Upload
novaldi
View
121
Download
9
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Diazo aminobenzene crystal
Citation preview
PERCOBAAN VIII
SINTESIS DIAZOAMINOBENZEN
I. Tujuan Percobaan
Mempelajari reaksi garam diazonium dengan amina dalam sintesis
diazoaminobenzen.
II. Tinjauan Pustaka
Garam diazonium adalah senyawa antara sistesis yang bermanfaat. Salah satunya
dalam reaksi kupling diazonium. Nitrogen ujung pada kation diozonium
digunakan sebagai suatu elektrofil dalam suatu reaksi substitusi elektrofilik pada
aromatic. Sebagian besar produk tipe reaksi kupling diazonium berwarna cerah,
dikenal dengan “azo-dyes”. Sintesis kombinatorial dibutuhkan untuk menyediakan
beragam jenis senyawa dengan beragam fungsi dalam serangkaian reaksi yang
dilakukan bersamaan. Dua pendekatan yang dapat dilakukan yaitu sintesisi
parallel dan sintesis split. Dalam sistem parallel, tiap senyawa dibuat secara
individu dan beragam uji dilakukan secara terpisah untuk tiap senyawa.
Sedangkan sintesis split hasil ujinya memerlukan proses deconvolution
(pemisahan campuran). Zat warna azo merupakan kelas zat warna yang terbesar
dan terpenting, jumlahnya mencapai ribuan. Dalam pewarnaan-azo, mula-mula
tekstil itu dibasahi dengan senyawa aromatik yang teraktifkan terhadap substitusi
elektrofilik, kemudian diolah dengan suatu garam diazonium untuk menghasilkan
zat warna (Fessenden dan Fessenden, 1986).
Amina adalah turunan organik dari ammonia dimana satu atau lebih atom
hidrogen pada nitrogen telah tergantikan oleh gugus alkil atau aril. Karena itu
amina memiliki sifat mirip dengan ammonia seperti alkohol dan eter terhadap air.
Seperti alkohol, amina bisa diklasifikasikan sebagai primer, sekunder dan tersier.
Meski demikian dasar dari pengkategoriannya berbeda dari alkohol. Alkohol
diklasifikasikan dengan jumlah gugus non hidrogen yang terikat pada kaebon
yang mengandung hidroksil. Namun amina diklasifikasikan dengan jumlah gugus
nonhidrogen yang terikat langsung pada atom nitrogen (Stroker dan Walker,
1991).
Amina dengan jumlah atom karbon dibawah enam biasanya larut dalam air akibat
adanya interaksi ikatan hidrogen. Meskipun nitrogen tidak seelektronegatif
oksigen namun mampu mempolarisasi ikatan N-H sehingga terbentuk gaya dipol-
dipol yang kuat antara molekulnya. Amine tersier tidak memiliki atom hidrogen
karena itu tidak terjadi ikatan hidrogen antara air dengannya atau dengan amin
tersier lainnya.konsekuensinya titik didihnya lebih rendah dibanding amina primer
atau sekunder. Salah satu sifat yang paling dikenal dari amina berbobot molekul
rendah adalah aromanya yang tidak menyenangkan. Amine volatile ini menguap
secara cepat dan terciup seperti campuran ammonia dan ikan busuk. Kebanyakan
bahan yang membusuk terutama organ yang mengandung protein tinggi
menghasilkan amina. Bagian dari aroma tumbuhan yang mati, rumah
penyimpanan daging, dan bagian pengolahan limbah semuanya adalah amina
(Stroker dan Walker, 1991).
Gambar 1. Struktur Diazoaminobenzen
Diazoaminobenzene cukup diantisipasi menjadi karsinogen manusia berdasarkan
bukti dari penelitian pada hewan percobaan dan pada jaringan manusia
menunjukkan diazoaminobenzen yang dimetabolisme oleh benzene, yang dikenal
bersifat karsinogenik pada manusia, dan bukti bahwa diazoaminobenzen.
menyebabkan kerusakan genetik. Studi pada tikus dan tikus telah menunjukkan
bahwa metabolisme diazoaminobenzene benzena adalah kuantitatif. Benzene
tercantum dalam Laporan Tahunan Pertama di Karsinogen pada tahun 1980
berdasarkan studi epidemiologi manusia menunjukkan bahwa paparan benzena
menyebabkan leukemia. Benzene juga menyebabkan kanker pada berbagai situs
jaringan pada hewan pengerat (Akron, 2009).
Diazoaminobenzen digunakan sebagai perantara, agen kompleks kimia, dan aditif
polimer oleh Mathews dan De Costa pada tahun 1999. Diazoaminobenzen
memiliki kegunaan yang berhubungan dengan sintesis organik dan pewarna serta
pembuatan insektisida oleh Lewis pada tahun 1997 dan efektif untuk laser Abla-
tion (mikro-mesin) dari polymethylmethacrylate oleh Bolle pada tahun 1990.
Diazo aminobenzena telah diidentifikasi sebagai kontaminan tingkat rendah dalam
pewarna A & P red no. 33, FD & C no kuning 5 (tartrazine), dan FD & C no
kuning 6. Ketiganya diizinkan untuk digunakan dalam obat-obatan dan kosmetik,
dan dua terakhir diizinkan dalam makanan (FDA, 2010).
Menurut Tim Dosen Kimia Organik Sintesis (2016), senyawa diazoamino
disintesis dari senyawa garam diazonium dengan amina. Pada proses
diazonisasinya asam klorida yang berlebih. Diazoaminobenzen dapat disintesis
dari dua ekivalen anilin dengan tiga ekivalen asam klorida dan ditambahkan
natrium nitrit yang diikuti dengan dua ekivalen natrium asetat.
Reaksi sintesis diazoaminobenzen:
Gambar 2. Reaksi sintesis diazoaminobenzen
Gugus diazonium mudah digeser selaku N2 oleh ion halida (F-, Cl-, Br-, atau I-)
atau ion sianida (-CN). Reaksi-reaksi ini memberikan rute aril fluorida, iodida, dan
nitril (ArCN), yang tak satu pun dapat diperoleh langsung dengan substitusi
elektrofilik. Meskipun aril bromida dan aril klorida dapat disintesis dengan reaksi
substitusi elektrofilik, produk-produknya sering tercemar dengan produk
sampingan terdisubstitusikan. Penggantian diazonium menghasilkan senyawa
monokloro atau monobromo murni, tak terkontaminasikan oleh produk
disubstitusi (Fessenden dan Fessenden, 1986).
III. Metodologi
3.1. Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Rabu, 2 Maret 2016, Pukul 08.00 WITA
sampai selesai di Laboratorium Kimia Organik, Jurusan Kimia, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Tadulako, Palu.
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
Adapun alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu neraca analitik, neraca
ohaus, erlenmeyer 250 mL, gelas kimia 250 mL, gelas ukur 10 mL dan 50 mL,
magnetic stirer, penyaring Buchner, batang pengaduk, termometer, botol semprot,
melting point, pipa kapiler, bunsen, korek api, cawan petri, stopwatch, sendok zat,
lemari asam, wadah es dan pipet tetes.
3.2.2. Bahan
Adapun bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu HCl pekat, anilin,
natrium nitrit, natrium asetat, petroleum benzen, es batu, kertas saring, aluminium
foil dan aquadest.
3.3. Prosedur Kerja
Memasukkan 37,5 mL aquadest, 10 mL HCl pekat, dan 6,85 mL anilin ke dalam
erlenmeyer 250 mL. Kemudian mengocok dengan stirer dan selanjutnya
menambahkan 25 gram serpihan es. Memasukkan 2,6 gram natrium nitrit dalam 6
mL aquadest, kemudian mengaduk sampai natrium nitrit larut. Melanjutkan
pengocokan dengan stirer dan menambahkan larutan 10,5 gram kristal natrium
asetat dalam 20 mL aquadest lalu mengocoknya. Endapan kuning
diazoaminobenzen mulai terbentuk dengan seketika. Selanjutnya, melanjutkan
pengocokan hingga 45 menit dan jangan membiarkan temperatur diatas 20 oC
(menambahkan es bila perlu). Menyaring endapan kuning diazoaminobenzen
dengan penyaring Buchner dan mencuci dnegan 125 mL aquadest dingin,
mengeringkan dengan sempurna. Rendemen crude diazoaminobenzen adalah
sekitar 7,5 gram (titik leleh 91 oC). Merekristalisasi sebagian kecil crude
diazoaminobenzen dengan 100 mL benzene. Senyawa murni diazoaminobenzen
diperoleh titik leleh 97 oC.
IV. Hasil dan Pembahasan
4.1. Hasil Pengamatan
No. Perlakuan Hasil
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
32,5 mL air + 10 mL HCl pekat
+ 6,85 mL anilin
+ 25 gr serpihan es (kocok)
+ 2,6 gr NaNO2 dalam 6 mL air (aduk
5-10 menit)
+ 10,5 gr CH3COONa dalam 20 mL air
(5 menit)
Kocok larutan 45 menit (20oC)
Saring endapan dan cuci dengan 250
mL air dingin
Keringkan
Berat kristal
Titik lebur
Rekristalisasi
Berat kristal
Titik lebur
Larutan bening
Larutan berwarna coklat
Warna tetap
Larutan berwarna orange
Larutan berwarna kuning
kecoklatan
Terbentuk endapan berwarna
kuning
Endapan berwarna coklat
50,603 gr
90oC
43,444 gr
95oC
Keterangan : Berat kaca arloji = 38,9 gr
Berat kertas saring 1 = 0,485 gr
Berat kertas saring 2 = 0,208 gr
4.2. Analisa Data
Diketahui : Berat HCl Pekat = 10 mL × 1,19 gr/mL = 11,9 gr
Berat Anilin = 6,85 mL × 1,02 gr/mL = 6,987 gr
Berat NaNO2 = 2,6 gr
Berat CH3COONa = 10,5 gr
Berat sebelum rekristalisasi = 11,218 gr
Berat setelah rekristalisasi = 4,336 gr
Ditanyakan : Rendemen sebelum rekristalisasi =.....?
Rendemen setelah rekristalisasi =.....?
Penyelesaian :
Rendemen sebelum rekristalisasi= Berat sebelumrekristalisasi
Berat jumlah bahan× 100 %
= 11,218 gr
(11,9+6,987+2,6+10,5 ) gr×100 %
= 11,218 gr38,987 gr
×100 %
= 35,07%
Rendemen setelah rekristalisasi = Berat setelahrekristalisasi
Berat jumlahbahan× 100 %
= 4,336 gr
(11,9+6,987+2,6+10,5 ) gr×100 %
= 4,336 gr
38,987 gr×100 %
= 13,55%
4.6. Pembahasan
Senyawa diazoamino disintesis dari senyawa garam diazonium dengan amina.
Pada proses diazonisasi digunakan asam klorida berlebih. Diazoaminobenzen
dapat disintesis dari dua ekivalen aniline dengan tiga ekivalen asam klorida dan
ditambahkan natrium nitrit yang diikuti dengan dua ekivalen natrium asetat.
Pada praktikum ini memiliki tujuan yakni untuk mempelajari reaksi garam
diazonium dengan amina dalam sintesis diazoaminobenzen. Pada sintesis
diazoaminobenzen dibuat dengan mereaksikan senyawa anilin dengan senyawa
HCl pekat, NaNO2, dan CH3COONa.
Pertama-tama, mencampurkan HCl pekat dengan senyawa anilin dalam aquadest
lalu mengocok larutan sampel dan menambahkan serpihan es yang berfungsi
untuk membentuk garam diazonium. Pada pencampuran senyawa ini, aquadest
dimasukkan lebih dahulu. Hal ini dikarenakan HCl pekat merupakan senyawa
asam monoprotik yakni senyawa yang dapat terionisasi secara cepat melepaskan
ion H+ dan ion Cl-. Sehingga ion ion Cl- akan berikatan dengan anilin membentuk
garam. Fungsi dari anilin dalam percobaan ini yakni untuk membentuk garam
diazonium dalam hal ini anilin bersifat basa lemah yang larut dalam mineral asam.
Garam diazonium adalah senyawa organik yang diperoleh dari reaksi suatu amina
aromatik primer yang dilarutkan atau disuspensikan dalam suatu larutan asam
mineral dalam air. Atom N ujung pada kation diazonium digunakan sebagai suatu
elektrofil dalam suatu reaksi substitusi elektrofilik pada aromatik. Sebagian besar
produk tipe reaksi kupling diazonium berwarna cerah, dikenal dengan “azo-dyes”.
Pembuatan garam diazonium disebut dengan reaksi diazotisasi/diazotasi yang
berfungsi untuk pembuatan garam diazonium yang diperlukan tiga macam
pereaksi, yaitu suatu amina aromatik primer, suatu asam mineral, dan garam
natrium nitrit. Reaksi pembuatan garam diazonium dilakukan dalam keadaan
dingin dengan cara mempertahankan suhu reaksi dibawah 5oC. Menurut McMurry
(2000), agar garam diazo yang terbentuk lebih stabil, sehingga meminimalisis
bahkan menghentikan terjadinya pelepasan nitrogen selama proses reaksi
berlangsung. Suhu ideal untuk menghentikan pelepasan nitrogen adalah pada suhu
0 – 5oC. Penguapan nitrogen harus diminmalisir agar pembentukan garam
diazonium dapat terbentuk.
Selanjutnya, mencampurkan NaNO2 yang berfungsi untuk memberikan kontribusi
gugus N-nya pada 3-nitroanilin untuk membentuk suatu garam diazonium. Gugus
N pada ujung kation diazonium inilah yang akan berperan sebagai elektrofil yang
akan menyerang reagen pengupling. Dalam pembentukan garam diazonium,
digunakan Natrium Nitrit (NaNO2) dan HCl pekat. HCl pekat akan menghidrolisis
natrium nitrit sehingga terbentuk asam yang akan dihidrolisis oleh larutan HCl
pekat menjadi asam nitrit. Asam nitrit yang terbentuk, dapat bereaksi dengan HCl
untuk melepaskan molekul air serta menghasilkan ion NO+. Ion NO+ akan
diserang oleh pasangan elektron bebas dari anilin yang nantinya akan diikuti oleh
reaksi dehidrasi (pelepasan molekul air). Pada reaksi ini, terjadinya donor proton
dari suatu basa konjugasi yang mudah lepas yaitu HCl.
Mekanisme reaksi yang terjadi yaitu saat larutan asam klorida diencerkan
direaksikan dengan anilin maka reaksi ini berlangsung dalam suasam, sehingga
terbentuk amina terprotonkan (Aril-NH3+). Kemudian saat natrium nitrit bereaksi
dengan asam klorida membentuk asam nitrit dan garam natrium klorida.
Selanjutnya terjadi proses protonasi antara asam nitrat dan kation asam klorida
membentuk kation asam nitrat (H+HNO2) yang kemudian melepaskan molekul
airnya dan ion nitrosonium (NO+) yang merupakan spesies reaktif dalam reaksi
asam nitrit. Proses selanjutnya adalah proses diazotisasi. Dimana terjadi serangan
nukleofilik dari amina primer pada ion nitrosonium, diikuti lepasnya proton dan
nitrosamine primer. Setelah protonasi oksigen pada nitrosamine yang diperoleh,
diikuti oleh eliminasi air, kemudian dihasilkan kation diazonium aromatik (kation
arildiazonium).
Selanjutnya campuran ditambahkan natrium asetat yang berfungsi untuk
memutuskan suatu ion klorida yang masih terdapat dalam campuran. Karena ion
klorida (Cl-) merupakan gugus pergi yang baik, reaksi kesetimbangan dapat
berjalan ke arah produk. Pada reaksi ini, campuran dibiarkan dalam wadah yang
berisi air dingin untuk mencegah terdekomposisinya aminobenzena menjadi fenol.
Lalu campuran larutan dikristalisasi untuk mendapatkan senyawa azo dyes yang
murni. Bila ion klorida tidak dieliminasi, maka akan memungkinkan terjadi
mekanisme reaksi SN1 yang mana ion klorida akan menyerang ion diazo yang
terikat langsung pada cincin benzen sehingga molekul air yang ada akan
menggantikan posisi diazo sehingga hasil yang terbentuk berupa senyawa fenol.
Selanjutnya menambahkan natrium asetat sehingga terbentuk endapan kuning
diazoaminobenzen. Pada tahap ini kation diazonium aromatik yang mengandung
gugus diazonio (-N2+) akan digantikan oleh nukleofilik ion asetat (CH3COO-),
sehingga menghasilkan arilasetat dan gas N2 namun karena reaksi dalam keadaan
suhu dingin maka gas N2 tidak sampai hilang sehingga menyebabkan ion asetat
(CH3COO-) dalam aromatik (arilasetat) akan terlepas kembali dan gas N2 yang
tidak menguap akan terikat kembali dalam cincin aromatik membentuk kation
diazonium aromatik. Ion diazonium aromatik ini kemudian bereaksi lebih lanjut
dengan anion anilin. Kemudian bereaksi dengan kation diazonium aromatik
membentuk diazoamino aromatik (diazoaminobenzena) dan asam klorida.
Selanjutnya, melakukan pengocokan hingga 45 menit dan menahan temperatur di
bawah 20°C yang berfungsi untuk menghentikan pelepasan nitrogen, menjaga
temperature 20oC juga untuk membantu proses pengendapan (pembentukan
endapan). Kemudian, endapan yang terbentuk disaring menggunakan corong kaca
sambil memberikan pencucian kristal menggunakan air dingin dan diperoleh berat
kristal sebelum rekristalisasi sebesar 11,218 gram dan rendemen yang dihasilkan
sebesar 35,07%. Fungsi pencucian dengan air dingin yakni untuk tetap menjaga
nitrogen tetap terikat dan pembentukan kristal dapat berlangsung sempurna juga
sebagai rekristalisasi awal untuk membersihkan pengotor-pengotornya. Titik leleh
diazoaminobenzen yang diperoleh adalah 90oC. Menurut Gnanou dan Fontanille
(2008), titik leleh dari garam diazoaminobenzen yang belum direkristalisasi
mencapai 92,5oC. Jika melihat hasil yang diperoleh, titik leleh yang dihasilkan
sesuai dengan literatur.
Selanjutnya, merekristalisasi kristal diazoaminobenzen menggunakan petroleum
benzene. Penggunaan petroleum benzene karena sifatnya yang sama-sama tidak
polar. Maka kristal diazoaminobenzen dapat sedikit larut. Hasil rekristalisasi
disaring pada penyaring buchner kemudian ditimbang dan diperoleh berat kristal
diazoaminobenzen murni adalah 4,336 gram dan titik leleh sebesar 97oC.
Rendemen kristal diazoaminobenzen setelah rekristalisasi yakni sebesar 13,55%.
Menurut Carey (2001), titik leleh kristal diazoaminbenzen murni adalah 98oC.
Jadi, hasil yang diperoleh telah sesuai dengan literatur.
V. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa :
1. Diazoaminobenzen merupakan senyawa turunan benzen yang memiliki
bentuk padatan kristal berwarna orange.
2. Diazoaminobenzen dapat disintesis dari dua ekivalen aniline dengan tiga
ekivalen asam klorida dan ditambahkan natrium nitrit yang diikuti dengan
ekivalen natrium nitrit.
3. Hasil yang diperoleh endapan diazoaminobenzen sebelum rekristralisasi
yakni berat endapan kristal sebesar 11,218 gram, titik leleh pada suhu 90oC
dan rendemen kristal sebesar 35,07 %.
4. Hasil yang diperoleh endapan diazoaminobenzen setelah rekristralisasi yakni
berat endapan kristal sebesar 4,336 gram, titik leleh pada suhu 97oC dan
rendemen kristal sebesar 13,55 %.
DAFTAR PUSTAKA
Fessenden, R.J., dan Fessenden, J.S., 1986. Kimia Organik Jilid 2. Erlangga. Jakarta
Stoker, SH dan Walker, EB . 1991. Fundamentals Of Chemistry General, Organic and Biological. Allyn and Bacon. USA
Akron. 2009. The Chemical Database. The Department of Chemistry at the University of Akron. http://ull. chemistry.uakron.edu/erd and search on CAS number. Diakses pada tanggal 04 maret 2016. Palu
FDA. 2010. Color Certification Reports. U.S. Food and Drug Administration. http://www.fda.gov/ForIndustry/ColorAdditives/ColorAdditiveInventories/ucm115641.htm. Diakses pada tanggal 04 maret 2016. Palu
Tim Dosen Kimia Organik Sintesis. 2016. Penuntun Kimia Organik Sintesis. Jurusan Kimia FMIPA UNTAD. Palu
McMurry. 2000. Organic Chemistry Fifth Edition. Brooks/Cole. Ohio
Carey, Francis A. 2001. Organic Chemistry Fourth Edition. McGraw Hill. New York
Gnanau, Y. dan Fontanille, M. (2008).Organic and Physical Chemistry of Polymer. John Willey & Sons, Inc.USA.
LEMBAR ASISTENSI
Nama : Novaldi
No. STB : G 301 13 010
Kelompok : III
Asisten : Pratiwi Dwiasmukti
No. Hari/ Tanggal Koreksi Paraf
LAPORAN LENGKAP
PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK SINTESIS
“SINTESIS DIAZOAMINOBENZEN”
Disusun Oleh:
Nama : Novaldi
No. STB : G 301 13 010
Kelompok : III
Asisten : Pratiwi Dwiasmukti
LABORATORIUM KIMIA ORGANIK DAN BIOKIMIA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS TADULAKO
PALU
2016
TUGAS PENDAHULUAN
PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK SINTESIS
“SINTESIS DIBENZALASETON”
Disusun Oleh:
Nama : Novaldi
No. STB : G 301 13 010
Kelompok : III
Asisten : Annisa Setyaningrum
LABORATORIUM KIMIA ORGANIK DAN BIOKIMIA
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS TADULAKO
PALU
2016