Benzena dan Turunannya

Benzena dan Turunannya Kelompok II

Winda Nelvasari Widiastuti Wella Lestari Hardiyani Zahara

Struktur BenzenaSenyawa benzena pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1825.Senyawa ini memiliki rumus C6H6.Struktur benzena menurut pendapat Friedrich August Kekule adalah berbentuk siklik (rantai tertutup) dan segi enam beraturan dengan sudut antar atom karbon 1200

Gambar Struktur Kekule

HHHHHH

HHHHHH

Resonansi

Tata Nama BenzenaNama Benzena merupakan nama umum (trivial) yang sudah lazim digunakan. Adapun nama IUPAC-nya adalah 1,3,5-sikloheksatriena . Akan tetapi, nama IUPAC tersebut jarang digunakan.

Struktur dan Tata nama Turunan BenzenaA. Turunan benzena dengan satu gugus Fungsional Kelompok senyawa ini diberi nama dengan nama lazimnya atau dengan cara menyebutkan nama gugus yang menggantikan atau mensubtitusikan atom hidrogen, kemudian diikuti dengan akhiran benzena.

Misalnya :

CH2CH3Etilbenzena

Clklorobenzena

NH2aminobenzena

NO2nitrobenzena

Br

Br

Br

Br1,2-dibromobenzena1,3-dibromobenzena

B. Senyawa Turunan Benzena dengan Gugus Fenil Gugus Fenil terbentuk ketika benzena melepaskan satu atom H. Dalam kelompok senyawa ini, gugus fenil dianggap sebagai substituen. Penamaannya dilakukan dengan cara menyebutkan posisi gugus Fenil, diikuti oleh nama rantai induknya.

Misalnya :

HBenzena

Gugus Fenil

CH3-CH-CH2-CH32-fenilbutana

CH3-C=CH-CH32-fenil-2-butena

CH2-CH2-Cl2-fenil-1-kloroetana

C.Senyawa Turunan Benzena Dengan Gugus MetilKelompok turunan senyawa benzena ini terbentuk oleh adanya subtitusi atom hidrogen pada toluena. Atom atau gugus atom yang menggantikan hidrogen ini bermacam-macam, dapat berupa atom klorin ataupun gugus hidroksi (-OH) dan amina (-NH2).

Misalnya :

CH3Toluena

CH2-Gugus Benzil

CH2-ClBenzil Klorida

CH2-OHBenzil Alkohol

CH2-NH2

CH2-NH-CH2-CH3BenzilaminaBenziletilaminaSinamaldehid

CH=CH-CH

O

D.Senyawa turunan benzena dengan dua gugus fungsionalJika suatu senyawa turunan benzena mengandung dua gugus fungsional, senyawa tersebut akan memiliki tiga buah isomer, yaitu isomer posisi orto (o-), meta (m-), dan para (p-), posisi orto merupakan posisi (1,2), meta menunjukkan posisi (1,3), sedangkan para menunjukkan posisi (1,4).

Misalnya :

Cl

Cl1,2-diklorobenzena(o-diklorobenzena)12

ClCl

1231,3-diklorobenzena(m-diklorobenzena

COOH3

OHMetil-salisilat(Metil-o-hidroksibenzoat)

E.Senyawa Turunan Benzena dengan Tiga atau lebih Gugus FungsionalTurunan benzena dengan tiga atau lebih gugus fungsional ini masing-masing dapat mengandung gugus fungsional yang sama atau berbeda.

Misalnya :NO2

COOH

NO2

216354Asam 3,5 dinitrobenzoat

123456

CH3NO2NO2NO22,4,6-trinitro-toluena (TNT)

F. Turunan benzena dari gabungan cincin BenzenaSenyawa turunan benzena ini memiliki struktur molekul yang terdiri atas dua atau lebih cincin benzena yang bergabung pada posisi tertentu

Misalnya :

Benzena

Naftalena

Antrasena

Fenantrena

Pirena

Stabilitas Benzen Ikatan rangkap pada benzen tidak bereaksi seperti pada alkena:

Ikatan sigma ( ) dan ikatan pi ( )Ikatan sigma ( ) Overlap pada ujung orbital (Orbital s)

+

Overlap pada ujung orbital (Orbital s dengan p)

Overlap antar orbital p

+

Ikatan pi ( ) Overlap sisi samping

HHHHHH

HHHHHH

Ikatan pi

Ikatan sigma

Membentuk ikatan pi

KESIMPULAN1. Pada ikatan tunnggal terdapat satu ikatan sigma ()2. Pada ikatan rangkap dua terdapat satu ikatan sigma () dan satu ikatan pi () 3. Pada ikatan rangkap tiga terdapat satu ikatan sigma () dan dua ikatan pi. ()

HUBUNGAN HIBRIDISASI DENGAN JUMLAH IKATAN SIGMA ()Jika atom C membentu empat ikatan sigma maka tipe hibridisasinya sp3Jika atom C membentu tiga ikatan sigma maka tipe hibridisasinya sp2Jika atom C membentu dua ikatan sigma maka tipe hibridisasinya sp

sp3sp3sp3sp3

sp2sp2sp2spspcccpxpxpy

REAKSI BENZENASMA MUHAMMADIYAH 1 PEKANBARU

SIFAT BENZENA TERHADAP PEREAKSIIkatan rangkapnya sukar mengalami reaksi adisi dan lebih mudah mengalami reaksi substitusi.Sifatnya mirip dengan senyawa hidrokarbon jenuh

Subtitusi Elektrofilik Pada Benzen

Subtitusi Elektrofilik (SE) Aromatis Subtitusi elektrofilik: mengganti hidrogen pada cincin benzen

Mekanisme SE

Tahap 1 : Serangan E+ membentuk sigma kompleksTahap 2 : lepasnya proton pada sigma kompleks membentuk produk subtitusiSigma kompleks (ion arenium)

Brominasi benzenMekanisme reaksi Membutuhkan E+ yang lebih kuat dibandingkan Br2.Gunakan katalis asam lewis kuat, FeBr3.

Brominasi benzenDiagram energi

Klorinasi dan IodinasiKlorinasi serupa dengan brominasi. Katalis yang digunakan AlCl3.

Iodinasi membutuhkan agen pengoksidasi asam, seperti asam nitat, yang akan mengoksidasi iodin menjadi ion I+.

Nitrasi BenzenElektrofilUntuk membentuk elektrofil ion NO2+digunakan H2SO4 dengan HNO3.

Nitrasi Benzen

Mekanisme

SulfonasiMekanismeGunakan SO3 dan asam sulfat berasap untuk menghasilkan ion HSO3+

Alkilasi Friedel-CraftsElektrofil :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.

Alkilasi Friedel-CraftsMekanisme :

+-

Alkilasi Friedel-CraftsAlkilasi 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.

Asilasi Friedel-CraftsAsil klorida digunakan untuk menggantikan alkil klorida.

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.

Asilasi Friedel-CraftsAsilbenzen yang terbentuk dapat dikonversi menjadi alkil benzen melalui reaksi dengan HCl (aq) dan amalgam Zn.

Reduksi Clemmensen :

Untuk menghasilkan benzaldehida digunakan reaksi yang lain.Untuk menghasilkan formil klorida (merupakan senyawa yang tidak stabil) gunakan campuran dalam tekanan tinggi dari CO, HCl, dan katalis.

Formilasi Gatterman-Koch

Subtitusi Elektrofilik Pada Benzen tersubtitusi (Subtitusi Elektrofilik Kedua)

Pengaruh subtituen Mempengaruhi kereaktifan terhadap subtitusi berikutnyaMengarahkan posisi subtituen pada subtitusi berikutnya

Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen

induksiresonansihiperkonjugasi

Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzena. 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, -NO2b. Aseptor resonansi. Konjugasi antara orbital p digambarkan melalui struktur resonansi dengan muatan positif pada cincin benzen. Contoh: -COR, -NO2, -SO3H

c. Donor Resonansi. Konjugasi antara orbital-p digambarkan melalui struktur resonansi dengan muatan negatif pada cincin benzen. Contoh: -OCH3, -NH2, -Cl, -phenyl

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, -AlkylEfek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen

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: -CF3Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen

Contoh reaksi SE pada Benzen tersubtitusi

Nitrasi ToluenaToluena bereaksi 25 kali lebih cepat dibanding benzen.Gugus metil berperan sebagai pengaktivasi. Campuran produk mengandung molekul disubtitusi dengan posisi orto dan para lebih banyak

Intermediat lebih stabil jika nitrasi terjadi pada posisi orto atau para

Nitrasi ToluenaMekanisme dan Sigma kompleksserangan pada posisi ortoserangan pada posisi metaserangan pada posisi para 3o lebih disukasi 3o lebih disukasi

Nitrasi ToluenaDiagram Energi

Sifat Benzena dan senyawa turunannyaSifat 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 .

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 haluso 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 .

Kegunaan Benzena dan TurunannyaBenzena pada umumnya digunakan sebagai bahan dasar dari senyawa kimia lainnya. Sekitar 80% benzena dikonsumsi dalam 3 senyawa kimia utama yaituetilbenzena,kumena, dansikloheksana, Senyawa turunan yang paling terkenal adalah etilbenzena, karena merupakan bahan baku stirena, yang nantinya diproduksinya mnejadi plastik dan polimer lainnya.Kumenadigunakan sebagai bahan baku resin dan perekat.Sikloheksanadigunakan dalam pembuatannilon. Sejumlah benzena lain dalam jumlah sedikit juga digunakan pada pembuatankaret,pelumas,pewarna,obat,deterjen, bahanpeledak, danpestisida.Di Amerika Serikat dan Eropa, 50% dari benzena digunakan dalam produksietilbenzena/stirena, 20% dipakai dalam produksikumena, dan sekitar 15% digunakan untuk produksisikloheksana.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 initoluenasering digunakan sebagai pengganti benzena. Sifat kimia toluena dengan benzena mirip, tapi toluena lebih tidak beracun dari benzena.

ToluenaToluena digunakan sebagai pelarut dan sebagai bahan dasar untuk membuat TNT (trinitotoluena), senyawa yang digunakan sebagai bahan peledak (dinamit).

StirenaStirena 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.

AnilinaAnilina merupakan bahan dasar untuk pembuatan zat-zat warna diazo. Anilina dapat diubah menjadi garam diazonium dengan bantuan asam nitrit dan asam klorida.

DAMPAK BENZENA

Telah disebutkan bahwa benzena memiliki sifat racun atau kasinogenik, yaitu zat yang dapat membentuk kanker dalam tubuh manusia jika kadarnya dalam tubuh manusia berlebih. Beberapa penelitian menunjukan bahwa benzena merupakan salah satu penyebab leukemia, penyakit kanker darah yang telah banyak menyebabkan kematian.Dampak kesehatan akibat paparan Benzena berupa depresi pada sistim saraf pusat hingga kematian. Paparan Benzena antara 50150 ppm dapat menyebabkan sakit kepala, kelesuan, dan perasaan mengantuk. Konsentrasi Benzena yang lebih tinggi dapat menyebabkan efek yang lebih parah, termasuk vertigo dan kehilangan kesadaran. Paparan sebesar 20.000 ppm selama 5 10 menit bersifat fatal dan paparan sebesar 7.500 ppm dapat menyebabkan keracunan jika terhirup selama 0,5 1 jam. Dampak yang ringan dapat berupa euforia, sakit kepala, muntah, gaya berjalan terhuyung-huyung, dan pingsan.

Sekian

MEMBERS OF GROUPS

WINDA NELVASARIWIDIASTUTIWELLA LESTARIHARDIYANI ZAHARA