophiles, E+
E+
C
H
H
C
C
+
C
A
X
OSO3H
H
H
H
C
C
A
B
C
C
X
OSO3H
C
C
Alkyl Halides
Alkyl hydrogen Sulfate
OH
H+
X
H
X
C
X
C
C
OH
C
Alcohols
X
B
Dihaloalkanes
Model Resonansi Benzene
ikatan rangkap dua karbon-karbon pada benzena tidak terlokalisasi pada
karbon tertentu melainkan dapat berpindah-pindah. Gejala ini disebut
RESONANSI. Adanya resonansi pada benzena ini menyebabkan ikatan
pada benzena menjadi stabil, sehingga ikatan rangkapnya tidak dapat
diadisi
AROMATICITY
QUESTION:
Are all fully-conjugated, cyclic systems aromatic?
36 kcal/mole RE
?
?
KNOWN
AROMATIC
?
H
H
H
H
H
HHH
?
?
HH H
H
Do these other rings have the
same kind of stability as benzene?
H
H
H
H
H
H
AROMATICITY
..
HUCKEL 4n+2 RULE
Prediction: Compounds that have 4n+2 pi electrons in
a cyclic array will be aromatic.
4n+2 series = 2, 6, 10, 14, 18, 22, 26, 30 …….. etc.
The rule was derived by observation of
POLYCYCLIC AROMATIC COMPOUNDS
6
10
benzene
14
naphthalene
14
anthracene
18
kriteria untuk Aromatisitas
1. Sistem harus siklis
2. 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)
TATANAMA DERIVAT BENZENA
1. menambahkan awalan gugus substituen
diikuti nama benzena, misal : klorobenzena,
bromobenzena, nitrobenzena, dll
Cl
Br
I
Klorobensena
Bromobensena
Iodobensena
NO2
Nitrobensena
2. beberapa derivat benzena mempunyai nama
spesifik yang mungkin tidak menunjukkan
nama dari substituen yang terikat pada
benzena, misal : metilbenzena dikenal sebagai
toluene, aminobenzena sebagai anilin, dll
CH3
NH2
OH
Toluena
Anilin
Fenol
COOH
Asam Benzoat
SO3H
Asam Bensensulfonat
3. Apabila benzena mengikat lebih dari satu
substituen, maka nama substituen dan letak
substituen harus dituliskan. Ada 3 (tiga) isomer
yang mungkin untuk benzena yang tersubstitusi
oleh 2 gugus. Penamaan digunakan nama :
orto (1,2-); meta (1,3-); para (1,4-)
Br
Br
Br
Br
Br
o-Dibromobensena
orto
m-Dibromobensena
meta
Br
p-Dibromobensena
para
 Benzen disubstitusi (dua subsituen)
dengan penomoran atau dengan sistem orto, meta dan
para
 Substituen lebih dari dua : dengan penomoran
: substituen utama dianggap pada tempat no satu ( fenol,
anilin, dll)
4. Apabila 2 atau lebih substituen yang terikat
pada benzena berbeda, maka penamaannya
diawali dengan nama substituen berturut-turut
dan diikuti dengan nama benzena atau diberi
nama khusus/spesifik.
CH3
Br
NH2
OH
NO2
Cl
Br
Br
NO2
o-nitrotoluena
m-bromonitrobenzena
NO2
2-kloro-4-nitrofenol
Br
2,4,6-tribromoanilin
 Benzena sebagai substituen disebut gugus fenil
CH2CH3
CH2
-
C benzil
Gugus fenil
Gugus
benzilbenzil
gugus
SENYAWA TURUNAN BENZENA
OH
phenol
H
C CH2
styrene
CH3
toluene
OCH3
NH2
aniline
anisole
O
O
O
C
C
C
acetophenone
CH3
benzaldehyde
H
benzoic acid
OH
SENYAWA AROMATIK POLISIKLIK
 Senyawa aromatik dengan cincin gabungan
Contoh :
naftalena
(pengusir ngengat, insektisida)
fenantrena
(iritasi kulit)
antrasena
(industri zat warna)
benzopirena
(zat karsinogenik dalam
asap rokok dan jelaga)

Senyawa-senyawa yang memiliki sebuah
gugus hidroksil yang terikat pada cincin
benzenoid polisiklik adalah mirip dengan fenol
secara kimiawi, tetapi dinamakan naftol
7
6
8
OH
5
9
8
OH
1
7
OH
2
6
4
1-Naftol
(-naftol)
4
1
3
3
5
10
2
2-Naftol
9-Fenantrol
21
SENYAWA AROMATIK HETEROSIKLIK
 Atom-atom dalam cincin tidak hanya C
N
N
H
pirol
piridin
N
O
piran
N
N
N
N
H
purin
N
pirimidin
Latihan
I
Br
NO2
Cl
NO2
CH3
NO2
Fe
HCl
NH2
CH3
CH3
NH2
CH3
COOH
CH3
CH3
CH3
OH
OH
OH
Cl
Br
NO2
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
1,2-Benzenadiol
(katekol)
1,3-Benzenadiol
(resorsinol)
1,4-Benzenadiol
(hidrokuinon)
Senyawa alifatik sebagian besar reaksi
yang terjadi adalah substitusi nukleofilik
Senyawa aromatik mempunyai densitas
elektron yang tinggi shg spesies positif
(elektrofil) akan tertarik, akibatnya terjadi
reaksi substitusi elektrofilik.


Mekanisme :
H
H
H
H
H
+
E
lambat
H
H
+
E
H
- H+
cepat
H
H
E
H
H
H
benzena
H
H
ion benzenonium
sebagai antara
H
H
produk
1. Elektrofil menyerang elektron pi suatu cincin
benzena
menghasilkan
suatu
macam
karbokation yang terstabilkan oleh resonansi
yang
disebut
ion
arenium
atau
ion
benzenonium
2. Ion benzenonium bereaksi lebih lanjut, dalam
hal ini sebuah ion hidrogen dibuang dari dalam
zat antara (misal ditarik oleh HSO4-) untuk
menghasilkan produk substitusi
a. Reaksi Halogenasi
elektrofilik
Br
Br + FeBr3
Br
Br
FeBr3
terpolarisasi
+
Br
+
-
FeBr4
terbelah
Tahap 1(lambat):
H
H
H
H
+
H
H
+
Br
H
Br
H
H
H
H
H
Tahap 2 (cepat)
H
H
+
H
H
Br
H
Br + H+
H
H
H
H
H
H
bromobenzena
Tahap 3 (cepat)
+
H + FeBr4
FeBr3
+
HBr
Atom H diganti atom halogen
b. Alkilasi
Atom H diganti gugus alkil (CnH2n+1)
+
(CH3)2CHCl
2-kloropropana
(isopropil klorida)
AlCl3
30o
CH(CH3)2 + HCl
isopropilbenzena
(kumena)
• Tahap pertama dalam alkilasi adalah
pembentukakan elektrofil: suatu karbokation.
R Cl + AlCl3
+
R
+
-
AlCl4

Tahap kedua adalah serangan elektrofilik
pada benzena, sedangkan tahap ketiga
eliminasi sebuah ion hidrogen. Hasilnya ialah
sebuah alkil benzena.
+
R
lambat
benzena
+
R
H
ion benzenonium
- H+
cepat
R
alkilbenzena
c. Asilasi

Atom H diganti Gugus RCO- atau ArCO- disebut gugus asil (acyl
group). Substitusi suatu gugus asil pada cincin aromatik oleh reaksi
dengan suatu halida asam disebut reaksi asilasi aromatik, atau
asilasi Friedel- Crafts.
O
+
O
AlCl3
CH3CCl
80o
asetil klorida
suatu halida asam
CCH3 + HCl
asetofenon
d. Reaksi Nitrasi

Atom H diganti gugus nitro (NO2)
+
+
NO2
lambat
benzena
NO2
H
ion benzenonium
HNO3 + H2SO4
H2NO3+ + H2SO4
- H+
cepat
NO2
nitrobenzena
H2NO3+ + HSO4NO2+ + H3O+ + HSO4-
e. Reaksi Sulfonasi



Atom H diganti gugus sulfonat (SO3H)
ArH + H2SO4  ArSO2OH
Sulfonasi benzena (7) dengan asam sulfat berasap
(H2SO4+ SO3) menghasilkan asam benzena sulfonat
(9).
+ SO3
7
+ SO3
H2SO4
40o
SO3H
H
8
asam benzenasulfonat
9
Benzena Uses
1.
Zat aditif makanan
a. Pemanis, ex: sakarin, aspartam, sorbitol
b. Pengawet untuk mencegah oksidasi ex:
butilasihidroksianisol (BHA),
butilasihidroksitoluena (BHT), paraben
(p–hidroksibenzoat), dan propilgalat.
Untuk mencegah prtumbuhan bakteri:
natrium benzoat
c. Pewarna Makanan. Pewarna buatan
umumnya berasal dari seny diazonium
(amaran,eritrosin) sdg yg karsinogenik :
auramin
2. Sebagai obat-obatan
Obat-obatan yang diproduksi dapat
dikelompokkan ke dalam obat analgesik,
antibiotik, psikiatrik, dan hormon.
3. Sebagai pestisida
 Insektisida,herbisida dan fungisida
 Pestisida yang tergolong senyawa
halobenzena, ex: DDT (diklorodifenil–
trikloroetana); 2,4–D; dan 2,4,5–T. Senyawa
lainnya adalah turunan fosfat dan karbamat.
4. Campuran/zat aditif produksi bensin
 Menaikkan angka oktan bensin
 Mengurangi ketukan mesin