NOP
http://www.oc-praktikum.de
5007 Reaksi ftalat anhidrida dengan resorsinol menjadi fluorescein
O O +
COOH
OH
HO
+ 2 H2O
2 HO
O C 8H 4O 3 (148.1)
C 6H 6O 2 (110.1)
O
O
C20H12O5 (332.3)
Klasifikasi Tipe reaksi dan penggolongan bahan Reaksi pada gugus karbonil turunan asam karboksilat, substitusi elektrofilik aromatis, asilasi Friedel-Crafts, reaksi pembentukan cincin Asam karboksilat anhidrida, fenol, pewarna Teknik Laboratorium Reaksi dengan mikrowave, pengadukan dengan batang pengaduk magnet, penambahan bertetes dengan corong tetes, pemanasan dengan refluk, penyaringan, ekstraksi
Instruksi (skala batch 50 mmol) Peralatan Sistem mikrowave ETHOS 1600, labu leher-dua 100 mL, pengaduk magnet, batang pengaduk magnet, tabung gelas (40 cm, NS 29), gelas beaker 1 L, corong tetes, labu penghisap, corong Buchner (diameter 8-10 cm), labu leher-dua 250 mL, pendingin refluk, desikator Bahan ftalat anhidrida (tl 129-132 °C) resorsinol (tl 109-111 °C) Asam klorida pekat Natrium hidroksida Oksida fosfor(V) untuk pengering
7,77 g (52,5 mmol) 11,0 g (100 mmol) 50 mL 8,00 g (200 mmol) 5g
Reaksi Ftalat anhidrida 7,77 g (52,5 mmol) dan 11,0 g (100 mmol) resorsinol dimasukkan ke dalam labu leher-dua 100 mL berisi batang pengaduk magnet dan 6 tetes air ditambahkan. Labu reaksi dilengkapi dengan pengatur temperatur elektronik dan diletakkan dengan tabung gelas 1
Juli 2007
NOP
http://www.oc-praktikum.de
dalam mikrowave (lihat ‘’Petunjuk teknis: peralatan refluk standar untuk sistem mikrowave’’). Campuran diaduk selama 40 menit dengan 900 W pada temperatur target 220 °C. Awalnya, campuran reaksi kental, pada akhir reaksi seluruhnya padat. Penyelesaian Mula-mula, produk kotor yang diendapkan dalam labu reaksi dimurnikan dengan memindahkannya bersama larutan natrium hidroksida ke dalam garam dinatrium yang larut dalam air dan kemudian, pengendapan produk dengan HCl. Untuk prosedur ini, larutan natrium hidroksida disiapkan dengan melarutkan 8,00 g (200 mmol) NaOH dalam 80 mL air. Asam sulfat pekat 40 mL dimasukkan ke dalam gelas beaker 1 L dengan batang pengaduk magnet, yang berisi 200 mL air. Corong pisah diletakkan di atas gelas beaker. Sekarang, 20 mL larutan NaOH dimasukkan ke dalam labu reaksi dengan padatan produk kotor dan diaduk selama 10 menit (jika batang pengaduk magnet berhenti di dalam lelehan campuran, satu batang pengaduk magnet lainnya dimasukkan ke dalam labu). Kemudian, 30 mL air ditambahkan ke dalam labu reaksi dan diaduk selama 5 menit. Larutan merah gelap yang dihasilkan didekantir dari campuran yang masih mengandung padatan ke dalam corong pisah dan ditambahkan bertetes-tetes dengan lambat (1 sampai 2 tetes per detik) ke dalam asam klorida yang diaduk kuat di dalam beaker. Produk mengendap sebagai padatan merahoranye. Selama waktu penambahan, ditambahkan satu bagian lagi dari 20 mL larutan NaOH dalam labu reaksi dengan produk kotor yang masih ada, diaduk seperti sebelumnya selama 10 menit, ditambahkan 30 mL air, diaduk selama 5 menit, kemudian larutan merah didekantir ke dalam corong tetes dan tetesan ini ditambahkan ke dalam beaker yang berisi HCl seperti yang telah dilakukan sebelumnya. Prosedur ini diulangi dua kali sampai semua larutan NaOH digunakan. Isi dalam gelas kimia didinginkan mencapai temperatur kamar dan endapan disaring dengan corong Buchner. (Jika kertas saring tertutup kristal halus, dapat disaring menggunakan kertas penyaring yang dilipat). Untuk pemurnian lebih lanjut, produk yang masih basah dimasukkan bersama-sama dengan 100 mL air dan 10 mL HCl pekat ke dalam labu leher dua 250 mL, yang dilengkapi dengan batang pengaduk magnet, pengatur temperatur elektronik, tabung gelas, pendingin refluk dan dipasang dalam sistem mikrowave. Campuran direfluk selama 10 menit dalam mikrowave dengan 800 W dan temperatur target 103 °C. Setelah didinginkan sampai temperatur kamar, dipisahkan lagi dengan corong Buchner. Produk dicuci pada corong Buchner dengan beberapa bagian air (volume total 300 mL), dan dikeringkan dengan cara dihisap dan di dalam desikator dengan oksida fosfor (V) dengan pengurangan tekanan sampai berat konstan. Hasil: 16,2 g (48,8 mmol, 98 %); tl 320-325 °C, literatur: 316-320 °C. warna produk sesuai dengan ukuran kristal dari merah-russet (kristal kasar) atau merah-oranye (kristal halus).
2
Juli 2007
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Komentar Air yang ditambahkan pada keadaan awal, membantu pengeluaran energi mikrowave dalam campuran reaksi sampai meleleh. Pengerokan reaktan sebelum reaksi tidak diperlukan karena akan meleleh sempurna di dalam mikrowave dalam satu menit dengan pengadukan. Proses pemurnian dengan HCl encer panas membantu untuk memisahkan pengotor yang larut dalam air, seperti reaktan yang tidak bereaksi, dari produk yang sedikit larut dalam air. Melalui pelarutan dan pengendapan produk kotor dengan basa dan asam, akan dihasilkan bahan yang sangat halus, lebih cocok untuk ekstraksi berikutnya daripada produk kotor yang hanya digerus dengan mortar. Reaksi dapat dengan mudah dilakukan dalam skala batch sampai 1 mol. Manajemen Limbah Pembuangan Limbah Limbah Filtrat air
Pembuangan dinetralkan, kemudian: campuran pelarut air, mengandung halogen
Waktu Kira kira 4 jam (tanpa waktu pengeringan) Penghentian sementara Sebelum penyelesaian Sebelum ekstraksi dalam mikrowave Tingkat kesulitan Mudah
3
Juli 2007
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Analisis Hubungan temperatur-waktu-bergantung pada tahap kerja dengan energi mikrowave Reaksi ftalat anhidrida dengan resorsinol menjadi fluorescein 1000 900
200
700 150 600 500 100
400 300
50
T1 [°C]
200
Energie [W]
100
0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Mikrowellenenergie [W]
Temperatur [°C]
800
0 3500
Zeit [°C]
Ekstraksi produk kotor 900 100
800 700 600 500
60
40
T1 [°C]
400
Energie [W]
300 200
20
100 0 0
200
400
600
800
1000
1200
0 1400
Zeit [°C]
4
Juli 2007
Energie [W]
Temperatur [°C]
80
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Spektrum 1H NMR produk fluorescein (400 MHz, DMSO-D6)
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
(ppm)
17 18
16
19 20
15 10
COOH
14 12
11
9
1
13
HO δ (ppm) 7,99 7,79 7,71 7,26 6,72 6,57 2,53
6
8 7
Multiplisitas d dt dt d m m
O
2 3
5 4
O
Jumlah H 1 1 1 1 2 4
Keterangan 18-H 16-H 17-H 15-H 4-H, 7-H 1-H, 2-H, 9-H, 10-H pelarut
5
Juli 2007
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Spektrum 13C NMR produk fluorescein (400 MHz, DMSO- D6)
170
160
150
140
130
120
110
100
(ppm)
δ (ppm) 168,52 159,62 151,85 135,38 129,93 128,91 126,14 124,56 124,00 112,65 109,56 103,15 39,5
Keterangan C-20 C-3, C-8 C-5, C-6, C-14 C-16 C-17 C-1, C-10 C-19 C-18 C-15 C-2, C-9 C-11, C-13 C-4, C-7 pelarut
17 18
16
19 20
15 10
COOH
14 12
11
9
1
13
HO
6
6
8 7
O
2 3
5 4
O
Juli 2007
NOP
http://www.oc-praktikum.de
Spektrum IR produk fluorescein (KBr)
69,1 68 66 64
588,01 916,12
62 3225,09
60 58
1697,69
3062,73
1085,71
56
798,15 665,43 864,51753,91 705,99
846,08
503,22
458,98
1539,17
54 %T
1177,88
52
1314,28 1388,01
50
1111,52 1461,75 1244,23 1211,05 1262,67
48 46 44
Fluorescein
42 1594,47
40 38,2 4000,0
3000
2000
1500
1000
400,0
cm-1
7
Juli 2007
