Mekanisme Reaksi Substitusi Pada Senyawa Aromatik

I Wayan Mardhawa Santa (Pendidikan Kimia/FKIP Unram) 

 Reaksi dan Mekanisme Reaksi Substitusi Pada Senyawa Aromatik

1.      Reaksi Substitusi Pada Senyawa Aromatik

Reaksi yang paling umum terjadi pada senyawa aromatik adalah substitusi atom atau gugus lain terhadap hydrogen pada cincin (Hart,1990:98). Benzena dan sistem aromatik lainnya adalah pusat kerapatan elektron tinggi dan mudah diserang oleh spesies yang positif (elektrofil), dan umumnya bukan oleh yang negatif (nukleofil) (Griffin1969:133).

2.       Mekanisme Reaksi Substitusi Aromatik Elektrofilik

Dalam reaksi monosubstitusi, digunaan asam lewis sebagai katalis. Asam lewis bereaksi dengan ragensia (seperti X₂ atau HNO₃) untuk menghasilkan suatu elektrofil, yang merupakan zat pensubstitusi yang sebenarnya (Fessenden.1982:467). Serangan awal pada benzena dilakukan oleh pereaksi elektrofilik. Contohnya adalah klorinasi, tanpa katalis, reaksi benzena dengan klor sangat lambat, tetapi sngat cepat jika ada bantuan katalis. Katalis bertindak sebagai asam lewis dan mengubah klor dari elektrofil lemah menjadi elektofil kuat dengan mempolarkan ikatan Cl-Cl dan menjadikan ion kloronium positif (Hart:1990:99)

Tahap pertama elektrofil beradisi pada cincin aromatik dengan menggunakan dua electron  dari awan aromatic dan membentuk sebuah ikatan sigma dengan salah satu atom karbon cincin, dan menghasilkan suatu macam karbokation yang terstabilkan oleh resonansi yang disebut suatu ion benzenonium. Ion yang terbentuk pada tahap ini merupakan tahap antara.

Tahap kedua, ion benzenonium bereaksi lebih lanjut, dalam hal ini sebuah hydrogen dibuang dari dalam zat antara (misalnya ditarik oleh ion yang sebelumnya berikatan dengan E⁺) untuk menghasilkan produk substitusi. Dalam berbagai macam reaksi substitusi aromatik elektrofilik ternyata mekanismenya hanyalah sekedar variasi mekanisme umum ini. Berikut ini adalah beberapa reaksi umum substitusi aromatic elektrofilik :

       

DAFTAR PUSTAKA

Fessenden, R.J, J.S. Fessenden. 1986. Kimia Organik Edisi 3. Jakarta: Erlangga.

Hart, H. 1990. Kimia Organik: Suatu Kuliah Singkat. Jakarta: Erlangga.

Griffin, JR. Rodger W. 1969. Modern Organic Chemistry. Tokyo : McGraw-Hill Inc

Pertanyaan

1.  Soal analisis (C₄)

Mengapa alkilasi Friedel-Craft tidak dapat diterapkan pada cincin aromatik yang telah mempunyai gugus-gugus asam nitro atau asam sulfonat ?

Jawab : Karena gugus-gugus ini membentuk kompleks dengan katalis aluminium klorida yang menyebabkan tidak aktifnya katalis

2.    Soal evaluasi (C₅)

Biasanya, suatu senyawa yang memiliki ikatan rangkap mudah mengalami reaksi adisi,tetapi pada benzene malah sebaliknya, ternyata benzena sukar mengalami reaksi adisi dan justru lebih mudah mengalami reaksi substitusi. Mengapa demikian ?

Jawab : Suatu senyawa yang memiliki ikatan rangkap biasanya mudah mengalami reaksi adisi. Akan tetapi, berdasarkan percobaan di laboratorium, ternyata benzene sukar mengalami reaksi adisi dan justru lebih mudah mengalami reaksi substitusi. Hal ini karena reaksi adisi akan mengakibatkan hilangnya delokalisasi yang membuat hilangnya stabilitas benzene. Jika benzene mengalami reaksi adisi maka sebagian dari electron yang terdelokalisasi harus berikatan dengan atom atau grup yang baru. Sehingga delokalisasi akan terputus. Sebaliknya, delokalisasi akan bisa tetap dipertahankan jika atom hydrogen digantikan dengan sesuatu yang lain (reaksi substitusi).

3.    Soal Sintesis (C₆)

Tidak seperti reaksi substitusi elektrofilik benzena yang lain , ion benzenonium antara dalam sulfonasi dapat kembali ke benzena atau terus ke asam benzena sulfonat dengan hampir sama mudahnya, juga laju-laju reaksi tahap 1 dan 2 saling berdekatan besarnya daripada untuk reaksi substitusi elktrofilik yang lain. Berdasarkan data diatas apakah sifat yang dimiliki reaksi sulfonasi ??

Jawab :  ion benzenonium antara dalam sulfonasi dapat kembali ke benzena atau terus ke asam benzena sulfonat dengan hampir sama mudahnya berarti reaksi sulfonasi bersifat mudah balik dan juga laju-laju reaksi tahap 1 dan 2 saling berdekatan besarnya brarti reaksi sulfonasi menunjukkan efek isotop kinetik yang sedang.