Reaksi yang paling utama dari
senyawa aromatik adalah reaksi substitusi aromatik elektrofilik. Suatu
elektrofilik digambarkan sebagai (E+) yang akan bereaksi dengan cincin aromatik
dengan menggantikan satu atom hydrogen. Banyak substituen yang dapat bereaksi
dengan senyawa aromatik melalui reaksi substitusi elektrofilik. Bergantung
dario reagennya, aromatik dapat bereaksi dengan halogen (—F, —Cl, —Br, dan —I),
nitrat (gugus –NO2), sulfonat (gugus —SO3H), alkil (—R), dan asil (—COR).
Benzena mensubstitusi bila
berhadapan dengan elektrofil ternyata mempunyai pola reaksi yang tertentu.
Dalam hal ini substituen yang terikat pada inti benzena mempengaruhi laju
reaksi dan arah serangan elektrofil. Bila ditinjau dari pengaruhnya terhadap
laju reaksi, maka gugus-gugus substituen dibedakan menjadi gugus pengaktif dan
gugus pendeaktif. Yang dimaksud gugus pengaktif adalah gugus substituen yang
keberadaannya meningkatkan kereaktifan dalam reaksinya dengan elektrofil,
sedangkan gugus pendeaktif menurunkan kereaktifan. Peningkatan dan penurunan
kereaktifan tersebut adalah dengan menggunakan senyawa acuan benzena.
Jika ditinjau atas dasar
pengaruhnya terhadap arah serangan elektrofil, maka gugus-gugus substituen
dibedakan menjadi :
1.
Gugus
pengarah orto dan para
Yang dimaksud gugus pengarah
orto-para adalah gugus substituen yang menyebabkan arah utama serangan
elektrofil pada posisi orto dan/ atau para terhadap kedudukan gugus substituen
tersebut. Gugus pada cincin akan mengarahkan substituen yang baru masuk pada
posisi orto, para atau meta sesuai dengan gugus mulanya. Gugus mula tersebut
yang disebut sebagai penentu orientasi. Gugus yang merupakan activator kuat
adalah gugus pengarah orto, para (adisi elektrofilik mengambil tempat pada
posisi orto dan para bergantung pada activator). Orientasi ini terutama
disebabkan oleh kemampuan substituen pengaktif kuat untuk melepaskan elektron
(gugus amino dan gugus hidoksil merupakan gugus activator yang baik). Gugus
pengarah orto, para pada umumnya memasuk elektron ke cincin dan dengan demikian
merupakan pengaktif cincin. Pada halogen (F, Cl, Br, dan I) kedua efek yang
berlawanan ini mengakibatkan pengecualian pada aturan tersebut. Karena bersifat
sebagai penarik elektron kuat, halogen merupakan pendeaktif cincin, namun
karena adanya pasangan elektron bebas, maka halogen ialah pengarah orto, para.
Contoh subtituen pengarah orto
dan para
2. Gugus pengarah meta
Gugus pengarah meta adalah gugus
substituen yang menyebabkan arah utama serangan elektrofil pada posisi meta
terhadap kedudukan gugus substituen tersebut. Dalam semua gugus pengarah meta,
atom berhubungan dengan cincin membawa muatan positif penuh atau parsial dan
dengan demikian akan menarik elektron dari cincin. Semua pengarah meta dengan
demikian juga merupakan gugus pendeaktif cincin. Suatu pengarah meta mempunyai
atom bermuatan positif atau sebagian positif yang terikat pada cincin benzena.
Dalam reaksi nitrobenzena, gugus nitronya tidak menambah kesetabilan
intermedietnya. Malahan intermediet substitusi orto, atau para dan keadaan
transisinya kurang stabil (karena energy yang tinggi), karena sebuah struktur
resonansi mengandung muatan positif pada atom berdekatan. Oleh karena itu,
substitusi terjadi lebih banyak pada tempat meta, sebab keadaan transisi dan
intermediatnya pada tempat yang berdekatan mengandung muatan positif.
Assalamuailakum wr wb Liza. Saya ingin bertanya Mengapa gugus hidroksil dan metal lebih bersifat pendonor elektron dibandingkn hydrogen ?terimakasih
BalasHapuswaalaikumsalam nina
Hapusgugus hidroksil dan metal lebih bersifat pendonor elektron dibandingkn hidrogen, sedangkan gugus kloro dan nitro lebih bersifat penarik elektron dibandingkan hidrogen.
Pengamatan ini juga mendukung mekanisme elektrofilik pada substitusi. Jika laju reaksi bergantung pada serangan elektrofilik pada cincin aromatik, maka substituen yang bersifat pendonasi elektron ke cincin akan meningkatkan rapatan elektronnya, dan dengan demikian mempercepat reaksi, substituen yang bersifat menarik elektron dari cincin akan menurunkan rapatan elektron dalam cincin dan dengan begitu memperlambat reaksi. Pola relativitas ini tepat seperti yang teramati, tidak saja dengan nitrasi tetapi juga dengan semua reaksi substitusi aromatik elektrofilik.
Disamping perbedaan laju dalam reaksi benzena tersubstitusi, posisi serangan juga berbeda.
Maaf sebelumnya, saya ingin bertanya .. Mengapa gugus kloro dan nitro lebih bersifat penarik elektron dibandingkan hydrogen ?trimakasih ...
BalasHapusgugus hidroksil dan metal lebih bersifat pendonor elektron dibandingkn hidrogen, sedangkan gugus kloro dan nitro lebih bersifat penarik elektron dibandingkan hidrogen.
HapusPengamatan ini juga mendukung mekanisme elektrofilik pada substitusi. Jika laju reaksi bergantung pada serangan elektrofilik pada cincin aromatik, maka substituen yang bersifat pendonasi elektron ke cincin akan meningkatkan rapatan elektronnya, dan dengan demikian mempercepat reaksi, substituen yang bersifat menarik elektron dari cincin akan menurunkan rapatan elektron dalam cincin dan dengan begitu memperlambat reaksi. Pola relativitas ini tepat seperti yang teramati, tidak saja dengan nitrasi tetapi juga dengan semua reaksi substitusi aromatik elektrofilik.
Disamping perbedaan laju dalam reaksi benzena tersubstitusi, posisi serangan juga berbeda
Assalamualaikum liza,saya ingin bertanya bisa tolong dijelaskan Apa yang dimaksud dengan arah serangan elektrofil ? Terimakasih
BalasHapusAssalamualaikum liza,saya ingin bertanya bisa tolong dijelaskan Apa yang dimaksud dengan arah serangan elektrofil ? Terimakasih
BalasHapus