1

TUGAS PENENTUAN STRUKTUR MOLEKUL ORGANIK

IDENTIFIKASI GUGUS NITRIL

Kelompok 7 :

Julie Andrya Sari 080810182

Wike Arnovia 080810261

Margaretha CP. Nikita 080810302

Wahyu Sandra K. 080810506

Siti Z. Rahma 080810514

A’yunil Hisbiyah 080810525

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS AIRLANGGA

2011

2

TINJAUAN PUSTAKA

1.1 Deskripsi Nitril

Nitril adalah senyawa organik yang memiliki gugus fungsi -CN. Gugus

fungsi C≡N disebut gugus nitril. Senyawa nitril biasanya berupa cairan tidak

berwarna dengan bau yang menyenangkan. Dalam gugus -CN, atom karbon dan

atom nitrogen berikatan rangkap tiga. Siano prefix digunakan dalam tata nama

kimia untuk menunjukkan adanya kelompok nitril dalam suatu molekul.

Ion sianida adalah ion negatif dengan rumus -CN. Gugus –CN kadang-

kadang disebut sebagai gugus sianid atau siano, senyawa yang mengandung gugus

sianid disebut sianida. Senyawa yang mengandung gugus nitril sangat beracun

karena dapat melepas ion CN-. Sintesis senyawaan nitril pertama kali dilakukan

oleh KW Scheele pada tahun 1782. Senyawa yang diperoleh adalah nitril asam

formiat, hidrogen sianida. Tahun 1811 Gay-Lussac JL mampu membuat asam

nitril yang sangat beracun dan mudah menguap dengan tingkat kemurnian yang

tinggi. Sintesis benzonitril oleh Hermann Fehling tahun 1844 dengan pemanasan

amonium benzoat adalah metode pertama yang menghasilkan cukup banyak

penelitian tentang zat kimia. Dia menentukan struktur dengan membandingkan

hasil sintesis hydrogen sianida yang telah diketahui melalui pemanasan

ammonium formiat ke dalam hasil percobaannya.

1.2 Sintesis Nitril

Nitril dapat diperoleh dalam sintesis organik dengan metode berikut:

a. Reaksi substitusi nukleofilik alifatik dari alkil halida dengan sianida logam

disebut sintesis kolbe nitril.

Nitril Aril diperoleh melalui sintesis Rosenmund-von Braun.

3

b. Dehidrasi amina primer.

c. Dehidrasi amida sekunder (von Braun degradasi amida)

d. Dehidrasi aldoximes dengan trietilamina/zeolit belerang dioksida atau klorida

sulfuril

e. Dari asam karboksilat aril (Letts sintesis nitril)

f. Nitril aromatik dari senyawa diazonium dalam reaksi Sandmeyer

g. Dari alkena dan alkynes di hydrocyanation

1.3 Hidrolisis Nitril

Hidrolisis senyawa nitril (RCN) dengan penambahan asam tau basa bisa

menghasilkan karboksamida (RC(=O)NH2) atau asam karboksilat (RCOOH).

Hidrolisis nitril umumnya dianggap sebagai salah satu metode terbaik untuk

memperoleh asam karboksilat. Namun, reaksi menggunakan katalis basa atau

asam memiliki keterbatasan tertentu dan kelemahan dalam pembentukan amida.

1.4 Reduksi Nitril

Nitril direduksi dengan mereaksikannya dengan hidrogen menggunakan sebuah

katalis Pt.

4

Nitril adalah suatu elektrofil terhadap atom karbon dalam reaksi adisi nukleofilik:

a. Dengan senyawa organozinc dalam reaksi Blaise

b. Dengan alkohol pada reaksi Pinner.

c. Reaksi dari sarcosine amina dengan hasil sianamida creatine

d. Nitril bereaksi asilasi Friedel-Crafts dalam reaksi Houben-Hoesch untuk keton

lainnya.

DASAR ANALISIS

5

Nitril direaksikan dengan asam mineral dan air melalui reaksi hidrolisis

menghasilkan asam karboksilat

Hasil derivatisasi senyawa nitril yang baik ditunjukkan dengan produk asam

karboksilat padatan.

Asam karboksilat dapat diderivatisasi menjadi asil klorida bila direaksikan

dengan tionil klorida, kemudian asil klorida direaksikan dengan ammonia

membentuk amida, atau direaksikan dengan anilin membentuk anilide, dan

direaksikan dengan 4-toluidin membentuk 4-toluidide.

6

Beberapa proses di atas dapat diganti menjadi reaksi yang singkat, yaitu hidrolisis

nitril dengan trifluorida boron/pengompleks asam asetat yang menghasilkan

amida.

Reduksi nitril dengan natrium dan alkohol membentuk amina primer.

Senyawa amina primer bila direaksikan dengan benzoil klorida menghasilkan

benzamida.

Amina primer yang direaksikan dengan benzenesulfonyl klorida menghasilkan

benzenesulfonamida.

Asam merkaptoasetat (asam thioglycolic) berkondensasi dengan nitril

disertai penambahan HCl menghasilkan asam α-(imidioylthio) hidroklorida asetat

7

METODE ANALISIS

1. Hidrolisis Nitril menjadi asam karboksilat

a. Kondisi asam untuk nitril aromatis

Sebanyak 5 mL asam sulfat 75% dan 0,2 g natrium klorida ditempatkan

dalam suatu labu alas bulat dilengkapi dengan sebuah kondensor refluks.

Labu dipanaskan pada suhu 150-160 ° C dengan penangas minyak, dan 1

g nitril ditambahkan ke labu alas bulat,kemudian campuran dihomgenkan.

Campuran dipanaskan sambil diaduk pada suhu 160 ° C selama 30 menit

dan pada 190° C selama 30 menit.Campuran didinginkan dan dituang ke

dalam 20 g es batu. Endapan dipisahkan dengan penyaringan, kemudian

ditambahkan larutan natrium hidroksida 10% berlebih ke dalam filtrat

untuk mengendapkan sisa amida yang larut dalam penyaringan. Filtrat

diasamkan dengan 10% asam sulfat untuk menghasilkan asam

karboksilat. Rekristalisasi dengan pelarut aseton-air.

b. Kondisi Basa

Sebanyak 1 g nitril direfluks dengan 5 mL natrium hidroksida 40%

selama 1 - 3 jam, atau sampai amonianya habis. Campuran didinginkan

dalam penangas es dan ditambahkan 25% asam sulfat perlahan-lahan

sampai larutan bersifat asam. Campurkan asam karboksilat dan filtrat

kemudian di rekristalisasi. Jika padatan tidak diperoleh, diekstraksi tiga

8

kali dengan 15 ml dietil eter. Padatan dikeringkan, disaring dan padatan

ditetesi eter, dan uapkan, sehinnga dihasilkan asam karboksilat.

2. Hidrasi Terkontrol Nitril menjadi Amida

1 gram nitril + 1,33 g air + 6,7 g trifluorida boron atau pengompleks asam

asetat dicampur dan diletakkan dalam labu 100 mL dilengkapi dengan sebuah

kondensor refluks. Campuran dipanaskan pada 115-120 °C dalam penangas

minyak selama 10 menit, dan didinginkan dalam bak es pada 15-20 °C. Setelah itu

larutan NaOH 6 M ditambahkan perlahan-lahan, suhu dijaga tetap di bawah 20°C,

sampai campuran alkalis, diuji dengan kertas lakmus. Sekitar 30-35 mL larutan

natrium hidroksida akan dibutuhkan untuk membuat suasana alkalis.

Ekstrak dilarutkan dalam 35 ml etil eter/etil asetat 1:1. Kemudian ekstrak

dikeringkan dengan 1,5 g natrium sulfat anhidrat dan filter ke dalam labu. Setelah

itu campuran disuling untuk memisahkan pelarut dengan ekstrak. Amida residu

dimurnikan dengan cara kristalisasi dengan pelarut air atau campuran air dan

metanol. Amida dikeringkan dalam desikator vakum sebelum penentuan titik

leleh.

3. Reduksi Nitril menjadi Senyawa Amina Primer

20 mL etanol dan 1 g dari nitril alifatik atau 2 g dari nitril aromatik

dimasukkan ke labu alas bulat 100-mL dilengkapi dengan sebuah kondensor

refluks. 1,5 g natrium ditambahkan ke dalam campuran, penambahan natrium

dilakukan secepat mungkin supaya natrium tidak bereaksi dengan udara.

Saat proses reduksi berlangsung sempurna (10 - 15 menit), campuran

didinginkan sampai 20° C. Kemudian ditambahkan 10 mL HCl terkonsentrasi

sambil labu dikocok. Campuran diuji dengan lakmus untuk memastikan larutan

dalam suasana asam.

9

Alat distilasi yang dilengkapi adaptor Claisen dan labu disusun kembali,

kemudian sebanyak 20 ml etanol dan air disuling. Selama penyulingan, botol

beserta isinya didinginkan. Corong kecil yang berisi 15 mL NaOH 40% dipasang

di adaptor Claisen. Pipa dipasang di ujung vacuum adaptor, kemudian dikaitkan

ke kondensor. Ujung pipa yang lain dimasukkan ke dalam labu Erlenmeyer 50 mL

sampai tercelup ke dalam 3 ml air di labu.

NaOH ditambahkan setetes-setetes ke dalam labu sambil dikocok, reaksi

yang terjadi sangat kuat sehingga perlu dihindari penambahan NaOH yang terlalu

cepat. Setelah semua NaOH selesai ditambahkan, campuran dipanaskan sampai

penyulingan selesai. Penyulingan dihentikan saat campuran dalam labu sangat

kental.

4. Pembentukan Asam α-(Imidioylthio)asetat dari Nitril

1 g nitril dan 2,0 g asam merkaptoasetat (asam thioglycolic) dilarutkan

dengan 15 mL etil eter dalam labu. dalam penangas es dan menyeluruh jenuh

dengan hidrogen klorida kering. Larutan didinginkan dengan penangas es dan

dijenuhkan dengan HCl kering. Kemudian disiapkan gas HCl, dan gas

dikeringkan dengan cara melewatkannya ke dalam pipa yang mengandung H2SO4

pekat kedalam labu yang berisi campuran tersebut. Labu disumbat dan diletakkan

dalam penangas es atau dalam lemari es sampai terbentuk Kristal.

Kristal disaring dan dicuci dengan eter. Kemudian Kristal diletakkan

dalam vacuum desiccators yang dibagian bawahnya mengandung H2SO4 dan di

bagian atasnya terdapat KOH dan lilin parafin. Setelah itu ditentukan titik leleh

kristal dengan melting point apparatus dan angka netralisasi dengan titrasi

menggunakan indikator thymol blue. Penentuan angka netralisasi bertujuan untuk

mengetahui gugus R.

DAFTAR PUSTAKA

10

David T. Mowry. 1948. The Preparation of Nitriles.

http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/chreay/1942/42/i02/f-pdf/

f_cr60132a001.pdf. [22 Maret 2011]

Chun-Wei Kuo, et al. 2007. A convenient new procedure for converting primary

amides into nitriles. http://Chem. Commun. /2007/ 301–303.

doi:10.1039/b614061k/ [22 Maret 2011]

Joh Daintith. 2004. The Facts On File Dictionary of Oragnic Chemistry. New

York: Facts On File, Inc.

Sharwan K, et. Al. 2006. One pot synthesis of nitriles from aldehydes and

hydroxylamine hydrochloride using sodium sulfate (anhyd) and sodium

bicarbonate in dry media under microwave irradiation. p. 41–44.

http://www.arkat-usa.org/ark/journal/2007/102General/1646/051646 [22 Maret

2011]

Shriner et.al. 2004. The Systematic Identification of Organic Compounds. 8th. John

Wiley & Sons. Inc.

W. Nagata, M. Yoshioka, and M. Murakami 1988, Preparation of Cyano

Compounds Using Alkylaluminum Intermediates: 1-Cyano-6-Methoxy-3,4-

Dihydronaphthalene,Org.Synth.http://www.orgsyn.org/orgsyn/orgsyn/

prepContent.asp?prep=cv6p0307 [22 Maret 2011]

11