LAPORANPRAKTIKUM KIMIA IV
JUDULPERCOBAAN VIREAKSI SENYAWA KARBONIL DENGAN KARBANION
Disusun oleh :Indah Ilmiyatul Mufida 24030110120012Afrianti Reza
Kusuma 24030110120018Intan Kurnia Putri 24030110120015Reza
Raudiyatul Jannah 24030110130058Yulia Milarsih 24030110130059Dwi
Hariyono 24030110120040Mufid
Ainun24030110120004Muslimin24030111150002Diky
Yopianto24030111150003JURUSAN KIMIAFAKULTAS SAINS DAN
MATEMATIKAUNIVERSITAS DIPONEGOROSEMARANG2012ABSTRAK
Percobaan reaksi senyawa karbonil dengan karbanion bertujuan
memahami salah satu aspek penting dalam sintesis organik. Prinsip
percobaan ini adalah reaksi senyawa karbonil dengan karbanion
dengan memanfaatkan sifat keasaman hydrogen alfa. Percobaan ini
menggunakan metode refluks dan kristalisasi, refluk adalah
mempertahankan reaksi dengan pemanasan dan pengembunan uanya
kembali kelabu reaksi, kristalisasi adalah pemurnian dengan
pembentukan Kristal yang didasarkan pada perbedaan kelarutan antara
zat yang dimurnikan dengan pelarutnya. Reagen-reagen yang digunakan
pada percobaan ini adalah benzaldehid, asam malonat, piridin dan
piperidin. Dalam percobaan melibatkan beperapa reaksi, antara lain
: reaksi kondensasi, dehidrasi, dan dekarboksilasi. Asam sinamat
yang dihasilkan pada percobaan A sebesar 3.50 gram dengan rendemen
118,24 % dan memiliki titik leleh sebesar 130C. Asam sinamat pada
percobaan B didapatkan 2,02 gram rendemen prosentasenya 68,24 % dan
titik lelehnya 1260C.
Kata Kunci : Refluk, Pemurnian, Kristalisasi, Kondensasi,
Kelarutan
PERCOBAAN VIREAKSI SENYAWA KARBONIL DENGAN KARBANION
I. TUJUAN PERCOBAANMemahami salah satu aspek penting dalam
sintesis organik.II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Pengertian
KarbanionKarbanion adalah sejenis anion dari karbon yang memiliki
satu pasang elektron menyendiri. Karbanion memiliki geometri
trigonal piramida dan secara formal merupakan konjugat basa dari
asam karbon.Karbanion merupakan sejenis nukleofil. Stabilitas dan
reaktifitas karbanion ditentukan oleh beberapa faktor, yaitu :1.
Efek induktif. Atom-atom elektron negatif yang berada disekitar
muatan akan menstabilkan muatan tersebut.2. Hibridisasi dari atom
yang bermuatan. Semakin banyak karakter s dari atom bermuatan
tersebut, semakin stabil anion tersebut.3. Konjugasi dari anion.
Efek resonansi dapat menstabilisasi anion. Hal ini terutama terjadi
pada anion yang terstabilisasi oleh karena aromatisitas
asamKarbanion merupakan zat reaktif dan sering ditemukan pada
reaksi kimia organik. Walaupun merupakan zat antara, terdapat pula
karbanion yang stabil.(Wikipedia,2008)
2.2 Pembentukan KarbanionDalam setiap senyawa organik seperti
(1) yang memiliki ikatan C-H dapat berperan sebagai asam dalam
pengertian klasik, yakni memberikan proton pada basa, sehingga asam
konjugat (2) yang terjadi merupakan suatu karbanion.
(1) (2)Cara yang lazim untuk pembentukan karbanion adalah dengan
penyingkiran suatu atom atau gugus X dari karbon, sehingga
meninggalkan pasangan elektron ikatannya.
Sampai saat ini gugus pergi adalah atom H, gugus yang lain CO
(dekarboksilasi)
Suatu alkana mempunyai kecenderungan yang kecil untuk melepaskan
proton dan membentuk karbanion karena alkana tidak memiliki
struktur yang dapat meningkatkan keasaman atom H atau memantapkan
karbanion yang terjadi. (Hendayana,2002)
Contoh Reaksi karbonil(Wikipedia,2008)2.3Pemantapan
karbanionStruktur R-H dipengaruhi oleh beberapa hal yang dapat
meningkatkan penghilangan atom H oleh basa yaitu dengan membuatnya
lebih asam atau dengan pemantapan karbanion yang terjadi ,
kemantapan karbanion disebabkan antara lain :1. Peningkatan sifat S
karbon karbanionOrbital s lebih dekat ke inti daripada orbital P
dan energinya lebih rendah, pasangan elektron dalam orbital sp1
lebih dekat dan lebih erat ke atom karbon daripada pasangan
elektron dalam orbital sp2 dan sp3, akibatnya elektronegativitas
meningkat, hal ini membuat lepasnya atom tetapi juga memantapkan
karbanion yang terbentuk.2. Pengaruh imbasan tarikan elektron3.
Konjugasi pasangan bebas karbanion dengan suatu ikatan rangkap 4.
Aromatisitas (Hamada,2004)
2.4Senyawa Karbonil
Gugus karbonil terdiri atas sebuah atom karbon sp2 yang
dihubungkan ke sebuah atom oksigen oleh sebuah ikatan sigma dan
sebuah ikatan phi. Ikatan- ikatan sigma gugus karbonil terletak
dengan sudut ikatan sekitar 1200 karbon sp2. Ikatan phi yang
menghubungkan C dan O terletak diatas dan dibawah ikatan
sigma.Gugus ini bersifat polar dengan elektronegatif. Oksigen atau
gugus karbonil mempunyai dua gugus pasang elektron, menyendiri,
semua sifat- sifat struktur ini, ke dalam ikatan phi, polaritasnya
dan adanya elektron menyendiri, menyebabkan kereaktifan gugus
karbonil suatu senyawa karbonil dapat diserang baik oleh suatu
nukleofil maupun elektrofil. Senyawa karbonil antara
lain:SenyawaStrukturFormula Umum
Aldehid
RCHO
Keton
RCOR'
Asam karboksilat
RCOOH
Ester RCOOR'
Amida
RCONR'R''RC(O)N(R') R''
Enone
RC(O)C(R)CR''R'''
Alkil klorida
RCOCl
Asam anhidrid
(RCO)2O
(Wikipedia,2008)2.5Reaktivitas Hidrogen AlfaSebuah hidrogen alfa
terhadap suatu gugus karbonil adalah bersifat asam dan dapat
disingkirkan oleh suatu basa kuat. Hidrogen alfa bersifat asam
karena resonansi ion enolatnya:
Hidrogen alfa suatu ester lebih sukar disingkirkan daripada
hidrogen alfa suatu aldehid atau keton karena oksigen karbonil
berperan serta dalam delokalisasi suatu ester, oksigen karbonil
telah mengemban muatan - dari delokalisasi elektron-elektron pada
oksigen alkoksil. Oleh karena itu, gugus karbonil kurang mampu
mendekolalisasi muatan negatif anionik dari enolat. Struktur
resonansi dari suatu ester yang khas etil asetat adalah sebagai
berikut:
Jika suatu hidrogen adalah alfa terhadap dua gugus karbonil
muatan negatif pada anionnya dapat dilokalisasi oleh kedua gugus
C=O. Hidrogen semacam itu lebih asam dari pada hidrogen alkohol.
Dapat diperoleh enolat dengan konsentrasi tinggi bila suatu senyawa
dikarbonil diolah dengan suatu alkoksida.
Struktur resonansi dari enolat:
(Fessenden,1999)Ikatan-ikatan karbon biasanya stabil, non polar
dan tidak bersifat asam. Dengan adanya gugus karbonil terjadilah
hidrogen alfa yang bersifat asam. Jika suatu hidrogen berposisi
alfa terhadap dua gugus karbonil, maka hidrogen ini cukup asam
sehingga dapat dibentuk garam dengan mengolah senyawa itu dengan
alkoksida. pKa etil asetat adalah 11, ester ini lebih asam daripada
etanol (pKa=16) atau air (pKa=15,7). Pengolahan senyawa -
dikarbonil ini dengan natrium etoksida (basa kuat lain seperti NaOH
atau NaNH2) akan menghasilkan garam natrium. Biasanya natrium
hidroksida tidak digunakan untuk keto ester karena gugus ester akan
mengalami hidrolisis NaOH dan air.
(Fessenden,1999)Hidrogen yang posisinya alfa terhadap gugus
karbonil bersifat asam karena:1. Karbon alfa berdekatan dengan satu
atau lebih atom karbon yang positif sebagian. Karbon alfa ikut juga
mengambil sebagian muatan positif ini (efek induktif), sehingga
ikatan C-H menjadi dilemahkan.
2. Hal yang lebih penting adalah stabilitas dari ion enolat
yaitu anion yang terbentuk jika proton lepas. Dari struktur
resonansi nampak bahwa muatan negatif diemban oleh oksigen-oksigen
karbonil maupun oleh karbon alfa. Delokalisasi muatan ini
menstabilkan ion enolat dan mendorong pembentukannya.Berdekatan
dengan satu gugus karbonil :
Berdekatan dengan dua gugus karbonil :
(Fessenden,1999)
2.6Keasaman Hidrogen AlfaHidrogen yang berposisi bersifat asam
karena stabilitas resonansi dari ion enolat produknya. Hidrogen
suatu ester lebih sukar disingkirkan daripada hidrogen aldehid atau
keton, karena oksigen karbonil telah berperan serta dalam
delokalisasi.Karena hidrogen dari suatu ester sulit disingkirkan,
maka sifat keasaman suatu ester sederhana tidak seasam
keton.Hidrogen posisi terhadap gugus karbonil bersifat asam karena
:1. Karbon berdekatan dengan satu atau lebih atom karbon yang
positif sebagian, karbon ini juga ikut mengambil sebagian muatan
positif ini (efek induktif) sehingga ikatan C-H menjadi lemah.
2. Hal yang lebih penting adalah stabilisasi resonansi ion
enolat, yakni anion terbentuk bila proton lepas dari struktur
tampak bahwa muatan negatif diemban oleh oksigen-oksigen karbonil
maupun karbon . Delokalisasi muatan ini menstabilkan ion enolat dan
mendorong pembentukannya.Berdekatan dengan satu gugus karbonil
:
Berdekatan dengan dua gugus karbonil :
(Fessenden, 1999)2.7 KondensasiAdalah 2.7.1Kondensasi
KnoevenagelKondensasi Knoevenagel adalah reaksi antara sebuah
aldehid dan suatu senyawa yang mempunyai hidrogen alfa terhadap dua
gugus pengganti (seperti CO atau CN) dengan menggunakan ammonia
atau suatu amina sebagai katalis.Contoh reaksi:
(Hart,1990)2.7.2Kondensasi AldolPada gugus karbonil aldehid
reaksi ini membentuk dasar bagi kondensasi aldol yaitu reaksi
pembentukan ikatan kation yang sangat bermanfaat. Kondensasi aldol
merupakan suatu reaksi adisi dimana tak dilepaskan suatu molekul
kecil. Kondensasi aldol paling sederhana adalah gabungan molekul
sederhana yaitu dua molekul asetaldehid yang terjadi jika larutan
aldehid diberi larutan basa.
Reaksi menghasilkan aldol (dari kata aldehid dan alkohol).
Kondensasi aldol dapat berlangsung jika asetaldehid diolah dengan
natrium hidroksida (larutan) membentuk ion enolat dalam konsentrasi
rendah. Reaksi itu reversibel karena ion enolat ini bereaksi akan
terbentuk lagi yang baru.
Ion enolat bereaksi dengan suatu molekul aldehida yang lain
dengan cara mengadisi kepada karbon karbonil untuk membentuk suatu
ion alkoksida, yang kemudian merebut sebuah proton dari dalam air
untuk menghasilkan aldol produk itu.
(Fessenden, 1999)2.8DehidrasiSuatu senyawa karbonil hidroksi,
seperti suatu aldol mudah mengalami dehidrasi karena ikatan rangkap
dalam produk berkonjugasi dengan gugus karbonilnya. Oleh karena
itu, suatu aldehida tak jenuh , dapat dengan mudah diperoleh
sebagai produk suatu kondensasi aldol.
(Fessenden,1999)Bila dehidrasi menghasilkan suatu ikatan rangkap
yang berkonjugasi dengan suatu cincin aromatik, seringkali
dehidrasi itu spontan, bahkan juga dalam larutan basa.
(Fessenden,1999)2.9 Dekarboksilasi
Suatu senyawa dengan suatu gugus karboksil beta terhadap suatu
gugus karbonil akan mengalami dekarboksilasi (kehilangan CO2) bila
dipanaskan temperatur yang dibutuhkan beranekaragam menurut
macamnya senyawaan. Dekarboksilasi berlangsung lewat suatu keadaan
transisi siklik. (Fessenden,1999)Keadaan transisi mengharuskan
hanya suatu gugus karboksil terhadap gugus karboksil. Gugusgugus
karbonil ini tidak pada suatu gugus keton. Jika ester malonat
(tersubstitusi maupun tidak) dihidroisis dalam larutan asam yang
panas terbentuklah suatu dua asam dan dapat mengalami
dekarboksilasi.(Fessenden,1999)2.10 RefluksRefluks adalah
mendidihkan larutan dalam wadah yang disambung kondensor sehingga
cairan terus menerus kembali kedalam wadah. Waktu yang diperlukan
dalam proses ini relatif singkat dan tidak memerlukan sedikit
perhatian. Suhu pada tabung reaksi tetap saat mendekati titik didih
larutan (suhu sebenarnya), dinaikkan diatas titik didih larutan
pada tingkat yang ditentukan dengan konsentrasi larutan
non-volatif.(Wilcox, 1995)
2.11 Kristalisasi Dalam proses kristalisasi ada beberapa cara
yang dilakukan yaitu :a. Pendinginan Larutan yang dikristalkan
didinginkan perlahan-lahan sehingga mengkristal. Metode ini
digunakan untuk zat yang kelarutannya kecil bila suhu diturunkan.b.
Penguapan solvenLarutan yang dikristalisasi merupakan campuran
antara solven dengan rista, setelah dipanaskan maka solven akan
menguap yang tinggal adalah kristalnya. Metode ini dipakai bila
penurunan suhu tidak begitu mempengaruhi kelarutan zat dalam
pelarutnya. Pelarut yang digunakan mempunyai titik didih rendah. c.
Evaporasi AdiabatisDilakukan dalam ruang vakum. Larutan panas
dimasukkan ruang vakum dimana tekanan totalnya lebih rendah dari
tekanan solvennya. Pada suhu saat larutan dimasukkan ke dalam ruang
vakum solven akan menguap cepat dan penguapan akan menyebabkan
pendinginan secara kristal. d. Salting OutPrinsipnya adalah
menambah suatu zat untuk mengurangi daya larut zat yang akan
dikristalkan. Zat ketiga harus mempunyai sifat menurunkan daya
larut solven terhadap kristal bila diaduk rata. Kristal akan
tebentuk bila daya larut solven pada suhu tersebut turun.(Gibson,
1958)Langkah-langkah kristalisasi : Campuran senyawa yang akan
dimurnikan dilarutkan dalam pelarut yang cocok pada kristal dekat
titik didihnya. Menyaring larutan panas untuk memisahkan zat
pengotor yng tak terlarutkan. Mendinginkan kristal sehingga senyawa
mengkristal. Memisahkan kristal Kristal dari larutan. Mencuci
kristal lalu mengeingkannya. (Cahyono, 1991)2.12
RekristalisasiRekristalisasi adalah melakukan tahapan kristalisasi
sekali lagi pada Kristal yang telah dihasilkan. Hal ini dilakukan
untuk menghilangkan kotoran yang sukar larut dalam pelarut dan
terdapat dalam jumlah banyak. Penambahan pelarut panas pada
kristalisasi pertama hanya melarutkan sedikit kotoran tersebut dan
setelah dingin kotoran akan mengkristal dan mengkontaminasi produk.
Oleh karena itu, perlu dilakukan rekristalisasi.(Cahyono,
1991)Seringkali senyawa padat yang kita inginkan masih tercampur
dengan zat padat lain. Oleh karena itu, untuk mendapatkan zat padat
tersebut perlu dimurnikan dulu caranya dengan
rekristalisasi.Prinsip dasar rekristalisasi adalah perbedaan
kelarutan antara zat yang akan dimurnikan dengan kelarutan zat yang
tidak diinginkan. Campuran senyawa yang akan dimurnikan dilarutkan
dalam pelarut yang cocok (untuk senyawa yang diinginkan), untuk
memisahkan pengotor dilakukan pengeringan . Senyawa cair hasil
saringan diuapkan hingga jenuh diamkan hingga mengkristal.Adapun
cara memilih pelarut yang cocok adalah :a. Pelarut yang dipilih
sebaiknya hanya melarutkan zat yang kita inginkan, pengotor tidak
larut.b. Pelarut yang digunakan memiliki titik didih rendah, agar
mempermudah proses pengeringan. Titik didih pelarut hendaknya lebih
rendah dari pada titik didih zat padat yang dilarutkan, agar zat
tersebut tidak terurai saat penguapan.c. Pelarut harus inert,
artinya tidak bereaksi dengan zat yang akan dimurnikan.(Cahyono,
1991)2.13 Penentuan Titik LelehTitik leleh suatu kristal zat padat
adalah suhu dimana padatan itu mulai berubah menjadi cair di bawah
tekanan 1 atm ( keadaan seimbang antara zat padat dan cair ). Untuk
senyawa murni perubahan dari keadaan padat menjadi cair sangat
tajam ( dalam 0,5 C ). Oleh karena itu suhu ini baik untuk
identifikasi. Titik leleh dipengaruhi dengan adanya senyawa lain
dan karena itu titik leleh sangat penting untuk mempengaruhi
kemurnian senyawa. Jika suatu cairan didinginkan akan terjadi
padatan pada suatu suhu dan untuk senyawa murni titik leleh sama
dengan titik beku.(Soebadi,1978)
2.14 Analisa Bahan2.14.1 Asam klorida (HCl)BM= 36,47, kandungan
Cl= 97,27 %, H= 2,76 %, titik didih= 85,05C, titik leleh= 144,22 C,
densitas 1,268, tidak berwarna, korosif, gas yang tidak berwarna
larut dalam metanol, air, dan eter. (Budaveri,1989)2.14.2 Etanol
(C2H5OH)Berbentuk zat cair, tidak berwarna, rasa dan baunya khas,
titik didih = 70,5 C, sebagai pelarut, bahan bakar dan minuman,
bila terbakar di udara berwarna biru.(Daintith,1994)2.14.3
Benzaldehida (C6H5CHO)Berbentuk zat cair, tidak berwarna, larut
dalam campuran alkohol dan eter dan sedikit larut dalam air.
Benzaldehida terdapat dalam buah badam dan ceri, digunkan sebagai
pelarut, perasa makanan dan pewangi.Struktur benzaldehida :
(Basri,1996) 2.14.4 Piridin (N(CH)4CH)Berbentuk cair, berwarna
kuning pucat, berasa pedas, beracun, mudah terbakar, mudah meledak,
dan larut dalam eter, alkohol, benzena, dan air, digunakan dalam
pembuatan vitamin, obat-obatan, fungisida. Struktur piridin :
(Basri,1996)2.14.5 Asam Malonat Asam dwikarboksilat berwujud
kristal putih, mempunyai titik leleh 132 C, Senyawa ini mengurai
diatas titik lelehnya menjadi asam etanoat dapat digunakan untuk
mensitesis asam dwikarboksilat lainnya Struktur asam malonat :
(Daintith, 1994)2.14.6 Piperidin Mempunyai titik didih : 106 C,
mempunyai titik beku -9 C mempunyai pKa = 2.88, mempunyai Ka = 1,6
.10 -3Struktur piperidina :
(Daintith,1994)2.14.7 Aquades BM= 18,016 g/mol, massa jenis=
1,32 g/cm3, titik didih 100C, titik beku 0C, larut dalam dietil
alkohol, sebagai pelarut, bersifat polar dengan momen dipol 1,84
D.(Basri,1996)III.METODE PERCOBAAN3.1 Alat dan Bahan3.1.1 Alat
Erlenmeyer 150 mL Pengaduk Penyaring Corong gelas Penangas air
Kompor listrik Gelas beker Gelas ukur Neraca Gelas arloji3.1.2
Bahan Benzaldehida Piridin Asam Malonat Piperidin Asam Klorida
(HCl) 5M Etanol Aquades Es
3.2 Skema AlatRangkaian Refluks
3.3 Skema kerja 3 gram benzaldehid + 3 gram asam malonat + 6 mL
piridin + 4 tetes piperidin
Labu bulat
Perefluksan dengan penangas air 50 menitCampuran
Pendidihan selama 7 menit Pendinginan Penambahan beberapa butir
es Penambahan 40 mL HCl 5 M PenyaringanResidu
Filtrat
Pencucian dengan air es Pengkristalisasian menggunakan air
etanol Pengeringan Kristal Penimbangan Penghitungan randemen
Penentuan titik lelehHasil
IV. DATA PENGAMATAN
NOPERLAKUANHASIL
1. 3 gram benzaldehid + 3 g asam malonat + 6 mL piridin + 4
tetes piperidin. Perefluksan selama 50 menit.
Pendidihan selama 7 menit
Pendinginan Penambahan HCl 5M 40 mL sambil diaduk terus
menerus
Penyaringan
Pencucian residu dengan air es Pencucian dengan air-etanol
sebanyak 2x Penyaringan A dan B, Warna awal campuran kuning bening
dan berbau menyengat serta menyengat hidung. Cairan campuran
berwarna kuning muda berbau menyengat. Tercium bau yang sangat
menyengat, cairan campuran berwarna kuning tua, terdapat embun yang
menetes pada bagian dalam gelas beker, campuran berubah warna
menjadi coklat muda. Cairan campuran tetap berwarna coklat. Cairan
campuran menjadi putih keruh dan warna coklat dari cairan perlahan
menghilang. Didapatkan filtrat= bening, residu= endapan putih agak
kekuningan. Endapan tetap putih agak kekuningan. Larutan putih,
endapan putih kekuningan. Didapatkan Kristal asam Sinamat berwarna
putih yang berukuran kecil-kecil dan berbau menyengat. A. waktu 50
menit : Berat asam Sinamat 3,05 gram. Titik Leleh 1300C. B. waktu
60 menit : Berat asam sinamat 2.02 gram. Titik leleh 130 0C.
V. Perhitungan A
Diketahui :m asam malonat = 3 gramBM asam malonat = 104 g/molV
benzaldehida = 3 ml BM benzaldehida = 106 g/molm asam sinamat =
3,50 gramBM asam sinamat = 148 g/mol
Ditanya :% rendemen asam sinamat ?
Dijawab :
Benzaldehida = 1,04 g/ml
Benzaldehida = m v1.04 g/ml = m 3 ml1.04 g/ml . 3ml = m m = 3.12
gram
3,12 gMol benzaldehida = ---------------- = 0,03 mol 106
g/mol
3 gMol asam malonat = ---------------- = 0,03 mol 104 g/mol
Reaksinya
Benzaldehida asam sinamat asam malonat
M =0,03 mol : 0,03 mol R =0,03 mol : 0,03 mol : 0,02 mol :0,02
mol :0,02 mol S = - mol - mol :0,02 mol :0,02 mol :0,02 mol
m asam sinamat = mol x BM = 0,03 mol x 148 g/mol = 4,44 g
Rendemen nyata% rendemen asam sinamat = ------------------------
x 100 %Rendemen teoritis3,50 g = ------------------------- x 100 %
= 78,82%4,44 g
Perhitungan B
Diketahui :m asam malonat = 3 gramBM asam malonat = 104 g/molv
Benzaldehid = 3 ml BM benzaldehida = 106 g/molm asam sinamat = 2,02
gramBM asam sinamat = 148 g/mol
Ditanya :% rendemen asam sinamat ?
Dijawab :
Benzaldehida = 1,04 g/ml Benzaldehida = m v1.04 g/ml = m 3
ml1.04 g/ml . 3ml = m m = 3.12 gram 3,12 gMol benzaldehida =
---------------- = 0,03 mol 106 g/mol
3 gMol asam malonat = ---------------- = 0,03 mol 104
g/molReaksinya
Benzaldehidaasam malonatas.sinamat
M =0,03 mol:0,03 mol: R =0,03 mol:0,03 mol:0,03 mol : 0,03 mol :
0,03 mol S = - mol: - mol: 0,03 mol : 0,03 mol : 0,03 mol
m asam sinamat = mol x BM = 0,03 mol x 148 g/mol = 4,44
gRendemen nyata% rendemen asam sinamat = ------------------------ x
100 %Rendemen teoritis2,02 g = ------------------------- x 100 % =
45,49 %4,44 g
VI. HipotesisPercobaan ini bertujuan untuk dapat memahami salah
satu aspek penting dalam sintesis organic. Prinsip dari percobaan
ini adalah reaksi senyawa karbonil dengan karbanion dengan
memanfaatkan sifat keasaman hydrogen alfa. Metode yang digunakan
adalah refluk, kristalisasi dan rekristalisasi, prinsip metode
refluk adalah mempertahankan reaksi dengan pemanasan dan
pengembunan uapnya kembali ke labu reaksi. Metode kristalisasi
memiliki prinsip pemurnian dengan pembentukan Kristal yang
didasarkan pada perbedaan kelarutan antara zat yang dimurnikan
dengan pelarutnya. Metode rekristalisasi memiliki prinsip
pembentukan Kristal kembali untuk memperoleh Kristal murni. Hasil
yang diperoleh berupa Kristal putih asam sinamat.
VII. PEMBAHASANPercobaan Reaksi Senyawa Karbonil dengan
Karbanion bertujuan untuk memahami salah satu aspek penting dalam
sintesis organik. Prinsip dari percobaan ini adalah reaksi senyawa
karbonil dengan karbanion dengan memanfaatkan sifat keasaman
hidrogen alfa .Metode yang digunakan adalah metode refluks dan
metode kristalisasi dan rekristalisasi. Percobaan ini menggunakan
benzaldehida, asam malonat, piridin, dan piperidin sebagai reagen.
Dengan melibatkan reaksi kondensasi, reaksi dehidrasi, dan reaksi
dekarbolsilasi.Percobaan ini dilakukan dengan merefluks campuran
dari benzaldehida, asam malonat, piridin dan piperidin selama 50
menit(A) dan 60 menit(B). Sebelum proses refluks berlangsung,
campuran reagen ini berwarna bening kuning dan berbau sangat
menyengat. Benzaldehida berfungsi sebagai penyedia karbonil, asam
malonat berfungsi sebagai sumber karbanion, piridin sebagai
pelarut, dan piperidin berfungsi sebagai katalis basa. Prinsip dari
metode refluks adalah pemanasan dan pengembunan uap campuran suatu
bahan di dalam labu reaksi yang disambung dengan kondensor sehingga
hasil pengembunan uapnya kembali ke labu reaksi secara
terus-menerus.(Wilcox,1995)
Reaksi yang terjadi secara keseluruhan:
Benzaldehidaasam malonatasam sinamat (Fessenden, 1999)Untuk
menghasilkan asam sinamat, benzaldehida dan asam malonat mengalami
beberapa tahapan tahapan reaksi meliputi reaksi kondensasi, reaksi
dehidrasi, dan reaksi dekarboksilasi. Mekanisme reaksinya adalah :
Arah penyerangan elektron nya cek lagi,,?
1. Reaksi pembentukan karbanion
Asam malonat Piperidin enolat (Fessenden, 1999)Asam malonat akan
berperan sebagai sumber karbanion, yakni atom C yang bermuatan
negatif. Enolat merupakan garam senyawa karbonil yang mengandung
atom karbon nukleofilik. (Fessenden,1999)Kenapa H alfa bersifat
asam?
Pada reaksi ini, H yang lepas merupakan hidrogen alfa yang
bersifat asam karena pada keadaan asam, hidrogen kekurangan
elektron dan lebih elektropositif sehingga lebih cepat diserang.
Sehingga untuk memutuskan ikatannya dibutuhkan basa. H alfa akan
mudah lepas oleh basa kuat. Piridin dan piperidin sama-sama
bersifat basa. Harga Pkb piridin 8,75 yang merupakan basa organik
dengan hibridisasi sp2. Pasangan elektron bebas nitrogen lebih
tertarik ke arah cincin aromatis sehingga sifatnya basa dan
kenukleofilannya agak rendah. Sedangkan piperidin memiliki harga
Pkb 2,88 yang merupakan basa organik dengan hibridisasi
sp3.Pasangan elektron bebas mendapat induksi gugus alkil sehingga
meningkatkan kebasaan dan kenukleofilannya. ( Fessenden,1999).
Namun, dalam reaksi yang menyerang C alfa pada struktur asam
malonat adalah piperidin. Sedangkan piridin hanya berperan sebagai
pelarut yang bersifat basa. Karena piperidin hanya bersifat sebagai
katalis, maka pada hasil reaksi akan terbentuk kembali. Piperidin
mampu menyerang C karbanion karena piperidin memiliki karakter s
yang lebih kecil (pada karakter orbital sp2) dimana elektron
bebasnya tidak mudah tertarik ke inti sehingga berdasarkan teori
basa Lewis maka elektron bebas yang berada diluar mudah melepaskan
pasangan elektron. Sedangkan piridin memiliki karakter s yang besar
sehingga elektronnya lebih tertarik ke inti sehingga elektron
bebasnya tidak mudah lepas (Fessenden,1999). Oleh karena itu,
piperidin lebih basa dari pada piridin. Karena piperidin lebih
mudah menyumbangkan elektron. Gugus amina dari piperidin akan
menyerang C alfa dari asam malonat sehingga asam malonat menjadi
suatu karbanion.Berapa nilai Pkb piridin dan piperidinnya, terus
dari nilai trsbt jlskn knapa piridin lbh bersifat asam dari pada
piperidin?
2. Reaksi KondensasiReaksi Kondensasi adalah penggabungan dua
molekul atau lebih tanpa hilangnya molekul-molekul lainnya.
(Fessenden,1999)
Sehingga atom C yang bermuatan negatif dari karbanion akan
menyerang atom C yang bermuatan positif dari benzaldehid (atom C
karbolil). Pada benzaldehida, atom O memiliki elektron bebas yang
menyebabkan atom O bermuatan lebih negatif dibandingkan atom C.
Akibatnya atom C yang diserang oleh karbanion.
Benzaldehidaenolat (Fessenden,1999)Sedangkan O yang masih
bermuatan parsial negatif akan menyerang H parsial positif yang
berasal dari pelepasan asam malonat.
(Fessenden,1999)Reaksi ini terjadi saat benzaldehid, asam
malonat, piridin, dan piperidin dicampurkan dan direfluks. Pada
saat refluks berlangsung pula proses dehidrasi.3.Reaksi
DehidrasiReaksi dehidrasi merupakan proses pelepasan molekul H2O
dan pembentukan ikatan rangkap. (Fessenden,1999)Fungsi dari proses
dehidrasi adalah melepaskan H2O, dimana didapatkan H+ dari bagian
enolat dan OH- dari bagian benzaldehida.Arah perpindahan elektron
nya cek lagi,,?
(Fessenden,1999)Setelah proses refluks berlangsung, pada refluks
yang 50 menit (A) di dapatkan campuran yang berwarna kuning muda
dan berbau menyengat sedangkan pada refluks yang 60 menit (B) di
dapatkan campuran yang berwarna kuning kecoklatan dan berbau
menyengat, maka campuran hasil refluks berwarna kuning kecoklatan
karena suhu yang terlalu panas. 4. Reaksi DekarboksilasiReaksi
dekarboksilasi adalah reaksi pelepasan CO2 yang berlangsung melalui
suatu keadaan transisi siklik (Fessenden,1999)Kemudian campuran ini
dididihkan selama 7 menit yang tujuannya agar reaksi dekarboksilasi
dapat berlangsung. Dimana CO2 akan terlepas dan H+ terikat pada C.
Sehingga di dapatkan asam sinamat dan campuran berwarna coklat
muda. Proses pendidihan ini akan membuat campuran menjadi
jenuh.
Asam sinamat(Fessenden,1999)Setelah itu, dilakukan proses
pendinginan yang merupakan proses kristalisasi. Fungsinya adalah
untuk mempermudah pembentukan kristal asam sinamat. Untuk
kebanyakan zat, apabila larutan jenuh panas didinginkan, kelebihan
zat padat akan mengkristal. (Keenan,1994)Pendinginan dilakukan
dengan menggunakan es batu yang tujuannya agar suhu menurun secara
drastis. Penurunan suhu yang berjalan cepat akan mempengaruhi
kecepatan pertumbuhan inti kristal dimana pertumbuhan inti kristal
akan berjalan lebih cepat dari pada kecepatan pertumbuhan kristal
sehingga di dapatkan kristal yang kecil, rapuh, dalam jumlah yang
banyak.Pengaruh penurunan suhu terhadap terjadinya kristal, apabila
penurunan suhu berjalan dengan cepat maka kecepatan tumbuhnya inti
kristal lebih cepat sehingga kristal yang diperoleh kecil, rapuh,
dan banyak.(Austin,1986)Selanjutnya ditambahkan beberapa mL HCl 5 M
(tetes demi tetes) ke dalam campuran sehingga membuat campuran
menjadi keruh dan warna coklat perlahan menghilang. Fungsi dari HCl
adalah untuk menetralkan katalis basa yang masih terdapat dalam
campuran. HCl akan mengikat piridin dan piperidin sehingga asam
sinamat terbebas dari katalis basa. Selain itu HCl berfungsi
sebagai protonasi. Protonasi dapat menambah muatan positif pada
karbon karbonil sehingga lebih mudah diserang oleh nukleofil lemah.
Seteleh itu, dilakukan penyaringan sehingga di dapatkan endapan
kristal putih agak kekuningan. Endapan yang didapat kemudian dicuci
dengan air es yang fungsinya untuk memperkuat bentuk kristal,
karena semakin dingin maka kristal akan semakin kuat dan tidak
mudah pecah. Setelah dicuci dengan air es, kristal dicuci dengan
campuran air-etanol 1: 1 sebanyak 2 kali yang fungsinya
menghilangkan pengotor yang bersifat polar dan nonpolar (fungsi
air-etanol apalagi?). Karena air bersifat polar, maka air akan
mengikat pengotor yang sifatnya juga polar, contohnya HCl, piridin,
dan piperidin. Sedangkan etanol yang sifatnya semipolar akan
mengikat pengotor yang bersifat nonpolar dan pengotor polar yang
tidak terikat oleh air,contohnya sisa sisa piridin dan piperidin.
Kemudian dilakukan penyaringan sehingga di dapatkan kristal asam
sinamat yang berwarna putih keruh, berukuran kecil-kecil, dan
berbau menyengat sebanyak 3.05 gram dan rendemen prosentasenya
sebesar 78,82 % dengan titik leleh 1300C. Sedangkan pada B kristal
asam sinamat yang didapat 2.02 gram, rendeman prosentasenya 45,49%
dan titik leleh 1260C. Titik leleh adalah suhu dimana suatu zat
berubah dari bentuk padat ke bentuk cair. Cara menentukan titik
leleh adalah dengan memanaskan dan mengamati suhu zat padat ketika
tepet berubah wujud menjadi cair. (Wilcox,1995)Dari percobaan ini
telah didapatkan titik leleh asam sinamat yang belum sesuai dengan
literature, karena suhu titik leleh yang didapat hanya 1300C
sedangkan pada literature 1330C.(Pudjaatmaka,2002)Hasil percobaan
ini mengalami perbedaan, baik itu ditinjau dari jumlah kristal yang
terbentuk maupun dari besarnya titik leleh yang terlihat. Pada asam
sinamat B jumlah kristal yang terbentuk lebih sedikit dari pada
asam sinamat A, hal ini di perkirakan terjadi akibat kurangnya
penambahan HCl pada saat proses protonasi. Ini terbukti ketika
dilakukan pemisahan kristal dengan larutan filtratnya, pada filtrat
masih terjadi pembentukan kristal pada saat dicelupkan pada air
dingin(maksudnya?). Sedangkan untuk perbedaan titik didih
diperkirakan akibat proses pengeringan yang belum sempurna,
sehingga kandungan pelarutnya masih ada(Cek lagi?).
+ cara penentuan rendemen prosentasenya gmana,,?
VIII. KESIMPULAN8.1 Salah satu aspek penting dalam sintesis
senyawa organik adalah reaksi senyawa karbonil dengan karbanion.8.2
Sintesis asam sinamat melalui beberapa tahapan, yaitu tahap
pembentukan enolat atau karbanion, tahap kondensasi, tahap
dehidrasi, dan tahap dekarboksilasi.8.3 Asam sinamat yang
dihasilkan pada percobaan I sebesar 30.5 gram dengan rendemen 78,82
% dan memiliki titik leleh sebesar 130C. Asam sinamat pada
percobaan II didapatkan 2,02 gram rendemen prosentasenya 49,45% dan
titik lelehnya 1260C.
DAFTAR PUSTAKA
Austin, 1999, Chemical Product Industry, Mc Graw Hill Co.Inc :
New YorkBasri, S, 1996, Kamus Kimia, Jakarta; Rineka
Cipta.Budaveri, S, 1959, The Merck Index, Second edition, The Merck
Index Co; USA. Cahyono, B, 1991, Segi Praktis dan Metode Pemisahan
Senyawa Organik,Semarang; Kimia MIPA Undip.Daintith, J, 1994, Kamus
Lengkap Kimia, Oxford, edisi baru, Jakarta; Erlangga.Fessenden, R,
1999, Organic Chemistry, Wiliard Grant Press Publisher; USA.Gibson,
C.S, 1958. Essensial Principles of Organic Chemistry. Chambridge of
the University Press; London.Hamada, H, 2004, Alkylated
Isocomumarins from Pituranthus Scoparious, natural Product
Research, 1-5. Hart, H, 1990, Kimia Organik Suatu Kuliah Singkat,
edisi keenam, Jakarta; Erlangga.Hendayana,S, dkk, 2002, Kimia
analitik Instrumen, edisi 1, Semarang; IKIP Semarang Press.
Pudjaatmaka, H, 1990, Kamus Kimia Organik, Jakarta;
Depdikbud.Soebadi, A, 1978, Penuntun Percobaan Pengantar Kimia
Organik, edisi 2, Bandung; PT. Karya Nusantara.Wilcox, 1995,
Experimental Organic Chemistry A Small Scale Approach, 2nd edition
, Prentice Hall; New Jersey.www.wikipedia.com, 2008
IX. LEMBAR PENGESAHAN
Semarang, 08 Juni 2012Praktikan,
Indah Ilmiyatul Mufida Afrianti Reza Kusuma Intan
K.Putri2403011012001224030110120018 24030110120015
Reza Radiatul Jannah Yulia Milarsih Dwi Haryono24030110130058
24030110130059 24030110120040
.
Mufid AinunMuslimin Diky
Yopianto240301101200042403011115000224030111150003
Mengetahui,
Asisten IAsisten II
RiswandiAgus Ria M.J2C 008 058 J2C 008 080
LAMPIRANReaksi keseluruhan pembentukan asam sinamat,
1. Reaksi pembentukan karbanion
Asam malonat Piperidin enolat (Fessenden, 1999)2. Reaksi
Kondensasi
Benzaldehid
Benzaldehidaenolat
(Fessenden,1999)3.Reaksi Dehidrasi
(Fessenden,1999)4. Reaksi Dekarboksilasi
Asam sinamat(Fessenden,1999)
