Laporan Kimia Organik Jadi [PDF]

Citation preview

LAPORAN HASIL PRAKTIKUM ORGANIK II SENYAWA HETEROSIKLIK : SINTESIS SENYAWA TURUNAN INDOL Disusun oleh: Syafira Nabilla (1147040076)



Jurusan Kimia Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sunan Gunung Djati 2017



Senyawa Heterosiklik : Sistesis Senyawa Turunan Indol



1. Tujuan 1. Mengetahui struktural dasar senyawa turunan indol. 2. Mengetahui reaksi heterosiklik. 3. Mengetahui teknik indentifikasi produk senyawa heterosiklik menggunakan data spektrum IR, UV-VIS, NMR, MS. 4. Menentukan titik leleh dan rendemen produk sintesis asetofenon fenilhidrazon 5. Menentukan titik leleh dan rendemen produkl sintesis 2-fenilindol melalui siklisasi dengan H2SO4 pekat 6. Menentukan Rf fenilhidrazin, asetofenon fenilhidrazon dan 2- fenilindol serta pembandingkan hasilnya. 7. Menentukan titik leleh dan rendemen produk sintesis sikloheksanoin fenilhidrazon. 8. Menentukan titik leleh dan rendemen produk sintesis 1,2,3,4 tetrahidrokarbon melalui siklisasi dengan H2SO4 pekat 9. Menentukan Rf fenilhidrazin, sikloheksanon fenilhidrazon dan 1,2,3,4 tetrahidrokarbon serta membandingkan hasilnya.



2. Dasar teori Senyawa heterosiklik atau heterolingkar adalah sejenis senyawa kimia yang mempunyai struktur cincin yang mengandung atom selain karbon, seperti belerang, oksigen, ataupun nitrogen yang merupakan bagian dari cincin tersebut. Senyawa-senyawa heterosiklik dapat berupa cincin aromatik sederhana ataupun cincin non-aromatik. (Fesenden, 2010) Alkaloid adalah Kelompok senyawa yang mengandung nitrogen dalam bentuk gugus fungsi amin. suatu alkaloid secara umum mengandung paling sedikit satu buah atom nitrogen yang bersifat basa dan merupakan bagian dari cincin heterosiklik. Kebanyakan alkaloid berbentuk padatan kristal dengan titik lebur tertentu atau mempunyai kisaran dekomposisi. Alkaloid dapat juga berbentuk amorf atau cairan. Dewasa ini telah ribuan senyawa alkaloid yang ditemukan dan dengan berbagai variasi struktur yang unik, mulai dari yang paling sederhana sampai yang paling sulit. (Firdaus, 2012)



Senyawa indol, disebut juga Benzopirol, merupakan senyawa organic heterosiklik yang banyak terdapat pada minyak bunga, seperti melati dan jeruk. Senyawa indol dapat dengan mudah disintesis dengan mereaksikan suatu karbonil dengan fenilhidrazin yang kemudian diikuti oleh



reaksi siklisasi dengan menggunakan asam yang kuat. Reaksi ini melibatkan reaksi sintesis indol Fischer yaitu Sintesis indol dari keton, sesuai nama penemunya. Sintesis indol dari keton ataupun aldehid ini melibatkan reaksi siklik pada akhirnya, dan ada tahapan dimana gugus karbonil mengalami adisi dari amina primer dan sekunder masing-masing membentuk imina dan enamina. Kemudian, penambahan asam berlebih menjadikannya aminoasetal yang lebih stabil ketika membentuk siklik indol. (Wahjudi, 2013)



Rekristalisasi adalah pemurnian suatu zat padat dari campuran atau pengotornya dengan cara mengkristalkan kembali zat tersebut setelah dilarutkan dalam pelarut yang cocok. Prinsip rekristalisasi adalah perbedaan kelarutan antara zat yang akan dimurnikan dengan kelarutan zat pencampur atau pencemarnya. Larutan yang terjadi dipisahkan satu sama lain, kemudian larutan zat yang diinginkan dikristalkan dengan cara menjenuhkannya. (Prabawa, 2012)



Untuk merekristalisasi suatu senyawa kita harus memilih pelarut yang cocok dengan senyawa tersebut. Setelah senyawa tersebut dilarutkan kedalam pelarut yang sesuai kemudian dipanaskan sampai semua senyawanya larut sempurna. Apabila pada temperatur kamar, senyawa tersebut telah larut sempurna di dalam pelarut, maka tidak perlu lagi dilakukan pemanasan. Pemanasan hanya dilakukan apabila senyawa tersebut belum atau tidak larut sempurna pada keadaan suhu kamar. Salah satu faktor penentu keberhasilan proses kristalisasi dan rekristalisasi adalah pemilihan zat pelarut. (Muhaidah, 2009)



3. Alat Dan Bahan



3.1.Alat No Nama Alat



Ukuran



Jumlah



1



Gelas kimia



50 mL



2 buah



2



Penangas air



1 buah



3



Batang pengaduk kaca



1 buah



4



Corong buchner



1 buah



5



Neraca analitik



1 buah



6



Erlenmeyer



50 mL



2 buah



7



Gelas kimia



150 mL



1 buah



8



Penangas es



1 buah



3.2. Bahan No Nama Bahan



Jumlah



1



Asetofenon



0,007 mol



2



2,4 dinitrofenilhidrazin



0,007 mol



3



Etanol 95%



5 Ml



4



Etanol dingin



10 Ml



5



Asam sulfat



5 mL



6



Asetofenolfenilhidrazon



0.007 mol



7



n-heksana : etil asetat



10 mL



8



Sikloheksanon



5 mL



10



Methanol



5 mL



4. Cara kerja Tahap 1. Sintesis Asetofenon Fenilhidrazon Langakah awal percobaan pada Sintesis Asetofenon Fenilhidrazon yaitu larutan 0,007 mol asetofenon dan 0.007 mol 2,4- dinitrofenilhidrazin dimasukkan ke dalam gelas kimia 50 ml kemudian ditambahkan 5 ml etanol 95% yang mengandung 2 atau 3 tetes asam asetat glasial selanjutnya larutan dihangatkan dalam penangas air selama 15 menit, kemudian larutan didinginkan sampai sampai suhu ruang, setelah itu didinginkan kembali sampai 0 0C dalam penangas es. Untuk mempermudah kristalisasi, digesekan dinding bagian dalam wadah dengan batang pengaduk kaca. Dihancurkan kumpulan Kristal yang terbentuk dengan batang pengaduk kaca kemudian ditambahkan 10 ml etanol dingin selanjutnya dilakukan penyaringan dengan menggunakan corong Buchner kemudian Kristal dicuci dengan 10 ml etanol dingin. Kristalisasi produk dengan etanol dan Kristal yang terbentuk disaring kembali dengan corong Buchner selanjutnya dikeringkan selama 15 menit kemudian ditimbang produk dan ditentukan titik leleh juga rendemennya. Produk yang terbentuk yaitu asetofenon 2,4-dinitrofenilhidrazon untuk membuktikannya dilakukan analisis KLT dan titil lelehnya.



Tahap II. Sintesis 2-fenilindol siklisasi dengan asam sulfat pekat Langkah awal percobaan 1 ml asam sulfat pekat dimasukkan ke dalam Erlenmeyer 50 ml kemudian dipanaskan dalam penangas air sampai suhu asam sulfat mencapai 600C setelah itu ditambahkan 1 g asetofenon fenilhidrazon sedikit5 demi sedikit sambil digoyangkan labu dalam penangas air. Selanjutnya ditambahkan semua asetofenon fenilhidrazon ke dalam asam sulfat kemudian dipanaskan selama 15 menit dalam penangas air pada suhu 600C selanjutnya



dituangkan campuran ke dalam gelas kimia berisi 30 g es selanjutnya saring Kristal dengan corong Buchner setelah itu Kristal kering ditimbang dan ditentukan rendemennya. Untuk membuktikan bahwa produk yang didapat benar senyawa turunan 2-fenilindol ditentukan titik leleh dan di uji kelarutannya dalam air, HCl encer dan asam sulfat pekat selanjutnya dilakukan uji KLT menggunakan eluen n-heksana : etil asetat = 1:1 ditentukan nilai Rf nya.



5. MSDS No



Nama Senyawa



Sifat Fisika



Sifat Kimia



Penanggulangan



1



Etil asetat



Mr : 88,11 g/mol



Berupa cairan,



Apabila terkena mata



Titik didih : 77 0C



berbau, berasa



basuh dengan air mengalir



Titik leleh : -83 0C



pahit, larut dalam



kurang lebih 15 menit, jika



Densitas : 0,902



air dingin, tidak



kontak dengan kulit dan



g/cm3



stabil dalam



terjadi iritasi segera



k.suhu : 250 0C



kondisi panas,



oleskan krim anti iritasi



Ta : 12,4 kpa



tidak berwarna.



minta bantuan asisten



Mr : 18,0153 g/mol



Berupa cairan,



Apabila terkena mata



Titik didih : 100 0C



tidak berbau,



basuh dengan air mengalir



Titik leleh : 0 0C



tidak berwarna.



kurang lebih 15 menit, jika



Air ( H2O)



Densitas : 0,92



kontak dengan kulit dan



g/cm3



terjadi iritasi segera oleskan krim anti iritasi minta bantuan asisten



Asam Sulfat (



Mr : 98,079 g/mol



Berupa cairan,



Apabila terkena mata



H2SO4)



Titik didih : 337 0C



berbau khas asam, basuh dengan air mengalir



Titik leleh : 10 0C



tidak berwarna,



kurang lebih 15 menit, jika



Densitas : 1,84



mudah terbakar



kontak dengan kulit dan



g/cm3



terjadi iritasi segera



Pka : -31,99



oleskan krim anti iritasi minta bantuan asisten



Etanol



Mr : 46,07 g/mol



Berupa cairan,



Apabila terkena mata



Titik didih : 78,24



berbau khas



basuh dengan air mengalir



0



alkohol, tidak



kurang lebih 15 menit, jika



Titik leleh : -114



berwarna, terasa



kontak dengan kulit dan



0



dingin



terjadi iritasi segera



C



C



Densitas : 0,7893



oleskan krim anti iritasi



g/cm3



minta bantuan asisten



Log P : -0,18 Pka : 15,9 Zn2Cl2



Mr : 136,315



Berupa padatan,



Apabila terkena mata



mg/mol



berwarna putih,



basuh dengan air mengalir



Titik didih : 732 0C



larut dalam air.



kurang lebih 15 menit, jika



Titik leleh : 290 C



kontak dengan kulit dan



Densitas : 2,907



terjadi iritasi segera



g/cm3



oleskan krim anti iritasi minta bantuan asisten



Metanol



Heksana



Mr : 32,04 g/mol



Berupa cairan,



Apabila terkena mata



Titik didih : 64,7



berbau khas



basuh dengan air mengalir



0



alkohol, tidak



kurang lebih 15 menit, jika



Titik leleh : -97,6



berwarna, terasa



kontak dengan kulit dan



0



dingin



terjadi iritasi segera



C



C



Densitas : 0,702



oleskan krim anti iritasi



g/cm3



minta bantuan asisten



Mr : 86,18 g/mol



Berupa cairan,



Apabila terkena mata



Viskositas : 0,294



berbau khas,



basuh dengan air mengalir



cp



tidak berwarna,



kurang lebih 15 menit, jika



Titik nyala : -23,3



mudah terbakar,



kontak dengan kulit dan



0 0C



beracun



terjadi iritasi segera



Densitas : 0,6548



berbahaya bagi



oleskan krim anti iritasi



g/cm3



lingkungan



minta bantuan asisten



6. Hasil pengamatan Perlakuan



Hasil



A sintesis senyawa turunan 2 fenilindol Tahap 1 : sintesis asetofenon fenilhidrazon 







Kristal tidak berwarna



sebanyak







Larutan berwarna jingga pekat



Dilarutkan dalam 5 ml etanol 95 % yang







Larutan menjadi berwarna jingga yang



0,84105 g asetofenon dimasukan ke dalam gelas kimia







Ditambahkan



fenilhidrazin



o,74298 g 



mengandung 3 tetes asam asetat 



Dipanaskan pada penangas air selama 15



memudar 



Larutan tetap berwarna jingga



menit pada suhu 600 C 



Larutan didiamkan disuhu ruang







Menghasilkan padatan kuning pekat







Larutan dimasukkan ke penangas es







padatan yang diperoleh sedikit meleleh (tidak padat) berwarna kuning dan terlihat adanya Kristal







Ditambahkan 10 ml etanol dingin







Larutan menjadi berwarna kuning keruh







Disaring dengan corong Buchner 



Filtrate : berwarna kuning cerah berupa cairan.



Residu



:



berupa



berwarna kuning 



Kristal dilarutkan kembali dalam 20 ml etanol panas







Disaring dengan corong bucner dan dibilas dengan etanol dingin







Larutan berwarna kuning keruh



Kristal







Dipeoleh Kristal yang lebih bersih (kuningnya







Kristal dikeringkan pada suhu ruang







Filtrasinya



berwarna kuning cerah 







memudar).



Kristal menjadi lebih kering dari



Kristal yang diperoleh ditimbang



sebelumnya dan berwarna kuning



menggunakan neraca analitik



pudar



Kristal dibagi







Berat Kristal = 0,4251 g







Kristal 1 : 0,21255 untuk sintesis pada tahpa selanjutnya. Kristal II : 0,21255 untuk penentuan titik leleh Kristal dan uji kelarutannya



Tahap II sintesis 2-fenilindol siklisasi dengan asam sulfat pekat 



1 ml asam sulfat pekat dimasukkan ke







dalam Erlenmeyer 50 ml



Asam sulfat berupa cairan tidak berwarna berbau pekat







Dipanaskan sampai suhu mencapai 60 0C







Larutan masih tidak berwarna







Dimasukkan asetofenon fenilhidrazon (







Larutan menjadi berwarna kuning







Kristal menjadi larut dan larutan



Kristal



yang



sudah



diperoleh



sebelumnya) sebanyak 0,21255 g ke dalam Erlenmeyer 



Digoyangkan



Erlenmeyer



di



dalam



menjadi



berwarna berwarna kuning



penangas air  



Dipanaskan tabungnya selama 15 menit



Larutan



menjadi



berwarna



merah



kecoklatan



dalam penangas air pada 60 0C 



Es menjadi mencair, dan terlihat adanya endapan putih







Setelah 15 menit dituangkan isi labu ke dalam wadah berisi es







Filtrat : berupa.larutan putih agak keruh







Residu



Disaring dengan corong bucnher



:



berupa



serbuk



kristal



berwarna gading  



Serbuk kristal menjadi lebih kering dari sebelumnya dan berwarna putih



Didinginkan disuhu ruang



keabuan 



Ditimbang residu kristalnya







Berat kristal = 0,7608 gram







Diuji titik lelehnya pada sintesis senyawa







Senyawa tahap 1 titik lelehnya 94-100 0C



tahap 1 dan sintesis senyawa tahap II 



Diuji kelarutannya terhadap aquades dan asam sulfat pada senyawa tahpa II



Uji titik leleh 



Asam sulfat dimasukka ke Erlenmeyer 50







ml



Asam sulfat : larutan tidak berwarna dan pekat







Dipanaskan pada suhu 60 0C







Larutan tetap tidak berwarna







Ditambahkan 1 gram asetofenilhidrazon







Larutan menjadi berwarna kuning







Dipanaskan pada suhu 60 0C







Kristal larut, larutan berwarna kuning







Dikocok







Larutan



menjadi



berwarna



merah



kecoklatan 



Disaring







Residu Kristal ditimbang beratnya







Es meleleh dan terlihat ada endapan putih







Filtrat : larutan keruh



Residu : kristal putih gading Kristal kering dan berwarna putih keabuan 



Ditimbang



Uji kelarutan 



Diuji kelarutan pada akuades dan asam







Berat kristal = 0, 5608







Titik lelehnya = 87-88



Senyawa pada tahap 1 



sulfat



Pada aquades : serbuk tidak larut sempurna







Pada asam sulfat : Serbuk larut sempurna berwarna hijau tua pekat



Senyawa tahap II 



Pada aquades : kristal sedikit larut







Pada asam sulfat : kristal larut sempurna, larutan hijau tua pekat



Uji KLT 







Ditotolkan noda Kristal 2 fenilindol



Dengan panjang plat KLT 5 cm jarak



asetofenon hudrazon dan fenilhidrazon



garis ujung satu ujung satu ke ujung



pada plat KLT



lainnya yaitu 4,5 cm



Dimasukkan ke dalam eluen n-heksana :



7. Perhitungan I.







Perhitungan 



Pembuatan larutan asetofenon 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑜𝑙 = mr gram 0.007 𝑚𝑙 = g = 0,84 𝑔𝑟𝑎𝑚 120,15 mol gram 𝑚𝑙 = ro 0,84 gram ml = = 0,82 𝑚𝑙 = 16 𝑡𝑒𝑡𝑒𝑠 1.025 g/cm3







Ketiga noda mulai bergerak ke atas







pembuatan larutan fenilhidrazin 𝑔𝑟𝑎𝑚 𝑚𝑜𝑙 = mr gram 0.007 𝑚𝑙 = g = 0,75 𝑔𝑟𝑎𝑚 108,14 mol gram 𝑚𝑙 = ro 0,75 gram ml = = 0,7 𝑚𝑙 = 14 𝑡𝑒𝑡𝑒𝑠 1.1 g/cm3



perhitungan Kristal tahap II 



Perhitungan Rf



𝑅𝑓 =



𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑛𝑜𝑑𝑎 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 jarak noda eluen



𝑅𝑓 =



4,2 = 0,933 4,5







Persen Rendemen



𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠 = 𝑚𝑜𝑙 𝑠𝑖𝑠𝑎 𝑥 𝑚𝑟 𝑎𝑠𝑒𝑡𝑜𝑓𝑒𝑛𝑜𝑛𝑓𝑒𝑛𝑖𝑙ℎ𝑖𝑑𝑟𝑎𝑧𝑜𝑛 𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠 = 0.007 𝑚𝑜𝑙 𝑥 210 𝑚𝑙 = 1,470 gram 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑥 100 massa teoritis 0,5608 𝑔𝑟𝑎𝑚 %𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛 = 𝑥 100 = 91,83 % 0,6107 gram %𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛 =



Perhitungan Kristal tahap I  𝑅𝑓 =



Perhitungan Rf 𝑗𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑛𝑜𝑑𝑎 𝑘𝑜𝑚𝑝𝑜𝑛𝑒𝑛 jarak noda eluen



3,3 = 0,733 4.5 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 %𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛 = 𝑥 100 massa teoritis 0,4251 𝑔𝑟𝑎𝑚 %𝑅𝑒𝑛𝑑𝑒𝑚𝑒𝑛 = 𝑥 100 = 28,92 % 1,470 gram 𝑅𝑓 =



8. Pembahasan Pada percobaan kali ini yaitu senyawa heterosiklik: sintesis senyawa turunan indol atau sintesis asetofenon fenilhidrazin melibatkan reaksi siklik dimana gugus karbonil mengalami adisi yang akan membentuk senyawa turunan indol. Menggunakan asetofenon dan nitrofenilhidrazin, ketika asetofenon ditambahkan dengan nitrofenilhidrazin dalam pelarut etanol yang mengandung asam asetat glasial akan menyebabkan protonasi pada oksigen karbonil dan lepas sebagai gugu H2O . Etanol diperlukan sebagai pelarut untuk memudahkan gugus H2O lepas, karena sifatnya yang polar kemudian larutan dihangatkan untuk memberikan energi pada pembentukan rangkap



C-N menggantikan gugus karbonil yang sebelumnya. Kemudian



dilakukan pendinginan dalam penangas es berguna untuk memperkecil kelarutannya dalam etanol dan untuk membuat kristal produk asetofenon fenilhidrazon terbentuk. Bila belum terbentuk juga kristal maka bagian dalam (dinding) gelas kimia dapat digesek perlahan dengan batang pengaduk untuk mempercepat terbentuknya inti kristal di dalam gelas kimia tersebut. Produk kemudian dikristalisasi dengan menggunakan



etanol hal ini bertujuan untuk



menghilangkan pengotor-pengotor yang mungkin masih terdapat dalam kristal. Rekristalisasi juga bertujuan untuk membuat kristal semakin murni. kristal yang terbentuk disaring kembali dengan corong buchner. Reaksinya



Kristal 2,4 dinitrofenilhidrazon yang terbentuk direaksikan dengan asam sulfat yang lebih pekat. Ketika suatu senyawa fenilhidrazon direaksikan dengan suatu asam, nitrogen yang berikatan rangkap dengan karbon bertindak sebagai nukleofil menyerang proton pada karbon beta, dan terjadi penataan ulang pada ikatan rangkap. Mulanya pada nitrogen dan karbon kini menjadi ikatan rangkap C-C . Ketika karbon rangkap menjadi nukleofil menyerang benzene. Terjadi penataan ulang kembali menjadikan nitrogen yang satunya lagi menjadi rangkap dengan benzena menyerang kembali karbon yang sebelumnya rangkap sehingga terbentuk aminoasetal.



Amino asetat dalam kondisi dipanaskan akan lebih stabil melepaskan NH3 sehingga terbentuklah senyawa turunan indol yang diinginkan. Selanjutnya untuk membuktikan bahwa kristal yang di dapat murni kristal indo dilakukan perhitungan rendemen dan didapatkan hasilnya untuk sintesis tahap 1 yaitu 28,92% sedangkan untuk sintesis pada tahap II didapat hasilnya 91,83% kemudian dilakukan uji titik leleh pada kedua Kristal tersebut dan didapat hasilnya untuk kristal yang pertama didapt hasilnya 94-100 0C sedangkan untuk titik leleh kristal kedua didapat hasilnya 87-88 0C Setelah itu dilakukan dengan uji kelarutannya dalam air, asam klorida dan asam sulfat. Kedua indol melarut baik di dalam asam sulfat, kurang baik di asam klorida, dan tidak larut di dalam air. Seperti yang telah dibahas bahwa indol merupakan senyawa basa lemah yang hanya dapat bereaksi membentuk garam ketika direaksikan dengan asam kuat saja, yaitu asam sulfat. Ketika garam terbentuk, senyawanya akan larut baik di dalam larutan.



Mekanisme sintesis senyawa turunan fenil indol (kristal 2,4 dinitrofenilhidrazon)



Kristal indol



Kristal sikloheksanon 2,4 dinitrofenilhidrazon



9. Kesimpulan 1. Rendemen indol dari turunan 2-fenilindol yaitu 28.92% 2. Rendemen indol dari 1,2,3,4 tetrahidrokarbazol yaitu 91,83% 3. Kedua hasil tidak merespresentasikan kristal indol murni, karena masih mengandung zat pengotor lain ataupun pelarut. Dari uji kelarutan, indol dapat larut baik dalam asam sulfat pekat kurang larut dalam asam klorida dan tidak larut dalam air 4. Pada uji KLT nilai Rf untuk noda 1 = 0,733 5. Pada uji KLT nilai Rf untuk noda 3 = 0,933 6. Berdasarkan hasil percobaan sintesis 2 fenilindol berat kristal awal 0, 5608 gram dengan titik lelehnya 87-88 7. Sintesis senyawa turunan 2-fenilindol untuk memprotonasikan oksigen karbonil saat asetofenon ditambahkan nitrofenilhidrazin diperlukan asam asetat glasial dalam pelarut etanol



10. Daftar Pustaka Fesenden, F. R. (2010). Dasar-Dasar kimia Organik. Tangerang: Binarupa Aksara. Firdaus. (2012). Kimia Organik Sintesis. Makassar: LKPP UNHAS. Muhaidah, R. (2009). Kimia Organik 1. Makassar: Badan Penerbit UNM. Prabawa, F. d. (2012). Sintesis Senyawa. Jakarta: Diknas, Dikti. Wahjudi, P. d. (2013). Kimia Organik. Jakarta: Diknas, Dikt.