PERCOBAAN VSINTESIS IMINA

I. TUJUAN1. Mempelajari reaksi adisi nukleofilik pada senyawa karbonil dengan amina primer2. Mempelajari pemurnian hasil reaksi dengan teknik rekristalisai

II. TEORIAmina 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 alcohol amina bisa diklasifikasikan sebagai primer, sekunder, dan tersier. Meski demikian dasar dari pengkatagoriannya berbeda dari alkohol. Alkohol diklasifikasikan dengan jumlah gugus non hidrogen yang terikat pada karbon yang mengandung hidroksil. Namun, amina diklasifikasikan dengan jumlah gugus nonhidrogen yang terikat langsung pada atom nitrogen.(Stoker. 1991)Amina sebagai basa akan bereaksi dengan asam membentuk suatu garam kuarterner. Amina dapat membentuk ikatan hydrogen antar amina dan amina dengan air sehingga amina dengan R yang pendek akan larut dalam air. Bila rantai R makain panjang maka sifat basa akan menurun, sedangkan BM sebanding dengan kenaikan titik didih. Imina merupakan produk dari reaksi kendensasi aldehida atau keton dengan ammonia atau amina, mereka memiliki radikal NH terikat pada atom karbon dengan ikatan ganda. Pembuatan AminaAmina alam yang paling umum adalah dalam bentuk asam amino (protein) dan alkaloid. Beberapa contoh alkaloid yang penting adalah kafein (kopi dan teh), nikotin (tembakau) serta morpin, heroin dan kodein dari sejenis tumbuhan opium yang digunakan sebagai obat bius (penenang). Beberapa sintesa amina di laboratorium adalah sebagai berikut :1. Alkilasi AmoniakAlkilasi akan menghasilkan senyawa amina primer sampai tersier melalui tiga tahapanNH3 + R X R NH2 + R X R2NH + R X R3NPengaturan reaksinya adalah berdasarkan stoikiometri dengan amoniak atau amina sebagai reaksi pembatas. Contoh :NH3 + Ph Cl Ph NH2 +HCl 2. Reduksi senyawa aromatik, amida, dan nitrila. Reduksi aromatikContoh : Ph NO2 + LiAlH4 Ph NH2b. Reduksi amidaContoh : CH3 C O + LiAlH4 CH3 CH2 NH2 c. Reduksi nitrilContoh : CH3 CH2 C N + LiAlH4 CH3 CH2 CH2 NH2(Marham Sitorus. 2010)Amonia adalah suatu nukleofil yang dapat menyerang gugus karbonil dari suatu aldehid atau keton dalam suatu reaksi adisi-eliminasi. Reaksi itu dikatalis oleh runutan asam. Produknya adalah suatu imina, suatu senyawa yang mengandung gugus C=N. Aldehida yang direaksikan dengan amina primer juga akan menghasilkan imina. Gambar 1. Reaksi aldehid dengan amina primer Gambar 2. Reaksi aldehid dengan arilamina(Fessenden, 1986)Suatu zat yang tampil sebagai zat padat, tetapi tidak mempunyai struktur Kristal yang berkembang biak disebut amorf (tanpa bentuk). Ter dan kaca merupakan zat padat semacam itu. Tak seperti zat pada Kristal, zat amorf melunak secara bertahap bila di panasi dan meleleh dalam suatu jangka temperatur. Kristal adalah benda padat yang mempunyai permukaan permukaan datar.

(Keenan. 1991)

Rekristalisasi adalah pemurnian suatu zat padat dari campuran atau pengotornya dengan caramengkristalkan 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.

Proses kristalisasi adalah kebalikan dari proses pelarutan. Mula-mula molekul zat terlarut membentuk agrerat dengan molekul pelarut, lalu terjadi kisi-kisi diantara molekul zat terlarut yang terus tumbuh membentuk Kristal yang lebih besar diantara molekul pelarutnya, sambil melepaskan sejumlah energy. Kristalisasi dari zat akan menghasilkan Kristal yang identik dan teratur bentuknya sesuai dengan sifat Kristal senyawanya. Dan pembentukan Kristal ini akan mencapai optimum bila berada dalam kesetimbangan. (Vogel. 1979)III. PROSEDUR PERCOBAAN3.1 Alat dan Bahana. Alat Labu alas bulat pengaduk magnet pendingin bola corong pisah gelas ukur evaporator Bucniib. Bahan Anilin Benzaldehida Toluene Aquades Etanol

3.2 Skema Kerja

10 g (0,1 mol) anilinA,20 mL toluena,dan 10 g (0,1 mol) benzaldehida

Dimasukan ke dalam labu alas bulat yang dilengkapi pendingin bolaDirefluks larutan selama 1,5-2 jam sambil diaduk dengan pengaduk magnetDidinginkan, lalu ditambahkan

20mL aquades

Dipisahkan lapisan organikDisaring dan dilakukan evaporasiDirekristilasi terhadap residu menggunakan etanol setelah Dikeringkan kristalDitentukan titik lebur

HASIL

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN4.1 HasilPERLAKUANHASIL PENGAMATAN

30 mL aniline + 60 mL toluene + 30 mL benzaldehid kedalam labu alas datarLarutan menjadi cokelat susu

Di refluks selama 2 jamTerjadi perubahan warna larutan dari cokelat susu menjadi cokelat dan terakhir menjadi berwarna merah

Setelah campuran dingin ditambahkan 60 mL aquades, kemudian digojlok dengan corong pisahTerbentuk 2 lapisan (lapisan atas berwarna cokelat muda, lapisan bawah berwarna cokelat pekat)

Dipisahkan kedua lapisan , disaring dan dievaporasi lapisan organik, rekristalisasi residuTidak ada uap yang keluarSaat kristalisasi tidak terdapat Kristal

4.2 Pembahasan

Pada percobaan ini dilakukan sintesa imina. Untuk membuat imina perlu direaksikan aniline dengan benzaldehid dengan bantuan katalis. Dalam proses pembentukan imina terjadi reaksi adisi nukleofilik pada senyawa karbonil dengan amina primer. Pembentukan senyawa imina dilakukan dengan cara refluks. Campuran yang di refluks yaitu benzaldehida, aniline, dan toluene. Refluks merupakan gabungan amtara pemanasan cairan dan pendinginan uap, tetapi kondensat yang terbentuk dikembalikan ke dalam labu didih. Prinsip dari metode refluks adalah pelarut volatil (mudah menguap) yang digunakan akan menguap pada suhu tinggi, namun akan didinginkan dengan kondensor dan turun lagi kedalam wadah reaksi sehingga pelarut akan tetap ada selama reaksi berlangsung. Pada rangkaian refluks ini terjadi empat proses, yaitu :1. Heating terjadi pada saat pemasan berlangsung, 2. Evaporating (penguapan) terjadi ketika campuran mencapai titik didih dan berubah fase menjadi uap yang kemudian uap masuk kekondensor dalam. 3. Cooling terjadi saat uap masuk kondensor4. Kondensasi (pengembunan) terjadi dikondensor, jadi terjadi perbedaan suhu antara kondensor dalam dan luar, hal ini menyebabkan penuranan suhu dan perubahan fase dari steam tersebut untuk menjadi liquid kembali.

Setelah di refluks, terjadi perubahan warna larutan dari cokelat susu menjadi cokelat dan terakhir menjadi berwarna merah. Kemudian larutan didinginkan dan ditambahkan 60 mL aquades, tujuan penambahan aquades ini adalah untuk memisahkan larutan menjadi dua lapisan, yaitu lapisan bawah berupa air dan lapisan bagian atas berupa senyawa organik berwarna kuning kecoklatan, larutan didiamkan selama 2 hari agar larutan benar-benar berpisah. Saat percobaan larutan digojlok dengan corong pisah terbentuk 2 lapisan (lapisan atas berwarna cokelat muda, lapisan bawah berwarna cokelat pekat). Hasil percobaan ini tidak sesuai dengan literature dikarenakan larutan tidak didiamkan selama 2 hari setelah digojlok.Lapisan atas yang berupa senyawa organic diambil, untuk dilakukan evaporasi. Proses evaporasi dilakukan dengan menggunakan alat evaporator. Rotary evaporator vakum merupakan suatau instrumen yang menggunakan prinsip destilasi (pemisahan). Prinsip utama dalam instrumen ini terletak pada penurunan tekanan pada labu alas bulat dan pemutaran labu alas bulat hingga berguna agar pelarut dapat menguap lebih cepat dibawah titik didihnya. Tujuan dari evaporasi adalah memekatkan konsentrasi larutan sehingga didapatkan larutan dengan konsentrasi yang lebih tinggi.

Setelah evaporasi, larutan dipanaskan dan ditambahkan 50 ml etanol. Tujuan dilakukan pemanasan ini adalah untuk memudahkan larutan membentuk kristal dan juga menguapakan air yang masih ada didalam larutan, dan penambahan etanol bertujuan untuk mengikat senyawa polar agar terbentuk kristal imina yang murni tanpa pengotornya. Imina dapat dibentuk dengan mereaksikan aldehid dengan amina primer. Aldehid yang digunakan dalam percobaan ini yaitu benzaldehid, sedangkan amina primer yang digunakan yaitu aniline. Mekanisme reaksi pembentukan imina adalah :

Katalis yang digunakan pada percobaan ini yaitu toluene. Toluene merupakan benzene dengan gugus fungsi CH3. Toluene merupakan senyawa yang bersifag asam lemah. Menurut literatur seharusnya katalis yang digunakan untuk pembuatan imina yaitu senyawa yang bersifat asam kuat, dengan pH optimum 3 4. Asam inilah yang akan dibutuhkan pada tahap kedua untuk membentuk imina.

Pada tahap kedua ada penambahan air, reaksi yang terjadi yaitu eliminasi gugus OH yan diprotonasi. Seharusnya pada tahap ini reaksi berlangsung cepat, tetapi pada percobaan reaksi berlangsung lambat. Hal ini dikarenakan toluene merupakan asam lemahdan saat penambahan air konsentrasi asam berkurang. Laju tahap kedua meningkat dengan bertambahnya konsentrasi asam. Akibatnya bertambahnya tingkat keasaman akan menyebabkan tahap kedua berjalan lebih cepat. Asam kuat yang biasa digunakan dalam sintesa imina adalah HCl, H2SO4, dan HNO3.

Proses rekristalisasi bertujuan untuk menentukan titik lebur Kristal murni imina. Menurut literature yang didapatkan, titik lebur Kristal imina yaitu 88-135. Titik lebur tersebut didapatkan berdasarkan percobaan orang lain. Jadi kesalan pada percobaan iniyaitu pemilihan katalis yang kurang tepat, sehingga imina tidak terbentuk.

V. PENUTUP5.1 KESIMPULAN1. Reaksi adisi nukleofilik pada senyawa karbonil dengan amina primer tahap pertama yang diikuti dengan lepasnya proton dari nitrogen dan diperolehnya proton oleh oksigen.2. Pemurnian hasil reaksi dengan teknik rekristalisasi adalah tahap pemisahan hasil reaksi dengan pengotornya. Pada percobaan ini tidak bisa dilakukan rekristalisasi dikarenakan tidak ada kristal yang terbentuk

5.2 SARANAda baiknya katalis asam yang digunakan adalah HCl bukan toluena agar kristal imina dapat terbentuk.

DAFTAR PUSTAKA

Fessenden.1986.kimia organik edisi ketiga. Jakarta : Erlangga

Keenan, C.W. 1991. Kimia untuk universitas. Jakarta : Erlangga

Sitorus, Marham. 2010. Kimia organik. Yogyakarta : Graha ilmu

Stoker.1991. Kimia. Bandung : PT. Kalman Cipta

Vogel. 1979. Analisis anorganik kualitatif makro dan semimikro. Jakarta : PT. kalman media pustaka

Lampiran

1. Tuliskan mekanisme reaksi sintesis imina dalam percobaan ini !Jawab :

2. Dalam sintesis imina, kemungkinan terbentuk lebih dari satu produk isomer geometri. Gambarkanlah struktur produk reaksi dan tentukan produk mana yang lebih stabil!Jawab : Yang lebih stabil adalah R-NH23. Tentukan kestabilan imina diperoleh didasarkan atas imina asal, apakah Ar-NH2, R-NH2, atau NH3Jawab : yang lebih stabil adalah R-NH2, karena hanya R-NH2 lah yang menghasilkan imina jika bereaksi dengan aldehida atau keton. Jika amina sekunder R2NH akan menghasilkan ion iminium. NH3 akan menghasilkan imina tidak stabil.4. Apakah syarat agar aldehida atau keton dapat bereaski dengan suatu amina menghasilkan imina atau enaminaJawab : syarat agar aldehida atau keton dapat bereaksi dengan suatu amina menghasilkan imina atau enamina adalah dapat membentuk imina yang stabil.5. Jelaskan mengapa penambahan asam yang berlebih dapat menggangggu reaksi sintesis iminaJawab : penambahan asam berlebih dapat mengganggu sintesis imina karena pembentukan imina sangat tergantung pada pH. Tahap pertama pada dintesis imina adalah adisi amina tak terprotonasi yang bebas, pada gugus karbonil. Bila larutan asam, konsentrasi amina bebas ini menjadi kecil sekali. Jika hal ini terjadi, tahap adisi yang biasanya tahap penentu laju dalam rentetan itu. Tidak seperti tahap pertama, laju tahap kedua meningkat dengan bertamabahnya konsentrasi asam.