REAKSI SUBSTITUSI KEDUA PADA SENYAWA CINCIN BENZENE

Sebuah hidrokarbon aromatik adalah hidrokarbon dengan ikatan tunggal dan atau ikatan ganda di antara atom-atom karbonnya. Konfigurasi 6 atom karbon pada senyawa aromatik dikenal dengan cincin benzena. Benzena tidak memberikan reaksi adisi seperti alkena, tetapi biasanya reaksi substitusi. Dalam persamaan berikut suatu atom Br telah menggantikan atom H dan cincin, sehingga dinamakan reaksi substitusi. Karena substitusi ini terjadi pada cincin aromatik, reaksinya disebut suatu reaksi substitusi aromatik

Mekanisme dan reaksi substitusi aromatik dimulai dengan serangan oleh elektrofil pada elektron -pi dan cincin benzen, karena itu reaksi ini disebut reaksi substitusi elektrofil. Benzena tersubstitusi adalah benzena yang terbentuk dengan cara menggantikan satu atau lebih atom hidrogen pada benzena dengan gugus fungsional lainnya. Macam-macam benzena tersubstitusi antara lain: benzena monosubstitusi, disubstitusi, polisubstitusi.

1.     Benzena monosubstitusi

Merupakan benzena yang mengikat 1 substituen. Contoh:

2.     Benzena disubstitusi

Merupakan benzena yang mengikat 2 substituen. Contoh:

3.     Benzena polisubstitusi

Merupakan benzena yang mengikat lebih dari 2 substituen. Contoh:

Bila reaksi substitusi elektrofilik terjadi pada benzena monosubtituen,maka gugus yang baru mungkin diarahkan ke posisi orto, atau meta, atau para. Hal ini disebabkan oleh faktor pengarah orto, para, dan meta pada subtituen pertama benzena. Hal lain yang harus diperhatikan pada rekasi subtitusi benzena tersubstitusi yaitu apakah reaksi yang terjadi lebih cepat atau lebih lambat daripada benzena.Hal tersebut juga ditentukan oleh gugus yang terikat pada inti. Gugus-gugus yangmeningkatkan laju reaksi dinamakan gugus aktivasi, sedangkan gugus-gugus yang memperlambat laju reaksi dinamakan gugus deaktivasi.

Pengarah orto, para, meta

Substituen orto di dalam suatu cincin aromatik biasanya menghambat reaksi substitusi, tergantung pada ukuran substituen tersebut. Sebagai contoh, perbandingan produk orto : para dalam reaksi nitrasi alkilbenzena.

Hal yang serupa, tetapan kecepatan reaksi metilasi piridin dengan metil iodida (reaksi SN2) menurun dengan meningkatnya ukuran substituen 2-alkil:

Efek ini tampak masih sedang ketika masih ada hidrogen-pada gugus alkil orto karena dapat menjadi orientasi datangnya pereaksi, tetapi dengan efek ini meningkat dengan tajam alkil tersebut diganti dengan gugus t-Bu.

Pada serangan orto, para, salah satu muatan positif pada ion benzenonium (intermediet), muatan positif berada pada karbon pembawa metil membentuk karbokation 3̊ yang lebih stabil dari pada 2̊ . pada serangan meta hanya terbentuk karbokation 2̊ pada resonansi benzenonium. Oleh karena itu, gugus metil adalah pengarah orto, para.

Pada struktur resonansi intermediet untuk substitusi orto, para menghasilkan intermediet dengan 2 muatan positif yang bersebelahan, menghasilkan struktur yang sangat tidak diinginkan (tidak stabil). Pada posisi meta hanya menghasilkan intermediet dengan 1 muatan positif yang lebih disukai.

Pada resonansi senyawa intermediet, salah satu muatan positif terdelokalisasi pada karbon pembawa hidroksil. Pergeseran pasangan elektron bebas dari oksigen ke karbon positif menyebabkan muatan positif terdelokalisasi lebih jauh ke oksigen.

Permasalahan yang timbul :

Substitusi nukleofilik aromatik difasilitasi oleh adanya gugus nitro pada posisi para seperti dalam senyawa 1-bromo-4-nitrobenzena (senyawa A). Akan tetapi, keberadaan dua gugus metil dalam senyawa 5-bromo-1,3-dimethyl-2- nitrobenzene (senyawa B) menyebabkan substitusi nukleofilik menjadi lebih lambat. Jelaskan kenapa keberadaan gugus nitro pada posisi para dapat mempermudah substitusi nukleofilik, dan keberadaan gugus metil pada posisi 1 dan 3 dalam senyawa B menyebabkan substitusi nukleofilik menjadi lebih lambat.

DAFTAR PUSTAKA

Firdaus. 2013. Modul Pembelajaran Matakuliah Kimia Organik Fisik II. Makassar: Universitas Hasanuddin Press.