Laporan Praktikum KI2251Senyawa Organik PolifungsiPercobaan 06SENYAWA HETEROSIKLIK: Sintesis Senyawa Turunan Indol

Nama: Lutvia Putri SeptianeNIM: 10513029Kelompok: IITanggal Percobaan: 10 Maret 2015Tanggal Pengumpulan: 17 Maret 2015Asisten: Kak Astri Kak

LABORATORIUM KIMIA ORGANIKPROGRAM STUDI KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMINSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG2015I. JUDUL PERCOBAANSenyawa Heterosiklik: Sintesis Senyawa Turunan Indol

II. TUJUAN PERCOBAAN1. Mensintesis senyawa turunan 2-fenilindol, yaitu asetofenon fenilhidrazin dan fenilindol2. Mensintesis senyawa turunan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol3. Menentukan rendemen, titik leleh, nilai Rf, FTIR dan NMR dari produk sintesis senyawa turunan 2-fenilindol dan senyawa turunan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol4. Membandingkan 2 metode sintesis senyawa turunan 2-fenilindol, yaitu dengan menggunakan siklisasi dengan ZnCl2 anhidrat dan dengan siklisasi menggunakan asam sulfat pekat

III. DATA PENGAMATAN1. Sintesis Senyawa Turunan 2-FenilindolHasil KLT =Untuk yang Cara IIJarak tempuh pelarut = 3,9 cmJarak tempuh noda fenilhidrazin= 1,8 cmJarak tempuh noda asetofenon hidrazon = 2,9 cmJarak tempuh noda fenilindol = 3 cm

Untuk yang Cara IIJarak tempuh pelarut = 3,75 cmJarak tempuh noda fenilhidrazin= 1,2 cmJarak tempuh noda asetofenon hidrazon = 2,7 cmJarak tempuh noda fenilindol = 2,6 cm

1. Tahap I Sintesis Asetofenon Fenilhidrazon Massa sebelum rekristalisasi = 1,66 gram Massa setelah rekristalisasi = 0,81 gram Titik leleh setelah rekristalisasi = 98 1002. Sintesis 2-Fenilindol(i) Cara I: Siklisasi dengan ZnCl2 Anhidrat Massa produk = 0,3 gram Titik leleh = 101 102(ii) Cara II: Siklisasi dengan Asam Sulfat Pekat Massa produk = 0,6032 gram Titik leleh = 87 88

2. Sintesis Senyawa Turunan 1,2,3,4-Tetrahidrokarbazol Massa sebelum rekristalisasi = 0,55762 gram Massa sesudah rekristalisasi = 0,1141 gram Titik leleh Cara II= 68 Titik leleh Cara I = 62 64 Hasil KLT=Jarak tempuh pelarut = 4 cmJarak tempuh noda fenilhidrazin= 1,2 cmJarak tempuh noda asetofenon hidrazon = 2,7 cmJarak tempuh noda 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = 3 cm

3. Uji KelarutanSenyawaKelarutan

AirHCl encerH2SO4

2-fenilindolTidak larutSedikit larutLarut

1,2,3,4-tetrahidrokarbazolTidak larutSedikit larutLarut

IV. PENGOLAHAN DATAA. Sintesis Senyawa Turunan 2-Fenilindol1. Tahap I Sintesis Asetofenon Fenilhidrazon Diketahui bahwa:nasetofenon = nfenilhidrazin = nasetofenon fenilhidrazon = 0,014 mol Sehingga diperoleh massa teoritis nasetofenon fenilhidrazon adalahmasetofenon fenilhidrazon = nasetofenon fenilhidrazon x Mrasetofenon fenilhidrazonmasetofenon fenilhidrazon = 0,014 mol x 198 masetofenon fenilhidrazon = 2,772 gram Maka %Rendemen produk asetofenon fenilhidrazon sebelum rekristalisasi adalah% Rendemen = x 100%% Rendemen = x 100%% Rendemen = 59,88% Maka %Rendemen produk asetofenon fenilhidrazon setelah rekristalisasi adalah% Rendemen = x 100%% Rendemen = x 100%% Rendemen = 29,221% % Galat titik leleh% Galat = x 100%% Galat = x 100% = 7,55%% Galat = x 100% = 5,66%Jadi, galat titik leleh adalah 5,66% 7,55%

2. Sintesis 2-Fenilindol(i) Cara I: Siklisasi dengan ZnCl2 Anhidrat Massa asetofenon fenilhidrazon = 0,5 gramMassa ZnCl2 = 0,1751 Menghitung mol asetofenon fenilhidrazon dan ZnCl2 nasetofenon fenilhidrazin = = 2,525 x 10-3 mol = = 1,2847 x 10-3 mol (menjadi reaksi pembatas) Sehingga diketahui bahwa n2-fenilindol = = 1,2847 x 10-3 mol Dapat diperoleh massa teoritisnya adalahm2-fenilindol = n2-fenilindol x Mrm2-fenilindol = 1,2847 x 10-3 mol x 193 m2-fenilindol = 0,24795 gram Maka %Rendemen produk 2-fenilindol adalah% Rendemen = x 100%% Rendemen = x 100%% Rendemen = 120,9% % Galat titik leleh% Galat = x 100%% Galat = x 100% = 5,2%% Galat = x 100% = 6,25%Jadi, galat titik leleh adalah 5,2% 6,25%

(ii) Cara II: Siklisasi dengan Asam Sulfat Pekat Massa asetofenon fenilhidrazon = 1,008 gram Menghitung mol asetofenon fenilhidrazon nasetofenon fenilhidrazon = =5,091 x 10-3 mol (menjadi reaksi pembatas) pekat = 1 mL pekat = 1 mL x 1,84 = 1,84 gram nasam sulfat pekat = = 0,0188 gramn2-fenilindol = nasetofenon fenilhidrazon = 5,091 x 10-3 mol Dapat diperoleh massa teoritisnya adalahm2-fenilindol = n2-fenilindol x Mrm2-fenilindol = 5,091 x 10-3 mol x 193 m2-fenilindol = 0,98254 gram Maka %Rendemen produk 2-fenilindol adalah% Rendemen = x 100%% Rendemen = x 100%% Rendemen = 6.139% % Galat titik leleh% Galat = x 100%% Galat = x 100% = 9,37%% Galat = x 100% = 8,33%Jadi, galat titik leleh adalah 8,33% 9,37%

B. Sintesis Senyawa Turunan 1,2,3,4-Tetrahidrokarbazol Diketahui bahwan1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = nsikloheksanonn1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = 0,025 mol Sehingga diperoleh massa teoritism1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = n1,2,3,4-tetrahidrokarbazol x Mr1,2,3,4-tetrahidrokarbazoln1,2,3,4-tetrahidrokarbazol = 0,025 mol x 171,24 masetofenon fenilhidrazon = 4,281 gram Maka %Rendemen produk sebelum rekristalisasi adalah% Rendemen = x 100%% Rendemen = x 100%% Rendemen = 13,025% Maka %Rendemen produk setelah rekristalisasi adalah% Rendemen = x 100%% Rendemen = x 100%% Rendemen = 2,665%

C. Hasil Uji KLTDengan persamaan Rf = , maka dapat diperoleh nilai Rf

1. Sintesis Senyawa Turunan 2-Fenilindol(i) Menggunakan Cara I : Siklisasi dengan ZnCl2 AnhidratRffenilhidrazin = = 0,4615Rfasetofenon fenilhidrazon= = 0,7435Rf2-fenilindol= = 0,7692(iii) Menggunakan Cara II: Siklisasi dengan Asam Sulfat PekatRffenilhidrazin = = 0,32Rfasetofenon fenilhidrazon= = 0,72Rf2-fenilindol= = 0,693

2. Sintesis Senyawa Turunan 1,2,3,4-TetrahidrokarbazolRffenilhidrazin = = 0,3Rfasetofenon fenilhidrazon = = 0,675Rf2-fenilindol = = 0,75

V. PEMBAHASANPada percobaan ini dilakukan sintesis senyawa-senyawa turunan indol, yaitu asetofenon fenilhidrazin dan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol. Keduanya melalui dua tahapan. Pada tahapan kedua, senyawa turunan indol yang akan disintesis dengan memilih salah satu cara dari dua cara yang ada, yaitu dengan siklisasi dengan ZnCl2 dan siklisasi menggunakan asam sulfat pekat.Pada sintesis turunan 2-fenilindol, maka dilakukan tahap pertama terlebih dahulu, yaitu pembentukan asetofenon fenilhidrazon. Pada saat asetofenon ditambahkan dengan fenilhidrazon, maka diperlukan asam asetat glacial dalam pelarut etanol. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya protonasi pada oksigen karbonil dan akan terlepas sebagai gugus H2O. Sebagai pelarut, etanol dibutuhkan untuk membantu dan memudahkan gugus H2O lepas, karena sifat etanol yang polar. Untuk berlangsungnya reaksi, maka campuran dipanaskan untuk memberika energi pada pembentukan rangkap C N yang akan menggantikan gugus karbonil yang sebelumnya. Lalu setelah reaksi selesai, yaitu pada saat tidak ada lagi padatan, atau padatan yang ada sebelumnya terlarut seluruhnya, maka dilakukan pendinginan pada campuran larutan. Pendinginan dalam penangas es ini berfungsi untuk memperkecil kelarutan produk di dalam etanol, serta untuk membuat kristal produk asetofenon fenilhidrazon terbentuk. Apabila Kristal belum mulai terbentuk, maka dinding labu atau gelas kimia yang digunakan digosok perlahan dengan menggunakan batang pengaduk kaca. Hal ini bertujuan untuk menginisiasi terbentuknya kristal. Lalu, kristal yang telah terbentuk perlu direkristalisasi lagi dengan menggunakan etanol panas. Hal ini bertujuan untuk menghilangkan pengotor-pengotor yang mungkin masih terdapat dalam kristal, jadi dengan kata lain, rekristalisasi bertujuan untuk membuat kristal semakin murni. Mekanisme reaksi pembentukan asetofenon fenilhidrazon dari sikloheksanon fenilhidrazin adalah sebagai berikut:

Selanjutnya, dari kristal asetofenon fenilhidrazon terbentuk, maka kristal direaksikan dengan asam yang lebih kuat jika dibandingkan dengan asam asetat glasial, yaitu asam sulfat pekat dan ZnCl2. Ketika suatu senyawa fenilhidrazon direaksikan dengan suatu asam, nitrogen yang berikatan rangkap dengan karbon bertindak sebagai nukleofil yang akan menyerang proton pada karbon beta. Lalu akan terjadi penataan ulang pada ikatan rangkap, yaitu yang awalnya ikatan rangkap berada pada nitrogen dan karbon, kini ikatan rangkap menjadi berada pada C C. Dan ketika karbon menjadi rangkap, maka karbon akan menjadi nukleofil yang akan menyerang benzene. Lalu terjadi penataan ulang lagi, menjadikan nitrogen yang satunya rangkap dengan benzene dan akan menjadikan nitrogen yang satunya lagi berikatan rangkap dengan benzene. Ikatan rangkap ini akan menyerang kembali karbon yang sebelumnya rangkap dan terbentuklah aminoasetal.Aminoasetal apabila dipanaskan akan lebih stabil dan mudah untuk melepaskan NH3(g). Karena lepasnya NH3(g) itulah maka akan terbentuk senyawa turunan indol. Untuk memperoleh senyawa turunan indol yang lebih murni, maka indol ditambahkan air. Ketika ditambahkan air, indol yang merupakan senyawa yang bersifat basa sangat lemah, tidak mampu untuk bereaksi asam-basa dengan air sehingga indol tidak akan larut. Oleh karena itu, kristal indol akan terbentuk ketika dimasukkan air ke dalam larutan. Ketika kristal indol ini tidak terlarut, keadaan asam yang sangat polar akan menyebabkan air larut dan kristal indol akan terpisah. Penambahan air berguna untuk memisahkan senyawa-senyawa asam yang ditambahkan sehingga dapat diperoleh murni produk kristal 2-fenilindolnya saja.Berikut ini mekanisme pembentukan 2-fenilindol dari siklisasi asetofenon fenilhidrazon dengan ZnCl2:

Sedangkan mekanisme pembentukan 2-fenilindol dari siklisasi asetofenon fenilhidrazon dengan asam sulfat pekat:

Mekanisme yang terjadi pada pembentukan senyawa turunan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol sama dengan mekanisme pembentukan 2-fenilhindol. Mekanisme yang terjadi dalam pembentukan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol dari siklisasi asetofenon fenilhidrazon dengan ZnCl2:

Dan Mekanisme yang terjadi dalam pembentukan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol dari siklisasi asetofenon fenilhidrazon dengan asam sulfat pekat adalah:

Dari hasil yang diperoleh, rendemen yang diperoleh masih jauh dari nilai literatur, hal ini juga mungkin karena reaksi terjadi kurang sempurna. Kemudian titik leleh yang diperoleh memiliki galat yang cukup besar dari nilai literatur. Hal ini menunjukkan bahwa produk yang diperoleh merupakan produk yang belum murni, masih terdapat pengotor-pengotor. Hal ini juga dibuktikan dari hasil uji KLT yang menunjukkan bahwa tidak diperoleh senyawa turunan indol dan 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol yang murni karena nilai Rf pada produk menunjukkan nilai yang sama dengan reaktan, yang mengindikasikan bahwa produk yang diperoleh belum murni. Kemudian dilakukan uji kelarutan dengan menggunakan air, HCl encer dan H2SO4. Senyawa indol akan larut pada H2SO4sedikit larut dalam HCl encer dan tidak larut dalam air. Hal ini dikarenakan indol merupakan bas lemah yang hanya bereaksi dengan asam kuat saja untuk membentuk garamVI. KESIMPULANDari hasil percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa:1. Rendemen 2-fenilindol dengan menggunakan siklisasi dengan ZnCl2 adalah 120,9%, dan dengan menggunakan siklisasi dengan asam sulfat pekat adalah 6.139% serta rendemen 1,2,3,4-tetrahidrokarbazol adalah 2,665%2. Dari hasil uji titik leleh, dan juga uji KLT dapat diindikasikan bahwa senyawa turunan indol yang diperoleh belum murni