Lihat sumber Substitusi elektrofilik aromatik

'''Substitusi elektrofilik aromatik''' (disebut pula '''SEA''', atau '''SEAr''') adalah suatu [[reaksi organik]] di mana sebuah atom, biasanya [[hidrogen]], yang terikat pada sistem [[aromatik]] digantikan dengan suatu [[elektrofil]]. Reaksi terpenting di kelas ini adalah [[nitrasi]] aromatik, [[halogenasi]] aromatik, [[sulfonasi]] aromatik dan [[asilasi]] serta [[alkilasi]] [[reaksi Friedel-Crafts|Friedel-Crafts]].

Reaksi ini, utama dalam kelompok [[substitusi elektrofilik]], sangat penting dalam kimia organik, baik dalam industri dan di laboratorium. Reaksi ini memungkinkan pembuatan senyawa-senyawa aromatik tersubstitusi oleh berbagai [[gugus fungsional]] dengan reaksi dasar:

:: ArH + EX → ArE + HX

di mana Ar adalah [[aromatik|senyawa aromatik]] dan E adalah suatu [[elektrofil]].

== Mekanisme reaksi ==

Tahap pertama dari mekanisme reaksi ini merupakan adisi suatu [[elektrofil]] E<sup>+</sup> yang kompleks bereaksi dengan pasangan elektron dari [[Aromatik|cincin aromatik]]. Hal ini biasanya membutuhkan [[katalis]] oleh [[asam Lewis]]. Tahap ini mengarah pada pembentukan [[karbokation]] sikloheksadienil yang dikenal sebagai '''zat antara Wheland''' (atau ''kompleks σ'', disebut pula sebagai ''ion arenium''). Karbokation ini tidak stabil, karena sesuai dengan baik kehadiran muatan pada [[molekul]] dan kehilangan aromatisitas. Namun demikian distabilkan dengan mesomerisme: muatan sebenarnya terdelokalisasi di beberapa [[atom]] dari cincin aromatik.

Selama tahap kedua, atom hidrogen yang terikat pada cincin telah teradisi pada sisi elektrofilik sebagai ion H<sup>+</sup>. Pasangan elektron yang digunakan untuk [[ikatan kimia|ikatan]] [[ikatan karbon-hidrogen|C-H]] lalu memungkinkan sistem untuk memulihkan aromatisitas nya.


== Prinsip ==

Bagian ini merinci substitusi elektrofilik aromatik utama yang digunakan dalam industri dan laboratorium. Untuk setiap reaksi, mekanisme reaksi kimia diberikan dalam kasus tertentu dari benzena. Mekanisme ini sama untuk jenis lain dari senyawa aromatik, pada kondisi operasi ([[suhu]], [[pelarut]] ...).

=== Nitrasi aromatik ===
[[Nitrasi]] aromatik yang membentuk [[senyawa nitro]] terjadi dengan pembentukan ion nitronium dari [[asam nitrat]] dan [[asam sulfat]].

:

=== Sulfonasi aromatik ===
[[Sulfonasi]] aromatik [[benzena]] dengan uap [[asam sulfat]] yang menghasilkan asam benzenasulfonat.

:

=== Halogenasi aromatik ===
[[Halogenasi]] aromatik benzena dengan [[brom]]in, [[klor]]in atau [[iodin]] membentuk senyawa halogen aril yang dikatalisasi besi trihalida yang sepadan.

:

=== Reaksi Friedel-Crafts ===
[[Reaksi Friedel-Crafts]] terdiri dari [[asilasi]] dan [[alkilasi]] dengan sebuah reaktan asil halida atau [[alkil halida]]. Katalis yang paling sering dipakai adalah [[aluminium triklorida]], tetapi hampir semua asam lewis kuat dapat dipakai.

:

Pada asilasi Fridel-Crafts, aluminium triklorida dengan jumlah sepenuhnya dapat dipakai, bukan jumlah kecil katalis.

:

== Efek gugus substituen ==

Baik [[regioselektivitas]] dan [[kinetika kimia|kecepatan]] dari suatu substitusi elektrofilik aromatik dipengaruhi oleh [[substituen]] yang telah menempel pada cincin benzena. Dalam hal regioselektivitas, beberapa gugus mengarahkan substitusi pada posisi ''orto'' atau ''para'', sementara gugus lainnya meningkatkan substitusi pada posisi meta. Gugus-gugus tersebut dikenal sebagai '''pengarah orto–para''' atau '''pengarah meta'''. Sebagai tambahan, beberapa gugus akan meningkatkan laju reaksi ('''pengaktivasi''') sementara yang lain akan menurunkan laju tersebut ('''pendeaktivasi'''). Sementara pola regioselecktivitas dapat dijelaskan dengan [[Resonansi molekul|struktur resonansi]], pengaruh pada [[kinetika kimia|kinetika]] dapat dijelaskan baik menggunakan [[Resonansi molekul|struktur resonansi]] serta [[efek induktif]].

Substituen secara umum dapat dibagi menjadi dua kelas bergantung pada substitusi elektrofilik: mengaktivasi dan mendeaktivasi ke arah cincin aromatik. '''Substituen pengaktivasi''' atau [[gugus pengaktivasi]] menstabilkan [[zat antara]] kationik yang terbentuk saat substitusi dengan menyumbangkan elektron ke dalam sistem cincin, baik oleh efek induktif atau efek resonansi. Contoh cincin aromatik teraktivasi adalah [[toluena]], [[anilina]] dan [[fenol]].


Kerapatan [[elektron]] tambahan yang diberikan ke dalam cincin oleh substituen tersebut tidak didistribusikan secara merata di seluruh cincin tapi terkonsentrasi pada atom 2, 4 dan 6 (posisi orto dan para). Posisi ini karena itu paling reaktif terhadap elektrofil miskin-elektron. Kerapatan elektron tertinggi terletak baik pada posisi orto dan para, meskipun peningkatan pada reaktivitas ini mungkin diimbangi dengan [[halangan sterik]] antara [[substituen]] dan [[elektrofil]]. Hasil akhir dari substitusi aromatik elektrofilik karenanya mungkin akan sulit untuk diprediksi, dan biasanya hanya ditetapkan dengan melakukan reaksi dan menentukan perbandingan substitusi orto terhadap para.

Di samping itu, [[gugus pendeaktivasi|substituen pendeaktivasi]] mendestabilisasi kation zat antara dan dengan demikian menurunkan laju reaksi. Mereka melakukannya dengan menarik kerapatan elektron dari cincin aromatik, meskipun posisi yang paling terpengaruh adalah kembali pada orto dan para. Hal ini berarti bahwa posisi yang paling reaktif (atau, kurang tidak reaktif) adalah posisi meta (atom 3 dan 5). Contoh cincin aromatik terdeaktivasi adalah [[nitrobenzena]] dan [[benzaldehida]].


Deaktivasi sistem aromatik ini juga berarti bahwa kondisi umum yang lebih keras dibutuhkan untuk menggerakkan reaksi hingga selesai. Contoh dari ini adalah [[nitrasi]] dari toluena selama memproduksi [[trinitrotoluena]] (TNT). Pada nitrasi pertama, dalam cincin toluena teraktivasi, dapat dilakukan pada suhu kamar dan dengan asam encer, yang kedua, pada cincin nitrotoluena terdeaktivasi, sudah membutuhkan pemanasan berkepanjangan dan asam lebih pekat, dan yang ketiga, pada dinitrotoluena yang sangat terdeaktivasi, harus dilakukan dalam asam sulfat pekat mendidih.

=== Reaktivitas terhadap polisubstitusi ===

[[Gugus fungsional|Gugus]] yang terdapat dalam senyawa awal tersubstitusi secara kuat memengaruhi reaktivitasnya. Gugus ini diklasifikasikan ke dalam dua kategori: gugus pengaktivasi dan gugus pendeaktivasi. Senyawa aromatik tersubstitusi dengan gugus pengaktivasi karenanya "lebih reaktif" dari [[senyawa aromatik]] tak tersubstitusi. Sebaliknya, senyawa aromatik tersubstitusi oleh suatu gugus pendeaktivasi sangat "kurang reaktif". Aturan-aturan ini dinyatakan oleh kimiawan [[Holleman]] pada tahun [[1910]], dan aturan ini dikenal sebagai '''Aturan Holleman'''.

==== Reaktivitas relatif ====

Reaktivitas dari suatu senyawa aromatik tersubstitusi terhadap substitusi elektrofilik aromatik baru karenanya sangat tergantung pada sifat dari gugus [[substituen]] yang sudah ada. Kereaktifan seluruhnya besar, karena substituen membawa [[elektron]] ke sistem dan menstabilkan muatan positif (efek mesomer donor dan efek induktif donor). Tabel di bawah ini memberikan beberapa kali lipat reaktivitas (relatif terhadap benzena, ditetapkan pada 1) dari beberapa benzena tersubstitusi. [[Fenol]] karenanya 1000 kali lebih reaktif dari [[benzena]], dan [[nitrobenzena]]  kali kurang reaktif darinya.


=== Tabel ikhtisar ===

Kesimpulannya, bahwa [[gugus fungsional|gugus]] pendonor (pendorong) elektron adalah gugus pengaktivasi (reaktivitas lebih penting) dan pengarah orto-para, serta gugus penarik elektron mendeaktivasi serta pengarah-meta. Secara umum, efek yang mengaktivasi atau mendeaktivasi seluruhnya penting ketika gugus substituen lebih bersifat mendorong atau menarik elektron. Tabel berikut merincikan efek pada reaktivitas dan regioselektivitas dari beberapa gugus yang sering digunakan.


== Substitusi yang melibatkan senyawa heterosiklik ==

[[Senyawa aromatik]] [[heterosiklik]] seperti [[furan]], [[pirol]] atau [[piridina]], juga dapat bereaksi dengan substitusi aromatik elektrofilik. Perilaku mereka terhadap polisubstitusi (reaktivitas dan regioselektivitas) ditentukan oleh pertimbangan energi yang sama seperti pada [[benzena]].

== Lihat pula ==
* [[Substitusi elektrofilik]]
* [[Substitusi nukleofilik]], meliputi [[Reaksi SN1|S<sub>N</sub>1]], [[Reaksi SN2|S<sub>N</sub>2]], [[Reaksi SNi|S<sub>N</sub>i]]
* [[Substitusi nukleofilik aromatik]] S<sub>N</sub>Ar

== Referensi ==
;Reaksi Kolbe-Schmitt
*  H. Kolbe, ''Annalen der Chemie und Pharmacie'' 113, 1860, p. 125 ;
*  R. Schmitt, « Beitrag zu Kenntniss der Kolbe'schen Salicylsäure-Synthese », dalam ''[[Advanced Synthesis & Catalysis]]'' 31 [2], 1885, p. 397 [http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k90794x texte sur Gallica].

;Presentasi SEA
* Peter Vollhardt, ''Traité de chimie organique'', chap. 15-8 ;

;Catatan kaki


== Pranala luar ==
* [http://www.cem.msu.edu/~reusch/VirtTxtJml/benzrx1.htm Reaksi Substitusi Aromatik - MSU]



== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Substitusi+elektrofilik+aromatik&oldid=28048119 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 28048119 (2025-10-17T03:48:00Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.