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