AMINASI ASAM AZELAT VIA REDUKSI DENGAN HIDROGEN MEMAKAI KATALIS NIKEL

AMINASI ASAM AZELAT VIA REDUKSI DENGAN HIDROGEN MEMAKAI KATALIS NIKEL

TESIS

Oleh

MAROLOP MANIHURUK 077006024/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009 USU Repository © 2008


TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Kimia pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

MAROLOP MANIHURUK 077006024/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009 USU Repository © 2008

Judul Tesis Nama Mahasiswa Nomor Pokok Program Studi

: AMINASI ASAM AZELAT VIA REDUKSI DENGAN HIDROGEN MEMAKAI KATALIS NIKEL : Marolop Manihuruk : 077006024 : Kimia

Menyetujui Komisi Pembimbing

( Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, M.Sc ) Ketua

Ketua Program Studi,

( Prof. Basuki Wirjosentono,M.S., Ph.D )

( Drs. Nimpan Bangun, M.Sc ) Anggota

Direktur,

( Prof. Dr.Ir.T. Chairun Nisa B., M.Sc )

Tanggal lulus : 22 Juni 2009

Marolop Manihuruk : Aminasi Asam Azelat Via Reduksi Dengan Hidrogen Memakai Katalis Nikel, 2009 USU Repository © 2008

Telah diuji pada Tanggal 22 Juni 2009

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua

: Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, M.Sc

Anggota

: 1. Drs. Nimpan Bangun, M.Sc 2. Prof. Basuki Wirjosentono,M.S., Ph.D 3. Prof. Dr. Tonel Barus, M.Sc 4. Drs. Adil Ginting, M.Sc


PERNYATAAN


TESIS Saya mengakui bahwa tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan,

Juni 2009

MAROLOP MANIHURUK 077006024


ABSTRAK

Reaksi aminasi asam azelat meliputi reaksi pembentukan amida, menggunakan amoniak bertekanan dengan katalis Nikel berlangsung pada 180 oC selama 5 jam. Hasil amida ini dicampur dalam gelas pyrex bersama CaO dan Al2O3 dipanaskan pada suhu 300 oC selama 10 menit dalam vakum. Hasil padatan diekstraksi dengan n – heksan, dipindahkan ke dalam autoclave, kemudian dicampur dengan katalis Nikel, direduksi dengan H2 pada tekanan 200 psi pada suhu 120 oC selama 15 jam. Hasil yang diperoleh berupa amina disertai sedikit senyawa nitril. Uji zat hasil dilakukan dengan spekstroskopi FT – IR dan 1H – NMR, data menunjukkan perubahan asam azelat menjadi amida, amida menjadi nitril, kemudian menjadi Nonana-1,9-diamina Kata Kunci: Asam Azelat, Reduksi, Nonana-1,9-diamina


ABSTRACT

Amination reaction of azelaic acid included with reaction of an amide formation, in used ammonia pressure with Nickel catalysts and occurred on temperature 180 oC for 5 hours. The product of amide compound mixed in a pyrex glass with CaO and Al2O3 and heated at temperature 300 oC for 10 minutes under vacumm condition. A solid product extracted with n – heksan, removed to the autoclave, then mixed with Nickel catalyst, reducted by H2 at 200 psi of pressure and temperature 120 oC for 15 hours. The product was an amine compound with a few nitrile compound. The test method of material have been taken with FT – IR and 1H – NMR spectroscopy, the data showed that transformed of azelaic acid to amide compound, amide compound to nitrile compound, then became a Nonana-1,9diamine. Key words : Azelaic acid, Reduction, Nonane-1,9-diamine


KATA PENGANTAR

Puji dan syukur

kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas kasih setia-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penyusunan Tesis ini. Terimakasih yang sebesar-besarnya kami ucapkan kepada Pemerintah Provinsi Sumatera Utara c.q. BAPPEDA dan Pemerintah Kabupaten Dairi melalui Bupati Dairi yang memberikan bantuan moril dan surat izin belajar sehingga meringankan beban selama perkuliahan dan dalam penyelesaian Tesis ini. Dengan selesainya Tesis ini perkenankanlah saya ucapkan kepada Rektor Universitas Sumatera Utara Prof. Chairuddin P. Lubis, DMT&H, SpA(K), atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada kami untuk menyelesaikan pendidikan program Magister, Direktur Sekolah Pascasarjana Prof. Dr. Ir. T. Charun Nisa B., M.Sc dan Ketua Program Studi Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D atas kesempatan yang diberikan kepada kami untuk menjadi mahasiswa program Magister pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi- tingginya saya ucapkan kepada: 1. Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, MSc. Selaku pembimbing utama, dan Bapak Drs. Nimpan Bangun, MSc. Selaku anggota komisi pembimbing yang setiap saat dengan penuh perhatian selalu memberikan bimbingan dan saran sehingga Tesis ini dapat diselesaikan.


2. Bapak Prof. Dr. Tonel Barus, M.Sc, Bapak Drs. Adil Ginting, MS, Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, M.S., Ph.D selaku penguji yang banyak memberikan masukan dan saran untuk menyelesaikan Tesis ini. 3. Kepala Laboratorium Kimia Anorganik serta asisten laboratorium (Ariston Hutauruk, Julianto Lumban Tobing dan Mangisi Tobing) yang telah banyak membantu memberikan kemudahan selama penulis melakukan penelitian hingga selesainya penelitian ini. 4. Drs. DT Padang, MM,

Kepala Dinas pendidikan dan KABID DIKMEN

Kab. Dairi beserta staf yang memberikan rekomendasi kepada saya sehingga saya dapat mengikuti test dan diterima di Magister kimia USU. 5. Teman- teman sejawat guru SMA N 2 beserta staf yang selalu memberi dorongan sehingga dapat menyelesaikan Program Magister Studi Kimia pada Sekolah Pascasarjana USU, atas segala bentuk bantuannya. 6. Orangtua saya ayahanda alm. I. Manihuruk dan ibunda R. br Silalahi serta isteri tercinta S. D. Sitorus yang selalu memberi dorongan dan memberangkatkan setiap minggu untuk mengikuti perkuliahan demikian juga anak saya Valentina Rosa , Fery Marwit, dan Nova serta seluruh kakanda tercinta yang dengan penuh kasih sayang memberikan dorongan yang disertai dengan doa sehingga saya dapat menyelesaikan pendidikan ini.


7. Teman – teman angkatan 2007 Sekolah Pascasarjana USU Program Studi Ilmu Kimia yang telah banyak memberikan bantuan moril dan dorongan teristimewa Bapak Drs. Janji Samosir yang selalu bersama dalam perkuliahan ataupun diluar perkuliahan. Semoga tulisan ini memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu kimia dan kemajuan Ilmu Pengetahuan khususnya Kimia Anorganik.

Hormat Penulis,

MAROLOP MANIHURUK


RIWAYAT HIDUP

Lahir di Sumbul, 24 Desember 1960 dari pasangan Alm. I. Manihuruk dan R. br Silalahi.Anak ke 6 dari 7 bersaudara. Pendidikan Sekolah Dasar (SD) Negeri 1 Sumbul di Kec. Sumbul (1967- 1972). Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri Sumbul di Sumbul (1973- 1975), Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 8 Medan (1976- 1979),dan melanjut ke Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) jurusan Kimia di IKIP Medan (1979- 1984). Penulis memperoleh SK Pengangkatan sebagai guru PNS pada tahun 1986 dan ditempatkan di SMA Negeri Parongil dan sekarang bertugas di SMU 2 Sidikalang, bulan September 2007 melanjutkan pendidikan Program Magister di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera pada Program Studi Ilmu Kimia yang dibiayai oleh Pemerintah Provinsi Sumatera Utara melalui BAPPEDA Sumatera Utara.


DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ........................................................................................................... i ABSTRACT .......................................................................................................... ii KATA PENGANTAR ........................................................................................

iii

RIWAYAT HIDUP ............................................................................................

vi

DAFTAR ISI........................................................................................................ vii DAFTAR GAMBAR........................................................................................... x DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xi BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang .................................................................................... 1 1.2. Permasalahan ....................................................................................... 4 1.3. Tujuan Penelitian ................................................................................ 4 1.4. Manfaat Penelitian .............................................................................. 5 1.5. Lokasi Penelitian................................................................................. 5 1.6. Metodologi Penelitian ......................................................................... 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................ 6 2.1. Oksidasi Lemak....................................................................................

6

2.2. Asam Azelat .... ....................................................................................

8

2.3. Amina...................................................................................................

9

2.3.1. Sifat Senyawa Amina.................................................................

9

2.3.2. Beberapa Reaksi Pembuatan Senyawa Amina...........................

10

2.4. Katalisis................................................................................................

11

2.5. Logam Transisi Sebagai Katalis...........................................................

12


BAB III. METODE PENELITIAN ...................................................................

16

3.1. Alat – alat .............................................................................................

16

3.2. Bahan – bahan ......................................................................................

17

3.3. Prosedur Penelitian...............................................................................

17

3.3.1. Pembuatan NH3 anhidrat............................................................

17

3.3.2. Pembuatan Asam Azelat ............................................................

18

3.3.3. Reaksi Asam Azelat dengan NH3 ............................................ .

18

3.3.4. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9dinitrile dengan H2 menjadi Nonana-1,9-diamina .....................

19

3.4. Bagan Penelitian ..................................................................................

20

3.4.1. Pembuatan NH3 anhidrat............................................................

20

3.4.2. Pembuatan Asam Azelat ............................................................

21

3.4.3. Reaksi Asam Azelat dengan NH3 .............................................

22

3.4.4. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9dinitrile dengan H2 menjadi Nonana-1,9-diamina .....................

23

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...........................................................

24

4.1. Hasil Penelitian .....................................................................................

24

4.2. Pembahasan...........................................................................................

25

4.2.1. Reaksi Asam Azelat dengan NH3 ...............................................

25

4.2.1.1. Spektrum FT – IR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat........................................................... .........................

25

4.2.1.2.Spektrum 1H – NMR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat……………………………………………………….

29

4.2.2. Pengubahan Nonana-1,9-diamida Via Reduksi Nonana-1,9dinitrile dengan H2 menjadi Nonana-1,9-diamina......................

31

4.2.2.1. Spektrum FT – IR Nonana-1,9-dinitrile.....................

31

4.2.2.2. Spektrum FT – IR Nonana-1,9-diamina ....................

33

4.2.2.3. Spektrum 1H-NMR Nonana-1,9-diamina................. .

36


BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................

38

5.1. Kesimpulan ......................................................................................

38

5.2. Saran.................................................................................................

38

DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................

39


DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

1

Reaksi Katalitik H2 dan C2H4 pada Permukaan Logam ............

11

4.1.

Spektrum FT – IR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat .......

27

4.2.

Spektrum FT – IR Asam Azelat ................................................

28

4.3.

Spektrum 1H – NMR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat ..

30

4.4.

Spektrum FT – IR Nonana -1,9- dinitril ....................................

32

4.5.

Spektrum FT – IR Nonana-1,9-diamina ...................................

35

4.6.

Spektrum 1H-NMR Nonana-1,9-diamina .................................

37


LAMPIRAN

Nomor

Judul

Halaman

1.

Spektrum FT – IR Asam Azelat .................................................

41

2.

Spektrum FT – IR Nonanadiamina / Nonamethylenediamine (SDBS) .......................................................................................

42

3.

Pembuatan metil ester dari CPO .................................................

43

4.

Metil Ester dari CPO ..................................................................

44

5.

Pemurnian Asam Oleat ...............................................................

45

6.

Oksidasi Asam Oleat ...................................................................

46

7.

Pembuatan NH3 anhidrat.............................................................

47

8.

Aminasi Asam Azelat .................................................................

48


BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Kelapa sawit sebagai tanaman penghasil minyak kelapa sawit (CPO – crude palm oil) dan inti kelapa sawit (PKO – Palm Kernel Oil) merupakan salah satu primadona tanaman perkebunan yang menjadi sumber penghasil devisa non – migas bagi Indonesia. Cerahnya prospek komoditi minyak kelapa sawit dalam perdagangan minyak nabati dunia telah mendorong pemerintah Indonesia untuk memacu pengembangan areal perkebunan kelapa sawit (Manurung, E. G. T. 2001). Secara umum minyak kelapa sawit kasar (CPO) sejauh ini masih berupa komoditi yang diekspor. Karena itu, perlu usaha untuk meningkatkan nilai CPO dengan mendayagunakan setiap komponen kimia yang terkandung, kemudian ditransformasikan menjadi bahan kimia lain seperti asam lemak menjadi senyawa amida, senyawa amina, dan lain – lain. Asam oleat yang diturunkan dari minyak sawit telah dilaporkan dapat menghasilkan asam azelat dan asam pelargonat dengan cara oksidasi dengan memakai KMnO4 encer. Reaksinya adalah sebagai berikut:


H3C (CH2)7 CH

CH (CH2)7 COOH

KMnO4 encer

H3C (CH2)7 CH

C

OH

O

Asam Oleat

H3C (CH2)7 CH

C

OH

O

(CH2)7 COOH

[O]

(CH2)7 COOH

+

H3C (CH2)7 COOH Asam Pelargonat

HOOC (CH2)7 COOH Asam Azelat

(Kadesch, R.G. 1979) Billenstein dan Blaschke (1984) telah menuliskan pengubahan langsung asam organik menjadi senyawa amina memerlukan tekanan yang tinggi dan suhu yang tinggi. Pada proses pembuatannya, mula – mula asam lemak diubah menjadi senyawa nitril, selanjutnya senyawa nitril tersebut dihidrogenasi menjadi senyawa amina. Disamping dari senyawa nitril pada reaksi kesetimbangan juga terbentuk senyawa amida seperti reaksi di bawah ini. RCO2H + NH3 RCO2H + NH3 RC

ZnO, Al2O3, Mn atau Co

280-360 oC

RCOONH4 N + 2 H2

H2 O

N + H2O

RC

RCONH2

katalis Ni atau Co 120 - 180 oC, 20 - 100 bar

RC

N + H2 O

RCH2NH2

Berbagai senyawa amina primer telah diketahui banyak manfaatnya dalam kehidupan, misalnya senyawa diamina rantai panjang mempunyai potensi untuk membuat poliamida dengan asam karboksilat yang lain. Kegunaan dari senyawa poliamida dipakai sebagai bahan pembuat resin dan membran asphaltik (Uffner, E.

6

W., 1982), dan dapat digunakan sebagai bahan dasar tekstil seperti nilon 9,9 ( Reck, R. A. 1985). Beberapa penelitian tentang pembentukan senyawa amina telah dilaksanakan di Laboratorium Kimia Anorganik diantaranya: Reaksi aminasi telah dibuat dengan mereaksikan heksadekanol dengan amoniak cair yang berlangsung pada suhu 180

o

C dengan menggunakan katalis Ni yang

menghasilkan senyawa amina sebanyak 86% (Joanivia, 2007). Reaksinya digambarkan sebagai berikut :

H3C (CH2)15 OH + NH3 Palmitil alkohol

Katalis Nikel n-Heksana

H3C (CH2)15 NH2 + H2O Palmitil amina

Ariston (2008) telah melakukan reaksi aminasi terhadap asam dekanoat dengan amoniak cair yang diikuti dengan hidrogenasi bertekanan 200 psi pada suhu 200 oC selama 18 jam menggunakan katalis logam nikel dalam pelarut n – heksan kering menghasilkan 16, 33% dekilamina dengan hasil samping 63,67% dekanal seperti reaksi di bawah ini. O R

+ H2 + NH3

C OH

Ni

O R CH2 NH2 + R minor

C

major

H

7

Hasil amina sangat sedikit karena itu perlu dicari jalan lain untuk menaikkan hasil, Billenstein dan Blaschke mencoba mencampurkan minyak dengan amoniak bersama – sama ZnO, Al2O3 dan Mn untuk mengkatalisis. Reaksi dehidrasi dalam hal ini akan digunakan katalis dehidrogenasi campuran Ni, Al2O3 dan CaO. Penelitian pengubahan asam azelat menjadi diamina akan melalui sederetan proses reaksi yaitu: Amidasi, dehidrasi menjadi nitril menggunakan CaO dan reaksi hidrogenasi menghasilkan senyawa amina. Untuk menguji tahapan reaksi ini dipergunakan spectrum FT – IR dan 1H – NMR.

1.2. Permasalahan Permasalahan yang terjadi adalah apakah pada reaksi asam azelat dengan amoniak dengan diikuti gas hidrogen dan katalis nikel dapat menghasilkan Nonana1,9-diamina

1.3. Tujuan Penelitian Untuk mensintesis senyawa Nonana-1,9-diamina dari asam azelat dengan reaksi aminasi menggunakan campuran NH3 dan H2 dengan katalis logam nikel.

8

1.4.Manfaat Penelitian 1. Hasil penelitian ini diharapkan berguna untuk mengembangkan teknologi pembuatan senyawa – senyawa amina dan amida. 2. Senyawa amina yang diperoleh diharapkan dapat digunakan menjadi bahan pembuatan polimer. 1.5. Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di laboratorium kimia anorganik FMIPA USU Medan dan analisa FT-IR dilakukan di laboratorium analisa Bea dan Cukai, Belawan serta 1

H- NMR produk dilakukan di laboratorium kimia organik

FMIPA – UGM

Yogyakarta.

1.6. Metodologi Penelitian Penelitian ini meliputi beberapa tahap: 1. Metil oleat dioksidasi menjadi asam pelargonat dan asam azelat 2. Karakterisasi asam azelat dengan uji titik lebur dan FT – IR 3. Reaksi aminasi asam azelat 4. Karakterisasi produk reaksi dengan spektroskopi FT-IR dan 1H – NMR.

9

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Oksidasi Lemak Bahan kimia yang dapat mempercepat oksidasi atau sebagai bahan pengoksidasi adalah : 1) Peroksida, 2) ozon, 3) kalium permanganat, 4) asam perasetat dan perbenzoat, 5) logam dan 6) enzim oksidasi. Kalium Permanganat Oksidasi asam lemak tidak jenuh oleh KMnO4, hasilnya bervariasi tergantung dari kondisi pada waktu reaksi berlangsung. 1. Asam oleat dalam larutan alkali dingin (ice cold) akan teroksidasi dengan cepat oleh larutan permanganat encer, sehingga menghasilkan asam dihidroksi stearat. CH3(CH2)7 CH CH(CH2)7COOH

On H2 O

OH

CH3(CH2)7 CH

OH CH(CH2)7COOH

Asam linoleat (2 ikatan rangkap) dan asam linolenat (3 ikatan rangkap) berturut – turut akan menghasilkan asam tetra hidroksi dan heksa hidroksi, tapi dalam jumlah yang lebih kecil. 2. Proses oksidasi asam hidroksi yang terkontrol akan menghasilkan asam ketohidroksi stearat dan diketostearat dan akhirnya dengan proses pemecahan rantai molekul akan membentuk asam kaprilat, oksalat dan suberat.

10

3. Serbuk KMnO4 yang dididihkan dalam larutan aseton akan memutuskan rantai karbon pada ikatan rangkap, dengan menghasilkan asam. Dalam reaksi ini dihasilkan sejumlah kecil hasil antara yang merupakan persenyawaan asam lemak yang telah diadisi oleh oksigen pada ikatan rangkap: CH3(CH2)7 CH CH(CH2)7COOH

CH3(CH2)7COOH + HOOC(CH2)7COOH asam nonoat

asam azelat

(Ketaren, S. 1986). Garti dan Avni (1981) telah melaporkan bahwa oksidasi terhadap asam lemak tidak jenuh dengan berbagai agen pengoksidasi seperti kalium permanganat, kalium dikromat, asam kromat dan natrium hipoklorit. Oksidasi terhadap asam oleat dalam emulsi minyak dalam air pada suasan netral menghasilkan pembentukan dihidroksi, ketohidroksi, dan asam diketo bersama dengan asam azelat dan asam pelargonat. Reaksi kalium permanganat dalam suasana basa dengan asam risinoleat juga telah dilaporkan oleh Hill dan McEwen (1943) yang menghasilkan sekitar 34% yield dari asam azelat. Disamping itu, dengan menggunakan natrium hipoklorit sebagai agen pengoksidasi dari asam oleat dam sistem emulsi yang terdiri dari natrium hipoklorit, agen pengaktif permukaan (surface – active agents), dan ruthenium klorida sebagai katalis bisa mencapai konversi yang lebih tinggi dan mengurangi waktu reaksi jika dibandingkan dengan sistem tak teremulsi (nonemulsified system) atau heterogen (Zaldman, B. dkk. 1988).

16

2.2. Asam Azelat Asam azelat dengan nama umumnya yaitu asam nonanadioat, dengan rumus molekul HOOC(CH2)7COOH, ditemukan dalam asam oleat yang berbau tengik, mentega dan beberapa hasil alam yang mengandung asam lemak berantai panjang. Bau tengik yang terjadi kemungkinan berasal dari pemutusan ikatan rangkap dari asam lemak tidak jenuh. Asam azelat berbentuk kristal jarum atau berbentuk daun dengan titik lebur 106.5 oC. Senyawa ini dapat menguap pada 287 oC/100 mm dan pada 225 oC/10 mm. Pada tekanan normal dapat menguap secara parsial di atas 360 oC bersama campuran dari produk yang mengandung azelat anhidrat yang terdekomposisi parsial. Disamping itu tidak ikut menguap pada proses penguapan (non volatile) dan kelarutannya dalam air hanya 0,2 % pada 15 oC dan 2,2 % pada 65oC tetapi larut dengan baik pada 100 oC. Kegunaan dari asam azelat telah banyak dipatenkan dan secara komersil sudah diaplikasikan ke dalam tiga area yakni: a) Pada pembuatan senyawa diester dan poliester yang dipakai sebagai pemlastis dari polivinil clorida. b) Senyawa diester sebagai pelumas mesin mekanik. c) Senyawa intermediet dari polimer dalam pembuatan poliamida, poliester dan lapisan poliuretan, fiber, bahan perekat dan resin (Kadesch, R.G. 1979).

17

2.3. Amina Senyawa amina merupakan turunan dari ammoniak ( NH3 ). Jika satu atau lebih atom H dari ammoniak diganti dengan gugus alkil, maka terbentuk senyawa amina primer, sekunder dan tersier, tergantung pada jumlah atom H yang digantikan oleh gugus alkil tersebut (Streitwieser, A. dan Clayton. 1985). Contohnya : NH3

RNH2

Ammonia

Amina primer

R2NH

R3N

Amina sekunder

Amina tersier

2.3.1. Sifat Senyawa Amina Titik lebur, titik didih dan densitas dari beberapa senyawa amina sederhana meningkat bersama dengan bertambahnya berat molekul sebagai konsekuensi dari interaksi intermolekular yang lebih besar. Sama seperti alkohol, senyawa amina yang lebih sederhana menunjukkan adanya pengaruh ikatan hidrogen. Nitrogen kurang elektonegatif dibandingkan dengan oksigen, ikatan hidrogen pada N – H … N kurang kuat dibanding dengan ikatan O – H

….

O. Oleh karena itu,amina primer memiliki

titik didih yang berbeda antara senyawa alkana dan alkohol berdasarkan berat molekul, sama seperti ammoniak, dengan b.p. – 30 oC, yang merupakan intermediet antara methane, dengan b.p. – 161 oC, dan air , dengan b.p. 100 oC (Streitwieser, A.; Clayton., 1985 ). Di bawah ini diberikan tabel mengenai titik didih dan titik lebur dari beberapa senyawa amina asam lemak ( Reck, R. A. 1985 ). Senyawa amina mampu 18

membentuk ikatan hidrogen dengan air. Akibatnya, amina dengan berat molekul rendah, yaitu kurang dari 6 atom karbon mudah larut dalam air. Selain itu amina juga larut dalam pelarut kurang polar seperti eter, alkohol, benzene, dan sebagainya. (Morrison, R. T. dan Boyd, R. N. 1992). Amina yang memiliki berat molekul rendah memiliki bau tajam yang hampir mirip dengan ammoniak. Amina dengan berat molekul tinggi memiliki bau seperti ikan yang membusuk ( Ouellete, R.J. 1994 ).

2.3.2. Beberapa Reaksi Pembuatan Senyawa Amina 1. Reduksi senyawa nitro Senyawa nitro dapat direduksi menghasilkan senyawa amina primer. Metode ini secara umum berlangsung melalui reaksi hidrogenasi katalitik atau dengan menggunakan agen pereduksi secara kimia dalam larutan asam. CH3

CH3 NO2

H2/Ni Tekanan

NH2

CH(CH3)2

CH(CH3)2

2. Reduksi senyawa nitril Senyawa nitril direduksi dengan hidrogen menggunakan katalis seperti lithium aluminium hidrida dalam pelarut eter menghasilkan senyawa amina. Contoh reaksi sebagai berikut: RC N nitril

H2/katalis atau LiAlH4

R CH2 NH2 amina

19

3. Reduksi senyawa amida Senyawa amida direfluks dalam pelarut eter dengan lithium aluminium hidrida menghasilkan senyawa amina. Reduksi terjadi pada ikatan gugus C=O menjadi CH2. O

LiAlH4

R C NH2 amida

R CH2 NH2 amina

2.4. Katalisis Proses katalisis heterogen sedikitnya dapat melalui empat tahap : 1. adsorpsi reaktan pada permukaan katalis, 2. aktifasi penyerapan reaktan, 3. reaksi reaktan yang terserap, dan 4. difusi produk dari permukaan katalis ke fase gas atau cair H

H

H

H

C

+

C

H

H

H

permukaan adsorpsi

H

H

C

H

C

H

Partikel logam

H

Partikel logam aktivasi

H

H

H

C

C

H

H

H

H

permukaan

H H H

Partikel logam

H H

permukaan

C H

Partikel logam H

H

desorpsi

H

C

C

C

H

reaksi

H

Partikel logam

Gambar 1 Reaksi Katalitik H2 dan C2H4 pada Permukaan Logam

20

Keterangan gambar : Reaksi : C2H4 + H2

C 2H 6

Kedua molekul diadsorpsi oleh gaya tarik yang lemah. Aktivasi berlangsung ketika elektron – elektron yang terikat pada molekul tertata ulang untuk membentuk ikatan dengan atom – atom logam. Kelanjutan reaksi dari aktivasi atom, molekul – molekul C2H6 yang teradsorbsi lemah akan melepaskan diri dari permukaan ( Holtzclaw dan Robinson, 1988 ).

2.5. Logam Transisi Sebagai Katalis Unsur – unsur transisi adalah unsur logam yang memiliki kulit elektron d dan f yang tidak penuh dalam keadaan netral atau kation. Unsur transisi terdiri atas 56 udari 103 unsur. Logam – logam transisi diklasifikasikan dalam blok d, yang terdiri dari unsur 3d dari Sc sampai Cu, 4d dari Y ke Ag, dan 5d dari Hf sampai Au, dan blok f, yang terdiri dari unsur lantanoid dari La sampai Lu dan aktinoid dari Ac sampai Lr. Kimia unsur blok d dan blok f sangat berbeda. Logam transisi yang mengkatalisis reaksi kimia merupakan dasar yang sangat penting dalam proses industri, seperti reaksi hidrogenasi, reaksi karbonilasi dan reaksi polimerisasi bertekanan rendah untuk etilen dan propena. Semua proses – proses ini berjalan secara heterogen, dimana suatu bahan yang padat digunakan sebagai katalis (Cotton, F. A., Wilkinson, G., Murillo, C.A., Bochmann, M. 2004).

21

Unsur – unsur transisi mempunyai sifat – sifat tertentu, yaitu: 1. Semuanya adalah logam 2. Hampir keseluruhan dari unsur transisi ini bersifat keras, kuat, titik lelehnya tinggi, titik didihnya tinggi serta menghantarkan panas dan listrik yang baik 3. Unsur – unsur ini dapat membentuk campuran satu dengan yang lain dan dengan unsur – unsur yang mirip logam 4. Banyak diantaranya cukup elektropositif sehingga dapat larut dalam asam mineral, walaupun hanya beberapa diantaranya bersifat mulia, yaitu mempunyai potensial elektroda yang rendah sehingga tidak terpengaruh oleh asam yang sederhana 5. Ada beberapa pengecualian yaitu unsur – unsur ini mempuyai valensi yang beragam dan ion – ion serta senyawanya berwarna pada satu tingkat oksidasi. 6. Karena kulit yang terisi sebagian, unsur – unsur ini membentuk paling sedikit beberapa senyawaan paramagnetik ( Cotton dan Wilkinson, 1989 ). Pada beberapa kasus, logam – logam transisi yang memiliki berbagai valensi dapat membentuk suatu senyawa intermediet yang tidak stabil. Pada kasus lain, logam – logam transisi memberikan reaksi permukaan yang sesuai. Banyak logam – logam unsur transisi dan senyawaannya memiliki sifat katalitik.

22

Beberapa kegunaan logam transisi adalah sebagai berikut: Ni

Raney nikel, pada proses reduksi, seperti pembuatan heksametilendiamin,

pembuatan

H2

dari

NH3,

mereduksi antraquinon menjadi antraquinol pada H2O2. Kompleks Ni

pada sintesis Reppe (polimerisasi, alkena, seperti menghasilkan benzen atau siklooktatetraena)

Pd

digunakan untuk reaksi hidrogenasi

PdCl2

pada proses Wacker untuk mengubah etilena menjadi metanol

Cu

digunakan pada proses langsung untuk pembuatan (CH3)2SiCl2

CuCl2

pada proses Deacon untuk membuat Cl2 dari HCl (Lee, J. D. 1994). Salah satu kegunaan yang penting dari unsur – unsur transisi dalam reaksi

katalitik adalah untuk mengatomisasi molekul – molekul diatomik dan menyalurkan atom – atom tersebut pada reaktan yang lain dan reaksi intermediet. Gas H2, O2, N2 dan CO adalah molekul diatomik yang penting. Kekuatan ikatan H, O, N dan C pada permukaan logam – logam transisi memberikan gaya dorong termodinamik untuk atomisasi dan juga untuk pelepasan atom dalam reaksi dengan molekul – molekul yang lain. Permukaan logam juga memiliki sifat – sifat yang unik lainnya yang dapat mengkatalisis serangkaian reaksi – reaksi kompleks yang dimulai dengan disosiasi

23

adsorpsi yang diikuti dengan penataan ulang kompleks melalui formasi dan pemutusan ikatan, yang terakhir proses adsorpsi dari produk ( Hegedus, dkk. 1987 ).

24

BAB III METODE PENELITIAN

Dalam melakukan penelitian ini digunakan alat – alat dan bahan – bahan kimia antara lain adalah :

3.1. Alat – alat

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

Nama Alat Neraca Analitik digital Hotplate Stirrer Gelas Erlenmeyer Pengatur Suhu Pengaduk magnet Autoclave stainless steel Termometer Labu leher tiga Labu Labu Corong pisah Pendingin Liebig Pompa Vakum Pipa U Trap Pengukur titik lebur

Ukuran 100 mL 100 mL 0 – 200 oC 1L 250 mL 50 mL 24/29 -

Merek Mettler PM 2000 PMC seri 501 pyrex Duragauge Fisher Pyrex Pyrex Pyrex Pyrex Quickfit Welch Duo-Seal Pyrex Pyrex GallenKamp

25

3.2. Bahan – bahan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Nama Bahan Asam Oleat Katalis nikel Metanol Aseton n – heksan Nitrogen cair Na2SO4 anhidrat NH4OH 25% Etanol Gas H2 KMnO4 Al2O3 CaO

Merek Sigma – aldrich p.a. E’Merck p.a. E’Merck p.a. E’Merck PT. Aneka Gas p.a. E’Merck p.a. E’Merck p.a. E’Merck PT. Aneka Gas p.a E’Merck p.a E’Merck p.a E’Merck

3.3.Prosedur Penelitian 3.3.1. Pembuatan NH3 anhidrat Ke dalam sebuah labu 250 mL dimasukkan 70 mL NH4OH (NH3 25 %) lalu labu tersebut dihubungkan dengan pipa U yang telah berisi Na2SO4 anhidrat. Selanjutnya, pipa U dihubungkan dengan sebuah autoclave (100 mL) yang telah didinginkan dengan nitrogen cair (titik beku; - 210,0 oC) . Rangkaian dihubungkan sedemikian rupa sehingga tidak terjadi kebocoran pada rangkaian. Lalu labu berisi NH4OH (NH3 25 %) dipanaskan pada suhu 50 – 60 oC sehingga gas NH3 (titik beku; -77,73 oC) yang terbentuk mengalir melewati tabung U dan menuju ke autoclave. Uap air yang ikut menguap akan diikat oleh Na2SO4 anhidrat yang terdapat pada tabung U sedangkan gas NH3 yang terbentuk dialirkan ke dalam tabung autoclave yang telah didinginkan tadi sehingga didapatkan NH3 padat. Pemanasan dihentikan

24

apabila tidak terbentuk lagi gelembung gas. Tabung autoclave dihubungkan kembali dengan alat regulatornya secara cepat. Selanjutnya rangkaian autoclave didiamkan pada suhu kamar selama 15 jam. Kemudian tekanan gas NH3 yang terbentuk dicatat sebanyak 350 psi (Proses pembuatan NH3 anhidrat dapat dilihat pada Lampiran 8)

3.3.2. Pembuatan Asam Azelat Dilarutkan KMnO4 (27,21 g; 0,18 mol) dengan 300 mL akuades. Dilarutkan juga KOH pellet (8,7 g; 0,18 mol) dengan 200 mL akuades, lalu ditambahkan 60 mL asam oleat ( 69%; 0,18 mol ) dalam gelas beaker 5 L diikuti dengan meneteskan larutan KMnO4 dan dipanaskan suhu 70 – 80oC selama 3 jam sambil diaduk dengan sendok kayu sampai homogen sehingga terbentuk garam alkali asam lemak. Campuran disaring dalam keadaan panas, kemudian filtrat dihidrolisa dengan HCl 5 N hingga pH 3 lalu diuapkan sampai setengah volume awal, didinginkan. Terbentuk dua lapisan, lapisan bawah dipisahkan lalu diekstraksi dengan dietil eter, lalu diuapkan, endapannya dikeringkan, ditimbang, dan diukur titik leburnya.

3.3.3. Reaksi Asam Azelat dengan NH3 Ke dalam tabung autoclave yang telah berisi asam azelat (0,016 mol; 3 g), katalis nikel 0,321 g dan 20 mL n – heksan kering didinginkan dengan nitrogen cair dalam labu dewar, lalu dialirkan gas NH3. Campuran reaksi didiamkan terlebih dahulu selama 15 jam pada suhu kamar dicatat tekanan gas NH3 yang terbentuk sebanyak 350 psi. Tekanan gas amoniak diatur sebesar 150 psi lalu dipanaskan pada 25

suhu 180 oC selama 5 jam sambil diaduk dengan pengaduk magnet. Reaksi dihentikan lalu dicatat tekanan gas yang sisa pada suhu kamar yaitu sebesar 90 psi. Campuran reaksi ditambahkan aseton kering lalu disaring, selanjutnya diuapkan pelarutnya, endapannya divakum hingga kering lalu ditimbang sebanyak 2.106 g. Produk reaksi yang diperoleh dianalisis dengan spektroskopi FT – IR dan 1H - NMR.

3.3.4. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9-dinitrile dengan H2 menjadi Nonana-1,9-diamina Ke dalam labu schlenck 250 mL dimasukkan 2,106 g Nonanadiamida lalu ditambahkan 0,25 g CaO dan 0,25 g Al2O3. Salah satu ujung labu dihubungkan dengan selang ayang tersambung ke mesin vakum sedangkan lubang yang lain ditutup dengan stopper gelas yang sudah dioles dengan silicon greeze. Campuran selanjutnya dipanaskan dengan api bunsen sambil di vakum selama 10 menit. Kemudian pemanasan dihentikan sambil didinginkan pada suhu kamar. Hasil pemanasan ditambahkan 100 mL n – heksan kering lalu diekstraksi. Fraksi n-heksan kemudian dimasukkan ke dalam tabung autoclave bersama dengan 0,252 g katalis Nikel lalu dialirkan 200 psi gas hidrogen, kemudian dipanaskan pada suhu 120 oC sambil diaduk dengan pengaduk magnet selama 15 jam. Setelah reaksi dihentikan lalu campuran reaksi disaring. Filtrat diuapkan lalu endapannya divakum sampai kering. Sedangkan Endapan diekstraksi dengan dietileter kering. Filtrat diuapkan lalu endapannya divakum sampai kering. Produk akhir reaksi masing – masing dikarakterisasi dengan spektroskopi FT – IR dan 1H - NMR. 26

3.4. Bagan Penelitian 3.4.1. Pembuatan NH3 anhidrat NH4OH 25% Dipanaskan Dialirkan melalui pipa U Tabung Autoclave Didinginkan dengan nitrogen cair Diukur tekanan Hasil

27

3.4.2. Pembuatan Asam Azelat KOH

KMnO4

Akuades

Akuades

asam oleat

Larutan KMnO4 dimasukkan campuran asam oleat dan KOH Disaring dalam keadaan panas.

Campuran reaksi Dihidrolisa dengan HCl 5N hingga pH = 3 Didinginkan Diuapkan 1/2 volume awal dua lapisan

Lapisan Bawah

Lapisan Atas

Dietil Eter Diuapkan pelarutnya Dikeringkan dan ditimbang Produk

diukur titik lebur

28

3.4.3. Reaksi Asam Azelat dengan NH3

Asam Azelat Serbuk Nikel n - Heksan kering Didinginkan dalam nitrogen cair Gas NH3 Diaduk pada suhu 180 oC selama 15 jam dengan kecepatan 700 rpm Campuran Reaksi Aseton Disaring Residu

Filtrat Diuapkan pelarut Divakum Hasil

Analisis FT-IR dan 1H-NMR

29

3.4.4. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9-dinitrile dengan H2 menjadi Nonana-1,9-diamina Nonanadiamida CaO Al2O3 Dipanaskan dengan api bunsen sambil divakum selama 10 menit Didinginkan pada suhu kamar n-heksan kering

Endapan

Filtrat Dimasukkan ke dalam tabung autoclave Katalis Nikel Gas H2 200 psi Dipanaskan pada 120 oC selama 15 jam Campuran Disaring

Filtrat

Endapan Dietileter kering Endapan Diuapkan Pelarutnya Divakum sampai kering Ditimbang Hasil

Karakterisasi dengan spektroskopi FT-IRdan 1H - NMR

30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian Reaksi aminasi asam azelat dilakukan dalam autoclave dilakukan melalui dua tahap, yakni: I. Reaksi Asam Azelat dengan NH3 Reaksi antara asam azelat (3 g; 0,016 mol) dengan amoniak anhidrat (150 psi; 0,042 mol) menggunakan katalis nikel pada suhu 180 oC menghasilkan Nonana-1,9-diamida 70,2 % (2,106 g; 0,011 mol) II. Pengubahan Nonana-1,9-diamida via reduksi Nonana-1,9-dinitrile dengan H2 menjadi Nonana-1,9-diamina. Pemanasan senyawa Nonana-1,9-diamida (2,106 g; 0,011 mol) bersama dengan

CaO (0,25g) dan Al2O3 (0,25 g) pada suhu 280 – 300

o

C

menghasilkan senyawa Nonana-1,9-dinitril yang selanjutnya direduksi dengan menggunakan molekul gas hidrogen yang dikatalisis oleh logam nikel menghasilkan senyawa Nonana-1,9-diamina sebanyak 14,24% (0,3 g; 0,0018 mol).

31

4.2. Pembahasan 4.2.1. Reaksi Asam Azelat dengan NH3 Reaksi antara asam azelat (m.p. = 106 oC) dengan NH3 anhidrat pada suhu 180 oC selama 5 jam menghasilkan senyawa Nonana-1,9-diamida. Reaksinya sebagai berikut: HOOC (CH2)7 COOH Asam Azelat

NH3 Katalis Nikel o

180 C

H2NOC (CH2)7 CONH2 + H2O Nonana-1,9-diamida

Spektrum FT – IR dari produk reaksi diuraikan berikut ini.

4.2.1.1. Spektrum FT – IR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat Spektrum FT – IR dari Produk Nonana-1,9-diamida (Gambar 4.1) menunjukkan pita serapan pada bilangan gelombang 3392,54 cm-1; 3192,22 cm-1; 1645,96 cm-1; 1470,64 cm-1; 1421,27 cm-1 dan 720,67 cm-1. Dari spectrum di atas bahwa pita serapan pada bilangan gelombang 3392,54 cm-1 dan 3192,22 cm-1 merupakan uluran N – H asimetrik dan simetrik dari amida primer. Adanya serapan pada bilangan gelombang 1645,96 cm-1 menunjukkan uluran gugus C=O. sedangkan uluran C- N asimetrik dan simetrik pada bilangan gelombang 1470,64 cm-1 dan 1421,27 cm-1. Pita serapan pada bilangan gelombang 720,67 cm-1 merupakan vibrasi rocking dari gugus –CH2 rantai panjang (Pavia, 1979; Silverstein, 1986). Dapat dijelaskan bahwa spektrum FT – IR senyawa Nonanadiamida menunjukkan perbedaan yang nyata dengan spektrum FT – IR dari asam azelat (Gambar 4.2),

39

dimana tidak terdapat pita serapan pada bilangan gelombang 3392,54 cm-1 dan 3192,22 cm-1. Spektrum FT – IR dari asam azelat (Gambar 4.2) mirip dengan spektrum FT – IR yang diperoleh dari SDBS (Spectral Data Base System) (dapat dilihat pada Lampiran 1).

40

41

Gambar 4.1. Spektrum FT – IR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat

42

Gambar 4.2. Spektrum FT – IR Asam Azelat

4.2.1.2. Spektrum 1H – NMR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat Spektrum 1H – NMR (Gambar 4.3) dalam pelarut DMSO-d6 menunjukkan 4 kelompok sinyal pergeseran kimia, yaitu δ = 4,5 ppm; δ = 2,3 ppm; δ = 1,4 ppm dan δ = 0,9 ppm. Pergeseran kimia pada δ = 0,9 ppm menunjukkan adanya proton dari gugus (-CH2-)3, proton gugus (–CH2-)beta pada pergeseran kimia δ  = 1,4 ppm, proton –CH2 dekat gugus NH2 pada pergeseran kimia δ = 2,3 ppm, sedangkan proton dari NH2 pada pergeseran kimia δ = 4,9 ppm

(Biemann, 1983; Pavia, 1979;

Silverstein, 1986).

43

44

45

Gambar 4.3. Spektrum 1H – NMR Nonana-1,9-diamida dari Asam Azelat

4.2.2. Pengubahan Nonana-1,9-diamida Via Reduksi Nonana-1,9-dinitrile dengan H2 menjadi Nonana-1,9-diamina Pemanasan dari Nonana-1,9-diamida dengan memakai oksida logam CaO dan Al2O3 sebagai pengikat air pada suhu 280 – 300 oC selama 10 menit diharapkan dapat menghasilkan Nonana-1,9-dinitril, dimana senyawa ini jika direduksi dengan memakai molekul gas H2 pada suhu 120 oC selama 15 jam menghasilkan Nonana-,19diamina. Reaksi sebagai berikut: CaO dan Al2O3 280 - 300 oC H2NOC

(CH2)7 CONH2

Nonana-1,9-diamida N

C

(CH2)7 C

N + 8 H2

Nonana-1,9-dinitril

- 2 H2O Katalis Ni 120 oC

N

C

(CH2)7 C

N

Nonana-,9-dinitril H2N CH2 (CH2)7

NH2

CH2

Nonana-1,9-diamina

Spektrum FT – IR produk Nonana-1,9-dinitril dan Nonana-1,9-diamina dari tiap tahap reaksi dapat diuraikan berikut ini.

4.2.2.1 Spektrum FT – IR Nonana-1,9-dinitrile Spektrum FT – IR (Gambar 4.4) menunjukkan pita serapan pada bilangan gelombang 2916,31 cm-1; 2849, 42 cm-1; 2327,98 cm-1; 1740,68 cm-1 dan 1728,35 cm-1. Dari spektrum ini terlihat bahwa pita serapan pada bilangan gelombang 2916,31 C

-1

N

-1

cm dan 2849, 42 cm merupakan vibrasi uluran C-H alifatik. Uluran pada 2327,98 cm-1. Sedangkan vibrasi regangan dari gugus C=N terlihat pada bilangan gelombang 1740,68 cm-1 dan 1728,35 cm-1 (Pavia, 1979; Silverstein, 1986).

46

47

Gambar 4.4. Spektrum FT – IR Nonana-1,9-dinitril

4.2.2.2. Spektrum FT – IR Nonana-1,9-diamina Spektrum FT- IR (Gambar 4.5) menunjukkan pita serapan pada bilangan gelombang 3390,78 cm-1; 1651,87 cm-1; 1536,91 cm-1 dan 626,57 cm-1. Pada spektrum ini terlihat bahwa daerah pada bilangan gelombang 3390,78 cm-1 merupakan vibrasi uluran N – H dari gugus -NH2. Getaran tekuk amina (gunting) N – H amina primer teramati pada spektrum 1651,87 cm-1 dan 1536,91 cm-1. Sedangkan kibasan dari N – H (cuplikan murni) terlihat pada bilangan gelombang 626,57 cm-1 yang menunjukkan serapan lebar menengah sampai kuat pada kisaran antara 909 cm-1 – 656 cm-1 ( Silverstein, 1986). Spektrum FT–IR dari Nonana-1,9-diamina (Gambar 4.4) mirip dengan spektrum FT–IR yang diperoleh dari SDBS (Spectral Data Base System) (dapat dilihat pada Lampiran 2). Reaksi katalisis ini sudah jelas mekanismenya dari masing – masing tahap perlakuan untuk membuat suatu senyawa amina. Pada proses reaksi yang telah dilakukan oleh Ariston (2008) diperoleh suatu senyawa aldehid dari reduksi asam lemak selanjutnya alkohol dengan amoniak dikatalisis oleh nikel menghasilkan senyawa amina. Jenis dari reaksi aminasi alkohol dengan amoniak dikatalisis oleh nikel menghasilkan senyawa amina telah dilaporkan oleh Joanivia (2007), selain itu Billenstein dan Blaschke (1984) menggambarkan reaksi pembentukan senyawa amina dari asam lemak dapat terjadi melalui senyawa nitril sebagai hasil reaksi asam lemak dengan amoniak. Dalam hal ini reaksi asam azelat dengan amoniak membentuk Nonana-1,9-diamida, kemudian Nonana-1,9-diamida mengalami dehidrasi menjadi 48

Nonana-1,9-dinitril,

selanjutnya

Nonana-1,9-dinitril

bereaksi

dengan

H2

menghasilkan Nonana-1,9-diamina. Kemungkinan juga reaksi asam azelat dengan amoniak membentuk garam ammonium dalam kesetimbangan seperti bagan berikut.

49

50

Gambar 4.5. Spektrum FT – IR Nonana-1,9-diamina

Melalui diagram ini diperoleh suatu gambaran dari tiap reaksi aminasi asam azelat dan kemungkinan lain dari proses reaksi aminasi asam azelat dapat dijelaskan.

O O C (CH ) H 2 7 C H

Hidrogenasi

H2

HO CH2 (CH2)7 CH2 OH

H2 H2O O HO

C (CH2)7

O

NH3

OH

H2O

C

NH3 berlebih O H2N

O C (CH2)7

H2

C

H2N CH2 (CH2)7 CH2 NH2

NH2

2 H2 NH3

O C (CH2)7 NH2

O C

2 H2 O

NH2

N

C (CH2)7 C

N

4.2.2.3. Spektrum 1H – NMR Nonana-1,9-diamina Spektrum 1H – NMR (Gambar 4.6) dalam pelarut CDCl3 menunjukkan 5 kelompok sinyal pergeseran kimia, yaitu δ = 3,4 ppm; δ = 2,2 ppm; δ = 1,6 ppm;

δ = 1,3 ppm dan δ = 0,9 ppm. Pergeseran kimia pada δ = 0,9 ppm menunjukkan adanya proton (–CH2-)3, proton (–CH2-)alfa pada pergeseran kimia δ = 2,2 ppm, pada pergeseran kimia δ = 1,6 ppm merupakan proton dari (-CH2-)beta, pergeseran kimia pada δ = 1,3 ppm merupakan proton (–CH2-)gamma, sedangkan pergeseran kimia dari gugus –NH2 (amina primer) pada δ = 3,4 ppm.

51

52

Gambar 4.6. Spektrum 1H-NMR Nonana-1,9-diamina

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan Reaksi asam azelat dengan amoniak dapat menghasilkan garam ammonium dan setelah mengalami dehidrasi terjadi senyawa dinitril dan kemudian direduksi dengan hidrogen menjadi senyawa diamina

5.2. Saran Sebaiknya ada lagi penelitian berikutnya untuk mengembangkan proses reaksi aminasi.

53

DAFTAR PUSTAKA Billenstein, S. dan Blaschke, G. 1984. Industrial Production of Fatty Amines and Their Derivatives. J. Am. Oil Chem. Soc. Cotton, F.A. dan Wilkinson, G., Murillo, C.A., Bochman, M. 2004. Advanced Inorganic Chemistry. Sixth Edition. New York: John Wiley and Sons, Inc. Garti, N., dan E. Avni. 1981. Permanganat Oxidation of Oleic Acid Using Emulsion Technology. J. Am. Oil Chem. Soc. 58: 840-841. Hegedus, L.L., et al. 1987. Catalytic Design. New York: John Wiley and Sons. Hill, J. W., dan W. L. McEwen. 1943. Azelaic Acid. Org. Syn., Coll. 2: 5 – 55. Holtzclaw, H. F. dan Robinson, W. R. 1988. College Chemistry With Qualitative Analysis. Eight Edition. USA: D.C. Heath and Company. Hutauruk A, 2008. Sintesis Dekilamina dari Asam Dekanoat dengan Menggunkan Katalis Nikel. Skripsi. Medan: Departemen Kimia FMIPA - USU Joanivia. 2007. Sintesis Senyawa Amina dari Heksadekanol dengan Menggunakan Katalis Nikel.iSkripsi. Medan: Depeartemen Kimia FMIPA – USU Kadesch, R.G. 1979. Fat – Based Dibasic Acids. Winchester: J. Am. Oil Chemistry’Soc. Vol. 56 Ketaren, S. 1986. Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan. Cetakan Pertama. Jakarta: UI-Press Lee, J.D. 1994. Consice Inorganic Chemistry 4th edition. London: Chapman and Hall. Manurung, E. G. T. 2001. Analisis Valuasi Ekonomi Investasi Perkebunan Kelapa Sawit di Indonesia. Laporan teknis. McMurry, J. 1992. Organic Chemistry. 3rd edition.California: Brooks/Cole Publishing Company.

54

2

Morrison, R. T. dan Boyd, R. N. 1992. Organic Chemistry. Sixth Edition. New York: Prentice Hall Inc. Ouellette, R.J. 1994. Organic Chemistry. USA: McMillan Publishing Company. Saito, T., Hayamizu, K., Yanagisawa, M., Wasada, N., Somena, K., Kimigasa, S., Tanab, K., and Tamura, T. Integrated Spectral Data Base System for Organic Compounds. Diakses April 2008 dari http://www.aist.go.jp/RIODB/SDBS Streitwieser, A. dan Clayton.1985. Introduction to Organic Chemistry.Third Edition. New York: Macmillan Publishing Company. Reck, R.A. 1985. Industrial Uses of Palm, Palm Kernel and Coconut Oils: Nitrogen Ferivatives. Oleochemicals in the Plastics Industry. Chicago: JAOCS. Cvol. 62(2): 355 – 364. Uffner, W.E. 1982. Polyamide as a Primer for Use with Asphaltic Membrane. US Patents 4,362,586. Vogels, A. I. 1989. Textbook of Practical Chemistry.5th edition. England: Pearson – Prentice Hall. Zaldman, B., S.Y. Kesllev, and N. Garti.1988. Double Bond Oxidation of Unsaturated Fatty Acids. Ibid. 66: 611-615.

3

Lampiran 1. Spektrum FT – IR Asam Azelat

(SDBS)

4

Lampiran 2. Spektrum FT – IR Nonanadiamina /Nonamethylenediamine (SDBS).

5

Lampiran 3. Pembuatan metil ester dari CPO

6

Lampiran 4. Metil Ester dari CPO

7

Lampiran 5. Pemurnian Asam Oleat

8

Lampiran 6. Oksidasi Asam Oleat

9

Lampiran 7. Pembuatan NH3 anhidrat

10

Lampiran 8. Aminasi Asam Azelat

11

AMINASI ASAM AZELAT VIA REDUKSI DENGAN HIDROGEN MEMAKAI KATALIS NIKEL

Recommend Documents