Post on 15-Dec-2015
description
BAB I
PENDAHULUAN
A. Siklik dan Aromatis
Senyawa ini mengandung satu atau lebih rantai tertutup (cincin) dan
dikenal sebagai senyawa siklik atau cincin. Terdiri dari dua jenis: Senyawa
Homosiklik : Senyawa-senyawa di mana cincin hanya terdiri dari atom karbon
disebut senyawa homosiklik. Senyawa homosiklik atau senyawa karbosiklik
dibagi lagi menjadi senyawa alisiklik dan senyawa aromatik. Senyawa
alisiklik :Sebuah cincin beranggota tiga atau lebih atom karbon menyerupai
senyawa alifatik seperti dalam senyawa homosiklik disebut senyawa alisiklik.
Hidrokarbon alisiklik jenuh memiliki rumus umum Cn H2n. Contoh senyawa
alisiklik adalah siklopropana, siklobutana, sikloheksana. Senyawa aromatik :
Senyawa ini mengandung cincin benzena yaitu sebuah cincin dari enam atom
karbon dengan ikatan ganda dan tunggal yang berselang-seling. Disebut senyawa
aromatik karena banyak dari mereka yang memiliki bau yang harum. Senyawa
heterosiklik ,Ketika lebih dari satu jenis atom berada dalam satu senyawa cincin,
mereka dikenal sebagai senyawa heterosiklik.
Dalam senyawa ini umumnya satu atau lebih atom unsur seperti nitrogen
'N', oksigen 'O', atau sulfur 'S' ada di dalam cincin. Atom selain karbon yaitu N, O
atau S yang ada dalam cincin disebut heteroatom. Senyawa heterosiklik dengan
lima dan enam atom disebut sebagai heterosiklik beranggota lima dan enam.
Contohnya adalah piridin, furan, tiofen, pirol. Senyawa heterosiklik selanjutnya
dapat diklasifikasikan sebagai monosiklik, bisiklik dan trisiklik tergantung pada
jumlah atom penyusun cincin satu, dua atau tiga.
Cincin aromatik sederhana, juga dikenal sebagai arena sederhana atau
senyawa aromatik sederhana, merupakan senyawa organik aromatik yang hanya
terdiri dari struktur cincin planar berkonjugasi dengan awan elektron pi yang
berdelokalisasi. Banyak senyawa cincin aromatik sederhana yang mempunyai
nama trivial. Biasanya, ia ditemukan sebagai substruktur molekul-molekul yang
lebih kompleks. Senyawa aromatik sederhana yang umumnya ditemukan adalah
1
benzena dan indola. Cincin aromatik sederhana dapat berupa senyawa heterosiklik
apabila ia mengandung atom bukan karbon. Ia dapat berupa monosiklik seperti
benzena, bisiklik seperti naftalena, ataupun polisiklik seperti antrasena. Cincin
aromatik monosiklik sederhana biasanya berupa cincin beranggota lima, seperti
pirola, ataupun cincin beranggota enam, seperti piridina. Cincin aromatik yang
mengandung atom nitrogen dapat dibedakan menjadi cincin aromatik basa dan
cincin aromatik non-basa.
Pada cincin aromatik basa, pasangan menyendiri elektron bukanlah bagian
dari sistem aromatik cincin tersebut. Pasangan menyendiri ini bertanggungjawab
terhadap kebasaan basa ini. Dalam senyawa-senyawa ini, atom nitrogen tidak
berikatan dengan atom hidrogen. Contoh cincin aromatik basa adalah piridina dan
kuinolina. Beberapa cincin bisa saja mengandung atom nitrogen basa dan non-
basa secara bersamaan, misalnya imidazola dan purina..
Pada cincin non basa, pasangan menyendiri elektron atom nitrogen
berdelokalisasi dan berkontribusi terhadap sistem aromatik elektron pi. Dalam
senyawa ini, atom nitrigen berikatan dengan atom hidrogen. Contoh cincin
aromatik non-basa ini adalah pirola dan indola. Pada cincin aromatik yang
mengandung atom oksigen dan sulfur, satu dari dua pasangan elektron heteroatom
tersebut berkontribusi terhadap sistem aromatik senyawa.
Gambar 1 Protein (Contoh Heterosiklik)
2
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas dapat dirumuskan sebagai berikut :
1. Apakah yang dimaksud dengan senyawa heterosiklik ?
2. Sebutkan tata nama senyawa heterosiklik ?
C. TUJUAN
Adapun tujuannya adalah sebagai berikut :
1. Untuk mengetahui dan memahami yang dimaksud dengan senyawa
heterosiklik.
2. Untuk mengetahui dan memahami tata nama senyawa heterosiklik.
3
BAB II
SENYAWA HETEROSIKLIK DAN POLISIKLIK
A. Senyawa Heterosiklik
Senyawa heterosiklik aromatik adalah suatu senyawa siklik di mana atom-
atom yang terdapat dalam cincin terdiri atas dua atau lebih unsur yang berbeda.
Cincin heterosiklik dapat bersifat aromatik, sama seperti pada cincin benzena.
Senyawa heterosiklik banyak terdapat di alam sebagai suatu alkaloid (seperti,
morfin, nikotin dan kokain), asam-asam nukleat (pengemban kode genetik), dan
senyawa biologi lainnya. Contoh:
Contoh-contoh senyawa tersebut tergolong senyawa heterosiklik.
Dalam kerangka cincin, selain atom karbon, juga terdapat atom nitrogen.
Ketiga struktur tersebut berbeda karena posisi gugus metil (teobromin dan teofilin
berisomer struktural). Perbedaan struktur ini menimbulkan perbedaan sifat fisika
dan kimia. Kafein terdapat dalam kopi yang bersifat candu. Teobromin terdapat
dalam cokelat (chocolate) yang juga bersifat candu. Teofilin tergolong obat-
obatan broncodilator (sesak napas). Nikotin terdapat dalam tembakau dan bersifat
candu.
B. Tata Nama Senyawa Heterosiklik
Sama seperti senyawa polisiklik aromatik, senyawa heterosiklik aromatik
juga memiliki nama tertentu sebagai berikut.
4
Penataan nama senyawa heterosiklik menggunakan sistem penomoran.
Nomor terendah sedemikian rupa diberikan kepada atom selain karbon yang
terkandung dalam cincin. Contoh :
Penataan nama dapat juga menggunakan huruf Yunani untuk substituen
mono, sama seperti pada senyawa polisiklik aromatik.
Purin merupakan kerangka dasar pembentukan adenine dan guanin
(senyawa pembentuk DNA) Senyawa heterosiklik dengan enam anggota yang
paling umum adalah piridina. Piridina memiliki struktur sama dengan benzena,
berupa cincin datar dengan lima atom karbon dan satu atom nitrogen. Setiap atom
dalam cincin terhibridisasi secara sp2. Oleh karena piridina memiliki satu atom
nitrogen yang bersifat elektronegatif maka senyawa piridina bersifat polar,
sedangkan benzena bersifat nonpolar. Ikatan dalam piridin, yang menunjukkan
persamaan dengan ikatan yang terdapat dalam benzene. Akan tetapi, ada suatu
perbedaan yaitu sifat elektronegatif nitrogen dari piridin akan mengurangi
5
sejumlah electron dari cincin yang menyebabkan cincin karbon kurang negatif.
Oleh karena kurang electron dalam cincin karbonnya, piridin tidak mudah
mengalami reaksi subtitusi aromatic elektrofil. Perbedaan lain antara piridin dan
benzene adalah nitrogen dalam piridin mengandung pasangan electron sunyi
piridin, seperti amina alifatik
Piridina tidak dapat dialkilasi atau diasilasi seperti pada benzena melalui
reaksi Friedel-crafts. Piridina dapat disubstitusi oleh bromin hanya pada suhu
tinggi dalam fasa uap sehingga diduga reaksi berlangsung melalui pembentukan
radikal bebas. Reaksi substitusi terjadi pada posisi karbon nomor 3.
Kesamaan lain antara piridina dan benzene adalah keduanya tahan
terhadap serangan oksidasi. Reaksi oksidasi dapat terjadi pada gugus samping,
sedangkan cincinnya tetap utuh.
6
C. Senyawa Heterosiklik atau Heterolingkar
Senyawa heterosiklik atau heterolingkar adalah sejenis senyawa
kimia yang mempunyai struktur cincin yang mengandung atom selain karbon,
seperti belerang, oksigen, ataupun nitrogen yang merupakan bagian dari cincin
tersebut.[1] Senyawa-senyawa heterosiklik dapat berupa cincin aromatik
sederhana ataupun cincin non-aromatik. Beberapa contohnya
adalah piridina (C5H5N), pirimidina (C4H4N2) dan dioksana (C4H8O2).
Perlu diperhatikan pula senyawa-senyawa seperti siklopropana dan
sikloheksana bukanlah senyawa heterosiklik. Senyawa tersebut
hanyalah sikloalkana. Prefiks 'siklik' merujuk pada struktur cincin, sedangkan
'hetero' merujuk pada atom selain karbon. Banyak senyawa heterosiklik yang
merupakan zatkarsinogenik.
Kimia heterosiklik adalah cabang ilmu kimia yang berkutat secara
eksklusif terhadap sintesis, sifat-sifat, dan aplikasi heterolingkar.
Cincin Aromatik Sederhana
Cincin aromatik sederhana, juga dikenal sebagai arena
sederhana atau senyawa aromatik sederhana, merupakan senyawa
organik aromatik yang hanya terdiri dari struktur cincin planar berkonjugasi
dengan awan elektron pi yang berdelokalisasi. Banyak senyawa cincin aromatik
sederhana yang mempunyai nama trivial. Biasanya, ia ditemukan sebagai
7
substruktur molekul-molekul yang lebih kompleks. Senyawa aromatik sederhana
yang umumnya ditemukan adalah benzena dan indola.
Cincin aromatik sederhana dapat berupa senyawa heterosiklik apabila ia
mengandung atom bukan karbon. Ia dapat berupa monosiklik seperti benzena,
bisiklik seperti naftalena, ataupun polisiklik seperti antrasena. Cincin aromatik
monosiklik sederhana biasanya berupa cincin beranggota lima, seperti pirola,
ataupun cincin beranggota enam, sepertipiridina.
Tabel cincin aromatik sederhana[sunting | sunting sumber]
Furan Benzofuran Isobenzofuran
Pirola Indola Isoindola
Tiofena Benzotiofena Benzo[c]tiofena
Imidazola Benzimidazola Purina
8
Cincin aromatik heterosiklik
Pirazola Indazola
Oksazola Benzoksazola
Isoksazola Benzisoksazola
Tiazola Benzotiazola
Six-membered
rings:Fused six-membered rings:
Benzena Naftalena Antrasena
9
Piridina Kuinolina Isokuinolina
Pirazina Kuinoksalina Akridina
Pirimidina Kuinazolina
Piridazina Sinolina
Cincin beranggota-3Heterolingkar dengan tiga atom pada cincin lebih reaktif dikarenakan
oleh terikan cincin. Senyawa yang memiliki satu heteroarom pada umumnya
lebih stabil. Senyawa dengan dua heteroatom lebih biasa muncul sebagai zat
antara reaktif. Heterolingkar beranggota-3 yang umum:
Heteroatom
Jenuh Takjenuh
Nitrogen Aziridina
Oksigen Etilena oksida (epoksida, oksirana) Oksirena
Sulfur Tiirana (episulfida)
Cincin beranggota-4
Heteroato Jenuh Takjenuh
10
m
Nitrogen Azetidina
Oxygen Oksetana
SulfurTietana, ditietana
Ditiet
Cincin beranggota-5
Pada Heterolingkar beranggota-5, senyawa takjenuhnya sering lebih stabil oleh
karena aromatisitas.
Heteroatom Jenuh Takjenuh
Nitrogen tetrahidropirola (pirolidina)Dihidropirola
(pirolina), Pirola
Oksigen Dihidrofuran, tetrahidrofuran Furan
SulfurDihidrotiofena, tetrahidrotiofen
aTiofena
Arsen Arsola
Sekelompok besar senyawa cincin beranggota-5 dengan dua heteroatom secara
kolektif dinamakan azola. Ditiolana mempunyai dua atom sulfur.
Cincin beranggota - 6
Cincin beranggota enam dengan heteroatom tunggal:
Heteroatom Jenuh Takjenuh
Nitrogen Piperidina Piridina
OksigenTetrahidropira
nPiran
Sulfur Tiana Tiina (thiapirana)
Dengan dua heteroatom:
Heteroatom Jenuh Takjenuh
Nitrogen Piperazina Diazina
11
Nitrogen /
oksigenOksazina
Nitrogen / sulfur Tiazina
Sulfur Ditiana
Oksigen Dioksana
Berdasarkan bentuk lingkar siklisnya senyawa heterosiklik digolongkan
menjadi :
Senyawa Heterosiklis Lingkar Tiga
Senyawa Heterosiklis Lingkar Empat
12
• Jenuh :
O
OXIRANE TIIRANE
S N
HAZIRIDINE
• Tak Jenuh :
OXIRENE
O S
TIIRENE 1-AZIRINE
N
2-AZIRINEH
N
• Jenuh :
O
oxetane thietane
S
azetidine
NH
Senyawa Heterosiklis Lingkar Lima
Senyawa Heterosiklis Lingkar Enam
13
• Tak Jenuh :
N
1-azetine
S
thieteneoxetene
OH
N
2-azetine
• Jenuh :
Stetrahidrotiofen
O
Pirolidine
tetra hidrofuranH
N
• Tak Jenuh :
N
HPirol
Furan
O
Tiofen
S S2-hidrotiofen
3-tiolen
O2-hidrofuran
3-furolene3-pirroline
H
N N2-hidropirol
• Jenuh :
O
N
SH
oxosikloheksana piperidine tiosikloheksana
• Tak Jenuh :tiosikloheksadienapiridinegamma-piran
SNO
Ada pula senyawa heterosiklis yang mempunyai 2 atom lain selain atom karbon
dalam lingkar siklisnya.
Ada pula senyawa heterosiklis yang mempunyai lingkar siklis lebih dari satu
Disamping cara penggolongan di atas, senyawa heterosiklis dapat pula
digolongkan menjadi :
A. Senyawa heterosiklik non aromatik
B. Senyawa heterosiklik aromatic
14
N
ON
S N
N
oxazole tiazole pirazoleimidazole
N
N
HO
N
N
NN
N
NN
morpholine pirimidine pirazine piridazine
N
NN
NN
indole purine
N
N
N
quinoline karbazole isoquinoline
D. Senyawa heterosiklis non aromatik
Senyawa-senyawa yang dalam lingkar heterosiklisnya mengandung atom selain
karbon, namun sifat-sifatnya sama dengan senyawa-senyawa rantai terbuka
(alifatik)
Contohnya :
E. Senyawa heterosiklis aromatik
Senyawa-senyawa yang dalam lingkar heterosiklisnya mengandung atom selain
karbon, namun sifat-sifatnya sama dengan senyawa-senyawa aromatik lainnya.
Agar suatu sistem cincin bersifat aromatik, terdapat tiga kriteria yang harus
dipenuhi :
1. Sistem cincin mengandung elektron p (pi) yang terdelokalisasi
(terkonyugasi).
2. Sistem cincin harus datar (planar), berhibridisasi sp2.
3. Harus terdapat (4n + 2) elektron p dalam sistem cincin (aturan Huckel).
Contohnya :
15
O
C
C
O
O
anhidrida asam suksinat
O
O
C
C
NH
phtal-imida
O
O
C
C
NH
suksin-imida
O
O
dioxan
CH C
OO
R
gamma-lakton asetal lingkar
O
C
O
R
RO
turunan epoksida
N
HPirol
Furan
O
Tiofen
S
pirazineN
N
N
piridine
F. Tata Nama Senyawa Heterosiklik Aromatik
Sistem cincin senyawa aromatik heterosiklik juga mempunyai tata nama
tersendiri. Berbeda dengan senyawa lainnya, penomoran pada cincin heterosiklik
ditetapkan berdasarkan perjanjian dan tidak berubah bagaimanapun posisi
substituennya. Penomoran beberapa senyawa heterosiklik adalah sbb :
Bila suatu senyawa heterosiklik, hanya mengandung satu heteroatom, maka huruf
Yunani dapat juga digunakan untuk menandai posisi cincin
Struktur Senyawa Heterosiklik Lingkar Lima
Agar suatu heterosiklik dengan cincin lima anggota bersifat aromatik,
heteroatom itu harus memiliki dua elektron untuk disumbangkan ke awan pi
aromatik. Pirol, furan dan tiofen semuanya memenuhi persyaratan ini, sehingga
dapat bersifat aromatik.
16
Piridin
N1
2
3
4
5
6 5
4 3
2
1S
Tiazol
N
N
N
H
Imidazol
1
2
34
5
N
Kuinolin
1
2
3
45
6
78
Isokuinolin
N1
2
3
45
6
7
8
Piridin
N1
2
3
4
5
6 5
4 3
2
1S
Tiazol
N
N
N
H
Imidazol
1
2
34
5
N
Kuinolin
1
2
3
45
6
78
Isokuinolin
N1
2
3
45
6
7
8
N
HPirol
NPiridin
N
HPirol
N
HPirol
NPiridin
NPiridin
PirolH
N O
Furan
S
Tiofen
PirolH
N O
Furan
S
Tiofen
G. Sifat Karakteristik Senyawa Heterosiklik Lingkar Lima
a. Senyawa Pirol
Karena atom nitrogen dalam pirol menyumbangkan dua elektron ke awan pi
aromatik, maka atom nitrogen bersifat tuna elektron.
Hal ini berdampak, cincin menjadi kaya elektron (bermuatan negatif parsial)
Tidak seperti piridin dan amina, pirol (pKb = ~14) tidak bersifat basa.
b. Senyawa Furan
Karena atom oksigen dalam furan menyumbangkan dua elektron (sepasang
elektron) ke awan pi aromatik, maka atom oksigen bersifat tuna elektron.
Hal ini berdampak, cincin menjadi kaya elektron (bermuatan negatif parsial)
17
N
HPirol
H
N+
H
N+
N
HPirol
+ H+ tidak ada kation stabil
O
Berbeda dengan pirol, puran menunjukkan sifat basa yang amat lemah.
c. Senyawa Tiofen
Karena atom sulfur dalam tiofen menyumbangkan dua elektron (sepasang
elektron) ke awan pi aromatik, maka atom sulfur bersifat tuna elektron.
Hal ini berdampak, cincin menjadi kaya elektron (bermuatan negatif parsial)
Berbeda dengan pirol, tiofen juga menunjukkan sifat basa yang amat lemah.
H. Reaksi-reaksi pada Senyawa Heterosiklik Lingkar Lima
Reaksi-reaksi pada pirol
Walaupun mempunyai sepasang elektron bebas, tetapi karena adanya delokalisasi
elektron dalam cincin aromatis, maka pirol tidak dapat bersifat basa, malahan
bersifat asam yang sangat lemah, sehingga dapat bereaksi dengan NaNH2
18
O+
O+
S
S
+S
+
N
H
KOH
N
K
_
+
+ H2O
+
CH3I N
CH3
Cincin aromatik yang mengandung atom nitrogen dapat dibedakan
menjadi cincin aromatik basa dan cincin aromatik non-basa.
Pada cincin aromatik basa, pasangan menyendiri elektron bukanlah bagian
dari sistem aromatik cincin tersebut. Pasangan menyendiri ini
bertanggungjawab terhadap kebasaan basa ini. Dalam senyawa-senyawa ini,
atom nitrogen tidak berikatan dengan atom hidrogen. Contoh cincin aromatik
basa adalah piridina dan kuinolina. Beberapa cincin bisa saja mengandung
atom nitrogen basa dan non-basa secara bersamaan,
misalnya imidazola dan purina..
Pada cincin non basa, pasangan menyendiri elektron atom nitrogen
berdelokalisasi dan berkontribusi terhadap sistem aromatik elektron pi. Dalam
senyawa ini, atom nitrigen berikatan dengan atom hidrogen. Contoh cincin
aromatik non-basa ini adalah pirola danindola.
Pada cincin aromatik yang mengandung atom oksigen dan sulfur, satu dari dua
pasangan elektron heteroatom tersebut berkontribusi terhadap sistem aromatik
senyawa.
19
N
H
KOH
N
K
_
+
+ H2O
+
CH3I N
CH3
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Senyawa heterosiklik aromatik adalah suatu senyawa siklik di mana atom-atom
yang terdapat dalam cincin terdiri atas dua atau lebih unsur yang berbeda. Cincin
heterosiklik dapat bersifat aromatik, sama seperti pada cincin benzena.
Senyawa heterosiklik atau heterolingkar adalah sejenis senyawa
kimia yang mempunyai struktur cincin yang mengandung atom selain karbon,
seperti belerang, oksigen, ataupun nitrogen yang merupakan bagian dari cincin
tersebut
Kimia heterosiklik adalah cabang ilmu kimia yang berkutat secara
eksklusif terhadap sintesis, sifat-sifat, dan aplikasi heterolingkar.
Cincin aromatik sederhana, juga dikenal sebagai arena
sederhana atau senyawa aromatik sederhana, merupakan senyawa
organik aromatik yang hanya terdiri dari struktur cincin planar berkonjugasi
dengan awan elektron pi yang berdelokalisasi.
Disamping cara penggolongan di atas, senyawa heterosiklis dapat pula
digolongkan menjadi :
- Senyawa heterosiklik aromatic
- Senyawa heterosiklik non aromatik
B. Saran
Tatanama Senyawa Aromatik merupakan materi yang harus dipahami dengan
baik agar di dalamnya mencakup cukup banyak materi lainnya, seperti
20
tatanama senyawa,sifat, fungsi, kegunaan, struktur, cara penulisan struktur
molekul organik
DAFTAR PUSTAKA
Ralp J.Fessenden & Joan S.Fessenden KIMIA ORGANIK EDISI KE 3 JILID 1.Jakarta : Erlangga
Drs Parlan M.Si 2003. Kimia Organik I. Malang JICA
Http://wikipedia.com
21