Kepl200

TrssN 1410-5713

VOLUME 7 NO.2, Juli 2003

NATURALJURNAL FAKULTAS MATEMATIKA DAN II,MU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA

TERAKREDITASI SK Dirjen DIKTI No. 395/DIKTI/Kepl200

DAFTAR ISI

I

2. 3 4. 5. 6. 7 8. 9.

Pemisahan Emas(lii) Menggunakan Setil Trimetil Amonium Bromida (Ctab) Sebagai Pereaksi

(4rl

Mulyomryani) Investigasi Spektrometri Inframerah Sintesis Senyawa //-(1,7,7-Trimetil Bisiklo [2.2.1]-2-Heptil Amina Dari Senyawa 1,7,7-Trimetil-2-Kloro Bisiklo [2.2.11Heptana Via Modifikasi Reaksi Ritter 1Masrun, M. Farid Rahrnan)

Spektroskopi lnframerah Larutan Padat Car-,Sr,AI2O6 (Anti K. Prodjosantoso, Regina T. Padmaningrum) Produksi Gas Dalam Rumen Secara In L'itro Pada Konsentrat Yang Mernpunyai Kandungan Beberapa Tingkat Bungkil Biji Kapuk (Ceiba P.entandra, Gaertn.) (Hartutik) lsolasi Dan Karakterisasi Ekstrak Kasar Enzim Pencabang (Branching Enzyme) Dari Aspergillus Niger (Sutrisno, Sasangka Prasetyawan, Yenny) Studi Pemanfaatan Daging Ikan Pari Kelapa {T'ryq4rm Sephen) Untuk Pembuatan Nugget (Hardoko) Transformasi Nukleus Oosit Sapi Akibat Suplementasi PMSG (Prugtrant Mare Senrm Gonadotrophine) Dan HCG (Human Chrsrionic Gonadcttrophine) Pada Medium Maturasi In Vitro. (M.Sasmito Djati) Pertumbuhan Dan Hasil Tanaman Plantago na.lor L. Pada Beberapa Jarak Tanam (Solikin) Dekomposisi Komponen Lignoselulosa Jerami Padi Oleh Beberapa Isolat Baheri (lda likawati)

Mikoriza Arbuskula Terhadap Beberapa Varietas Tebu (Socchanrm officirwnm) Pada Tanah lnceptisol (Praptiningsih Gqmowati Adimtrani) Pengaruh Aliran Nitrogen Terhadap Kualitas Kristal Film Tipis Galium Nitrida (GaN) Yang Ditumbuhkan Dengan Teknik Pulsed l-a.ter l)cpo,sitiotr (PLD) (lstiroyah) Karakteristik Probabilitas Transmisi Dan Fwhm Dari Switch GaAs-lnGaAs (Achmad Hidayot)

t0 Efektivitas Dan Infektivitas Cendawan

Elektrometer Impedansi Frekuensi Ultra Rendah Dengan Menggunakan Rangkaian ADC {Chomsin S Widodo, Didik R Santoso) 14. Pembuatan Penampang Hidrogeotogi Sepanjang Titik-Titik Ukur Geolistrik Resistivitas Di Desa Kebonagung, Kec. Pakisaj i-Malang (Sunaryo, Srwan to Marsudi) l5 Kontak Schottky Dan Konsentrasi Donor Sambungan Al/n-GaAs dan Au/n-Ga As {AbdurruntJ) l6 Pengembangan Fungsi Distribusi Peluang Hipergeometrik Dan Perluasan Hipergeometrik {Heni Krsdanuati) 17

MTA Gelombang Regular (Tolct Nusantara)

I8

Estimates

l9

tbr lc, | , la, I una laol of Bazilevic Functions ol Order Beta (A4ardiono) Pengaruh Bobot Badan Induk Dan Rasio Kelamin (Sex llati})Terhadap Jumlah Dan Persentase

t

t Penetasan

Telur Jangkrik (Moh. Nur lhsqn, Nur (lholis, M.N. Wctthon)

Alamat Redaksi

i

:

FMIPA Unibraw.r!. Mayjen Haryono 169 Malang 65145 Telp. (0341) 551611 s/d 551615 Pes. 217 dan (0341) 554403 Fax. (0341) 554403 E-mail : [email protected]

c

JURNAL NATURAL Vol. 7 (No.2) INVESTIGASI SPEKTROMETRI INFRAMERAH SINTESIS SENYAWA N.(1,7,7-TRIMETIL BISIKLO [2.2.U-2-HEPTTL AMrNA DARI SENYAWA 1,7,7-TRIMETTL2-KLORO BISIKLO [2.2.r] HEPTANA via MODIFIKASI REAKSIR/ffE'R Masruri, M. Farid Rahman Laboratorium Kimia Organik, Jurusan Kimia FMIPA Universitas Brawiiaya

Investigasi secara speLlrometri

inframer"ir::fit,

metode sintesis senyawa amina N-(1,7,7-trimetil

bisiklo l2.2.ll-2-heptilamina yang merupakan senyawa analog obat pengontrol tekanan darah tinggi mecamilamin dengan bahan awal senyawa 1,7,7-trimetil-2-kloro bisiklo [2.2.1] heptana telah dilakukan. Sedangkan senyawa 1,7,7-trimetil-2-kloro bisiklo [2.2.1] heptana diperoleh sebagai produk realsi adisi (adduct) o-pinena dengan sistem asam klorida/asam nitral. Metode sintesis yang digunakan adalah metode reaksi Ritter yang dimodifikasi. Tahap reaksinya meliputi '. pertama, sintesis senyawa amida dan kedw,btdrolisis amida yang diperoleh dengan basa. Hasil analisis speLlrometri inframerah menunjukkan adanya pergeseran ke arah pembentukan produk karaliteristik pada mising-masing tahap realisi. Adanya serapuur vibrasi uluran N-H (33t14 cm-'), vibrasi uluran C-N (1650 cm-'; dan vibrasi uluran C=O (1724 cm-') dari senyawa N-(1,7,7-timetil bisiklo [2.2.1))-2-heptil asetamida. Spektra inframera]r senyawa produk tahap kedua menunjukkan serapan untuk vibrasi uluran N-H (3307 cm-l), vibrasi uluran C-N (1624 cm-r; tanpa adanya serap&r gugus karbonil. Senyawanya diperkiralan adalah amina N-(1,7,7-trimetil bisiklo [2.2.I]-2-heptil amina.

Keyword : spektl'ometri inframelah, rcaksi ritter, cr-pinena.

INFRARED SPf,CTROMETRTC INVESTIGATION OF SYNTHESIS N-(1,7,7-TRTMETHYL

BICYCLO I2.2.LI>LHEPTYL AMINE FROM 1,7,7-TRIMETHYL2-CHLORO BTCYCLO l2.2.tl) HEPTANE via MODIFIED-RITTER REACTION

Abstract Infiared spectrometric investigation of synthesis method of N-(1,7,7-timethyl bicyclo 12.2.11-2heptylamine has been carried out. It was an analog medicine for hypertensive-blood pressure regulator mecamylamine. The N-(1,7,7-frimethyl bicyclo [2.2.1)-2-heptylamine was synthesize by using 1,7,7trimelhyl-2-chloro bicyclo [2.2. 1] hepthane as starting material and it was synthesize from addition reaction product (adduct) of o-pinene and hydrochloric acid-nitric acid system. The reaction method was a modified-Ritter reaction method. The steps of reaction were synthesis of amide compound and second hydrolysis of an amide yielded with bases solution. The infrared spectrometric analysis indrcated shift of spectra vibrational absorption of the starting material to the amide and amine product. Spectra absorption in 3384 cm-' for streching vibration of N-H group, 1650 crrt for streching vibration of C-N group and 1724 cmt for C=O group were characteristic vibrational absorption for an amide and the next step spectra showed an absorption for amine group. Absorption in 3307 crrr for streching vibration of N-H group which was supported by absorption in 1650 crrr for streching vibration of C-N group and wilhout carbonifabsorption. Coliectively, ihe firsi reaction slep was produced /V-(1,7,7-lrimethyl bicyclo [2.2.11)-2-heptylacetamide and the second reaction step yielded N(l,7,7trimethyl bicyclo [2.2.1])-2-heptylamine. Keyword : infrared spectrometric, modrfied-ritter reaction, o-pinene

PENDAHULUAN

Ketika Ledmizer dan Mitscher (1977) mensitensis senyawa fenfluramin sebagai obat penenang yang bekerja pada sistem syaraf pusat, mengalami kesulitan dalam mengadisikan gugus

amina (NH2) dalam senyawa bahan dasamya yang mengandung gugus karbonil. Dalam tahap reaksinya dilaliukan dua kali proses redulsi,

sehingga prosedur reaksinya panjanC.

4

relatif

lebih

Secara sintetis gugus amina dapat diperoleh dengan berbagai cana'. Pertama, Subtitusi pada

Cugus karbonil

dan diikuti dengan

reaksi

hidrogenasi ataupun reduksi (Ledmizer and

Mitscher, 1977; Cammalny et.al., 1975; Cram and Elhafez, 1952). Kedua, dari reduksi senyawa nitro (R-NOr) (Cremlyq 1978; Ledmizer and Mitscher, 1977). Ketiga dari senyawa ni1lil, keempat dwi senyawa azid4 kelima hidrolisis senyawa amida (Wojcik and Adkins, 1954, Warren, 1994), dan

JURNAL NATURAL Vol. 7 (No.2)

IL

keenam reaksi Ritter (Warrerl 1994; Rahman,

D

2001).

Ada beberapa perlakuan yang bisa dianggap sebagai kendala dalam penanganan dari metode

pertama hingga empat, yaitu membutuhkan reagen yang reaktif "berbahaya" dan spesifik

meul mggi

hl&n l ahsi \su1 a r.:.kan

crn'';.

lrslllo l,nruk rhonil.

.L

zll) r.1l-2-

piator t.7.7:afiion

ess of [anlng

f \-H terGtic

goup.

r

1650 slep d€d l/-

x

soleh

r

pada

reaki

r

m

and and

a rutro tscher, dari amida

r

l).

dan

seperti HCN, NaCN, HNO3 pekat, HNO2, Nal.{3, LiAlH4. Sedangkan metode terakhir dapat dikatakan relatif lunak (soft reaction), karena

suhu reaksi tidak terlalu tinggi antara 25-40'C,

pereaksi atau reagen yang

relatif

aman

(asetonitril, KOH), jalur reaksinya lebih pendek. Tetapi prosedur ini khas untuk senyawa golongan

alkohol sekunder dan tersier (Gambar l) (Warren, 1994). Bahkan Me,yer (1974) menggunakan jdur reaksi Ritter untuk mensintesis Reagen Meyer dai senyawa diol, dengan pertimbangan karena selektif dan lmak perlakuan reaksinya. Mekanisme reaksi yang terjadi adalah seperti

yang digunakan oleh Norman dan Coxon (1995) dalam Ratman (2001) diawali dengan serangan proton dari asam terhadap gugus hidroksil dan struktumya distabilkan dengan melepas molekul air (dehidration). Terbentuknya karbokation akan diserang oleh molekul asetonitril (CI{CN) yang

kaya akan elektron dan menghasilkan bentuk penataan ulang bermuatm positif (tautomer amida) Adanya air dalam reaksi akan mengadisi struklur tersebut dan dihasilkan senyawa amida (Gambar 2). Amida yang diperoleh kemudian

klorida (dehidroklorin asl). Ke &n, j ika pada proses berikufirya yang terjadi adalah proses hidrasi atau adisi molekul air pada karbokation yang diperoleh

untuk membenfuk tautomer amida" maka penambahan

air dalam reaksi akan

mengarahkan amida tersebut. Skema disajikan pada Gambar 3.

pada proses pembentukan tautomer

METODE PENELITIAN Bahan dan AIat penelitian Bahan-bahan penelitian yang digunakan antara lain : 1,7,7{rimetil-2-kloro bisiklo [2.2.1] heptana (disintesis dari senyawa bahan alam crpinena hasil isolasi dengan asam klorida/asam nitrat dengan prosedur Masruri dkk. (2001)) dengan kemumian 80%, dietil eter, asetonitril, asam sulfat, natrium sulfat anhidrat, potasium hidroksida gas nitrogen, dan aquades. Alat-alat yang digunakan antara lain ; set alat dctilasi fraksinasi pengurangan tekanan, set alat

refluk, evaporator Buchi, GC/MS Shimadzu QP 5000, Spektrofotometer lnframerah FTIR 8201 PC, dan beberapaalat gelas. Sintesis N-( 1,7,7-trimetil bisi klo l2.2.ll) 2-heptil

asetamida Sebanyak 5 mL asetonitril dalam labu bulat leher-3 yang dirangkai dengan pendingan bola. Sambil diaduk, ditambah dengan 3 mL asam sulfal dan 4 mL air melalui borong reaksi. Suhu diatur pada l0 oC dan ditambah 2 grart senyawa 1,7,7trimetil-2-kloro bisiklo l2.2.ll heptana melalui

corong reaksi. Kemudian proses

dihidrolisis dengan larutan basa.

Dari hasil penelitian yang dilakukan

pengadukan

oleh Masruri (2000) menunjukkan bahwa prosedur reaksi dalam mekanisme reaksi

dilakukan pada suhu kamar selama l2 jam. Hasil yang diperoleh dinaralkan dan dicuci dengan air.

pembentukan amina seperti yang ajukan oleh Norman dan Coxon (1995) dan Rahman (2001) yang memegang peranan sigrifikan adalah pada proses pembentukan amida- Pada tahap ini ada dua proses yang menentukan keberhasilan reaksi yaitu tahap pembentukan karbokation melalui proses dehidrasi dan tahap adisi air atau hidrasi pada proses pembentukan tautomer amida.

dilanjutkan dengan pengeringan dan evaporasi

Ritter

Berpijak pada hal tersebut akan

sangat

memungkinkan bahwa pembentukan senyawa amida tidak saja terjadi pada realcan senyawa golongan alkohol, tetapi dapat berlangsung pada senyawa alkil halid4 seperti senyawa 1,7,7tnmetil-2-kloro bisiklo 12.2.11 heptna.

Dugaan awal yang diusulkan bahwa pertama, jika reaksi benar berlangsung dengan adanya asam yang bertindak sebagai katalis

untuk terjadinya proses dehidrasi atau pelepasan molekul air agar diperoleh suatu bentuk karbokation (Norman dan Coxon, 1995). Maka, bagimana jika reaktan yang digunakan adalah

senyawa 1,7,7-trimetil-2-kloro bisiklo

12.2.11

heptana yang juga memungkinkan pembentukan

karbokation dengan cara pelepasan hidrogen

Pemisahan dilakukan dengan

dietil

eter,

pelarut. Diperoleh senyawa N-(1,7,7-trimetil bisiklo [2.2. 1 l)-2-heptil asetamida.

Hidrolisis senyawa N-(1,7,7-trimetil bisiklo 1])-2-heptil asetamida Senyawa N-(1.7.7-trimetil bisiklo [2.2.11) 2heptil asetamida sebanyak I gram dalam labu alas [2.2.

bulat 25 mL dengan pendingin bola dorgan

4 mL larutan

ditambah

kalium hidroksida

2

M.

Dilakukan pengadukan selama 2 jam pada suhu

kamar. Hasil reaksi dinetralkan dan dicuci. dipisahkan dengan

dietil aer. Setelah

pelarut

dievaporasi, diperoleh sekitar 0,83 gram senyawa N-( 1,7, 7-trimetil bi si klo [2.2. 1]) -z-hepti I amina"

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian menunjukkan bahwa analisis spektra inframerah (Gambar 4) terhadap senvawa pada tiap tahap prosedur reaksi mulai spektra senyawa bahan dasar 1,7,7-trimetil -2-kloro bisiklo spektra produk reaksi [2.2.11 heptana

(I),

pembentukan amida N-(1,7,7-trimetil bisiklo [2.2.1])-2-heptil asetamida (II), dan spektra produk hasil hidrolisis t/-(1,7.7{rimetil bisiklo

JURNAL NATURAL Vol. 7 (No.2) [2.2.11-2-heptil amina

(III)

menunjukkan ada

pergeseran serapan untuk kelompok senyawa

DAFTAR PUSTAKA Carnmalm, 8., DePaulis,

T.,

Jacupovic, E.,

L., Lindberg, U.H., I-Ilfl 8.,

golongan amida dan amina- Pada Tabel I

Johansson,

disa$ikan beberapa serapan yang spesifik untuk senyawa realdan dan senyawa amida dan amina Serapan vibrasi gugus fungsi senyawa

Stjemstornl N.E., 1975, Cis-1-Amino-3-tuylCyclopentane As a Potential Andgesic, Acta.

golongan anuda yang karaheristik adalah pada sekitar 1700 cm'r untuk vibrasi streching gugus karbonil (C:O) dan pada l(r50 crnr untuk vibrasi streching gugus C-N. Sedangkan untuk senyawa

golongan amina, serapan karalteristik pada -3300 crnr untuk vibrasi streching gugus N-H dan pada -1650 crrrr unluk vibrasi streching

and

Pharm.,12,p. 149. Cram, D.J. and Elhafez, F.A.A., 1952, Study the

Stereochemistry

of

Hindered

Secondary

Amines, J. Am. Chem. \oc.,74, P. 585 I' Cremlyn, R.J.W., 1978, Pesticide : Preparation and Mode of Reaction, John Wiley & Sons, Cichester, p. 152.

yang

Ledmizer, D. and Mitscher, L.A.. 1977, The Organic Chemistry of Drug Synthesis, John Wiley & Sons, New York, P. 70. Masruri, 2000, MungHnlah Real<si Asetonitril dengan (endo)-Bornil Klorida Terkatalisis

diperoleh terhadap reaktan awal ditunjukkan pada Gambar 5. Adanya asam dalam reaksi

Asam?, Laporan Penelitian Laboratorium Kimia Organik, Universitas Gadratr Mada

gugus C-N.

Perkiraan mekanisme reaksi yang te{adi

terhadap pembentukan produk pada tiap tahap

reaksi dengan membandingkan produk

mengkatalisis terjadinya dehidroklorinasi senyawa 1,7,7+rimetil-2-kloro bisiklo l2.2.ll heptana dengan cara melepaskan gugus klorida dengan membentuk karbokation sekunder. kemudian berikatan dengan Karbokation

ini

molekul asetonitril membentuk senyawa amida

N-(1,7,7-trimetil

bisiklo

[2.2.1])-2-heptil

asetamida dengan adanya air dan disertai pelepasan proton. Hidrolisis senyawa amida N(1,7,7-trimetil bisiklo [2.2. 1 ])-2-heptil asetamida dengan larutan potasium hidroksida diperoleh senyawa amina t/-( 1,7,7-trimetil bisiklo 12.2.11)'

2-heptilamina (Gambar 6). Mekanisme diawali dengan penyerangan gugus hidroksi dari larutan

basa potasium hidroksida terhadap Sugus karbonil senyawa amida sehingga terjadi pergeser&r elektron dan membentuk senyawa antara yang kurang stabil. Senyawa ini kemudian melepaskan molekul asetat membentuk senyawa

N-(1,7,7-trimetil bisiklo l2.2.ll-2-heptilamina"

KESIMPULAN Realisi pembentukan amina terutama amina

primer dapat berlangsung melalui reaksi Rllter yang dimodifikasi dengan bahan dasar senyawa alkil klorida 1,7,7-trimetil-2-k1oro bisiklo [2.2. ll heptana dengan tahapan reaksi pembentukan armda melalui proses dehidroklorinasi-hidrasi dan tahap hidrolisis dalam suasana basa pada

amida yang diperoleh. Sehingga ada jalur reaksi lain dalam mensintesis senyawa golongan amina terutarna yang berbahan dasar senyawa golongan

alkil halida.

Yogyakarta

Masruri, Muchalal, M., dan Purwono, 8.,2001, A Study of Reaction a-Pinene arul Aquareg,ia, Publikasi Jurusan Kimia Universitas Gadjah Mada Yogyakarta Meyer, A.I., 1974, Heterocycles in Organic Synthesis, John Wiley & Sons, NewYork.

Norman, R.O.C. and Coxon. J.M, 1995, Principles of Organic Synthesis, 3'd editiorL Blankie Academic & Professional, London, p. 46.

Rahman, M.F., 2002, Sintesis N-(l-Metil-2-(3,4Dimetoksi Fenil) Etil Asetamida Derivat Metil Eugenol Melalui Reaksi Fiilter, NATUML.6. Hal.3-7.

WarrerL

S.,

1994, Organic Slmthesis

:

The

Disconnection Approach, John Witey & Sons, Chicester, pp.6l-62, 64, 148. Wojcih B. and Adkins, H., 1954, Synthesis A Cyclic Amine N-Heptyl Cyclopentanamine, "L Am. Chem. Soc, 56, p. 2419

JURNAL NATURAL Vol. 7 (No.2) f

B E., tsmd FAryl\Acta.

*l\.-*

MecN

VH*VHzoV

r

Lly

Gambar

ot

tdary

10

t

\l.l

Yation

Ls" ; v, L

> *}.-*cor"re oH > S.-*" l.

Skema reaksi

o\

l.v

NH-CMe

',t"

,

Rirer

-_*->*?*l ,"*, I

H

rh,

John

b*rit lralisrs

lrium , ldada, $

Dot,A Yegta, iGedjatt r

Gambar 2. Skema Realsi Pembentukan Amida

frgottic

F1995, r

lditiorl doo,

p.

l2<3,+

IMetil

Ganrbar 3. Skema reaksi dehidroklorinasi dan hidrast

vtl,6,

: The ] Sons, hsis A lire, J.

Gmbar4. Spettra inframerah senyawa 1,7,7-timetil-2-kloro bisiklo [2.2.Ij heptana (I), senyawa amida N-(1,7,7trimetil bisiklo 12.2.11)-2-hepnl asetamida (tI), dan senyawa amina N-(1,7,7-trimetil bisiklo [2.2. l])-2-heptil amina

(IIf

JLJRNAL NATURAL Vol. 7 (No.2)

.5Y, ^""** $rL,cr -)arc"'t U

+ ,N-CCH"

<,J I /,,)

Gambar 5. Mekanisme pembentuLan senyawa amidaN-(1,7,7-trimetil bisiklo [2.2.1D-2-heptil asetamida

M

A

H!OH

+

CH3COOH

Fil\_C-CH1

+

HzN

{ll

Gambar 6. Mekanisme hidrolisis senyawa amida N-(1,7,7-frimetil bisiklo [2.2.1l)-2-heptil asetamida

Tabel l.Tabulasi serapan karakteristik senyawa alkil halida, amid4 dan amina. Senyawa

N-H (cm-')

Alkil halida Amida Amina

C-H (cm-')

C=O (cm')

C-N (crr')

1724,2

-1650 -1650

700.1

2950-2800 3384,8 3307.7

2950-2800 2950-2800

C-Cl (cm-')