LAPORAN PRAKTIKUM SINTESIS SENYAWA ORGANIK

Judul                          : Sintesis Paranitroasetanilida Tujuan Percobaan    : 1. Membuiat asetanilida dari reaksi antara anilin dengan asetat anhidrida 2. Mengenal dan mampu melakukan proses pemurnian dengan rekristalisasi 3. Mengenal reaksi nitrasi Latar Belakang Senyawa p-nitroasetanilida merupakan senyawa turunan asam karboksilat yang termasuk dalam golongan amida sekunder (RCONHR’). Beberapa nama lain dari p-nitroasetanilida antara lain N-(4-nitrofenil) asetamida, p-asetamidonitrobenzen, N-Acetyl-4-nitroaniline. Senyawa ini berbentuk kristal prisma yang berwarna kuning pucat. Dalam industri, p-nitroasetanilida, digunakan sebagai bahan baku untuk mensistesis p-nitroanilina, yang umum digunakan sebagai zat pewarna. Jika diamati struktur molekulnya, maka akan terlihat bahwa gugus yang terikat pada atom N (R’) mengandung inti benzena. Kedua substituen pada senyawa ini adalah gugus –NO2 (gugus nitro) dan gugus –NHCOCH3 (gugus asetilamina). Senyawa p-nitroasetanilida ini memiliki 2 buah isomer posisi, yaitu: o-nitroasetanilida dan m-nitroasetanilida. Dalam keadaan padat, suatu isomer para (p) lebih simetris dan dapat membentuk kisi kristal yang lebih teratur jika dibandingkan dengan kedua isomer lainnya. Secara umum, p-nitroasetanilida dibuat dengan jalan mereaksikan asetanilida bersama asam sulfat pekat, asam nitrat pekat, dan asam asetat glasial. Di sini, asam sulfat pekat berfungsi sebagai pembentuk ion nitronium (NO2+) yang dapat menyerang molekul asetanilida untuk menghasilkanmolekul p-nitroasetanilida. Mekanisme penyerangan oleh ion nitronium inilah yang dikenal dengan proses reaksi nitrasi. Senyawa p-nitroasetanilida berbentuk kristal (padat), sehingga proses pemurniannya dilakukan dengan cara kristalisasi dan rekristalisasi. Mekanisme Reaksi Alat Labu alas bulat, set alat refluks, batang pengaduk, beaker glass, erlenmeyer 250 ml dan 100 ml, gelas ukur 10 ml, corong buchner, kertas saring, vacuum pump, corong biasa, cawan petri. Bahan Minyak gondopuro, NaOH 5 N, asam sulfat 2 M, asam asetat anhidrida, asam sulfat pekat, aquades, alkohol 96 %,  besi (III) klorida. Cara Kerja -          Skema kerja 1.      Sisntesis Asetanilida ·      Dimasukkan kedalam labu alas bulat 500 mL yang dilengkapi dengan pendingin ·      Direfluks selama 30 menit ·      Dituangkan kedalam gelas piala yang berisi air es sambil diaduk ·      Disaring dengan penyaring Buchner dan dicuci dengan air dingin ·      Dikeringkan ·      Ditentukan titik leburnya   2.      Rekristalisasi Asetanilida ·         Dimasukkan kedalam Erlenmeyer 500 mL ·         Ditambahkan air ·         Dipanaskan hingga larut ·         Ditambahkan ± 20% air (kondisi berlebih) ·         Didinginkan ·         Ditambah karbon aktif (norit) 11 sendok spatula ·         Diaduk dan dipanaskan ± 2 menit ·         Disaring ·         Dicuci endapannya dengan dengan air panas 5 mL ·         Didinginkan filtratnya kedalam penangas air es selama 25 menit ·         Dilakukan filtrasi (penyaringan) dengan corong buchner ·         Dicuci dengan air dingin ·         Dikeringkan ·         Ditimbang ·         Ditentukan titik leburnya 3.      Sintesis para nitro asetanilida ·         Dimasukkan kedalam labu erlenmeyer 100 mL ·         Ditambahkan 1 mL asam asetat glacial dan 2 mL ·         Asam sulfat pekat ·         Didinginkan dalam air es ·         Dimasukkan 0.5 mL asam nitrat pekat dan asam sulfat pekat kedalam labu Erlenmeyer 100 mL yang lain ·         Didinginkan dalam air es ·         Diteteskan tetes demi tetes kedalam labu erlenmeyer yang berisi astanilid sambil diaduk dan temperature dijaga agar tidak lebih dari 100C ·         Dibiarkan selama 1 jam ·         Dituangkan kedalam beaker glass 250 mL yang berisi 25 mL air dan beberapa potong es ·         Diaduk perlahan-lahan dan dibiarkan selama 15 menit ·         Disaring dengan corong Buchner ·         Dicuci dengan air es ·         Dilakukan rekristalisasi dengan etanol ·         Dikeringkan dalam oven ·         Ditimbang dan ditentukan titik lelehnya -          Prosedur kerja dalam bentuk paragraf 1. Sintesis Asetanilida Masukkan 20.5 g anilin, 21.5 g asetat anhidrida, 0.1 g abu zink dan 21 g asam asetat glasial kedalam labu alas bulat 500 mL yang dilengkapi dengan pendingin. Campuran direfluks selama 30 menit, kemudian tuangkan sambil diaduk secara cepat kedalam gelas piala yang berisi air es. Kristal yang terbentuk disaring dengan penyaring Buchner penghisap dan dicuci dengan air dingin. Hasilnya dikeringkan. Tentukan titik leburnya. 2. Rekristalisasi Asetanilida Pelarutan sampel. Hitung jumlah volume minimum air panas untuk melarutkan 5,0 g crude asetanilida. Masukkan sample ke dalam erlenmeyer 500 ml, tambahkan sejumlah air (dari hasil perhitungan), panaskan hingga larut. Kemudian tambahkan kurang lebih 20 % air (kondisi berlebih). Larutan crude asetanilida dibiarkan dingin, kemudian tambahkan sejumlah karbon aktif (1 sendok spatula). Aduk campuran kemudian panaskan kurang lebih 2 menit. Siapkan erlenmeyer 500 ml dan corong yang sudah dihangatkan/dipanaskan. Atur kertas saring pada corong. Saring larutan asetanilida, kemudian cuci endapan karbon dengan air panas 5 ml. Dinginkan filtratnya dengan pelan-pelan memasukkan kedalam penangas air es. Bila setelah pendinginan selama 25 menit tidak muncul kristal, maka gores-goreskan dinding erlenmeyer untuk merangsang terbentuknya kristal. Siapkan corong Buchner (lengkap dengan kertas saring kering yang sudah ditimbang). Lakukan filtrasi/penyaringan. Cuci kristal pada corong Buchner dengan sedikit air dingin. Letakkan kristal pada gelas arloji. Keringkan pada suhu 100 0C sekitar 5-10 menit. Timbang bobot kristal asetanilida murni. Lakukan pengukuran titik lebur dan bandingkan dengan titik lebur crude asetanilida. 3. Sintesis para nitro asetanilida Masukkan 4 g asetanilid ke dalam labu erlenmeyer 100 ml. Tambahkan ke dalamnya 1 ml asam asetat glasial dan 2 ml asam sulfat pekat. Dinginkan labu dalam air es. Sementara itu dalam labu erlenmeyer 100 ml lain yang terpisah, campur hati-hati masing-masing 0.5 ml asam nitrat pekat dan asam sulfat pekat kemudian dinginkan labu dalam air es. Teteskan campuran nitrasi ini tetes demi tetes ke dalam labu erlenmeyer yang berisi asetanilid sambil diaduk dan temperatur dijaga agar tidak lebih dari 10˚C. Apabila penetesan telah selesai keluarkan labu dari air es dan biarkan selama 1 jam. Setelah itu tuangkan ke dalam gelas beker 250 ml yang berisi 25 ml air dan beberapa potong es. Aduk perlahan-lahan, kristal p-nitroasetanilid akan memisah dan biarkan selama 15 menit. Saring kristal dengan corong buchner, cuci beberapa kali dengan air es kemudian lakukan rekristalisasi dengan etanol. Keringkan di oven pada temperatur 100oC, timbang dan tentukan titik lelehnya. Waktu yang dibutuhkan Hari Kamis tanggal 17 November 2011: Sintesis Asetanilida  ± 3 jam Hari Jum’at tanggal 18 November 2011: Uji titik lebur ± 10 menit Hari Kamis tanggal 24 November 2011: Rekristalisasi Asetanilida ± 3 jam Hari Jum’at tanggal 25 November 2011 : Sintesis paranitro asetanilida ±  2,5 jam Hari Senin tanggal 28 November 2011 : Penimbangan dan uji titik lebur ± 10 menit Data dan Perhitungan m1 = 23,437 gr Tititk leleh 1 = 116 0C m2 = 1.774 gr Tititk leleh 2 = 110 0C m3 = 0,8847 gr 1. Perhitungan aetanilida anhidrida asetat: Mr=102.09 gr/mol dan massa jenisnya 1.08 anilin: Mr=93.3 gr/mol dan massa jenisnya 1.0216 asetanilida: Mr=135 gr/mol                      anilin + asetat anhidida                      asetanilida + asam asetat mula-mula     0.220         0.210 reaksi             0.210         0.210                                   0.210               0.210 sisa                0.010            -                                        0.210               0.210 massa asetanilida = n x Mr                              = 0.210 mol x 135 gr/mol                              = 28.35 gr Rendemen: 23.437/28.35 x 100%                    = 82.67% 2. Perhitungan p-nitroasetanilida Asetanilida: massa=1 gr, Mr=135 gr/mol Asam nitrat: Volume=0.5 ml, massa jenis=1.408, massa=0.704 gr, Mr=63 gr/mol Asam sulfat: volume=0.5 ml, massa jenis=1.84, massa=0.92 gr, Mr=98.08 gr/mol                      asetanilida + asam nitrat                      p-nito asetanilida mula-mula     0.007         0.0112 reaksi             0.007         0.007                                   0.007               sisa                     -            0.0042                                  0.007 massa asetanilida = n x Mr                              = 0.007 mol x 180 gr/mol                              = 1.26 gr Rendemen: 0.8847/1.26 x 100%                    = 70.214% Hasil Sintesis Asetanilida : Hari Kamis tanggal 17 November 2011 ·         Waktu untuk variasi lama refluks ± 30 menit ·         Waktu untuk kristalisasi ± 30 menit ·         Waktu untuk filtrasi dengan corong buchner ± 15 menit Rekristalisasi Asetanilida : Hari Kamis tanggal 24 November 2011 ·         Waktu pendinginan ± 30 menit Sintesis para nitro asetanilida : Hari Jum’at tanggal 25 November 2011 ·         Waktu ketika proses nitrasi asetanilida ± 1 jam ·         Waktu kristalisasi ketika endapan memisah dengan larutan ± 1 jam Hari Senin tanggal 28 November 2011 ·         Waktu penimbangan ± 10 menit Foto atau gambar yang terkait dengan percobaan sintesis paranitroasetanilid Sampel yang suda dikeringkan, dimasukkan dalam Erlenmeyer 500 ml dan ditambahkan air panas sesuai perhitungan hingga tepat larut sambil dipanaskan    Kemudian ditambah kurang lebih 20% air dan dibiarkan dingin kemudian ditambah sejumlah karbon aktif dan dipanaskan kembali. 20.5 g anilin, 21.5 g asetat anhidrida, 0.1 g abu zink dan 21 g asam asetat glasial dimasukkan kedalam labu alas bulat 500 mL, kemudian di refluks selama 30 menit         kemudian dituang sambil diaduk secara cepat kedalam gelas piala yang berisi air es.     Siapkan Erlenmeyer 500 ml  dan corong yang suda dipanaskan , endapan dicuci dengan air panas 5 ml Residu yang ada di kertas saring dipanaskan kembali sampai mencair dan kemudian kembali disaring        Dinginkan filtratnya dalam penangas air es       Dilakukan filtrasi dengan menggunakan corong Buchner Pembahasan Hasil Percobaan ini mempelajari tentang sintesis p-nitroasetanilid. Asetanilida merupakan senyawa turunan asetil amina aromatis yang digolongkan sebagai amida primer, dimana satu atom hidogen pada anilin digantikan dengan satu gugus asetil. Asetanilida dapat dibuat dari asam asetat anhidrid dengan anilin. Mekanisme reaksi pembuatan asetanilida disebut juga dengan reaksi asilasi amida yang diberikan oleh Fessenden. Pada awalnya anilin akan bereaksi dengan asam asetat menbentuk suatu amida dalam keadaan transisi, kemudian diikuti dengan reduksi H2O membentuk asetanilida. Anilin 20.5 gr ditambahkan dengan 21.5 gr asetat anhidrida. Asetat anhidrida digunakan untuk asetilasi gugus amino dari senyawa anilin. Penambahan 0.1 gr abu zink digunakan sebagai katalis untuk mempercepat reaksi. Penambahan asam asetat glasial 21 gr  digunakan untuk mengkondisikan suasana asam karena pada suasana asam ini dapat menghidrolisa senyawa turunan diasetil yang terbentuk menjadi senyawa turunan monoasetil sehingga asam asetat glasial ini dapat mencegah terjadinya reaksi samping senyawa turunan diasetil. Setelah penambahan reagen, campuran reagen–reagen tersebut direfluks selama 30 menit. Refluks sendiri dilakukan untuk pemanasan selama proses reaksi berlangsung namun tetep menjaga kesetimbangan uap cair karena cairan yang menguap akan mencair kembali dan seterusnya secara kontinu sehingga tidak perlu dilakukan penambahan larutan untuk mereaksikan senyawa–senyawa tersebut karena jika ditambahkan larutan maka sulit dalam melakukan kristalisasi karena banyaknya jumlah pelarut yang digunakan. Berbeda jika dilakukan refluks karena akan terjadi reaksi secara kontinu dari refluks yang akan menguap dan mencair kembali. Tahap selanjutnya kristalisasi dengan menempatkan larutan hasil refluks ke dalam gelas piala yang berisi es. Kristal yang terbentuk karena proses pendinginan di bawah titik beku kemudian disaring dengan menggunakan corong buchner dan dicuci dengan air dingin. Setelah proses kristalisasi selesai dan hasilnya dikeringkan di dalam oven,kemudian hasil tersebut disebut crude asetanilida. Crude asetanilida dilarutkan dengan sejumlah minimum air panas (tepat larut) kemudian ditambah sejumlah air dan dipanaskan hingga larut. Larutan crude tersebut dibiarkan dingin dan ditambahkan sejumlah karbon aktif (1 sendok spatula), diaduk dan dipanaskan. Larutan tersebut kemudian disaring dan endapan karbon dicuci dengan air panas. Proses penyaringan dilakukan dalam keadaan panas agar tidak terbentuk kristal kembali. Filtrat yang diperoleh didinginkan dalam penangas es hingga terbentuk kristal. Kristal yang terbentuk disaring dengan menggunakan corong buchner dan endapan dicuci dengan air dingin. Kristal yang diperoleh dikeringkan dalam oven. Sintesis para nitro asetanilida dilakukan dengan menambahkan tetes demi tetes campuran asam sulfat pekat dan asama nitrat pekat pada larutan asetanilida yang sebelumnya ditambah asam asetat glasial dan asam sulfat pekat. Pada saat campuran asam sulfat pekat dan asam nitrat pekat dicampurkan harus dalam keadaan dingin karena reaksi ini dapat menghasilkan panas karena reaksi eksotermik dengan jumlah energi yang cukup besar sehingga untuk meminimalisasi resiko yang mungkin terjadi maka pencampuran dilakukan dalam keadaan dingin. Alasan yang sama juga terjadi dalam penambahan asetanilida dengan asam asetat glasial dan asam sulfat pekat. Setelah tetes demi tetes campuran asam nitrat dan asam sulfat pekat ditambahkan dalam larutan asetanilida dalam kondisi dingin dan dijaga agara temperaturnya tidak lebih dari 100 C. kondisi yang dingin diperluan untuk meminimalisasi resiko yang terjadi mengingat reagen–reagen yang digunakan cukup berbahaya karena menghasilkan panas akibat reaksi eksotermik dengan jumlah energi yang cukup besar. Setelah penetesan selesai barulah labu dikeluarkan dari penangas es dan biarkan selama 1 jam. Hal tersebut dilakukan agar proses nitrasi pada asetanilida dapat berlangsung sempurna. Setelah dibiarkan selama 1 jam ditambahkan air dan beberapa potong es, diaduk, dan dibiarkan selama 15 menit. Anilin dapat mengalami reaksi substitusi baik pada cincin aromatis maupun pada gugus amina, misalnya reaksi substitusi elektrofilik asetilasi. Asetilasi dapat dilakukan dengan asetil klorida atau dengan anhidrida asetat dalam suasana basa. Penambahan anhidrida asetat berlebih dan pemanasan dilakukan dalam waktu yang lama, maka sejumlah senyawa turunan diasetil akan terbentuk. Tetapi senyawa ini kurang stabil dalam suasana berair dan akan mengalami hidrolisis menghasilkan senyawa turunan monoasetil. Asetinilida berbentuk butiran berwarna putih dan larut dalam air dengan bantuan klorat anhidrat. Kristal p–nitroasetanilida akan memisah. Syarat-syarat pelarut dalam proses nitrasi yaitu mudah menguap, dalam suasana dingin, dan merupakan senyawa polar. Setelah dibiarkan memisah, kristal yang terbentuk disaring dengan corong buchner dan dicuci dengan air es. Kristal yang diperoleh direkristalisasi dengan etanol. Selanjutnya dikeringkan dengan oven dan ditimbang massanya. Kesimpulan Dari hasil percobaan sintesis p-nitroasetanilid dapat diperoleh beberapa kesimpulan diantaranya: a. HNO3 pada proses nitrasi berfungsi sebagai pembentukan NO2 atau nitro pada asetanilida b. Asam asetat glasial berfungsi untuk mengkondisikan suasana asam pada campuran untuk menghindari terbentuknya senyawa turunan diasetilasi c. Anhidrida asetat digunakan untuk asetilasi gugus amino pada senyawa anilin d. Syarat pelarut rekristalisasi yaitu senyawa polar dalam keadaan dingin dan mudah menguap e. Berat p-nitroasetanilid yang diperoleh seberat 0.8847 gr. Referensi Anonim. 2011. Asetanilida (online). http//idwikipedia.org, diakses tanggal 3 Desember 2011, pukul 10:00 WIB Fessenden. 1982. Kimia Organik. Jakarta: Erlangga Tim Kimia Organik. 2007. Penuntun Praktikum Kimia Organik. Jember: UNEJ. Saran Sebaiknya alat yang diperlukan seperti corong buchner beserta pompa vakumnya dan timbangan perlu ditambah supaya tidak terjadi antri yang sangat lama sehingga tidak membuang-buang waktu dalam melakukan praktikum. Pemanas dan termometer yang digunakan harus sesuai dengan suhu yang dibutuhkan dalam praktikum, sehingga praktikum bisa berjalan lancar, serta didapat data yang sesuai dengan yang dibutuhkan.