Makalah Kimia Organik.docx

BAB I PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG Benzena merupakan senyawa aromatik paling sederhana dan seringkali ditemukan dalam kimia organik. Untuk pertama kalinya benzena diisolasi pada tahun 1825 oleh Michael Faraday dari residu berminyak yang tertimbun dalam pipa induk gas di London. Sumber utama benzena, benzena tersubstitusi dan senyawa aromatik lain adalah petroleum. Senyawa yang mengandung cincin benzena dan cincin heterosiklik aromatic dalam sistem-sistem biologi juga sangat sering ditemukan.

1.2

RUMUSAN MASALAH 1. Apakah yag dimaksud dengan Senyawa Aromatik-Alifatik? 2. Bagaimana tata nama, pembuatan, serta reaksi-reaksi dari senyawa AromatikAlifatik?

1.3

TUJUAN Dalam makalah ini, kami membagi tujuan atas 2 macam : 1. Tujuan Khusus Tujuan khusus dari makalah ini adalah untuk memenuhi tugas kelompok mata kuliah Kimia Organik berupa melakukan suatu diskusi dan mempresentasikan hasil diskusi tersebut dengan materi “Senyawa AromatikAlifatik” dengan penugasan akhir yaitu penyerahan makalah dari hasil presentasi tersebut. 2. Tujuan Umum Tujuan umum dari pembuatan makalah ini, antara lain : a. Memahami tentang Senyawa Aromatik-Alifatik b. Mengetahui reaksi-reaksi senyawa tersebut. c. Mengetahui bagaimana rumus, sifat dan pembuatan Senyawa AromatikAlifatik

1

BAB II PEMBAHASAN

2.1

SENYAWA AROMATIK-ALIFATIK Dari penelitian kami sejauh ini, kita mengetahui jenis sifat kimia yang diharapkan dari suatu hidrokarbon alifatik, yaitu alkana, alkena, atau alkil. Kita tahu perilaku kimiawi seperti apa yang diharapkan dari hidrokarbon aromatik induknya, benzena. Banyak hidrokarbon penting tidak hanya alifatik atau hanya aromatik, namun mengandung baik alifatik dan unit aromatik; Hidrokarbon semacam ini dikenal secara kolektif sebagai aren. Etilbenzena, misalnya, mengandung cincin benzena rantai samping alifatik.

Sifat kimia apa yang mungkin kita harapkan dari salah satu dari hidrokarbon aromatik-alifatik campuran ini? Pertama, kita bisa berharap untuk menunjukkan dua set sifat kimia. Cincin etilbenzena harus mengalami elektrofilik karakteristik substitusi benzena, dan rantai samping

harus menjalani karakteristik substitusi radikal bebas dari etana. Kedua, sifat masingmasing bagian molekul harus dimodifikasi dengan adanya portoin lainnya. Kelompok etil harus memodifikasi sifat aromatik cincin dan cincin harus memodifikasi sifat alifatik. 2

Prediksinya adalah perlakuan etilbenzena yang benar dengan asam dan asam sulfat, misalnya, memperkenalkan gugus nitro pada cincin: perlakuan dengan bromin dengan adanya cahaya memperkenalkan atom bromune ke dalam rantai samping. Tetapi karena gugus etil, nitrasi berlangsung lebih radikal dengan benzena itu sendiri, dan terutama terjadi pada posisi ortho dan para pada kelompok etil; Dan karena cincinnya, brominasi berlangsung lebih mudah daripada etana, dan terjadi secara eksklusif pada cincin penghasil karbon cincin itu. Dengan demikian setiap bagian molekul mempengaruhi reaktivitas bagian lainnya dan menentukan orientasi serangan Dari arena, pertama-tama kita akan memeriksa yang, seperti etilbenzena, terdiri dari unit aromatik dan alkena, alkilbenzen. Kita telah membahas efek gugus alkil pada reaksi yang, seperti nitrasi, terjadi pada cincin aromatik. Sekarang kita akan berkonsentrasi pada aspek lain dari interaksi struktural ini, dan diskusikan efek cincin aromatik pada reaksi yang terjadi di rantai samping. Reaksi alkil benzena akan membawa kita pada turunan dari alkilbenzen-halida, alkohol, dan senyawa terkait - dan kemudian kita akan membahas kimia mereka. Ini, pada gilirannya, akan membawa kita pada senyawa aromatik-alkena (alkenilbenzen) dan senyawa aromatik-alkil (alkynylbenzenes). Dalam semua ini, kita akan berhadapan dengan penambahan kimiawi-radikal bebas-dan perhatian utama kita adalah melihat bagaimana hal ini dipengaruhi oleh adanya cincin aromatik. 2.2

STRUKTUR DAN TATA NAMA ARENA DAN TURUNANNYA Yang paling sederhana dari alkilbenzen, metilbenzena, diberi nama khusus toluena. Senyawa yang mengandung rantai samping lebih panjang dinamai dengan awalan nama gugus alkil dengan kata benzena, seperti misalnya etilbenzena, npropilbenzena, dan isobutilbenzena.

Yang paling sederhana dari dialkilbenzen, dimetilbenzen, diberi nama khusus xilena; Kami memiliki, kemudian, o-xyleen, m-xylene, dan p-xylene. Dialkilbenzen yang mengandung satu gugus metil dinamakan sebagai turunan toluena, sedangkan yang lainnya diberi nama dengan mengawali gugus kedua gugus alkil menjadi kata-benzena. Senyawa yang mengandung rantai samping yang sangat rumit bisa disebut sebagai

3

fenilalkana (C6H5 = fenil). Senyawa yang mengandung lebih dari satu cincin benzena hampir selalu disebut sebagai turunan alkana

Alkenybenzena yang paling sederhana memiliki nama khusus stirena. Lain-lain umumnya disebut sebagai alkena tersubstitusi, kadang-kadang sebagai benzen tersubstitusi. Alkynybenzenes dinamakan sebagai alkalin tersubstitusi

Halida organik yang berasal dari aren terdiri dari dua jenis. Jika halogen dilekatkan langsung ke cincin aromatik, senyawa tersebut adalah aril halida; Rumus utamanya adalah ArX, dimana Ar = fenil atau fenil tersubstitusi. Aril halida sangat berbeda dari alkil halida dalam preparatnya sehingga dapat diambil secara terpisah Jika halogen tidak menempel rapat pada cincin, senyawa ini adalah aralkil halida, alkil halida yang terjadi mengandung kelompok aromatik; Kimia pada dasarnya adalah kimia dari alkil halida lainnya, namun dimodifikasi oleh keberadaan substituen aril. 4

Suatu aril atau halida dinamai sesuai dengan pola yang kita miliki sebelumnya untuk senyawa halogen: kami memberi nama senyawa induknya dan kemudian awalan ini dengan kloro-, bromo-, dan lain-lain. Aralkil halida tertentu biasanya disebut sebagai alkil halida tersubstitusi. Kelompok C6H5CH2 diberi nama khusus benzil.

Dengan cara yang serupa, senyawa hidroksi yang berasal dari aren adalah dua jenis. Jika -OH dilekatkan langsung pada cincin aromatik, senyawa tersebut adalah fenol, dengan properti khusus semuanya. Jika-OH tidak terikat langsung ke cincin, senyawa tersebut adalah alkohol tersubstitusi aril, dan memiliki sifat yang diharapkan dari alkohol.

5

Senyawa aromatik: di antara benzena disubsitusi isomerik, para isomer umumnya meleleh jauh lebih tinggi dari dua lainnya. Xilena, misalnya, mendidih dalam enam derajat satu sama lain; Namun keduanya berbeda secara luas pada titik leleh, lelehan o dan m-isomer pada -25 dan -48, dan pelepasan p-isomer pada +13. Karena pembubaran, seperti pencairan, melibatkan penguasaan kekuatan antarmolekul dari kristal, tidaklah mengherankan jika mengetahui bahwa umumnya para isomer juga paling sedikit larut dalam pelarut tertentu. Titik leleh yang lebih tinggi dan kelarutan yang lebih rendah dari para isomer hanyalah contoh khusus dari efek simetri molekuler secara umum pada kekuatan 6

intrakristalin. Senyawa yang lebih simetris, semakin baik kondisinya menjadi kisi kristal dan semakin tinggi titik lebur dan kelarutan yang lebih rendah. Para isomers hanyalah yang paling simetris dari benzenes yang disubtitusi. Kita dapat melihat bahwa 1,2,4,5tetremethylbenzene melelehkan 85 sampai 100 lebih tinggi dari yang kurang simetris 1,2,3,5- dan 1,2,3,4-isomer. Contoh mencolok yang mencolok dari efek simetri pada titik lebur adalah bahwa pf benzena dan toluena. Intoduksi kelompok metil tunggal menjadi molekul benzena yang sangat simetris menurunkan titik lebur dari 5 menjadi 95. 2.3

INDUSTRI SUMBER ALKILBENZENA Akan sulit untuk membesar-besarkan pentingnya industri kimia dan seluruh ekonomi produksi benzena dan alkilbenzenes skala besar. Sama seperti alkana yang diperoleh dari minyak bumi sangat banyak sumber hampir semua senyawa alifatik kita, jadi benzena dan alkilbenzena pada akhirnya merupakan sumber hampir semua senyawa aromatik kita. Bila ahli kimia ingin membuat komplementer aromatik rumit, di laboratorium atau di industri, mereka tidak membuat cincin benzena: mereka mengambil senyawa sederhana yang sudah mengandung cincin benzena dan kemudian menambahkannya secara sepotong demi sepotong, sampai mereka membangun struktur yang mereka inginkan. . Sejauh ini porsi yang lebih besar dari batubara yang dipikirkan saat ini diubah menjadi kokas, senyawa. Yang dibutuhkan untuk peleburan bijih besi hingga baja. Bila batubara dipanaskan dengan tidak adanya udara, ia dipecah menjadi kompas bolatile yang lebih sederhana, yang dikeluarkan; Residunya adalah kokas. Materi yang mudah menguap terdiri dari gas batubara dan cairan yang dikenal sebagai tar batubara Dari distilasi tarbal batubara diperoleh sengatan senyawa aromatik. Setelah mengunyah satu ton batubara lunak dapat menghasilkan sekitar 120 pon tar batubara: benzena, 2 pon toluena. 0,5 pon; Xilena 0,1 kilogram; Fenol, 0,5 pund; Cresols, 2 pon; Naftalena, 5 pon. 2 pon benzena dari satu ton batubara tidak mewakili hasil persentase yang sangat tinggi, namun begitu banyak batubara di coken setiap produksi tahunan benzena dari tar batubara sangat besar. Tetapi masih diperlukan hidrokarbon aromatik dalam jumlah yang lebih banyak, dan ini disintesis dari alkena melalui proses reformasi katalitik. Hal ini dapat menyebabkan tidak hanya dehidrogenasi, seperti dalam pembentukan toluence dari methylcyclohexane, tetapi juga siklasi, seperti dalam pembentukan toluena dari n-heptene atau 1,2 dimethylclopentene. Dengan cara analog benzena diperoleh dari sikloheksana dan metilciklopentana dan juga dari hidrodealkilasi dari toluena. Saat ini, minyak bumi adalah sumber utama sejumlah besar benzena, toluena dan xilena yang dibutuhkan untuk bahan kimia dan bahan bakar. Setengah dari toluena dan xilena digunakan dalam bensin uji tinggi dimana dalam artian mereka menggantikan komposit alifatik - lebih rendah dari bahan bakar - dari mana bahan tersebut dibuat.

7

(Sebagian besar fraksi naftalena, komponen utama distilat tar timah, sekarang diproduksi dari hidrokarbon minyak bumi) 2.4

PEMBUATAN ALKYLBENZENA Meskipun sejumlah alkilbenzen yang mudah didapat tersedia dari sumber industri, senyawa yang lebih rumit harus disintesis dengan salah satu cara garis besar di bawah ini.

Fridel-Craft alkylation sangat berguna karena memungkinkan pelekatan langsung

dari gugus alkil menjadi cincin aromatik. Namun ada sejumlah keterbatasan penggunaannya, termasuk fakta bahwa gugus alkil yang menempel pada cincin tidak selalu sama dengan gugus alkil dari induk halida Sering ada senyawa aromatik yang mengandung rantai samping alifatik yang bukan gugus alkil sederhana. Alkilbenzena dapat dibuat dari salah satu senyawa ini dengan mengubah rantai samping menjadi gugus alkil. Meskipun ada cincin aromatik dalam konversi molekuler pada dasarnya adalah pembuatan alkana dari senyawa alifatik lainnya. Metode yang digunakan adalah metode yang telah kita pelajari untuk persiapan alkana: hysdrogenasi ikatan rangkap karbon-karbon dalam rantai samping, misalnya. Banyak masalah alkilbenzenen dipecahkan dengan pertimbangan kimia alkana sederhana. Konversi rantai samping yang paling penting melibatkan pengurangan keton eitherby zinc amalgamated dan HCl (Clemmensen reduction) atau oleh hydrazine dan basis kuat (Wolff-Kishner reduction). Metode ini penting karena keton neccessary yang

8

tersedia melalui modifikasi reaksi Fiedel-Craft yang melibatkan asam klorida. Berbeda alkilasi oleh reaksi Friedel-Crafts, metode ini tidak melibatkan penataan ulang. Sebagian besar pentingnya alkilbenzena terletak pada fakta yang akan menjadi jelas bagi kita saat kita melewati bab ini: tidak seperti alkana, alkilbenzena adalah prekursor yang sangat berguna dari senyawa yang secara formal menurunkan turunan halida alkohol dan komposit terkait 2.5

ALKILASI FRIEDEL-CRAFTS Jika sejumlah kecil alumunium klorida anhidrat ditambahkan ke dalam campuran benzena dan metil klorida, reaksi hidrogenasi kuat, gas hidrogen klorida berkembang

dan toluen dapat diisolasi dari campuran reaksi. Ini adalah contoh reaksi yang paling sederhana pada tahun 1877 di Universitas Paris oleh tim kimiawan Prancis-Amerika, Charles Friedel dan James Craft. Dianggap sebagai untuk menempelkan rantai samping alkil ke cincin aromatik Masing-masing komponen contoh sederhana yang diberikan bisa beragam. Alkil halida dapat mengandung gugus alkil yang lebih rumit daripada metil, dan atom halogen selain klorin; Dalam beberapa kasus, alkohol digunakan atau terutama dalam industri alkana, alkil halida substituen, seperti benzil klorida, C6H5CH2Cl, juga dapat digunakan. Karena reaktivitas halogen yang rendah yang menempel pada cincin aromatik, aril halida tidak dapat digunakan menggantikan alkil halida. Cincin aromatik dimana rantai samping menjadi terikat mungkin bahwa benzena itu sendiri, benzena subtitued tertentu (alkilbenzena terutama dan halobenzenes) atau sistem cincin aromatik yang lebih rumit seperti naftalen dan anthrance Sebagai pengganti alumunium klorida, asam lewis lainnya dapat digunakan, khususnya BF3, HF dan asam fosfat. Reaksi dilakukan hanya dengan mencampuradukkan ketiga komponen tersebut; Biasanya satu-satunya masalah adalah memoderasi reaksi dengan mendinginkan dan menjebak gas halida hidrogen. Karena pelekatan rantai samping alkil membuat cincin lebih rentan terhadap serangan lebih lanjut, langkah-langkah harus dilakukan untuk membatasi substitusi terhadap monoalilasi. Seperti dalam halogenasi alkana, hal ini dilakukan dengan menggunakan kelebihan hidrokarbon. Dengan cara ini karbokation alkil yang mencari cincin aromatik cenderung bertemu dengan cincin yang tidak tersubstitusi daripada yang tersubstitusi. Seringkali senyawa aromatik memiliki tugas ganda, berfungsi sebagai pelarut dan juga reaktan. 9

Dari alkana polyhalogenated dimungkinkan untuk membuat senyawa yang mengandung lebih dari satu cincin aromatik :

2.6

MEKANISME ALKILASI FRIEDEL-CRAFTS Ada dua mekanisme untuk alkilasi friedel-crafts. Keduanya melibatkan substitusi aromatik elektrofilik, namun berbeda dengan sifat elektrofil Satu mekanisme untuk alkilasi friedel-craftsmelibatkan langkah-langkah berikut :

10

Di mana elektrofil adalah alkil kation. Fungsi dari aluminium klorida adalah untuk menghasilkan karbokation ini dengan abstrak halogen dari alkil halida. Tidak mengherankan bahwa asam lewis lainnya dapat berfungsi dengan cara yang sama dan dengan demikian menggantikan aluminium klorida :

Dilihat dari mekanisme yang baru saja dijelaskan, kita mungkin mengharapkan cincin benzena diserang oleh karbokation yang dihasilkan dengan cara lain: oleh aksi asam pada alkohol dan pada alkena.

Harapan ini benar: alkohol dan alkena, dengan adanya asam, cincin aromatik teralkilasi dalam yang kita anggap sebagai modifikasi reaksi friedel-crafts.

Juga dilihat dari mekanismenya, mungkin kita berharap alkilasi friedel-crafts dengan jenis penataan ulang yang merupakan karakteristik reaksi karbokation. Harapan ini juga benar. Seperti ditunjukkan oleh contoh berikut, alkilbenzen yang mengandung 11

gugus alkil yang disusun ulang tidak hanya terbentuk tetapi kadang-kadang merupakan produk tunggal, dalam setiap kasus, kita melihat bahwa jenis tertentu dari

Penataan ulang sesuai dengan apa yang kita harapkan jika karbokation yang kurang stabil (1°) disusun ulang dengan pergeseran 1,2 sampai beralih ke arah (2° atau 3°) yang lebih stabil. Kita sekarang dapat membuat tambahan lain ke daftar reaksi karbokation kita A. karbokation dapat: a) Di kombinasikan dengan ion negatif atau molekul dasar lainnya b) Atur ulang ke karbokation yang lebih stabil c) Hilangkan ion hidrogen untuk membentuk alkena d) Tambahkan alkena ke karbokation yang lebih besar e) Pisahkan ion hidrida dari alkena f) Alkilasilah cincin aromatik Karbokation yang dibentuk oleh (b) atau (d) selanjutnya dapat mengalami salah satu reaksi. Dalam alkilasi, seperti pada reaksi lainnya, perolehan karbokation sepasang elektron untuk menyelesaikan kekurangan oktet karbon elektron - kali ini dari π kaleng cincin aromatik. Dalam beberapa contoh yang diberikan di atas, kita melihat bahwa bagian dari produk tersebut terdiri dari alkilbenzen yang tidak dikehendaki. Haruskah kita 12

menyimpulkan bahwa bagian dari reaksi tidak berjalan dengan cara karbokation? belum tentu . Serangan pada cincin aromatik mungkin adalah salah satu pekerjaan yang paling sulit yang harus dilakukan oleh karbokation; Artinya, menuju karbokation, cincin aromatik adalah reaktivitas reaktivitas rendah dan karenanya selektivitas tinggi. Meskipun mungkin ada konsentrasi yang lebih tinggi yaitu karbokasi yang stabil dan diatur ulang, cincin aromatik cenderung mencari ion langka yang tidak dapat direaksikan karena reaktivitasnya yang lebih tinggi. Dalam beberapa kasus, sangat mungkin beberapa karbokation bereaksi dengan cincin aromatik sebelum mereka memiliki waktu untuk mengatur ulang stabilitas rendah yang sama yang membuat karbokation primer, misalnya, rawan penataan ulang juga membuat mereka sangat reaktif. Di sisi lain, ada bukti tambahan (semacam yang tidak dapat kita jelaskan di sini) yang membuat sangat mungkin ada mekanisme kedua untuk alkilasi friedel-crafts. Dalam mekanisme ini, elektrofil bukanlah kation alkil tetapi kompleks asam basa alkil halida dan Asam lewis, bentuk dimana gugus alkil dipindahkan dalam satu langkah dari halogen ke cincin aromatik.

Dualitas mekanisme ini tidak mencerminkan perilaku yang luar biasa, namun biasanya terjadi pada substitusi aromatik elektrofilik. Ini juga sesuai dengan pola yang sudah dikenal untuk substitusi alifatik nukleofilik, yang - dari sudut pandang alkil halida adalah jenis reaksi yang terjadi. Selanjutnya, halida tertentu (1 ° dan metil) yang tampaknya bereaksi oleh mekanisme bimolekul kedua ini hanyalah yang diharapkan melakukannya. 2.7

KETERBATASAN ALKILASI FRIEDEL-CRAFTS Kita telah menemukan tiga batasan penggunaan alkilasi friedel-crafts: (A) bahaya institusi polos; (B) kemungkinan gugus alkil mengatur ulang; Dan (c) fakta bahwa aril halida tidak dapat menggantikan alkil halida. Selain itu, ada beberapa keterbatasan lainnya. (D) cincin aromatik yang kurang reaktif dibandingkan dengan halobenzen tidak mengalami reaksi friedel-crafts; Ternyata karbokation, R+, adalah elektrofil yang kurang kuat sehingga NO2+ dan pereaksi kekurangan elektron lainnya yang menghasilkan penggantian aromatik elektrik. Selanjutnya, (e) cincin aromatik yang mengandung -NH2 - NHR, atau -NR2 tidak mengalami alkilasi friedel-crafts, sebagian karena ikatan nitrogen sangat kuat dengan asam lewis yang dibutuhkan untuk pengionisasi alkil halide : 13

Meskipun ada banyak keterbatasan, reaksi Friedel-Crafts, dalam berbagai modifikasi, adalah alat sintetis yang sangat berguna. 2.8

REAKSI ALKILBENZENA Reaksi yang paling penting dari alkilbenzena diuraikan di bawah ini, dengan toluena dan etilbenzena sebagai contoh spesifik; Pada dasarnya perilaku yang sama ditunjukkan oleh senyawa yang memiliki rantai samping lainnya. Kecuali untuk hidrogenasi dan oksidasi, reaksi ini melibatkan substitusi elektrofilik dalam cincin aromatik substitusi radikal bebas dalam rantai samping alifatik. Dalam bagian berikut, kita akan paling memperhatikan (a) bagaimana kondisi eksperimental menentukan bagian mana dari molekul-aromatik atau alifatik, dan (b) bagaimana setiap bagian molekul memodifikasi reaksi dari bagian lainnya.

14

15

16

BAB III PENUTUP

3.1

KESIMPULAN Senyawa Aromatic adalah senyawa organik yang memiliki gugus fenil. Senyawa Aromatik bersifat karsinogenik genetoxic, yang tidak ada batas aman untuk terkena risiko kanker. Contoh dari senyawa Aromatik adalah Benzena. Sedangkan senyawa Alifatik adalah senyawa organic yang tidak memiliki gugus fenil. Senyawa alifatik umumnya mudah terbakar sehingga sering digunakan sebagai bahan bakar. Contoh dari Senyawa Alifatik adalah Metana dan Asetilen. Perbedaan dari kedua senyawatersebut terletak pada ada tidaknya gugus fenil. Dalam kimia, gugus fenil adalah salah satu gugus fungsional pada suatu rumus kimia. Rumusnya adalah -C6H5. Pada gugus ini, enam atom karbon disusun pada struktur cincin siklik. Cincin ini bersifat sangat stabil, dan merupakan bagian dari kelompok senyawa aromatik. Cincin fenil bersifat hidrofobik (menolak air) dan hidrokarbon aromatik. Gugus ini dapat ditemukan di banyak senyawa organik. Cincin ini diperkirakan diturunkan dari benzene.

DAFTAR PUSTAKA

Morrison and Boyd, Organic Chemistry, 4Th

17