Gagasan utama
Senyawa aromatik seperti benzena sangat stabil karena cincin elektron pi yang terdelokalisasi. Cincinnya tetap utuh dan mengalami substitusi, bukan adisi.
- Aturan Hückel: cincin datar, siklik, dan terkonjugasi penuh dengan 4n + 2 elektron pi (2, 6, 10 …) bersifat aromatik. Dengan 4n elektron bersifat antiaromatik.
- Benzena mengalami substitusi elektrofilik: nitrasi (HNO₃/H₂SO₄), halogenasi (X₂/FeX₃), sulfonasi, serta alkilasi dan asilasi Friedel–Crafts.
- Gugus pengaktif (–OH, –NH₂, –OR, –CH₃) mengarahkan gugus berikutnya ke posisi orto dan para. Gugus penonaktif (–NO₂, –COOH, –CN, –CHO) mengarahkan ke meta. Halogen menonaktifkan tetapi mengarahkan ke orto/para.
- Rantai samping dengan hidrogen benzilik dioksidasi KMnO₄ panas menjadi –COOH, berapa pun panjangnya.
Persamaan penting
aromatic: planar, cyclic, conjugated, 4n + 2 π electronsC₆H₆ + HNO₃ → C₆H₅NO₂ + H₂O (H₂SO₄)ArCH₃ → ArCOOH (KMnO₄)
Contoh soal
Nitrasi toluena (–CH₃ mengaktifkan) menghasilkan terutama o- dan p-nitrotoluena, dan lebih cepat daripada benzena. Nitrasi nitrobenzena (–NO₂ menonaktifkan) lambat dan menghasilkan terutama 1,3-dinitrobenzena. Anion siklopentadienil memiliki enam elektron pi (4n + 2 dengan n = 1) dan aromatik, tetapi siklobutadiena memiliki empat dan antiaromatik.
Kesalahan umum
- Mengharapkan benzena mengadisi bromin seperti alkena. Ia bersubstitusi dan memerlukan katalis.
- Memakai pengarah meta untuk meramalkan produk orto/para, atau sebaliknya.
- Menghitung pasangan elektron bebas yang tidak berada di sistem pi sebagai bagian dari 4n + 2 elektron.
Latihan
Uji dirimu dengan soal latihan tentang topik ini: Senyawa aromatik