BENZENA DAN TURUNANNYA

BENZENA DAN TURUNANNYA
1. RUMUS STRUKTUR BENZENA MENURUT KEKULE
Menurut Friedrich August Kekule, Jerman (1865), strukur Benzena dituliskan sebagai cincin dengan enam atom karbon yang mengandung tiga buah ikatan tunggal dan tiga buah ikatan rangkap yang berselang seling. Kerangka atom karbon dalam benzena membentuk segienam beraturan dengan sudut ikatan sebesar 1200.
(Benzena tidak sama dengan bensin. Benzena merupakan senyawa golongan aromatik dikenal aromatik karena berbau sedap, sedangkan bensin merupakan campuran senyawa alkana.
Rumus molekul : C6H6
Rumus struktur :

H
│
C

H− C C −H

H − C C−H

C
│
H
Kekule mempunyai kelemahan terhadap teorinya antara lain :
a. Ikatan rangkap pada benzena seharusnya mempunyai kecenderungan bereaksi secara
adisi. Kenyataannya, banyak benzena terlibat pada reaksi substitusi.
b. Jika benzena memiliki struktur Kekule, maka benzena akan mempunyai 2 panjang
ikatan yang berbeda, yaitu ikatan tunggal dan ikatan rangkap. Namun kenyataannya menurut eksperimen, benzena hanya memiliki satu panjang ikatan sebesar 0,139 nm. Hal ini menunjukkan semua ikatan dalam benzena sama.
c. Perhitungan termokimia menurut Kekule kalor pembentukan gas benzena dari unsure-unsurnya adalah sebesar +252 kJ/mol. Namun nilai sebenarnya berdasarkan eksperimen hanya +82kJ/mol.

Pada tahun 1931, Linus Pauling membuat suatu teori yang dikenal dengan Teori Hibrida Resonansi / Teori Resonansi. Teori ini merumuskan struktur benzena sebagai suatu struktur yang berada di antara dua struktur Kekule yang memungkinkan, sehingga ikatan rangkap pada benzena tidak nyata, berbeda dengan teori Kekule yang menyatakan bahwa tiga ikatan rangkap pada benzena berpindah secara cepat.

⇔

Teori Resonansi
Rumus struktur yang diusulkan Pauling adalah :

Terlihat bahwa semua ikatan antara atom-atom C dalam cincin sama.
Hal ini menunjukkan bahwa benzena merupakan molekul non polar.
Elektron-elektron yang membentuk ikatan-ikatan antar atom C digunakan bersama-sama oleh seluruh atom C, membentuk apa yang disebut sebagai sistem delokalisasi. Susunan electron-elektron ini sangat stabil. Titik didih benzena adalah 800C dan titik bekunya 5,50C.

Rumus Kekule juga dapat menjelaskan tiga jenis isomer turunannya yaitu disubstitusi benzena, C6H4X2. Ketiga isomer itu ditandai dengan orto (o), meta (m), dan para (p).

X

X

orto (o)
X
X

X X

meta (m) para (p)

2. Tatanama Senyawa Turunan Benzena
Tatanama senyawa turunan benzena, demikian pula senyawa aromatik pada umumnya tidak begitu sistematis. Masing-masing senyawa lebih dikenal dengan nama lazim atau nama turunannya.
a. Senyawa turunan benzena dengan satu gugus fungsi

CH3 NH2

metil benzena amino benzena
(toluena) (anilin)

O
OH C OH

hidroksi benzena asam benzoat
(fenol)
O NO2
C H

Benzaldehida Nitro benzena

SO3H O – CH3

Asam Benzensulfonat metil fenil eter
(Anisol)

O
C Cl
CH3

Metil fenil keton Klorobenzena
(Asetofenon) (Fenil klorida)

b. Senyawa turunan benzena dengan gugus fenil (C6H5-)
Gugus fenil terjadi jika benzena melepaskan satu atom H. Dalam kelompok senyawa ini, gugus fenil dianggap sebagai substituen. Penamaan dilakukan dengan cara menyebutkan posisi gugus fenil, diikuti oleh nama rantai induknya.

H

Benzena gugus fenil

CH3-CH-CH2-CH3 CH3-C=CH-CH3

2-fenil butana 2-fenil-2-butena

CH3-CH-CH2-CH2-OH CH2-CH2 -Cl

3-fenil-1-butanol 2-fenil-1-kloroetana
O
CH3-CH2-CH-Br ∥
CH3-CH- C-H

1-fenil-1-bromopropana 2-fenil propanal

c. Senyawa Turunan Benzena dengan Gugus Benzil (C6H5 – CH2 – )
Gugus benzil terjadi jika senyawa toluena (C6H5-CH3) melepaskan satu atom H dari metil. Atom
atau gugus atom yang menggantikan hidrogen ini dapat berupa klorin (Cl), hidroksi (-OH), dan
amina (-NH2)

CH3 CH2

Toluena Gugus benzil

CH2 – Cl CH2 – OH

Benzil klorida Benzil alkohol

Jika terdapat dua jenis substituen, maka posisi substituen dapat dinyatakan dengan awalan o (orto), m (meta), p (para) atau dengan menggunakan angka.

Urutan prioritas penomoran untuk berbagai substituen adalah sebagai berikut :
- COOH, -SO3H, -CHO, -CN, -OH, -NH2, -R, -NO2, -X
Contoh :
OH COOH

1 1 OH
6 2 6 2
5 3 5 3
4 4
NO2
p-nitrofenol Asam o-hidroksi benzoat
(4-nitrofenol) (Asam 2-hidroksi benzoat)

COOH

1
6 2
5 3
4 NO2
Asam m-nitrobenzoat
(Asam 3-nitrobenzoat)

Senyawa turunan benzena dengan tiga jenis substituen
Cl COOH

1 Cl 1
6 2 6 2
5 3 5 3
Cl 4 NO2 4 NO2
1,2,5 – triklorobenzena Asam 3,5 – dinitrobenzoat

CH3 OH NH2
NO2 1 NO2 1
NO2 1 NO2 6 2 6 2
6 2
5 3 5 3 5 3
4 4 Br 4 NO2
NO2 NO2
2,4,6 – trinitrotoluena (TNT) 2,4,6 – trinitrofenol 5-bromo-3-nitroanilina
(asam pikrat)
Senyawa Turunan Benzena dari gabungan cicin benzena

Benzena Naftalena Antrasena

Latihan soal :
1. Tuliskan struktur dari senyawa turunan benzena berikut :
a. Fenol
b. Benzil bromida
c. 3-fenil-1-pentena
d. Anilin
2. Apa nama dari senyawa turunan benzena berikut :
a. COOH b. CH3

NO2

CH2OH
c. d.

CH3-CH- CH3 OH

OH CH3
e. f. Cl Cl

Br
Cl

g.
OH
NO2 NO2

NO2

Jawab :
1.
a. OH b.
CH2-Br

c. d.
CH2-CH2-HC-HC=CH2
NH2

2.
a. COOH b. CH3

NO2
As. benzoat 4-nitrotoluena (p-nitrotoluena)
CH2OH
c. d.

CH3-CH- CH3 OH
2-fenil etana 4-hidroksi benzilalkohol
OH CH3
e. f. Cl Cl

Br
m-bromo fenol (3-bromo fenol) Cl 2,4,6- trikloro toluena

g.
OH
NO2 NO2

NO2 2,4,6- trinitro fenol

3. REAKSI – REAKSI BENZENA
Benzena lebih mudah untuk melakukan reaksi substitusi daripada reaksi adisi. Reaksi adisi baru dapat terjadi pada suhu tinggi dengan bantuan katalis.
Reaksi reaksi benzena dipergunakan untuk membuat senyawa-senyawa turunan benzena.
a. Substitusi atom H dengan atom Halogen ( Reaksi Halogenasi )
Pada reaksi ini atom H digantikan oleh atom halogen dengan bantuan katalis besi (III) halida. Jika halogennya Cl2, maka katalis yang digunakan adalah FeCl3.
Contoh :
H FeCl3 Cl
+ Cl2 + HCl

Benzena Klorin Kloro benzena (fenil klorida) asam klorida
b. Substitusi atom H dengan Gugus Nitro (Reaksi Nitrasi)
Pada reaksi ini digunakan pereaksi asam nitrat pekat (HNO3=HONO2) dengan katalisator asam sulfat pekat membentuk senyawa nitro benzena.

H H2SO4 (pkt) NO2
+ HONO2 + H2O

Benzena asam nitrat (pkt) nitro benzena
c. Substitusi atom H dengan Gugus Alkil (Reaksi Alkilasi -Friedel-Crafts)
Pada reaksi ini digunakan pereaksi alkil halida dengan katalisator AlCl3 membentuk alkil benzena.
H AlCl3 CH3
+ CH3-Cl + HCl

Benzena Kloro metana (metil klorida) Metil benzena (Toluena) asam klorida

d. Substitusi atom H dengan Gugus Sulfonat (Reaksi Sulfonasi)
Pada reaksi ini digunakan pereaksi H2SO4 = HOSO3H dan pemanasan membentuk asam benzensulfonat.
H SO3H
+ HOSO3H + H2O

Benzena asam sulfat asam benzensulfonat

e. Substitusi atom H dengan Gugus Asil ( Reaksi Asilasi – Friedel-Crafts)
Yang dimaksud dengan gugus asil adalah : R – C = O

O
H AlCl3 C
+ CH3-C=O CH3 + HCl
Cl

Benzena (klorometil keton) metl fenil keton (Asetofenon)

f. Adisi Benzena dengan Gas Hidrogen
Pada reaksi adisi ini digunakan katalisator Platina
H H
H Pt H H
+ 3H2 H H
H H
H H
Benzena H H
Sikloheksana

Latihan Soal :

1.
FeCl3
+ Cl2 Cl + HCl

2.
H2SO4(pkt)
+ HONO2 NO2 + H2O

3. O O
∥ AlCl3 C – C2H5
+ C2H5-C-Cl + HCl

AlCl3
4. C6H6 + C3H7Cl C3H7
+ HCl
Pt
5. C6H6 + 3H2 Sikloheksena
KEGUNAAN BEBERAPA TURUNAN BENZENA

1. TOLUENA :
Kegunaan toluena adalah sebagai pelarut dan bahan baku pembuatan zat peledak trinitrotoluena (TNT)

CH3 CH3

+ 3 HNO3 O2N NO2 + 3 H2O

toluena NO2
2,4,6 – trinitrotoluena
2. STIRENA :
Jika stirena mengalami polimerisasi, maka terbentuklah polistirena, suatu jenis plastik
yang banyak digunakan untuk membuat insulator listrik, boneka-boneka, sol sepatu,
serta piring dan cangkir.

CH=CH2

stirena

————CH CH2 CH CH2 CH CH2 ———–

polistirena

3. ANILINA
digunakan sebagai bahan baku pembuatan zat warna.
Reaksi anilina dengan asam nitrit akan menghasilkan garam diazonium dan proses ini
disebut diazotisasi.
NH2 NH2HCl N≡N

HCl HNO2 Cl + 2 H2O

benzenadiazonium klorida

Juga digunakan sebagai bahan baku obat-obatan golongan sulfa, seperti sufanilamid dan
sulfamerazin. Anilin dapat menyebabkan pusing, sakit kepala, muntah, dan gejala
insomnia (sulit tidur).

4. BENZALDEHIDA
digunakan sebagai zat pengawet serta sebagai bahan baku pembuatan parfum karena
memiliki bau yang sedap. Benzaldehida dapat berkondensasi dengan asetaldehida
(etanal) untuk menghasilkan sinamaldehida (minyak kayu manis).

O O

C – H O CH = CH – C – H

+ CH3 – C – H + H2O

benzaldehida etanal sinamaldehida

5. FENOL
Fenol (fenil alkohol) merupakan zat padat tidak berwarna yang mudah meleleh dan
larut baik dalam air. Dalam kehidupan sehari-hari dengan nama karbol atau lisol, dan
berfungsi sebagai zat desinfektan.
Perbedaan antara fenol dan alkanol

Fenol Alkanol
a. bersifat asam
b. bereaksi dengan NaOH membentuk
Natrium fenolat
c. tidak bereaksi dengan logam Na
atau PX3
d. Tidak bereaksi dengan asam
(RCOOH) tetapi bereaksi degan asil
halida (RCOX) untuk membentuk
eter
e. tidak dapat dioksidasi menjadi
aldehid atau keton a. bersifat netral
b. tidak bereaksi dengan basa
c. bereaksi dengan logam natrium atau PX3
d. bereaksi dengan asam atau dengan asil
halida untuk membentuk ester
e. dapat dioksidasi

6. ASAM-ASAM AROMATIK
Asam benzensulfonat merupakan asam paling kuat diantara seluruh asam organik.
Jika direaksikan dengan NaOH/melalui reaksi alkilasi akan diperoleh garam natrium
yang merupakan bahan baku pembuatan deterjen dan shampoo.

CH3 – CH – SO3Na CH3 – (CH2)11 SO3Na

CH3

deterjen (natrium isopropilbenzena sulfonat) shampoo (natrium dodesilbenzena sulfonat)

7. TURUNAN BENZOAT YANG PENTING

COONa COOH O

O – C – CH3

Natrium benzoat asam asetil salisilat
(asetosal / aspirin)

COOH COOH

OH COOH

asam o-hidroksibenzoat asam o-benzenadioat (asam ftalat)

O
∥
C-O-CH3 COOH

OH

COOH

metil salisilat asam m-benzenadioat (asam isoftalat)

COOH

COOH
asam p-benzenadioat (asam tereftalat)

Natrium benzoat digunakan sebagai zat pengawet untuk makanan dalam kaleng.
Metil salisilat adalah komponen utama obat gosok atau minyak angin.
Aspirin digunakan sebagai zat analgesik (penghilang rasa sakit) dan zat antipiretik (penurun panas). Oleh karena itu aspirin juga digunakan sebagai obat sakit kepala, sakit gigi, demam dan sakit jantung. Penggunaan dalam jangka panjang dapat menyebabkan iritasi lapisan mukosa pada lambung sehingga menimbulkan sakit maag, gangguan ginjal, alergi, dan asma.
Asam tereftalat merupakan bahan serat sintetik polyester.
Parasetamol (asetaminofen) punya fungsi sama dengan aspirin tetapi lebih aman bagi lambung. Hampir semua obat yang beredar dipasaran menggunakan zat aktif parasetamol. Penggunaan parasetamol yang berlebihan dapat menimbulkan gangguan ginjal dan hati.

Latihan soal Benzena dan turunannya :

1. Manakah di antara pernyataan berikut yang bukan merupakan sifat benzena ?
a. merupakan senyawa tak jenuh
b. ikatan karbon-karbon lebih pendek dari ikatan karbon-karbon tunggal
c. ikatan karbon-karbon lebih panjang dari ikatan karbon-karbon rangkap
d. terdapat elektron yang terdelokalisasi
e. mudah mengalami reaksi adisi
2. Senyawa benzena dan turunannya termasuk golongan senyawa …
a. alifatik d. alkohol
b. aromatik e. asam karboksilat
c. hidrokarbon
3. Senyawa berikut termasuk golongan aromatik ….
a. etanol d. asam asetat
b. fenol e. aseton
c. 1,5,5-heksadiena
4. Yang bukan termasuk senyawa golongan aromatik adalah ….
a. anilina d. asam benzoat
b. toluena e. benzil alkohol
c. sikloheksadiena
5. yang merupakan senyawa anilina adalah ….
a. C6H6NH2 d. C6H6NO2
b. C6H6COOH e. C6H6Cl
c. C6H6OH
6. Jika atom H dari benzena diganti dengan gugus –CH2OH, maka nama senyawa tersebut adalah …
a. fenol d. metil fenol
b. benzol e. toluena alkohol
c. benzil alkohol
7. Senyawa nitrofenol mempunyai isomer sebanyak …
a. 1 d. 4
b. 2 e. 5
c. 3
8. Nama senyawa :

OH

adalah ……

Br

a. Meta-bromofenol
b. orto-bromofenol
c. para-bromofenol
d. orto-bromofenol
e. orto-bromobenzil alkohol

9. Nama senyawa

CH3

Cl Cl

Cl
a. trikloro toluena
b. 2,4,6-triklorometilbenzena
c. 2,4,6-triklorotoluena
d. 2,3,5-triklorotoluena
e. 1,3,5-triklorotoluena
10. Reaksi benzene dengan metilklorida dan katalis AlCl3 menghasilkan …
a. Anilina d. toluena
b. fenol e. benzaldehida
c. asam benzoat
11. Fenol dalam karbol atau lisol berfungsi sebagai ….
a. pengharum kamar mandi d. membunuh kuman
b. penjernih air e. mengkilapkan lantai
c. pengganti kaporit
12. Di bawah ini tertera rumus bangun suatu senyawa turunan benzena

OH

NO2 Namanya :……

NO2
a. 1-hidroksi-2,4-dinitrofenol
b. 1,3-dinitrofenol
c. 2,4-dinitrobenzena
d. 2,4-dinitrofenol
e. 2,4-dinitrotoluena
13. Fenol dan etanol mempunyai persamaan dalam hal ..
a. keduanya bersifat asam
b. keduanya bersifat netral
c. keduanya bersifat basa
d. mempunyai gugus OH
e. keduanya mudah dioksidasi
14. Suatu senyawa karbon yang mengandung inti benzena mempunyai sifat sebagai berikut
– berupa kristal dan larut dalam air
- bersifat asam lemah dan bereaksi dengan NaOH
- bersifat pemusnah hama
a. anilina d. benzil alkohol
b. nitrobenzena e. toluena
c. fenol