LAPORAN PRAKTIKUM STEREOKIMIA MODUL 1 (RUMUS STRUKTUR DAN ISOMER)

LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ORGANIK MODUL I NAMA : Agung Sucipto Kadir KELOMPOK : I JUDUL PERCOBAAN : Pembuatan Asetanilida JURUSAN : Kimia PRODI/KELAS : Kimia/A JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA UNIVERSITAS NEGERI GOROTALO 2018 Judul : Pembuatan Asetanilida Tujuan : Mahasiswa dapat melakukan sintesis senyawa organik dilaboratorium Dasar Teori : Amina Amina merupakan senyawa polar dan antar molekul amina primer atau amina sekunder terhadap  ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen antar molekul amina tidak sekuat ikatan hidrogen antar molekul alkohol/ air karena perbedaan keelekronegatifan antara nitrogen dan hidrogen (3,0 -2,1 = 0,9) tidak sebessar perbedaan keelektronegatifan – antara oksigen dan hidrogen (3,5 -2,1 = 1,4). Amina dengan berat molekul rendah  dapat larut denganbaik dalam air, sedangkan yang berat molekulnya tinggi kelarutannya lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada amina dengan berat molekul rendah lebih mudah membentuk ikatan hidrogen dengan air daripada amina dengan berat molekul tinggi, meskipun semua jenis amina dapat membentuk ikatan hidrogen dengan  air (Muhaidah Rasyid. 2006 : 190 -191). Amina adalah turunan dari amonia dengan rumus umum R3N, R dapat berupa gugus hidrokarbon atau hidrogen. Jika hanya  satu atom hidrogen dari amonia digantikan oleh satu gugus hidrokarbon, hasilnya ialah amina primer. Contohnya ialah etilamina dan anilin. Jika dua gugus hidrokarbon menggantikan atom-atom hidrogen dalam molekul amonia, senyawa ini ialah amina sekunder seperti dimetilamina dan tiga penggantian menghasilkan amina tersier (trimetilamina) amina bersifat basa sebab ada pasangan elektron menyendiri pada atom nitrogen yang dapat menerima satu ion hidrogen, sama seperti pasangan menyendiri pada nitrogen dalam amonia. Amina primer atau sekunder dapat bereaksi dengan asam karboksilat membentuk amida. Reaksi kondensasi yang lain dan analog dengan pembentukan ester dari reaksi alkohol dengan asam karboksilat. Contoh pembentukan asetamida ialah : (Oxtoby, Gillis, dan  Nachtrieb, 2003) Gambar 1.3 Pembentukan Asetanilida (Oxtoby, Gillis, dan  Nachtrieb, 2003) Semakin banyak amina yang tersubsitusi oleh gugus alkil pelepas elektron, makin basa amina tersebut. Gugus pelepas elektron dapat menstabilkan muatan positif ion amonium yang digantikan. Jadi trimetil amina merupakan basa yang lebih kuat daripada amonia. Trimetil amina yaitu terdapat tiga gugus amina dalam suatu senyawa. Secara umum amina aromatik merupakan basa ynag lebih lemah daripada amonia akibat stabilitas resonansi yang dimiliki senyawa aromatik (Bresnick, 2003). Amina mengandung nitrogen yang mempunyai sepasang elektron menyendiri dalam orbital terisi. Cukup masuk akal untuk mengharapkan amida bereaksi dengan asam, amina : namun amida tidak bereaksi dengan  asam. Amida merupakan basa sangat dengan pKb bernilai 15-16 (Harold.2003 : 347 -349). Amina yang digunakan dalam praktikum ini adalah aniline. Anilin merupakan senyawa turunan benzene yang dihasilkan dari reduksi nitrobenzen. Anilin memiliki rumus molekul C6H5NH2. Anilin merupakan cairan minyak tak berwarna yang mudah menjadi coklat karena oksidasi atau terkena cahaya, bau dan cita rasa khas, basa organik penting karena merupakan dasar bagi banyak zat warna dan obat toksik bila terkena, terhirup, atau terserap kulit. Senyawa ini merupakan dasar untuk pembuatan zat warna diazo. Anilin dapat diubah menjadi garam diazoinum dengan bantuan asam nitrit dan asam klorida (Groggins, 1958). Asam Asetat Glasial  Asam Asetat Glasial adalah senyawa kimia asam asetat yang murni, higroskopis, dan tidak berwarna. Asam asetat ini memiliki rumus empiris C2H4O2 atau biasanya ditulis dalam bentuk CH3-COOH, CH3COOH, atau CH3CO2H.      Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana. Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan CH3COO-. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan bakuindustri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksipolimer seperti poli etilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dankain. Dalam industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengaturkeasaman (Fachry, 2005) Reaksi Asilasi Sebuah asil merupakan alkil yang terikat pada ikatan rangkap oksigen dan karbon. Jika R mewakili alkil, maka asil mempunyai formula. (Pudjaatmaka, 1992) Gambar 1.2 Gugus asil (Pudjaatmaka, 1992) Asil yang umum dipakai adalah CH3CO-. Ini disebut sebagai etanoil. Dalam kimia, asilasi (secara formal, namun jarang digunakan alkanoilasi) adalah proses adisi gugus asil ke sebuah senyawa. Senyawa yang menyediakan gugus asil disebut sebagai agen pengasil. Asil halida sering digunakan sebagai agen pengasil karena dapat membentuk elektrofil yang kuat ketika di berikan beberapa logam katalis. Sebagai contoh pada asilasi Friedel Crafts menggunakan asetil klorida, CH3COCl, sebagai agen dan aluminium klorida (AlCl3) sebagai katalis untuk adisi gugus asetil ke benzena. (Pudjaatmaka, 1992) Gambar 1.3 Contoh reaksi asilasi (Pudjaatmaka, 1992) Asetanilida Asetanilida merupakan senyawa turunan asetil amina aromatis yang di golongkan sebagai amida primer, di mana satu atom hidrogen pada anilin di gantikan dengan satu gugus asetil. Asetinilida berbentuk butiran berwarna putih tidak larut dalam minyak parafin dan larut dalam air dengan bantuan kloral anhidrat. Asetanilida atau sering di sebut phenil asetamida mempunyai rumus molekul C6H5NHCOCH3 dan berat molekul 135,16. Asetanilida pertama kali ditemukan oleh Friedel Kraft pada tahun 1872 dengan cara mereaksikan asethopenon dengan NH2OH sehingga terbentuk asetophenon oxime yang kemudian dengan bantuan katalis dapat di ubah menjadi asetanilida. Pada tahun 1899 Beckmand menemukan asetanilida dari reaksi antara benzilsianida dan H2O dengan katalis HCl. Pada tahun 1905 Weaker menemukan asetanilida dari anilin dan asam asetat (Arsyad, 2001). Ada beberapa proses pembuatan asetanilida, yaitu (Arsyad, 2001) : Pembuatan asetanilida dari asam asetat anhidrid dan anilin Larutan benzene dalam satu bagian anilin dan 1,4 bagian asam asetat anhidrad di refluk dalam sebuah kolom yang di lengkapi dengan jaket sampai tidak ada anilin yang tersisa. 2 C6H5NH2 + ( CH2CO )2O → 2C6H5NHCOCH3 + H2O Acetic acid Acetic anhydride Aniline Acetalinide Gambar 2. Reaksi asetilasi amina aromatis dengan asetat anhidrida (Alfina, 2013). Mekanisme reaksi antara aniline dan asam asetat anhidrida adalah Tahap 1: Tahap 2: Tahap 3: Campuran reaksi di saring, kemudian kristal di pisahkan dari air panasnya dengan pendinginan dan filtratnya di recycle kembali. Pemakaian asam asetat anhidrad dapat di ganti dengan asetil klorida. Larutan anilin dan 1,4 bagian asam asetat anhidrid berlebih 150% dengan konversi 90% dan yield 65%, direfluks hingga tidak ada anilin yang tersisa pada temperatur 30˚C-110˚C. Campuran hasil reaksi disaring kemudian kristal dipisahkan dari air panasnya dengan proses pendinginan, sedangkan filtratnya digunakan kembali. Penggunaan asam asetat anhidrid dapat diganti dengan asetil klorida (Delvira, 2011). Pembuatan asetanilida dari asam asetat dan anilin Metode ini merupakan metode awal yang masih digunakan karena lebih ekonomis. Anilin dan asam asetat berlebih 100% di reaksikan dalam sebuah tangki yang di lengkapi dengan pengaduk. C6H5NH2 + CH3COOH → C6H5NHCOCH3 + H2O Reaksi berlangsung selama 6 jam pada suhu 150oC–160oC. Produk dalam keadaan panas di kristalisasi dengan menggunakan kristalizer. Pembuatan asetanilida dari ketene dan anilin Ketene ( gas ) dicampur kedalam anilin di bawah kondisi yang di perkenankan akan menghasilkan asetanilida. C6H5NH2 + H2C=C=O → C6H5NHCOCH3 Pembuatan asetanilida dari asam thioasetat dan anilin Asam thioasetat di reaksikan dengan anilin dalam keadaan dingin akan menghasilkan asetanilida dengan membebaskan H2S. C6H5NH2 + CH3COSH → C6H5NHCOCH3 + H2S   Asetanilida banyak digunakan dalam industri kimia, antara lain: Sebagai bahan baku pembuatan obat-obatan Sebagai zat awal pembuatan penicilium Bahan pembantu dalam industri cat dan karet  Bahan intermediet pada sulfan dan asetilklorida (Pramushinta, diah:2011: 1-2). Alat dan Bahan : Alat No Nama Alat Kategori Gambar Fungsi 1. Gelas ukur I Untuk mengukur Volume larutan 2. Gelas Kimia I Sebagai wadah aquadest 3. Labu Alas bulat I Sebagai wadah sampel saat didestilasi 4. Spatula I Untuk mengambil bahan padatan 5. Batang Pengaduk I Untuk mengaduk larutan 6. Erlenmeyer I Tempat untuk mendiamkan larutan 7. Pipet Tetes I Untuk mengambil larutan dalam dalam jumlah sedikit 8. Neraca Analitik II Untuk mengukur bahan (sampel), atau zat kimia 9. Penangas II Untuk memanaskan larutan yang berada dalam labu alas bulat. Bahan No. Nama Bahan Kategori Sifat Fisik Sifat Kimia 1. Anilina Khusus Berwujud cair Titik lebur : -6,2oC Titik nyala : 26oC Tidak berwarna Meruakan senyawa basa lemah Dapat mengalami reaksi halogenasi 2. Asam Asetat Anhidris Khusus Berwujud cair Tidak berwarna PH 2,5 Titik lebur : 17oC Titik Didih : 116-118 oC Dapat bereaksi dengan alkohol Cukup larut dalam air Pembentuk Ester 3. Aquadest Umum Berwujud cair Titik beku : 0oC Titik didih : 100oC Tidak berwarna dan berbau Pelarut universal Bersifat polar Elektrolit kuat Prosedur Kerja : Aniline Memasukan ke dalam labu alas bulat 100 ml Menambahkan 21,5 gr (20ml) asam cuka anihidrid Merefluks campuran selama 30 menit Menuangkan campuran yang masih panas kedalam 500 ml air dingin sambil mengaduk Meyaring hasil yang masih kasar dengan kertas saring Mengeringkan diatas kertas saring Asetanilida kasar Hasil Pengamatan : No Perlakuan Hasil Pengamatan 1. Mengukur aniline 20 mL dan 20 mL asam cuka anhidris 20 mL anilin dan 20 mL asam cuka anhidris 2. Mencampurkan anhidrin dan asam cuka anhidris kedalam labu alas bulat 500 mL Kedua larutan tidak bercampur 3. Melakukan refluks selama 30 menit Perlahan-lahan larutan mulai mendidih dan mulai bercampur 4. Menuangkan secara perlahan-lahan campuran yang masih panas kedalam 500 mL air dingin di atas penangas es sambil mengaduk terus menerus Campuran membentuk minyak berwarna kuning kecoklatan yang tidak bercampur dengan air 5. Menuangkan kedalam Erlenmeyer dan mendiamkan selama semalam Larutan berada didalam erlenmeyer dan berwarna kuning keemasan Pembahsan : Asetanilida adalah senyawa turunan asetil amina aromatis yang digolongkan sebagai amida primer dimana satu atom hidrogen pada anilin digantikan dengan satu gugus asetil. Proses pembuatan asetanilida pada intinya adalah mereaksikan anilin dengan asam asetat berlebih.pada pembuatan asetanilida, anilin (C6H5NH2) ditambahkan dengan asam asetat glasial (CH3CO)2O menghasilkan larutan berwarna coklat. Proses ini berlangsung melalui reaksi subsitusi asil nukleofil dan disebut dengan proses asetilasi. Pada percobaan ini anilin berfungsi sebagai penyedia gugus amina, sedangkan asam asetat glasial berfungsi sebagai penyedia gugus asetat yang bersifat asam (melepas ion H+  / H3O+ ) yang juga sangat mempengaruhi reaksi agar terbentuk suatu garam amina. Selain itu HCl berfungsi sebagai katalis yang mempercepat terjadinya reaksi serta untuk menetralkan muatan oksida sehingga asetanilida yang terbentuk tidak terhidrolisis kembali karena pengaruh air dan untuk mencegah terjadinya reaksi samping senyawa turunan asetil. Campuran anilin dan asam asetat ini kemudian didestilasi dengan menggunakan alat refluks seperti pada gambar 1. Proses refluks memiliki dua fungsi yaitu untuk mempercepat reaksi karena adanya proses pemanasan. Pemanasan akan meningkatkan suhu dalam sistem sehingga tumbukan antar molekul akan lebih banyak dan cepat sehingga akan mempercepat reaksi atau dengan kata lain pada proses ini kita mengontrol reaksi secara kinetik. Fungsi yang kedua adalah untuk menyempurnakan reaksi. Pemilihan metode refluks dalam percobaan ini karena apabila digunakan pemanasan biasa maka akan terbentuk uap yang akan mengurangi hasil kuantitatif dari suatu reaksi. Gambar 1. Proses Refluks Tabung refluks dilengkapi dengan pendingin. Pendinginan tersebut menyebabkan uap yang terbentuk akan mengembun kembali dan mengalir ke labu alas bulat tanpa mengurangi konsentrasi atau volume larutan yang menghilang akibat pemanasan. Proses refluks dilakukan selama 30 menit dan setelah refluks campuran tidak mengalami perubahan. Proses refluks terjadi reaksi sebagai berikut: Asetanilida Asam Asetat Anilin Asetat Anhidrida Sintesis asetanilida sebagai suatu amida adalah merupakan suatu reaksi substitusi nukleofilik (SN) asil (addition/elimination) diantara anilin. Amina bersifat sebagai nukleofil dan gugus asil dari asetat anhidrida bersifat sebagai elektofil. Asetat anhidrida mengalami delokalisasi/resonansi memutuskan ikatan rangkap, dengan atom O memiliki muatan negatif dan atom C memiliki muatan positif akibat dari ion H+ dari pelarutnya (asam asetat glasial). Karbokation sekunder ini lebih stabil dari pada karbokation primer karena lebih tersubtitusi, sehingga pada stuktur ini tidak mengalami penataan ulang (rearrangement). Pasangan elektron bebas dari atom nitrogen dari suatu amida tidak suka melakukan delokalisasi/resonansi disekitar cincin aromatis. Suatu amida distabilkan oleh resonansi yang menyertakan pasangan elektron non bonding dari atom nitrogen. Pasangan elektron bebas dari atom N sebagai nukleofil yang menyerang karbokation pada asam asetat anhidrida membentuk N-carboxyanilinium dan ion asetat, kemudian ion asetat ini menyerang atom hidrogen pada pada gugus amida N-carboxyanilinium sehingga terbentuk asetanilida dan asam asetat Proses pembuatan asetanilida berakhir pada prosses mendiamkan larutan hasil refluks yang telah di campurkan dengan aquadest sebanyak 500 mL air seperti gambar 2. Setelah itu diaduk terus menerus hingga harusnya terbentuk kristal, akan tetapi proses ini tidak berlanjut hingga didapatkan padatan asetanilida. Gambar 2. Sampel yang dicampurkan dengan aquadest Kesimpulan : Dari praktikum yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa asetanilida dapat disintesis dari anilin dan asam asetat anhidris, hal ini dapat diketahui dari jurnal-jurnal yang berkaitan. Daftar Pustaka Alfina, B.T., Lailatus S., Muthia N.R., Lalu H., dan Yoang E. 2013. Sintesis Asetanilida. Malang: Universitas Brawijaya. Arsyad. 2001. Kamus Kimia Arti dan Penjelasan Istilah. Jakarta: Gramedia. Bresnick, S. D. 2003. Intisari Kimia Organik. Jakarta: Hipokrates. Delvira. 2011. Pra-prancangan Pabrik Pembuatan asetanilida dari anilin dan Asam asetat dengan Kapasitas Produksi 2500 ton/tahun. Sumatra: USU Respirator Fachry. 2005. “Pembuatan Bahan Konduktor Melalui Proses Polimerisasi Anilin”. Jurnal Teknik Kimia UNSRI Groggins P.H. 1958. Unit Process in Organic Syntetic 5th edition. Tokyo: McGraw-Hill, Ltd. Harold, H. 2003. Kimia Organik Edisi ke II. Jakarta: Erlangga Muhaedah, Rasyid. 2010. Kimia Organik I. Makassar : Universitas Negeri Makassar Oxtoby, Gillis, dan  Nachtrieb. 2003. Prinsip-prinsip Kimia Modern. Jakarta: Erlangga. Pramushinta, Diah. 2011. Asetanilida. http:// inuyashaku.wordpress.com. Diakses    pada tanggal 21 November 2012 Pudjaatmaka, A.H.. 1992. Kimia Untuk Universitas Jilid 2. Jakarta: Erlangga.