REAKSI AMINASI GLISEROL DENGAN NATRIUM AMINA (Na NH 2 ) TESIS

31

REAKSI AMINASI GLISEROL DENGAN NATRIUM AMINA (Na NH2) TESIS

Oleh

SAJALI SURBAKTI 067006025/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008 Sajali Surbakti : Reaksi Aminasi Gliserol Dengan Natrium Amina (NaNH2), 2008 USU e-Repository © 2008

31

REAKSI AMINASI GLISEROL DENGAN NATRIUM AMINA (Na NH2)

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains Dalam Program Studi Kimia Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh SAJALI SURBAKTI 067006025/KM

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008 Sajali Surbakti : Reaksi Aminasi Gliserol Dengan Natrium Amina (NaNH2), 2008 USU e-Repository © 2008

31 Judul Tesis

:

Nama Mahasiswa : Nomor Pokok : Program Studi :

REAKSI AMINASI GLISEROL DENGAN NATRIUM AMINA (Na NH2) Sajali Surbakti 067006025 Ilmu Kimia

Menyetujui Komisi Pembimbing

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

( Drs. Nimpan Bangun, M.Sc ) Anggota

Ketua Program

Direktur

(Prof. Dr. Basuki Wirjosentono, MS, Ph.D ) ( Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, MSc)

Tanggal Lulus

:

19 Juli 2008

Sajali Surbakti : Reaksi Aminasi Gliserol Dengan Natrium Amina (NaNH2), 2008 USU e-Repository © 2008

31 Telah diuji pada Tanggal

:

19 Juli 2008

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua

:

Prof. Dr. Seri Bima Sembiring, M.Sc

Anggota

:

1. Drs. Nimpan Bangun M.Sc 2. Prof. Dr. Tonel Barus 3. Dr. Hamonangan Nainggolan MS 4. Dr. Minto Supeno, MS


31 ABSTRAK Reaksi aminasi terhadap gliserol dengan menggunakan natrium amina (Na NH2), telah dilakukan dalam autoclave pada suhu 100-1200C, dan diaduk dengan pengaduk magnet selama 12 jam yang menghasilkan suatu senyawa amina. Campuran senyawa amina ini kemudian dipisahkan dengan melarutkannya kedalam aquadest dan diekstrasi dengan n-heksana. Produk yang diperoleh kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan spektroskopi FT-IR, 13C – NMR dan 1H-NMR.


31 ABSTRACT Reaction of ammonium with glycerol using sodium amine (NaHN2) has been made in a magnetic autoclave at temperature 100-200 0C for 12 hours resulting in an ammonium compound. The yield is about 30%. The ammonium compound and then separated in an aquadest, dissolved and then vaporized. The resulting product is then characterized using spectroscopy of FT-IR, 13C-NMR and 1H-NMR.


31 KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karuniaNya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini perkenankan penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM & H.Sp.A(K) sebagai rektor Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan Magister Kimia. 2. Ibu Prof. Dr. Ir. T. Charunnisa B, MS selaku Direktur Pascasarjana Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan kesempatan untuk menyelesaikan pendidikan Magister Kimia. 3. Bapak Prof. Basuki Wirjosentono, MS,Ph.D selaku ketua program studi kimia 4. Bapak Drs. RE. Nainggolan, MM selaku Pimpro Bapedda Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan finansial sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan magister ini. 5. Bapak Prof. Dr. Seri Bima Sembiring MSc selaku pembimbing utama dan Bapak Drs. Nimpan Bangun MSc selaku anggota komisi pembimbing yang dengan penuh perhatian telah memberikan dorongan, bimbingan dan saran hingga tesis ini dapat diselesaikan. 6. Seluruh staf dosen Pascasarjana Kimia Universitas Sumatera Utara atas ilmu yang diberikan kepada penulis selama mengikuti perkuliahan maupun dalam menyusun tesis ini.


31 7. Drs. Mariden Simbolon selaku Kepala Sekolah SMA Negeri 12 Medan yang telah memberikan izin untuk mengikuti studi. Akhirnya penulis mengucapkan terima kasih buat istriku yang tercinta Talentaria br Ginting dan kedua anak kami Christian B Surbakti dan Christine E. Surbakti serta kedua orang tuaku yang tersayang, atas dukungannya dan kesabaran yang tulus dan ikhlas selama penulis menjalani pendidikan Magister ini Penulis menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan tesis ini.

Hormat penulis,

SAJALI SURBAKTI


31 RIWAYAT HIDUP

Penulis lahir di Susuk, 23 Agustus 1969 anak kedua dari 3 bersaudara dari P. Surbakti dan H. Br. Ginting. Penulis menjalani pendidikan di SD Negeri Susuk Tahun 1975 s/d 1981 SMP Ne`geri Tiganderket Tahun 1981 s/d 1984 dan SMA Negeri Berastagi tahun 1984 s/d 1987 penulis melanjutkan pendidikan ke Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam di Universitas Sumatera Utara (Jurusan Kimia D-III Kependidikan) dan biaya Pemda Sumatera Utara dari tahun 1987 s/d 1990. Pada tahun 1999 s/d 2000 melanjutkan pendidikan kimia di Fakultas Pendidikan Ilmu Pengetahuan dan Matematika IKIP Medan (UNIMED) dibiayai Dikti. Penulis melanjutkan program Magister pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara pada Program Studi Kimia pada tahun 2006 s/d 2008 dibiayai oleh Bapepda Sumatera Utara.


31 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK .....................................................................................................

I

ABSTRACT ...................................................................................................

II

KATA PENGANTAR....................................................................................

III

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

V

DAFTAR ISI ..................................................................................................

VI

DAFTAR TABEL ..........................................................................................

VIII

DAFTAR GAMBAR .....................................................................................

IX

DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................

X

BAB I. PENDAHULUAN ...........................................................................

1

1.1. Latar Belakang ........................................................................

1

1.2. Permasalahan ...........................................................................

5

1.3. Tujuan Penelitian ....................................................................

6

1.4. Manfaat Penelitian ..................................................................

6

1.5. Lokasi Penelitian......................................................................

6

1.6. Metodologi Penelitian .............................................................

6

1.6.1.Pembuatan NH3 Cair ......................................................

6

1.6.2.Reaksi aminasi gliserol ..................................................

7

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA...................................................................

8

2.1. Gliserol ......................................................................................

8

2.2. Senyawa – senyawa amina ........................................................

9

2.2.1. Kegunaan beberapa senyawa amina sederhana .............

10

2.2.2. Sifat – Sifat fisik senyawa amina ..................................

12

2.2.3. Sifat-Sifat Kimia senyawa amina ..................................

13

2.2.4. Pembuatan Senyawa Amina ..........................................

14

2.2.4.1. Reaksi amonolisis alkohol ..............................

14

2.2.4.2. Reduksi senyawa amida ...................................

14

2.2.4.3. Reduksi senyawa nitro ....................................

15

2.2.4.4. Reduksi senyawa imina ...................................

16


31 2.3. Logam Natrium .........................................................................

16

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

18

3.1. Bahan -bahan..............................................................................

18

3.2. Peralatan ....................................................................................

18

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

18

3.3.1. Pembuatan NH3 cair ......................................................

18

3.3.2 Aminasi Gliserol ............................................................

19

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

20

3.4.1. Pembuatan NH3 cair ......................................................

20

3.4.2. Aminasi Gliserol ...........................................................

21

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

22

4.1. Reaksi Aminasi Gliserol ..........................................................

22

4.2. Karakterisasi FT-IR 1H-NMR dan 13C-NMR 1,3 diamino propana -2-ol ................................................................

23

4.2.1. Spektrum FT-IR 1,3 diamino propana -2-ol ....................

23

4.2.2. Spektrum

13

C-NMR 1,3 diamino propana -2-ol..............

24

4.2.3. Spektrum 1H-NMR 1,3 diamino propana -2-ol................

25

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................

27

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

27

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

27

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

28


31 DAFTAR TABEL

Nomor 1.

Judul

Halaman

Beberapa sifat logam alkali …………………………………


16

31 DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

1.

Spektrum FT-IR 1,3 Diamino Propana – 2 – ol …………………

24

2.

Spektrum 13C-NMR 1,3 Diamino Propana-2-ol ………………….

25

3.

Spektrum 1H-NMR 1,3 Diamino Propana-2-ol …………………..

26


31 DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Judul

Halaman

1.

Spektrum FT-IR Gliserol ……………………………………….

30

2.

Spektrum 1H-NMR Gliserol (Pelarut CDCl3) …………………..

31

3.

Rangkaian Alat Pembuatan NH3 Cair …………………………..

32


31 BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Berbagai senyawa amina telah diketahui manfaat dan peranan yang beragam dalam kehidupan yaitu sebagai obat pengurang rasa sakit, penghambat korosif, bakterisida, fungisida dan pengemulsi (Billenstein dan Blaschke, 1984). Kebutuhan akan senyawa amina telah meningkat dan senyawa amina merupakan produk kunci dalam industri-industri kimia, agronomi dan farmasi. Selain itu senyawa amina seperti klorpenirnamin digunakan sebagai obat alergi, aphedrine dan norepinephrine sebagai obat flu dan demam (Timberlake, K. 1983), sedangkan metil amina dan dimetilamine telah digunakan dalam industri kimia sebagai bahan pembuatan insektisida ( MC Murry, 1992). Banyak obat yang diperoleh dari senyawa amina misalnya golongan amphetamine seperti benzedrina dan methedrina, memacu sistem saraf. Senyawa tersebut memperbaiki tekanan darah dan denyut nadi, dan sering digunakan untuk mengurangi lelah. Selain bermanfaat dan memiliki peranan yang beragam dalam kehidupan, ada juga yang bersifat sangat adiktif seperti kokain dan heroin (Caret : Denniston ; Topping ; 1993). Senyawa amina merupakan turunan dari amonia dimana salah satu atau lebih atom hidrogennya telah digantikan oleh gugus alkil. Senyawa amina diklasifikasikan atas amina primer, sekunder dan tersier tergantung pada banyaknya atom hidrogen dari amonia yang telah digantikan oleh gugus alkil (Finar, 1973) contohnya :


31 NH3

RNH2

Amonia

Amina primer

R2NH

R3N

Amina sekunder

Amina tersier

Akhir – akhir ini sintesa senyawa – senyawa amina telah dilakukan dengan mereaksikan alkohol rantai panjang seperti dodekil alkohol dengan monometil amin (MMA) menggunakan katalis koloid Cu/Ni dalam barium stearat menghasilkan dodekil monometil amina. (Kimura, dkk 2005). Aminasi alkohol dalam kondisi gas hidrogen juga telah dilaporkan oleh Irgang dkk, dengan menggunakan berbagai katalis oksida logam transisi seperti ZnO, CuO, CaO dan NiO (Irgang dkk, 1992). Jackson dkk, telah melakukan studi kinetik reaksi aminasi dari etanol dan amonia cair dengan menggunakan katalis Ni/Silika. Dalam hal ini suatu campuran amonia dengan etanol dalam gas hidrogen disirkulasikan melalui katalis nikel pada suhu 3800-4530 K. Jackson dkk, 1979. Reaksi aminasi juga telah dibuat dengan mereaksikan heksa dekanol dengan amonia cair yang berlangsung pada suhu 1800 C dengan menggunakan katalis Ni yang menghasilkan senyawa amina (Joanivia, 2007). Reaksinya adalah sebagai berikut :

Katalis Ni CH3-(CH2)15 – OH + NH3 Heksadekanol

CH3 – (CH2)15 – NH2 + H2O n-Heksana


Heksadekilamina

31 Selain itu reaksi aminasi juga dapat dilakukan dengan mereaksikan sorbitol yang mengandung alkohol primer dan sekunder sekaligus dengan amonia cair yang berlangsung pada suhu 110-1400C, menggunakan katalis nikel, yang menghasilkan senyawa poliamina. (Ratna Sari Dewi, 2007). Dari penelitian ini diketahui bahwa dalam kondisi reaksi yang dilakukan, semua gugus hidroksil pada sorbitol dapat diganti oleh gugus NH2 dari amoniak. Reaksinya adalah sebagai berikut :

Sorbitol

1,2,3,4,5,6 Heksaamin Heksana

Selanjutnya amin juga dapat dibuat dengan mereaksikan glukosa dengan NH3 cair bertekanan menggunakan katalis nikel berlangsung pada suhu 1100- 1400 C menghasilkan senyawa 1 imino heksane 2, 3,4,5,6 pentamine (Susi Agustina, 2007) reaksinya adalah :


31

Dalam uraian diatas terlihat bahwa reaksi aminasi umumnya dilakukan menggunakan katalis dan terjadi baik alkohol primer maupun sekunder dapat di aminasi. Pada penelitian ini reaksi aminasi dilakukan dengan mereaksikan natrium amina dengan gliserol. Hal ini dilakukan berdasarkan pemikiran bahwa NH2- dari NaNH2 lebih nukleofil dibandingkan NH2- dari NH3. Reaksinya dengan alkohol : ROH + NaNH2 → R NH2 + NaOH lebih mudah terjadi dibandingkan R-OH + NH3 → R NH2 + H2O. Gliserol merupakan salah satu polialkohol yang juga mengandung alkohol primer dan sekunder sekaligus, belum dilaporkan apakah mengalami aminasi juga sekaligus, jika diaminasi. Dalam hal ini akan dicoba mengaminasi gliserol dengan NH2- yang dibuat secara insitu dereaktor dari NH3 cair dengan logam natrium, untuk


31 melihat apakah terjadi pergantian oleh amina, terhadap alkohol primer dan sekunder sekaligus atau hanya terhadap alkohol primer saja. Senyawa amina yang terbentuk diharapkan dapat digunakan untuk bahan pembuat senyawa polimer. Pembentukan polimer dengan mereaksikan senyawa amina dengan asam karboksilat. Contohnya reaksi dengan asam azelat. H2C – NH2 | HC – OH | H2C – NH2

O +

1,3 Diamino Propana -2-ol

O

|| || HO – C – (CH2)7 – C – OH

Asam Azelat

O O OH || || | C – (CH2)7 – C – NH – CH2 – CH – CH2-- NH

+ nH2O n

Nilon 3,9.

Hasil reaksi aminasi gliserol dengan natrium amina ini akan didiskusikan pada Bab IV dari tesis ini. 1.2. Permasalahan Berdasarkan latar belakang diatas, maka permasalahan yang mungkin terjadi adalah apakah pada reaksi antara gliserol dengan Natrium Amina (NaNH2), terjadi aminasi terhadap semua gugus alkohol pada gliserol atau hanya gugus alkohol primer saja.


31 1.3. Tujuan Penelitian Untuk mensintesis senyawa amina dari gliserol dengan reaksi aminasi menggunakan NaNH2.

1.4. Manfaat Penelitian 1. Hasil penelitian ini diharapkan berguna untuk mengembangkan teknologi pembuatan senyawa – senyawa amina. 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 FTIR, H1 – NMR dan 13C-NMR produk dilakukan di Laboratorium Kimia Organik FMIPA – UGM Yogyakarta dan Laboratorium Dasar Bersama UNAIR Surabaya. 1.6. Metodologi Penelitian Metodologi penelitian dapat dibuat dalam 2 tahap :

1.6.1 Pembuatan NH3 cair Dipanaskan NH4OH 25 % sampai menghasilkan gas NH3. Gas NH3 yang terbentuk dialirkan kedalam autoclave yang telah diselubungi dengan pendingin berupa campuran dryice dan aseton, untuk membuat NH3 cair.


31 1.6.2. Reaksi aminasi gliserol Aminasi gliserol dilakukan dengan mereaksikan gliserol dengan amonia/Na dalam n-heksan dalam alat autoclave. Campuran reaksi dibiarkan selama 2 jam pada suhu kamar, kemudian dipanaskan pada suhu 100 – 1200C selama 12 jam, sambil diaduk dengan pengaduk magnet. Campuran reaksi disaring, kemudian endapannya dilarutkan dalam aquadest. Larutan ini ditambahkan asam palmitat. Fase air dipisahkan dan diuapkan sampai kental. Cairan kental ini diuji pH dan dianalisa dengan spektroskopi FT-IR, 1H-NMR dan 13C-NMR.


31 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gliserol Gliserol merupakan suatu bahan yang dapat diperoleh dari hidrolisa trigliserida. Nama lain dari gliserol disebut juga 1,2,3 propanatriol atau 1,2,3 trihidroksi propane dengan tiga atom karbon dan tiga gugus hidroksi (Hart, 1982). Reaksinya adalah sebagai berikut : O || H2C - O - C – R1 | O | || HC – O - C – R2 | O | || H2C – O - C – R3

H2O

Trigliserida ( lemak atau minyak )

H2C - OH | | HC - OH | | H2C - OH Gliserol

O || HO – C – R1 O || HO – C – R2 O || HO – C – R3

+

Tiga ekivalen asam lemak

Gliserol mentah yang diperoleh dari hidrolisis lemak merupakan suatu larutan gliserol 15 – 20 % dalam air. Bermacam – macam mutu gliserol mentah dipasarkan dengan nama seperti : sweet water , soap ice crude, saponification crude, alcoholysis crude. ( Noureddini, 1997). Gliserol merupakan cairan yang bersifat higroskopis dengan titik didih tinggi yang dapat digunakan sebagai perenyah, minyak gemuk, bahan pembersih, pemanis, bahan pembuat plastik, bahan pasta gigi, obat-obatan, perekat, pelembut dan lain-lain. (Arthur, 1903). Penggunaan gliserol terbesar pada industri farmasi, kosmetik serta makanan.


31 Gliserol kebanyakan ditemui hampir disemua lemak hewan, minyak nabati, dan minyak ikan sebagai ester gliseril dari palmitat, stearat, oleat, dan asam lemak lainnya. Gliserol diperoleh sebagai hasil pemecahan asam lemak dari minyak dan lemak dari industri oleokimia serta merupakan suatu bahan yang komersial (Austin, 1985). Oleh karena itu industri mengembangkan cara-cara menghidrolisis atau mensaponifikasi dan juga metanolisis untuk menghasilkan metil ester sebagai biodiesel selain dari pada gliserol. Beberapa sifat gliserol adalah sebagai berikut : Merupakan cairan kental dengan rasa sangat manis, tidak berwarna, densitas (250C) 1,262 gr/cm3, berat molekul 92,09 gr/mol, titik lebur 180C, titik didik 2900C, titik nyala 1760C, larut dalam air dan alcohol, tidak larut dalam benzene, kloroform, karbontetraklorida, karbon disulfide, dll. Gliserol merupakan senyawa poliol yang mengandung gugus OH primer dan gugus OH sekunder, diharapkan dapat teraminasi, dimana gugus OH digantikan oleh gugus NH2 untuk menghasilkan senyawa amina.

2.2. Senyawa – Senyawa Amina Amina merupakan senyawa organik turunan amonia yang dapat dibuat melalui proses aminasi membentuk amina primer (RNH2 ), sekunder (R2NH), maupun tersier (R3N). Istilah primer, sekunder dan tersier merujuk pada jumlah gugus karbon (alkil) yang berikatan dengan nitrogen dari amina. Gugus karbon yang berikatan dengan nitrogen mungkin alifatik, aromatik atau keduanya.


31 Beberapa contoh senyawa amina alifatik dan aromatik :

2.2.1. Kegunaan beberapa senyawa amina sederhana Amina tersebar luas dalam tumbuhan dan hewan. Senyawa efedrina yang diekstrak dari tanaman ma-huang digunakan sebagai obat peluruh dahak (decongestant) yang aktif dalam obat tetes hidung dan obat flu. Amfetamina adalah stimulan sintetik yang menyebabkan tidak dapat tidur dan kadang – kadang digunakan untuk mengurangi kegemukan, karena senyawa ini mengurangi nafsu makan. Dalam sistem saraf pusat ( yaitu bagian dari sistem saraf yang terdiri dari otak, sumsum tulang belakang, dan jaringan saraf yang berkembang dari tulang belakang), merupakan neourotransmiter yang penting di antara sel-sel saraf yang


31 terdiri dari tiga amina : Norepinefrina (juga disebut noradrenalin), dopomina, dan serotonia :

Kekurangan dopamine menyebabkan penyakit Parkinson,ditandai dengan getaran kepala, tangan, dan kaki, serta umumnya menyerang manusia setengah baya, penggunaan dopamine untuk mengobati gejala Parkinson telah menolong banyak penderita untuk melakukan kegiatan normalnya kembali. Kekurangan serotonia dapat menimbulkan tekanan mental, suatu penyakit yang menyerang jutaan manusia setiap tahun. Memang, tekanan ini dianggap masalah kesehatan jiwa. Amfetamina adalah penekan nafsu makan dan perangsang sistim saraf. Obat ini sering diminta dalam resep dokter oleh orang yang ingin kurus, dan dapat


31 disalahgunakan karena kerjanya yang mempengaruhi semangat : mengurangi lelah, meningkatkan rasa percaya diri dan kewaspadaan, serta menambah semangat kerja.

2.2.2. Sifat – sifat fisik senyawa amina Beberapa sifat senyawa amina 1. Ikatan hidrogen merupakan pengaruh penting pada sifat amina primer dan sekunder. 2. Metil – dimetil – trimetil dan etilamin adalah gas dibawah kondisi standard, sementara di etilamina dan trietilamin cair. 3. Amina dalam bentuk gas memiliki karakteristik amoniak yang bau busuk 4. Sebagaian besar amina alifatik larut dalam air, menggambarkan kemampuannya untuk membentuk ikatan hidrogen. Daya larut berkurang dengan bertambahnya jumlah atom karbon. 5. Amina alifatik larut dalam pelarut organik, terutama pelarut organik polar. Amina primer bereaksi dengan keton seperti aseton dan sebagian besar tidak larut dalam kloroform dan CCl4. Pasangan elektron dalam orbital dari amoniak atau suatu amina yang tak terikat tetapi terisi dapat disumbangkan pada atom, ion atau molekul yang


31 kekurangan elektron (electron deficient). Dalam larutan air, suatu amina bersifat basa lemah dan menerima sebuah proton dari air dalam suatu reaksi asam – basa yang reversible (Fessenden, 1995).

2.2.3. Sifat – Sifat Kimia Senyawa Amina Ikatan dalam suatu amina beranalogi langsung dengan ikatan dalam ammonia suatu atom nitrogen sp3 yang terikat pada tiga atom atau gugus lain (H atau R ) dan dengan sepasang elektron menyendiri dalam orbital sp3 yang tersisa.

Ikatan pada amina mirip dengan ikatan pada ammonia. Aton N mempunyai hibridisasi sp3 dengan tiga substituen yang mengisi tiga sudut tetrahedral dan pasangan elektron bebas N mengisi sudut keempat. Diharapkan ikatan C-N-C sudutnya sangat dekat ke 1090C tetrahedral. Untuk trimetilamin, C-N panjangnya 1,470C. (McMurry, John, 1992). Jika asam karboksilat dicampur dengan amina akan diperoleh garam, karena asam adalah pemberi proton dan amina adalah penerima proton. Resonansi juga mempengaruhi kuat basa suatu amina. Contohnya sikloheksilamina bersifat basa yang jauh lebih kuat daripada anillina, karena muatan positif ion anillinum tidak dapat didelokalisasi oleh awan pi aromatik. Tetapi,


31 pasangan elektron dari amina bebas didelokalisasi oleh cincin. Akibatnya, amina bebas terstabilkan dibandingkan dengan asam konjungsinya.

2.2.4. Pembuatan senyawa amina 2.2.4.1.Reaksi amonolisis alkohol Senyawa amina dapat dibuat dari reaksi ammonolisis alkohol, dimana alkohol dan amoniak dipanaskan pada tekanan tertentu dengan adanya katalis, seperti CuCr atau alumina (Finar, 1973). NH 3 ROH ROH ⎯→ H2O + RNH2 ⎯⎯ ⎯→ H2O + R2NH ⎯⎯ ⎯→ H2O + R3N ROH ⎯⎯

Contohnya : amina yang sederhana dibuat dari reaksi antara amoniak dengan metanol menggunakan katalis alumina. Hasil reaksi merupakan campuran produk mono, di dan trimetil amin ( Mc Murry, 1992). NH3 + CH3OH

Al 2 O3 CH3 NH2 + (CH3)2 NH + ( CH)3 N + H2O 450 0 C

2.2.4.2.Reduksi senyawa amida

Reduksi senyawa amida merupakan salah satu metode yang paling banyak digunakan dalam pembuatan amina. Metode ini sangat serbaguna karena senyawa amina primer, sekunder dan tertier sangat mudah didapat dari amida.


31

2.2.4.3.Reduksi senyawa nitro

Cincin aromatis dinitrasi kemudian gugus nitro direduksi menjadi gugus amina.


31 2.2.4.4.Reduksi Senyawa Imina

Imina merupakan nitrogen yang analog dengan senyawa karbonil. Campuran dari senyawa karbonil dan amonia atau amina yang cocok bereaksi dengan adanya gas hidrogen dan katalis logam. Imina yang pertama kali terbentuk akan direduksi menjadi amina keseluruhan reaksi ini disebut reduktif aminasi. Kebanyakan reaksi-reaksi aminasi dilakukan dengan menggunakan katalis logam-logam transisi. Namun reaksi aminasi juga dapat dilakukan tanpa menggunakan katalis, tetapi menggunakan logam yang reaktif seperti logam natrium. Logam natrium akan membentuk reaksi perantara/intermediet dengan amonia.

2.3. Logam Natrium

Natrium merupakan logam alkali yang sangat reaktif (paling aktif). Logam – logam tersebut menunjukkan energi ionisasi yang rendah, potensial elektrodanya besar dan negatif dan sebagainya (suminar, 1999). Tabel 2.1 beberapa sifat logam alkali :


31

Natrium dan kalium merupakan logam yang melimpah di litosfer ( 2,6 dan 2,4 % masing – masing). Terdapat sejumlah besar kandungan garam batuan, NaCl dan karnalit. Litium dan natrium dapat diperoleh dengan elektrolisis garam leburan. Logam natrium sangat elektropositif dan bereaksi langsung dengan sebagian besar unsur lain, dan banyak senyawaan dengan pemanasan. Natrium dan senyawaannya sangat penting, logamnya sebagai aliasi Na-Pb, dipakai untuk membuat tetra alkil – Pb dan banyak kegunaan industri yang lain. Hidroksida, karbonat, sulfat, tripolifosfat, dan silikatnya merupakan satu diantara 50 bahan kimia industri yang penting. Larutan amonia dan amina digunakan secara luas dalam sintesis organik dan anorganik. Litium dalam metilamina atau etilendiamina dapat mereduksi cincin aromatik menjadi monoolefin siklis. Natrium dalam amoniak digunakan secara luas. Larutan ini kesetabilannya sedang. Tetapi reaksi : Na + NH3 (l) → NaNH2 + ½ H2 dapat terjadi secara fotokimia dan dikatalisis oleh garam – garam logam transisi. (Cotton dkk, 1989). NaNH2 dapat bereaksi dengan alkohol menghasilkan senyawa amina dan NaOH. Karena kedua campuran larut dalam air, maka NaOH harus dipisahkan.


31 BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Bahan – bahan

Na2SO4 anhidrat E’Merck, Logam natrium, n-heksan E’Merck, NH4OH 25% E’Merck, Dry ice, Gliserol E’Merck, Aquadest.

3.2. Peralatan

Labu alas Pyrex, Labu destilasi Pyrex, Termometer Fisher, Gelas ukur PyrexHot plate stirrer Bibby, Neraca analitik Mettler PM 200, Gelas beacker Pyrex, Corong saring Pyrex, Gelas Erlenmeyer Pyrex, Autoclave Duragauge, Pipa kapiler.

3.3. Prosedur Penelitian 3.3.1. Pembuatan NH3 cair

Sebanyak 50 ml NH4OH 25 % dimasukkan dalam labu destilasi yang dihubungkan dengan pipa U yang berisi natrium sulfat anhidrat. Dirangkai alat yang menghubungkan labu dengan pipa U dan tabung autoclave. Dipanaskan NH4OH 25 % didalam water bath, hingga gas NH3 menguap dan mengalir melalui pipa U dan masuk kedalam autoclave yang telah diselubungi dengan pendinginan yaitu campuran dryice aseton. Setelah NH3 cair terbentuk ditambahkan logam natrium kedalam autoclave dan ditutup rapat, dipastikan semua logam natrium habis bereaksi membentuk NaNH2 dan tekanan diukur.


31 3.3.2. Aminasi Gliserol

Kedalam autoclave yang telah berisi NaNH2 dilengkapi dengan pengaduk magnet dimasukkan 4,6 g gliserol dan 30 ml n-heksan kering, lalu autoclave ditutup rapat dan dipanaskan pada suhu 100 – 1200C selama 12 jam. Setelah itu autoclave dibuka dan hasil reaksi disaring. Endapan yang diperoleh dilarutkan dalam aquadest lalu ditambahkan asam palmitat, lalu fase airnya diuapkan sehingga terbentuk endapan kental, lalu diuji PH. Endapan lalu divakum sampai kering, kemudian dikarakterisasi dengan menggunakan FT – IR, H1-NMR dan 13C-NMR.


31 3.4. Bagan Penelitian 3.4.1. Pembuatan NH3 cair

NH4 OH 25 % Dipanaskan Dialirkan melalui pipa U Gas NH3 Didinginkan dalam dryice 2,3 g Logam natrium NaNH2


31 3.4.2. Aminasi Gliserol

NaNH2 4,6 g gliserol n-heksan kering Diaduk dan dipanaskan pada suhu 100-1200C selama 12 jam Campuran Reaksi disaring

Filtrat n-heksan

Endapan Dilarutkan dalam aquadest Ditambahkan asam palmitat Disaring

Padatan

Filtrat (fase air ) Diuapkan Hasil

Diuji pH Divakum Analisa FT-IR, 1H-NMR dan 13C-NMR


31 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Reaksi Aminasi Gliserol

Reaksi aminasi gliserol dengan natirum amina (NaNH2) dalam pelarut nheksana pada suhu pada suhu 100 – 1200C menghasilkan senyawa 1,.3 di amino. propana-2-ol. Reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut : H2C – OH

H2C – NH2

|

|

HC – OH |

+ 2 Na NH2

HC – OH

+ 2 Na OH

|

H2C – OH

H2C – NH2

Glisero l

1,3 diamino propana – 2 – ol.

Campuran hasil reaksi disaring, karena produk reaksi tidak larut dalam nheksana. Kemudian endapan yang telah disaring dilarutkan dalam aquadest lalu ditambahkan asam palmitat untuk menetralisir NaOH yang terbentuk. Terjadi 3 fase yaitu fase air, fase heksana dari pelarut dan fase padat yang berupa suspensi didalam air. Kemudian penyaringan dilanjutkan dan pelarut dari filtrat di uji pH memberikan harga pH = 10, yang mengindifikasikan sifat basa atau amina. Lalu pelarut (fase air) diuapkan sehingga diperoleh produk yang berwarna putih.


31 4.2. Karakterisasi FT-IR, 1H – NMR dan 13C-NMR 1,3 diamino propana-2-ol 4.2.1. Spektrum FT-IR 1,3 diamino propana-2-ol

Spektrum FT-IR (gambar 4.1) menunjukkan pita serapan pada panjang gelombang : 3400,8 cm-1, 2940,4 cm-1, 2888,6 cm-1, 1643 cm-1, 1560,3 cm-1, 1408 cm-1, 1238,2 cm-1, 1112,2 cm-1, 1044,8 cm-1. Serapan pada daerah bilangan gelombang 3400,8 cm-1, merupakan puncak serapan NH2. Namun puncak serapannya tidak jelas terlihat karena overlap dengan OH pada daerah tersebut. Namun pada daerah finger print jelas terlihat puncak serapan δ NH2 pada bilangan gelombang 1643 cm-1. Hal ini mengindifikasikan bahwa gliserol telah teraminasi. Pada spektrum FTIR hasil reaksi masih ditemukan gugus OH, terbukti pada daerah bilangan gelombang 1407, cm-1 yang merupakan daerah tekukan OH. Berdasarkan literature (Silverstein, 1981), getaran tekuk OH berada pada daerah bilangan gelombang 1420 – 1330 cm-1. Adanya serapan pada daerah bilangan gelombang 1238,2 cm-1 menunjukkan uluran C-N untuk senyawa amina. Serapan pada 2940,4 cm-1 dan 2888,6 cm-1 menunjukkan vibrasi uluran C-H alifatik. Serapan pada spektrum FT-IR dari 1,3 diamino propana -2-ol ini nampak berbeda dengan serapan FT-IR dari gliserol (Lampiran 1), dimana pada data spektrum FT-IR gliserol menunjukkan adanya puncak serapan yang lebar pada bilangan gelombang 3394 cm-1 yang spesifik untuk gugus OH – Alkohol.


31

4.2.2. Spektrum 13C - NMR 1,3 diamino propana-2-ol

Spektrum

13

C - NMR hasil reaksi aminasi ditunjukkan pada gambar 4.2.

Dimana terlihat adanya 2 puncak pergeseran kimia masing – masing pada daerah

δ 63,39 ppm dan δ 72,70 ppm ; yang menunjukkan adanya 2 jenis atom C yang non ekuivalen secara kimia. Ini menunjukkan bahwa senyawa ini mempunyai dua jenis atom C yang berbeda, yaitu 1 terikat pada N dan satu lagi pada O. Oleh karena O lebih elektronegatif dari pada N maka atom C dengan δ 63,39 ppm diassignment untuk C - NH2, sedangkan δ 72,70 ppm, di assignment untuk C OH (Biemann, 1983).


31

Gambar 4.2. Spektrum 13C-NMR 1,3 Diamino Propana -2-ol 4.2.3. Spektrum 1H – NMR 1,3 diamino propana - 2- ol

Spektrum 1H – NMR hasil reaksi aminasi ditunjukkan pada gambar 4.3. Dalam pelarut DMSO-D6 menunjukkan puncak-puncak pergeseran kimia pada daerah : 3,5 ppm ; δ 3,8 ppm ; δ 4,6 ppm ; δ 7,8 ppm. Pergeseran kimia pada daerah δ 3,5 ppm menunjukkan adanya proton CH2. Pergeseran kimia pada daerah

δ 3,8 ppm menunjukkan adanya proton CH, dan pergeseran kimia pada dearah δ 7,8 ppm menunjukkan adanya proton OH. Sinyal dari gugus hidroksi sangat bervariasi, karena pergeseran kimianya tidak konsisten tergantung pada kondisi seperti pelarut yang digunakan, konsentrasi dan kemurnian dari sampel.


31 Puncak pergeseran kimia pada daerah δ 4,6 ppm merupakan proton dari NH2 senyawa amina yang tidak terlihat pada spektrum 1H – NMR gliserol, (Lampiran 2) yang menandakan gliserol telah teraminasi. Menurut literature pergeseran kimia senyawa amina alifatik berada pada daerah δ 0,5 – 5,0 ppm (Biemann, 1983, dkk).

Gambar 4.3. Spektrum 1H-NMR 1,3 Diamino Propana -2-ol


31 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Reaksi aminasi antara gliserol dengan natrium amina (NaNH2) terjadi pada gugus alkohol primer saja yang menghasilkan senyawa amina yaitu 1,3 diamino propana – 2 – ol.

5.2. Saran

Produk yang dihasilkan dari reaksi aminasi ini sangat sedikit. Oleh karena itu pada penelitian selanjutnya agar memperhatikan kondisi reaksi yang sesuai dan cara mengisolasi campuran sehingga diperoleh produk yang murni dan lebih baik lagi.


31 DAFTAR PUSTAKA

Austin, G.T. (1985), Shreve’s Chemical Proces Industries, 5 International Book Co, Singapura.

th

ed, Mc. Graw Hill

Billenstein, S dan Blaschke, G. (1984), “Industrial Production of Fatty Amines and Their Derivatives”, J. Am Oil Chem. Soc. Biemann,K. (1983), Spectral Data For Structure Determination of Organic Compounds. Cotton F.A. dan Wilkinson, G.1989. Kimia Anorganik Dasar. Terjemahan Sahati Suharto. Jakarta : UI Press. Fessenden, R. J. dan Fessenden, J. S. 1995. Kimia organik. Jilid 2 Edisi ke III. Terjemahan Aloysius Hadyana Pudjaatmaka Ph.D. Erlangga. Jakarta. Finar, I.L.1973 Organic Chemistry, Volume I, 6th edition. Longman Scientific & Technical. London. Hart, H. (1990), ”Kimia Organik Suatu Kuliah Singkat”, Alih Bahasa : Suminar Achmadi, PN. Erlangga Jakarta. Irgang, M.Schossig, J.; Schroeder, W ; Winderl, S. 1992. Catalyst and the amination of Alcohols Under Hidrogenating Conditions. United States Patent 5166433. Jackson.D.S, Jones. R.J. Sharratt.P.A., Gladden,F.L., Cross R.J., Webb.G., “ The Mechanism of ethanol amination over nickel catalyst. Editor morel and Dennis. 2003. Catalysis of Organic Reactions. Marcel Dekker, Inc, New York. Joanivia. 2007.Sintesis Senyawa Amina dari heksadekanol dengan menggunakan katalis nikel. Skripsi S-1, Universitas Sumatera Utara. Medan. Kimura, H., Yokota, Y., Sawamoto, Y. 2005 Amination of Alcohol, Using Cu/Ni Based Colloidal Catalyst, for Consecutive Reaction System. Japan : Journal Catalysis Letters. Mc Murry, J.1992. Organic Chemistry. 3rd edition. Brooks/Cole Publishing Company. Callifornia. Noureddini, H. dan Medikonduru, (1997) ” Glycerolysis of Fats and Methyl esters”, J.Am Oil Chem. Soc.


31 Pavia, D.L, Lampman, G.M, Kriz, G.S. 1979 Introduction To Spectroscopy : A Guide For Students Of Organic Chemistry. Washington : Saunders College Publishing Ratna Sari Dewi.2007. Reaksi Aminasi Sorbitol dengan gas NH3 bertekanan menggunakan katalis nikel. Tesis Program Pasca Sarjana. Universitas Sumatera Utara. Medan. Silverstein, R.M, Bassler, G.C, Morill, T.C. 1981. Spectrometric Identification Of Organic Compouns. Fourth Editions.USA : John Wiley and Sons. Solomons and Fryhle. 2003. Organic Chemistry. 8th edition. John Wiley and sons. Singapura. Susi Agustina.2007. Reaksi Aminasi Glukosa dengan gas NH3 bertekanan menggunakan katalis nikel. Tesis Program Pasca Sarjana. Universitas Sumatera Utara. Medan. Timberlake, K. 1983. Chemistry. 3th edition. Harper and Row Publishers. New York.


31 Lampiran 1 Spektrum FT-IR Gliserol


31 Lampiran 2 Spektrum 1H-NMR Gliserol (Pelarut CDCl3)


31 Lampiran Rangkaian Alat Pembuatan NH3 Cair


REAKSI AMINASI GLISEROL DENGAN NATRIUM AMINA (Na NH 2 ) TESIS

Recommend Documents