PERCOBAAN VIIISINTESIS DIAZOAMINOBENZEN

Tujuan PercobaanMempelajari reaksi garam diazonium dengan amina dalam sintesis diazoaminobenzen.

Tinjauan PustakaDiazoaminobenzen adalah amina aromatik yang berbentuk kristal kuning pada suhu kamar. Diazoaminobenzen tidak larut dalam air tetapi bebas larut dalam benzen, eter, dan alcohol panas. Titik lebur senyawa ini adalah 98 oC dan titik didihnya 305 oC. Sedangkan untuk kelarutannya dalam air 0,500 g/Lc. Diazoaminobenzen digunakan sebagai perantara kimia, agen kompleks dan termaksud polimer yang aditif. Dapat pula digunakan untuk menghasilkan pewarna sintesik dan menghasilkan insektisida. Diazoaminobenzen dihasilkan oleh reaksi anilin dengan isoamil nitrat atau dengan diazotization dari anilin terlarut dalam asam klorida dengan natrium nitrit, diikuti dengan penambahan natrium asetat (Akron, 2009).Senyawa diazoamino disintesis dari senyawa garam diazonium dengan amina. Pada proses diazonisasinya digunakan asam klorida yang berlebih. Diazoaminobenzen dapat disintesis dari dua ekivalen anilin dan tiga ekivalen asam klorida dan ditambahkan natrium nintrit yang diikuti dengan dua ekivalen natrium asetat (Ridhay, A. dan Hardi, J. 2015).Senyawa azo merupakan senyawa organik dengan rumus umum Ar-N=NAr1 atau R=NR1, dimana Ar dan Ar1 adalah gugus aromatik, sedangkan R dan R1 adalah gugus alkil. Umumnya senyawa azo berwarna yang disebabkan adanya gugus azo –N=N- dan karena itu banyak digunakan sebagai zat warna (Fessenden dan Fessenden, 1986).Garam diazonium adalah senyawa antara sintesis yang bermanfaat, salah satunya dalam reaksi kupling diazonium. Nitrogen ujung pada kation diazonium digunakan sebagai suatu elektrofil dalam suatu reaksi substitusi elektrofilik pada aromatic. Sebagian besar produk tipe reaksi kupling diazonium berwarna cerah, dikenal dengan “azo-dyes”. Sintesis kombinatorial dibutuhkan untuk menyediakan beragam jenis senyawa dengan beragam fungsi dalam serangkaian reaksi yang dilakukan bersamaan. Dua pendekatan yang dapat dilakukan yaitu sintesis parallel dan sintesis split. Dalam sistem parallel, tiap senyawa dibuat secara individu dan beragam uji dilakukan secara terpisah untuk tiap senyawa. Sedangkan sintesis split, hasil ujinya memerlukan proses deconvolution (pemisahan campuran). Zat warna azo merupakan kelas zat warna yang terbesar dan terpenting, jumlahnya mencapai ribuan. Dalam pewarnaan-azo, mula-mula tekstil itu dibasahi dengan senyawa aromatik yang teraktifkan terhadap substitusi elektrofilik, kemudian diolah dengan suatu garam diazonium untuk menghasilkan zat warna. Reaktivitas tinggi (dari garam diazonium) disebabkan oleh kemampuan pergi yang sangat bagus dari gas nitrogen, N2. Karena kemampuan pergi ini, gugus diazonium dapat ditukarganti oleh pelbagai nukleofil, seperti I-. Beberapa reaksi substitusi yang akan dipaparkan di sini diduga berjalan dengan mekanisme

radikal-bebas. Dalam kasus-kasus lain, reaksi substitusi berlangsung lewat suatu kation aril dengan mekanisme mirip dengan reaksi SN1.Dalam reaksi-reaksi penggantian, umumnya garam diazonium dibuat (tetapi tidak diisolasi), kemudian ditambahkan reagensia nukleofilik; dan campuran dibiarkan menghangat atau dipanasi. Rendemen produk substitusi biasanya baik ke baik sekali : 70-95% dari aril-amina awal (Fessenden dan Fessenden, 1986).Menurut Riswayanto (2009), bahwa bila amina aromatik primer direaksikan dengan asam mineral dan natrium nitrit, akan menghasilkan suatu garam diazonium. Garam diazonium ini harus segera dipakai, karena secara perlahan akan terdekomposisi meskipun berada di bawah suhu kamar. Sebagian besar reaksi-reaksi garam diazonium dapat dibagi menjadi dua, yaitu:Reaksi penggantianSuatu rekasi dimana suatu atom hidrogen yang terikat pada cincin benzena akan digantikan dengan atom atau gugus yang lain dan nitrogen dilepaskan dalam betuk gas N2. Reaksi penggantian gugus diazonium dengan brom dan klor dilakukan dengan cara menambahkan garam tembaga bromida atau tembaga klorida pada larutan garam diazonium segar. Prosedur reaksi penggantian ini dikenal dengan nama reaksi sandmeyer. Namun pada reaksi penggantian diazonium dengan iodida tidak menggunakan tembaga iodida melainkan mengunakan kalium iodidia. Sedangkan reaksi penggantian dengan gugus flour, hidroksi dan hidrogen bisa direksikan dengan senyawa yaitu HBF4 untuk F, H+/H2O untuk OH dan H2PO3 untuk H.Reaksi penggabunganJika ion diazonium bergabung dengan senyawa aromatik yang mempunyai substituen pendorong elektron akan menghasilkan senyawa azo. Garam diazonium dalam kondisi tertentu dapat bereaksi dengan senyawa aromatik lain membentuk produk dengan rumus umum Ar ̶ N = N ̶ Ar’ yang dikenal sebagai senyawa azo. Rekasi ini termasuk dalam reaksi penggabungan, karena tidak terjadi kehilangan nitrogen seperti halnya reaksi pergantian. Senyawa aromatik yang dapat bereaksi dengan ion diazonium harus mempunyai substituen gugus pendorong elektron yang kuat seperti -OH, -NR2, -NHR, atau NH2.Amina adalah turunan organik dari amonia dimana satu atau lebih atom hidrogen pada nitrogen telah tergantikan oleh gugus alkil atau aril. Karena itu amina memiliki sifat mirip dengan amonia seperti alcohol dan eter terhadap air. Seperti alcohol, amina bias diklasifikasikan sebagai primer, sekunder dan tersier. Meski demikian dasar dari pengkategoriannya berbeda dari alkohol. Alkohol diklasifikasikan dengan jumlah gugus non hidrogen yang terikat pada karbon yang mengandung hidroksil. Namun amina diklasifikasikan dengan jumlah gugus non hidrogen yang terikat langsung pada atom nitrogen (Stoker dan Walker 1991).Aril amina seperti anilin dapat diubah dalam laboratorium dengan nitrasi senyawa aromatik yang diikuti dengan reduksi ggugu nitro. Suatu campuran kawat besi dan HCl pekat merupakan bahan pereduksi yang lazim untuk reaksi ini. Karena reaksi ini berlangsung dalam asam, produknya ialah amina terprotonkan. Pengolahan selanjutnya dengan basa akan menghasilkan amina itu sendiri (Fessenden dan Fessenden, 1986).

Amina alifatik tidak memiliki cincin aromatik yang melekat langsung ke atom nitrogen. Amina aromatik memiliki atom nitrogen yang melekat pada cincin aromatik, contohnya adalah anilina. Cincin aromatik mengurangi kebasaan dari amina, tergantung pada subtituennya. Adanya gugus amina sangat meningkatkan reaktivitas dari cincin aromatik, karena efek donasi elektron. Amina banyak digunakan sebagai pewarna, sebagai contoh adalah direct brown (Anonim, 2015).

Alat dan BahanAlatAdapun alat-alat yang digunakan pada percobaan ini yaitu neraca analitik, neraca ohaus, erlenmeyer 250 mL, gelas kimia, gelas ukur 10 dan 50 mL, magnetic stirer, stirer, penyaring buchner, batang pengaduk, termometer, botol semprot, melting point, pipa kapiler, bunsen, korek api, cawan petri, stopwatch,lemari asam, sendok zat, statif dan klem, kaca arloji serta pipet tetes. Bahan Adapun bahan-bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu HCl pekat, anilin, natrium nitrit, natrium asetat, benzen, es batu, kertas saring, aluminium foil dan aquadest.

Prosedur KerjaMemasukkan 37,5 mL aquadest, 10 mL HCl pekat, dan 6,85 mL anilin ke dalam erlenmeyer 250 mL. Kemudian mengocok dengan stirer dan selanjutnya menambahkan 25 gram serpihan es. Memasukkan 2,6 gram natrium nitrit dalam 6 mL aquadest, kemudian mengaduk sampai natrium nitrit larut. Melanjutkan pengocokan selama 10 menit dan menambahkan 10,5 gram kristal natrium asetat dalam 20 mL aquadest lalu mengocoknya selama 5 menit. Selanjutnya, melanjutkan pengocokan selama 45 menit dan jangan membiarkan temperatur diatas 20 oC. Menyaring endapan kuning diazoaminobenzen dengan penyaring Buchner dan mencuci dengan 250 mL aquadest dingin, mengeringkan dengan sempurna. Rendemen crude diazoaminobenzen adalah sekitar 7,5 gram (titik leleh 91 oC). Merekristalisasi sebagian kecil crude diazoaminobenzen dengan 100 mL benzene. Senyawa murni diazoaminobenzen diperoleh titik leleh 97 oC.

Hasil PengamatanNo. Perlakuan Hasil1. 37,5 mL aquadest + 10 mL HCl pekat

+ 7 mL anilin + 25 gram serpihan es batu(Larutan 1)

Larutan berwarna coklat

2. Larutan 1 + 2,6 gram natrium nitrit + 6 mL aquadest, diaduk dengan magnetic stirer (larutan 2)

Larutan berwarna kuning muda

3. Larutan 2 + 10,5 gram kristal natrium asetat + 20 mL aquadest, diaduk selama 45 menit

Larutan berwarna kuning dan terdapat endapan berwarna kuning

4. Menyaring campuran + mencuci dengan 125 mL aquadest dingin + menimbang endapan + mengukur titik leleh

Endapan berwarna kuning. Berat crude kristal 5,646 gram. Titik leleh 89 °C – 92 °C.

6. Rekristalisasi dengan benzen Berat kristal diazoaminobenzen = 2,036 gram. Titik leleh 94 °C – 97 °C.

Analisa DataDiketahui :Berat endapan sebelum rekristalisasi = 5,646 gramBerat kristal setelah rekristalisasi = 2,036 gramBerat anilin = 7 gramBerat NaNO3 = 2,6 gramBerat CH3COONa = 10,5 gramDitanya :Jumlah bahan = ...?Rendemen sebelum rekristalisasi= ...?Rendemen setelah rekristalisasi = … ?Penyelesaian :Jumlah bahan = berat anilin + berat NaNO3 + berat CH3COONa

= 7 gram + 2,6 gram + 10,5 gram= 20,1 gram

Rendemen sebelum rekristalisasi (%) =Beratendapan

Berat jumlah ba h an x 100%

=5,646 gram20,1 gram x 100%

= 20,0895 %

Rendemen setelah rekristalisasi (%) = Beratendapan

Berat jumlah ba h an x 100%

=2,036 gram20,1 gram x 100%

= 10,1293 %

PembahasanDiazoaminobenzen adalah amina aromatik yang berbentuk kristal kuning pada suhu kamar. Diazoaminobenzen tidak larut dalam air tetapi bebas larut dalam benzen, eter, dan alkohol panas. Titik lebur senyawa ini adalah 98 oC dan titik didihnya 305 oC. Sedangkan untuk kelarutannya dalam air 0,500 g/Lc.Percobaan ini bertujuan untukmempelajari reaksi garam diazonium dengan amina dalam sintesis diazoaminobenzen. Senyawa diazoamino disintesis dari senyawa garam diazonium dengan amina. Pada proses diazonisasinya digunakan asam klorida yang berlebih. Diazoaminobenzen dapat disintesis dari dua ekivalen anilin dan tiga ekivalen asam klorida dan ditambahkan natrium nintrit yang diikuti dengan dua ekivalen natrium asetat.Perlakuan pertama pada percobaan ini yaitu menempatkan dalam erlenmeyer 37,5 mL aquadest, 10 mL HCl pekat dan 7 gram anilin. Pada pencampuran ini, aquadest harus lebih dahulu dimasukkan ke dalam erlenmeyer karena HCl pekat merupakan senyawa alkali yang dapat bereksi hebat. Selanjutnya, mengocok dengan stirer dan menambahkan 25 gram serpihan es. Pengocokan berfungsi agar campuran menjadi homogen dan cepat karena tumbukan antar senyawa semakin sering sehingga proses reaksi berlangsung lebih cepat. Fungsi dari penambahan es batu disini adalah untuk mengontrol kereaktifan garam diazonium. Karena garam diazonium bersifat reaktif, oleh karena itu campuran reaksi ini harus dilakukan dalam keadaan dingin (<20°C).Selanjutnya, dilakukan penambahan natrium nitrit ke dalam campuran.Natirum nitrit dibuat dengan cara memasukkan 2,6 gram natrium nitrit dalam 6 mL air dan mengaduknya sampai larut. Pada keadaan ini, natrium nitrit bereaksi dengan asam klorida membentuk asam nitrit dan garam natrium klorida. Asam nitrit dalam keadaan ini mengurai agak cepat pada suhu kamar. Dengan demikian, senyawa ini dibuat secukupnya dengan mengolah larutan berair natrium nitrit dengan asam kuat pada suhu es. Karena pada suhu tersebut larutan asam nitrit cukup stabil. Kemudian melanjutkan pengocokan dengan stirer dan menambahkan larutan 10,5 gram kristal natrium asetat dalam 20 mL air. Dimana akan terbentuk endapan kuning diazoaminobenzen.Pengocokan kemudian dilanjutkan hingga 45 menit. Pada kondisi reaksi seperti ini, keadaan diusahakan berlangsung pada suhu di bawah 20oC dengan cara menambahkan es batu. Hal ini dimaksudkan agar gas N2 tidak terlepas ke udara bebas. Selain itu, suhu yang rendah dapat mempercepat pembentukan kristaldiazoamoniumbenzen. Langkah selanjutnya yaitu menyaring endapan kuning diazoaminobenzen dengan penyaring Buchner dan mencuci dnegan 125 mL air dingin. Prinsip kerja dari penyaring Buchner yaitu meminimalisir suatu tekanan di dalam sistem, sehingga tekanan di luar sistem (lingkungan) menjadi lebih besar dan akan mempercepat proses penyaringan. Pencucian dengan air dingin bertujuan untuk menghilangkan alkali pada endapan.Endapan yang diperoleh kemudian dikeringkan dengan sempurna dan menimbang berat endapan yang diperoleh. Adapun berat crude diazoaminobenzen yang

diperoleh yaitu 5,646 gram dengan rendemen20,0895 %. Crude diazoaminobenzen yang diperoleh kemudian di ukur titik lelehnya dengan menggunakan melting point. Prinsip kerja dari melthing point apparatus adalah penentuan titik lebur/titik leleh dari suatu senyawa yang sebelumnya dilakukan rekristalisasi dengan cara pemanasan pada suhu tinggi (Azam, 2011). Diperoleh titik leleh yaitu 89oC – 93oC.Selanjutnya, mengkristalisasi crude diazoaminobenzen yang diperoleh dengan menggunakan larutan benzen sebanyak 25 mL.Diazoaminobenzen tidak larut dalam air tetapi bebas larut dalam benzen, eter, dan alkohol panas (Akron, 2009).Rekristalisasi merupakan suatu pemurnian kristal atau senyawa hasil isolasi dengan menggunakan pelarut tertentu sehingga diperoleh senyawa atau kristal yang benar-benar murni. Setelah proses rekristalisasi, campuran tersebut kemudian disaring kembali dengan penyaring Buchner. Dari penyaringan tersebut diperoleh endapan diazoaminobenzen berwarna kuning dengan berat 2,036 gram sehingga rendemen yang diperoleh yaitu10,1293%. Selanjutnya endapan diazoaminobenzen yang diperoleh tersebut diukur titik lelehnya dana diperoleh hasil titik lelehnya yaitu 94oC – 97 oC. Menurut Ridhay, A. dan Hardi, J. (2015), bahwa dari percobaan sintesis diazoaminobenzen akan diperoleh endapan diazoaminobenzen yang berwarna kuning dengan titik leleh 97oC dan rendemen 7,5 gr. Dari hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan literatur, dimana berat endapan yang diperoleh lebih sedikit dari hasil yang ada pada literatur. Hal ini kemungkinan disebabkan banyaknya endapan yang lolos pada saat penyaringan. Dimana kertas saring yang digunakan tidak berada pada posisi yang benar.Mekanisme reaksi yang terjadi yaitu saat larutan asam klorida diencerkan direaksikan dengan anilin maka reaksi ini berlangsung dalam suasam, sehingga terbentuk amina terprotonkan (Aril-NH3

+). Kemudian saat natrium nitrit bereaksi dengan asam klorida membentuk asam nitrit dan garam natrium klorida. Selanjutnya terjadi proses protonasi antara asam nitrat dan kation asam klorida membentuk kation asam nitrat (H+HNO2) yang kemudian melepaskan molekul airnya dan ion nitrosonium (NO+) yang merupakan spesies reaktif dalam reaksi asam nitrit. Proses selanjutnya adalah proses diazotisasi. Dimana terjadi serangan nukleofilik dari amina primer pada ion nitrosonium, diikuti lepasnya proton dan nitrosamine primer. Setelah protonasi oksigen pada nitrosamine yang diperoleh, diikuti oleh eliminasi air, kemudian dihasilkan kation diazonium aromatik (kation arildiazonium). Selanjutnya menambahkan natrium asetat sehingga terbentuk endapan kuning diazoaminobenzen. Pada tahap ini kation diazonium aromatik yang mengandung gugus diazonio (-N2

+) akan digantikan oleh nukleofilik ion asetat (CH3COO-), sehingga menghasilkan arilasetat dan gas N2 namun karena reaksi dalam keadaan suhu dingin maka gas N2 tidak sampai hilang sehingga menyebabkan ion asetat (CH3COO-) dalam aromatik (arilasetat) akan terlepas kembali dan gas N2 yang tidak menguap akan terikat kembali dalam cincin aromatik membentuk kation diazonium aromatik. Ion diazonium aromatik ini kemudian bereaksi lebih lanjut dengan anion anilin. Kemudian bereaksi dengan kation diazonium aromatik membentuk diazoamino aromatik (diazoaminobenzena) dan asam klorida.

KesimpulanDari hasil pengamatan dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa : Senyawa diazoamino disintesis dari senyawa garam diazonium dengan amina. Pada proses diazonisasinya digunakan asam klorida yang berlebih. Diazoaminobenzen dapat disintesis dari dua ekivalen anilin dan tiga ekivalen asam klorida dan ditambahkan natrium nintrit yang diikuti dengan dua ekivalen natrium asetat. Diazoaminobenzen yang diperoleh berupa endapan kuning dengan berat2,036 gram dan rendemen yang diperoleh yaitu10,1293 %. Titik leleh diazoaminobenzen yang diperolehsebelum rekristalisasi yaitu 89oC - 93oC dan setelah rekristalisasi yaitu 94oC-97oC.

DAFTAR PUSTAKA

Akron. 2009. The Chemical Database. The Department of Chemistry at the University of Akron. United State.Anonim. 2015. Golongan Amina. http://www.ilmukimia.org. Diakses pada 27 April 2015. Palu.

Fessenden, R.J., dan Fessenden J.S. 1986. Kimia Organik Jilid II. Erlangga. Jakarta.Ridhay, A. dan Hardi, J. 2015. Penuntun Praktikum Kimia Organik Sintesis. FMIPA-UNTAD. Palu.Stoker, H.S dan E.B.Walker. 1991. Fundamentals Of Chemistry General, Organic, and Biological. Second Edition. Allyn And Bacon. AS.

LEMBAR ASISTENSI

Nama : Kasmawati Stambuk : G 301 12 007Kelompok : II (Dua)Asisten : Nur Iman

No. Hari/Tanggal Catatan/perbaikan Paraf