sintesis senyawa organik
DESCRIPTION
Sintesis p-nitroanilinTRANSCRIPT
JURNAL PRAKTIKUM SINTESIS SENYAWA ORGANIK
Judul : Sintesis Para Nitroasetanilida
Tujuan Percobaan : Mempelajari reaksi nitrasi senyawa aromatik.
Pendahuluan
Senyawa p-nitroasetanilida merupakan turunan asam karboksilat yang tergolong
amida sekunder (RCONHR’). Senyawa p-nitroasetanilida juga dikenal dengan nama N-(4-
nitrofenil) asetamida, p-asetamidonitrobenzen, N-Asetil-4-nitroanilin. Sifat fisiknya antara lain
berupa kristal prisma yang berwarna kuning pucat. Senyawa p-nitroasetanilida digunakan
industri sebagai bahan baku sistesis p-nitroanilina (sebagai zat pewarna). Pada struktur
molekulnya, inti benzena terikat pada atom N (R’) dengan substituen berupa gugus –NO2
(gugus nitro) dan gugus –NHCOCH3 (gugus asetilamina).
Senyawa p-nitroasetanilida memiliki dua isomer posisi, yaitu o-nitroasetanilida dan
m-nitroasetanilida. Dalam padatannya, suatu isomer para lebih simetris dan dapat membentuk
kisi kristal lebih teratur dibandingkan kedua isomer lainnya (Rani, 2011).
Sintesis p-nitroasetanilida dilakukan dengan mereaksikan asetanilida bersama asam
sulfat pekat, asam nitrat pekat, dan asam asetat glasial. Atom hidrogen aromatik terganti oleh
gugus nitro (NO2). Asam sulfat pekat berfungsi untuk memprotonasi dan mengubah asam
nitrat menjadi ion nitronium (NO2+) yang sangat reaktif sehingga dapat menyerang molekul
asetanilida dalam reaksi nitrasi untuk menghasilkan molekul p-nitroasetanilida.Berikut reaksi
sintesis p-nitroasetanilida beserta hasil sampingnya:
(Diemos,2010).
Asisten:Jaka Hendari
Asetanilida termasuk golongan amida yang mudah terhidrolisis dalam larutan asam
dan basa, sehingga dalam reaksi pembentukan p-nitroasetanilida, asetanilida dilarutkan dulu
dalam asam asetat glasial yang tidak mengandung air. Fungsi asam asetat glasial untuk
mencegah hidrolisis dari asetanilida. Asetanilida digolongkan juga dalam senyawa benzena
tersubtitusi, dengan substituennya berupa gugus asetil (-NHCOCH3). Suatu benzena
tersubstitusi dapat mengalami substitusi gugus kedua pada cincin aromatiknya, disebut
substitusi aromatik elektrofilik, karena pada keadaan ini suatu elektrofil (bukan nukleofil)
akan mensubstitusi cicin aromatik. Benzena tersubstitusi tidak bereaksi dengan nukleofil
karena adisi nukleofil akan merusak kestabilan cicin aromatiknya. Ion yang berperan sebagai
elektrofil adalah ion nitronium (NO2+) yang dapat menyerang cincin benzena dari asetanilida
dalam reaksi nitrasi. Hasilnya berupa senyawa antara ion benzonium dan pada akhir reaksi
akan dihasilkan p-nitroasetanilida dan asam (H3O+). Selama reaksi berlangsung antara
campuran nitrasi dengan asetanilida, suhu harus dijaga tidak lebih dari 10ºC agar
kemungkinan terbentuknya salah satu isomer dari p-nitroasetanilida yaitu o-nitroasetanilida
lebih kecil. Karena, reaksi berjalan secara eksotermis sehingga bila ada sedikit energi yang berupa
panas, maka o-nitroasetanilida kemungkinan terbentuknya o-nitroasetanilida lebih besar.
Senyawa p-nitroasetanilida berbentuk kristal (padat), sehingga proses pemurniannya
dilakukan dengan cara kristalisasi dan rekristalisasi (Fessenden, 1982).
Mekanisme Reaksi
Analisis:
Sintesis:
- Pembentukan ion nitronium (NO2+)
- Reaksi pembentukan p-nitroasetanilida
Alat
Erlenmeyer 100 ml, batang pengaduk, beaker glass, penangas es, pipet tetes, gelas ukur
10 ml, corong Buchner, kertas saring, vacum pump, corong biasa, cawan petri.
Bahan
Asetanilida, asam asetat glacial, asam sulfat pekat, asam nitrat pekat.
Ion benzonium
Skema Kerja
Prosedur Kerja
Masukkan 4 g asetanilida ke dalam erlenmeyer 100 mL. Tambahkan ke dalamnya 4 mL
asam asetat glasial dan 8 mL asam sulfat pekat. Didinginkan labu dalam air es.
Sementara itu dalam labu erlenmeyer 100 ml lain yang terpisah, campur hati-hati
masing-masing 2 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 100 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 100˚C, timbang dan
tentukan titik lelehnya.
Asetanilida
- dimasukkan 4 g ke dalam erlenmeyer 1
- ditambahkan 4 mL asam asetat glasial dan 8 mL asam sulfat pekat
- didinginkan labu dalam air es
- dicampurkan 2 mL asam nitrat pekat dan 2 mL asam sulfat pekat ke dalam
erlenmeyer 2, didinginkan labu dalam air es
- diteteskan campuran nitrasi tetes demi tetes ke dalam erlenmeyer 1 sambil
diaduk dan dijaga suhunya ≤ 10 ºC
- dikeluarkan labu dari es jika penetesan selesai dan dibiarkan selama 1 jam
- dituangkan ke dalam gelas beker berisi 100 mL air dan potongan es
- diaduk perlahan hingga kristal p-nitroasetanilida memisah, dibiarkan 15 menit
- disaring kristal dengan corong buchner, dicuci beberapa kali dengan air es
- direkristalisasi dengan etanol panas hingga diperoleh kristal saat campuran
didinginkan
- dikeringkan kristal di oven (T=100ºC ), ditimbang, dan diuji titik lelehnya.
Hasil
Waktu yang dibutuhkan
KegiatanWaktu
pelaksanaan Waktu efektif
yang dibutuhkanKeterangan
Pencampuran asetanilida + asam asetat glasial + asam
sulfat pekat
Kamis, 12.30-12.45
15 menitcampuran tidak
berwarna, eksoterm (keluar asap)
Pendinginan campuran dalam air es
Kamis, 12.45-12.50
5 menitasap dan bau
berkurangProses nitrasi (penambahan asam nitrat pekat dan asam
sulfat pekat)
Kamis, 12.50-13.10
20 menitcampuran berubah
warna menjadi merah cerah
Pendinginan campuran dalam air es
Kamis, 13.10-13.15
5 menitsuhu terjaga <10ºC
Pendiaman campuranKamis, 13.15-14.15
60 menitcampuran berubah
warna menjadi kuning cerah
Campuran + air + es, diaduk perlahan
Kamis, 14.15-14.20
5 menitcairan menjadi slory berwarna kuning pucat
Pendiaman campuranKamis, 14.20-14.35
15 menitkristal
p-nitroasetanilida mengendap
Penyaringan dengan corong buchner
Kamis, 14.35-14.50
15 menitdidapat crude
p-nitroasetanilida
Pencucian kristal dengan air es
Kamis, 14.50-14.55
5 menitmelarutkan
o-nitroasetanilida di dalam kristal
Rekristalisasi dengan etanol panas
Kamis, 14.55-15.35
40 menitmengkristalkan kembali larutan
p-nitroasetanilidaPendinginan campuran
dalam air esKamis, 15.35-15.50
15 menitp-nitroasetanilida
mengendapPenyaringan kristal dengan
corong buchnerKamis, 15.50-15.10
20 menitdidapat kristal
p-nitroasetanilidaPengeringan kristal dalam
oven Kamis, 15.10-16.25
15 menitmenguapkan etanol
dalam kristal
Penimbangan kristal hasil sintesis
Kamis, 16.25-16.30
5 menitmassa kristal
p-nitroasetanilida 1,90 g
Pengujian titik leleh kristalJumat, 07.40-08.20
30 menittitik leleh sebesar
212-214ºC.
Total 270 menit = 4,5 jam
Data dan Perhitungan
Senyawa Hasil Teoritis Hasil Percobaan
p-nitroasetanilida
wujud:
warna:
berat:
titik leleh:
serbuk
kuning pucat
5,33 g
213-215ºC
serbuk
kuning pucat
1,90 g
213-214ºC
HNO3 pekat =
=
m = 3,024 g
mol HNO3 pekat =
=
= 0,0480 mol
H2SO4 pekat =
=
m = 2,778 g
mol HNO3 pekat =
=
= 0,0298 mol
Reaksi: HNO3 + H2SO4 → NO2+ + H2O
M : 0,0480 mol 0,0298 mol
R : 0,0298 mol 0,0298 mol 0,0298 mol 0,0298 mol
S : 0,0182 mol 0 0,0298 mol 0,0298 mol
Reaksi: asetanilida + NO2+ → p-nitroasetanilida + H3O+
M : 0,0296 mol 0,0298 mol
R : 0,0296 mol 0,0296 mol 0,0296 mol 0,0296 mol
S : 0 0,0002 mol 0,0296 mol 0,0296 mol
mol asetanilida =
=
= 0,0296 mol
Massa p-nitroasetanilida = mol x BM
= 0,0296 mol x 180,16 g/mol
= 5,33 g
Rendemen = x 100%
= x 100%
= 35,65 %
Hasil Pengamatan
Setelah nitrasi Didiamkan 1 jam Campuran + air + es Dilarutkan dalam etanol panas