Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena
-
Upload
nurwinda-adha -
Category
Documents
-
view
224 -
download
20
description
Transcript of Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena
![Page 1: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/1.jpg)
Senyawa Aromatis : Subtitusi elektrofilik
![Page 2: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/2.jpg)
Struktur Benzen
![Page 3: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/3.jpg)
Struktur Benzen• heksagonal planar, sudut 120º• panjang ikatan C-C = 140 pm• hibridisasi sp2
Seluruh elektron dalam orbital bonding
![Page 4: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/4.jpg)
Ikatan rangkap pada benzen tidak bereaksi seperti pada alkena:
Br2Br
BrBr
Br Br
Br
+
no reaction!
"
"
but Br2FeBr3
Br
Stabilitas Benzen
Tidak bereaksi
Tetapi
![Page 5: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/5.jpg)
Benzen lebih stabil dibanding “sikloheksatriena”:
-28.6 kcal
-26.8
~ -25.0
-49.8
~ 30 kkal lebih stabil dibanding
“sikloheksatriena”
= stabilisasi aromatik
Stabilitas Benzen
![Page 6: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/6.jpg)
Subtitusi Elektrofilik
Pada Benzen
![Page 7: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/7.jpg)
Subtitusi Elektrofilik (SE) Aromatis
Subtitusi elektrofilik: mengganti hidrogen pada cincin benzen
Sigma kompleks Benzen telah tersubtitusi
![Page 8: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/8.jpg)
Mekanisme SETahap 1 : Serangan E+ membentuk sigma kompleks
Tahap 2 : lepasnya proton pada sigma kompleks membentuk produk subtitusi
Sigma kompleks (ion arenium)
![Page 9: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/9.jpg)
Brominasi benzen
• Membutuhkan E+ yang lebih kuat dibandingkan Br2.
• Gunakan katalis asam lewis kuat, FeBr3.
+ FeBr3Br Br FeBr3Br Br+
H
CH+
Br H
CH+
Br H
CH+
Br H
-complex with the positive charge, distributed only between ortho- and para-positions
Br-Br
BrBr-H
+
Addition Substitution (aromaticity is restored)
Proceeds through a -complex
FeBr3
Br2
Br
Mekanisme reaksi
![Page 10: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/10.jpg)
Diagram energi
=>
Brominasi benzen
Keadaan transisi
Intermediet Produk
Pereaksi
Koordinat reaksi
Ene
rgi
![Page 11: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/11.jpg)
Klorinasi dan Iodinasi
• Klorinasi serupa dengan brominasi. Katalis yang digunakan AlCl3.
• Iodinasi membutuhkan agen pengoksidasi asam, seperti asam nitat, yang akan mengoksidasi iodin menjadi ion I+.
H+ HNO3 I21/2 I+ NO2 H2O+ ++ +
![Page 12: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/12.jpg)
Nitrasi Benzen
Untuk membentuk elektrofil ion NO2+digunakan H2SO4 dengan HNO3.
H O N
O
O
H O S O H
O
O+ HSO4
_H O N
OH
O+
H O N
OH
O+
H2O + N
O
O
+
Elektrofil
E+
![Page 13: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/13.jpg)
Nitrasi BenzenMekanisme
+ H2SO4H
CH+
O2N H
CH+
O2N H
CH+
O2N H
Proceeds through a -complex
HNO3 NO2+
+ H2OHSO4- +
Nitronium-cation
O2N
-H+
![Page 14: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/14.jpg)
Sulfonasi
Gunakan SO3 dan asam sulfat berasap untuk menghasilkan ion HSO3+
Mekanisme
+ H2SO4H
CH+
HO3S H
CH+
HO3S H
CH+
HO3S H
Proceeds through a -complex
SO3 HSO3+
+ HSO4-
HO3S
-H+
![Page 15: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/15.jpg)
Alkilasi Friedel-Crafts
• 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.
Elektrofil :
CH3 CH CH3
Cl
+ AlCl3
CH3C
H3C HCl AlCl3
+ _
H2C CH CH3HF
H3C CH CH3
F+
_
H3C CH CH3
OHBF3
H3C CH CH3
OH BF3+
H3C CH CH3+ + HOBF3
_
![Page 16: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/16.jpg)
C
CH3
CH3
H+
H
HCH(CH3)2
+
H
H
CH(CH3)2
B
F
F
F
OHCH
CH3
CH3
+HF
BF
OHF
+-
Alkilasi Friedel-CraftsMekanisme :
![Page 17: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/17.jpg)
Alkilasi Friedel-Crafts
Alkilasi 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.
Cl AlCl3
![Page 18: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/18.jpg)
Asilasi Friedel-Crafts
• Asil klorida digunakan untuk menggantikan alkil klorida. R C
O
Cl AlCl3 R C
O
AlCl3Cl+ _
R C
O
AlCl3Cl+ _
AlCl4 +_ +
R C O R C O+
C
O
R
+
H
C
H
O
R
+Cl AlCl3
_C
O
R +HCl
AlCl3
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.
![Page 19: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/19.jpg)
Asilasi Friedel-Crafts
Asilbenzen yang terbentuk dapat dikonversi menjadi alkil benzen melalui reaksi dengan HCl (aq) dan amalgam Zn.
+ CH3CH2C
O
Cl1) AlCl3
2) H2O
C
O
CH2CH3Zn(Hg)
aq. HCl
CH2CH2CH3
Reduksi Clemmensen :
![Page 20: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/20.jpg)
Formilasi Gatterman-Koch• 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.
CO + HCl H C
O
ClAlCl3/CuCl
H C O+
AlCl4_
C
O
H
+ C
O
H+ HCl+
![Page 21: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/21.jpg)
Subtitusi Elektrofilik Pada Benzen tersubtitusi
(Subtitusi Elektrofilik Kedua)
![Page 22: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/22.jpg)
X
Pengaruh subtituen
Mempengaruhi kereaktifan terhadap subtitusi berikutnya
Mengarahkan posisi subtituen pada
subtitusi berikutnya
![Page 23: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/23.jpg)
Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen
X
induksi resonansi hiperkonjugasi
![Page 24: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/24.jpg)
Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen
a. 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, -NO2
b. Aseptor resonansi. Konjugasi antara orbital p digambarkan melalui struktur resonansi dengan muatan positif pada cincin benzen. Contoh: -COR, -NO2, -SO3H
R
O
R
O-
R
O-
R
O-
![Page 25: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/25.jpg)
c. Donor Resonansi. Konjugasi antara orbital-p digambarkan melalui struktur resonansi dengan muatan negatif pada cincin benzen. Contoh: -OCH3, -NH2, -Cl, -phenyl
NH2 NH2+ NH2
+ NH2+
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, -Alkyl
Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen
![Page 26: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/26.jpg)
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: -CF3
Efek Elektronik Subtituen pada Cincin Benzen
![Page 27: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/27.jpg)
Efek Subtituen pada Reaktifitas1. Donor elektron meningkatkan reaktivitas (pengaktifasi) SE AromatisContoh: -CH3, -NR2, -OR, -CH=CH2
2. Akseptor elektron menurunkan reaktivitas (pendeaktivasi) SE AromatisContoh: -NO2, -NH3
+, -COR, -Cl3. Untuk subtituen dengan efek yang berlawanan, efek resonansi lebih mempengaruhi dibanding efek lainnya, kecuali pada Cl dan Br efek induksi lebih kuat.
Br
+FeBr3
Br2
OHBr
OHBr
Br
+ Br2
Diluted solution in water
![Page 28: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/28.jpg)
Subtituen Pengaktivasi
Gugus Fungsi :
Senyawa :Tidak punya PEB
fenoksida anilina fenol fenil eter anilida alkil benzen
![Page 29: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/29.jpg)
Subtituen Pendeaktivasi
Gugus Bentuk resonansi Contoh
![Page 30: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/30.jpg)
Subtituen PendeaktivasiGugus Bentuk resonansi Contoh
![Page 31: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/31.jpg)
Subtituen yang telah terikat pada cincin benzen akan mengarahkan posisi masuknya subtituen berikutnya:
C+
HE Donor
C+
HE
Donor
CH+
HE
Donor
Stabilization Stabilization Lack of stabilization
1. Seluruh donor elektron akan mengarahkan subtituen yang datang pada posisi orto dan para (dengan terdapat beberapa pengecualian).
Contoh: -CH3, -NR2, -OR, -Cl, -Br, -CH=CH2
Efek Subtituen pada Pengarahan
stabilisasi stabilisasi kurang terstabilkan
![Page 32: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/32.jpg)
2. Akseptor elektron akan mengarahkan subtituen pada posisi meta. Contoh: -NO2, -NH3
+, -COR, -CF3
C+
HE Acceptor
C+
HE
Acceptor
CH+
HE
Acceptor
Destabilization Destabilization Lack of destabilization
Efek Subtituen pada Pengarahan
terdestabilisasi terdestabilisasikurang
terdestabilisasi
![Page 33: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/33.jpg)
Efek Subtituen pada Pengarahan
![Page 34: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/34.jpg)
Contoh reaksi SE pada Benzen tersubtitusi
![Page 35: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/35.jpg)
Nitrasi Toluena
• Toluena bereaksi 25 kali lebih cepat dibanding benzen.• Gugus metil berperan sebagai pengaktivasi. • Campuran produk mengandung molekul disubtitusi dengan posisi orto
dan para lebih banyak
![Page 36: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/36.jpg)
Intermediat lebih stabil jika nitrasi terjadi pada posisi orto atau para
Nitrasi ToluenaMekanisme dan Sigma kompleks
serangan pada posisi orto
serangan pada posisi meta
serangan pada posisi para 3o lebih disukasi
3o lebih disukasi
![Page 37: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/37.jpg)
Nitrasi ToluenaDiagram Energi
![Page 38: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/38.jpg)
Subtitusi Pada Nitrobenzen
• Nitrobenzen bereaksi 100.000 kali lebih lambat dibanding benzen.• Gugus metil berperan sebagai pendeaktivasi. • Campuran produk mengandung molekul disubtitusi dengan posisi meta
lebih banyak.• Subtituen pendeaktivasi mendeaktivasi pada semua posisi, tetapi posisi
meta kurang dideaktivasi.
![Page 39: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/39.jpg)
Subtitusi Pada NitrobenzenMekanisme dan Sigma kompleks
serangan pada posisi orto
serangan pada posisi meta
serangan pada posisi para
sangat tidak stabil
sangat tidak stabil
![Page 40: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/40.jpg)
Subtitusi Pada NitrobenzenDiagram Energi
![Page 41: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/41.jpg)
Halobenzen• Halogen mendeaktivasi pada SE tetapi akan mengarahkan subtituen
pada posisi orto, para.• Karena halogen sangat elektronegatif, mereka akan menarik kerapatan
elektron dari cincin secara induktif melalui ikatan sigma (mendeaktivasi). • Tetapi halogen memiliki PEB yang dapat menstabilkan sigma kompleks
melalui efek resonansi (mengarahkan pada orto-para).
Br
E+
BrHE
(+)
(+)(+)
Ortho attack
+ Br
E+
Br
H E
+
(+)
(+)(+)
Para attack
Meta attack
Br
E+
Br
H
H
E
+
(+)
(+)
![Page 42: Ppt Substitusi Elektrofilik Pada Benzena](https://reader036.fdocuments.net/reader036/viewer/2022081415/577cc42a1a28aba7119854ee/html5/thumbnails/42.jpg)
Energy DiagramDiagram Energi