14 0 596 KB
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.