Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
Sintesis Basa Schiff Karbazona Variasi Gugus Fungsi: Uji Kelarutan dan Analisis Struktur Spektroskopi Uv-vis Zipora Sembiring1*, Iwan Hastiawan2, Achmad Zainuddin2 dan Husein H Bahti2 1
Jurusan Kimia FMIPA Universitas Lampung. Kimia FMIPA Universitas Padjadjaran Bandung. * Mahasiswa Program S3 Ilmu Kimia FMIPA Universitas Padjadjaran Bandung. E-mail:
[email protected] 2
Sintesis dan uji kelarutan dari ligan basa Schiff karbazona dengan variasi gugus fungsi yang berasal dari 1,5diphenylkarbazona dengan aniline, ethylendiamina dan sulfanilamide telah dilakukan dalam rangka upaya persiapan sintesis senyawa kompleks. Sintesis ligan basa Schiff karbazone dilakukan dengan metode kondensasi, uji kelarutan dilakukan dengan beberapa pelarut yaitu: metanol, etanol, n-heksan, methanol:n-heksan, etanol:n-heksan dan methanol:ethanol serta analisis struktur dengan spektroskopi Uv-vis. Dari hasil sintesis 1,5 diphenylkarbazona dengan aniline (dyfcan) diperoleh kristal berwarna oranye tua memiliki daerah λ maks 339,80 nm. Untuk 1,5 diphenylkarbazona dengan ethylendiamina (dyfcen) diperoleh kristal berwarna merah tua serta λ maks 285,80 nm. Hasil sintesis 1,5diphenylkarbazone dengan sulfanilamide(dyfcsam) diperoleh kristal berwarna oranye muda dengan daerah λ maks 265 nm. Semua senyawa ligan mengabsorpsi cahaya pada daerah ultraviolet kuarsa (200 - 400 nm), absorpsi transisi n→ π*, merupakan pergeseran hipsokromik (pergeseran biru) yaitu bergerak ke panjang gelombang yang lebih kecil dalam pelarut polar. Untuk semua ligan basa Schiff dyfcan, dyfcen maupun dyfcsam larut di dalam pelarut methanol:ethanol, tidak larut dalam pelarut n-heksan serta kurang larut di dalam pelarut n-heksan:etanol. Kata kunci: Ligan Basa Schiff, sintesis, karbazona.
PENDAHULUAN Senyawa kompleks yang dibangun dari ligan basa Schiff akhir-akhir ini menjadi perhatian untuk diteliti dan dipelajari karena struktur dan aplikasinya pada berbagai bidang seperti bidang pertanian, kimia farmasi dan kimia industry. Senyawa basa Schiff memiliki gugus azometina disintesis dari turunan aldenida atau keton dngan amina primer serta dapat bertindak sebagai ligan multidentat. Senyawa basa Schiff dengan ion logam transisi merupakan senyawa penting dalam berbagai keperluan reaksi-reaksi kimia baik sebagai polimerisasi, oksidasi, reduksi maupun sebagai katalis yang memiliki efektifitas yang tinggi.
Struktur ligan basa Schiff memiliki beberapa potensi sifat yang menarik sebagai pengkhelat, pertama, ligan basa Schiff dapat membentuk jembatan dan model koordinasi lebih dari satu sehingga memungkinkan sintesis berhasil menjadi homo dan/atau heteronukleo dengan atom pusat. Kedua, ligan basa Schiff memiliki kemampuan mendonorkan lebih dari satu pasangan elektronnya dari atom O dan/atau N ke orbital d ion logam transisi, sehingga memberi struktur dan sifat tertentu . Penelitian terdahulu dilaporkan bahwa, ligan basa Schiff turunan karbazone memiliki kemampuan mendonorkan pasangan elektron dari atom N O, N N O atau O N N O berkoordinasi dengan logam transisi. Semirata 2013 FMIPA Unila |483
Zipora Sembiring dkk: Sintesis Basa Schiff Karbazona Variasi Gugus Fungsi: Uji Kelarutan dan Analisis Struktur Spektroskopi Uv-vis
Pada penelitian ini dilakukan sintesis ligan karbazone dari 1,5difenilkarbazona dengan beberapa senyawa pembangun ligan yaitu anilina, etilendiamina dan sulfanilamide berdasarkan metode kondensasi melalui perbandingan mol. Ligan karbazona diuji kelarutannya dalam pelarut yang berbeda tergantung pada polaritas pelarut serta diukur penyerapan spektra elektronik pada panjang gelombang maksimum yang berbeda. Penelitian ini dilakukan dalam upaya untuk persiapan sintesis logam-ligan kompleks dengan beberapa ion logam transisi seperti Cu (II), Fe (II) dan (III),Ni (II), Mn(II) dalam pelarut yang sesuai. Oleh karena itu senyawa ini dapat menjadi kandidat yang baik untuk aplikasi senyawa kompleks yang memiliki gugus fungsi bervariasi yang dapat diharap untuk meningkatkan kemampua reaksi-reaksi kimia seperti efektifitas katalis, reduksi, epoksidasi.
METODE PENELITIAN ALAT DAN BAHAN Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah alat-alat gelas yang umum dipakai di laboratorium, desikator, pengaduk magnetic stirer, neraca analitis, penangas air, hot plate, kertas saring, labu hisap Buchner, spektrofotometer ultraungu-tampak merk Htachi model 150/20. Bahan kimia yang digunakan dalam penelitian berasal dari Merk dalam kondisi p.a yaitu: 1,5diphenylcarbazone, ethylendiamine, aniline, sulfanilamide, aguadent, methanol, etanol, n-heksan dan asan asetat. PROSEDUR PENELITIAN Tahap-tahap yang dilakukan dalam penelitian ini adalah pembuatan larutan pada reagent yang digunakan. Sintesis ligan basa Schiff melalui perbandingan mol antara 1,5difenylkarbazona dengan 484|Semirata 2013 FMIPA Unila
beberapa senyawa yaitu aniline, ethylendiamin dan sulfanilamide. Sintesis dilakukan dengan cara kondensasi menggunakan pelarut etanol pada suhu 75800C direfluks selama ± 2 jam, lalu dicuci dengan akuabides lalu disaring dan dikeringkan pada temperatur ruang dalam desikator. Kristal hasil sintesis ditimbang sampai diperoleh berat konstan, diuji kelarutannya dengan methanol, etanol, nheksan, methanol : etanol, n-heksan : metanol, dan n-heksan : etanol serta ditentukan panjang gelombang maksimum dengan spektroskopi Uv-vis. HASIL DAN PEMBAHASAN Senyawa kompleks telah banyak disintesis dari berbagai ligan, salahsatu ligan yang digunakan adalah ligan yang berasal dari basa Schiff derivat karbazona. Penelitian terdahulu melaporkan bahwa, struktur karbazona memiliki gugus fungsi yang menarik karena ligan basa Schiff turunan karbazone merupakan ligan multidentat dimana ligan karbazona memiliki kemampuan mendonorkan pasangan elektron dari atom N atau atom O, dari N O, N N O atau O N N O berkoordinasi dengan logam transisi. Selain jumlah donor pasangan elektron ligan faktor polaritas dari pelarut juga sangat mempengaruhi dan menentukan konstanta pembentukan senyawa kompleks. [4,10] LIGAN BASA SCHIFF Ligan basa Schiff biasanya dibentuk oleh kondensasi amina primer dan aldehida atau keton. Gugus imina (R1 HC = N-R2) berpartisipasi dalam mengikat ion logam melalui nitrogen atau oksigen pasangan elektron bebas. Seperti aldehida, keton yang juga mampu membentuk ligan basa Schiff (R1 R2 C = N-R3), meskipun ligan basa Schiff dengan keton terbentuk agak sukar dibandingkan dengana adehida. Jumlah dan jenis pendonoran yang berada disekitar struktur ligan basa Schiff sangat mempengaruhi sifat, aplikasi dan
Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
bentuk geometris struktur senyawa kompleks yang akan dibangun, sehingga perlu ditinjau dan dipelajari berbagai pengaruh dari jenis gugus-gugus fungsi awal ligan dipersiapkan . Sintesis basa Schiff dilakukan dengan metode kondensasi melalui perbandingan mol diikuti oleh dehidrasi untuk menghasilkan imina. Dari hasil sintesis menunjukkan bahwa ligan dyfcan diperoleh kristal berwarna oranye tua dengan perbandingan mol 1:1, untuk dyfcen diperoleh kristal berwarna merah tua dengan perbandingan mol 2:1, sedangkan untuk dyfcsam diperoleh kristal oranye muda, perbandingan mol 1:1, kristal yang diperoleh baik dyfcan, dyfcen maupun dyfcsam menunjukkan keadaan stabil pada temperatur ruang. UJI KELARUTAN Kelarutan ligan dalam pelarut tergantung pada dua faktor yaitu faktor jumlah donor dan polaritas pelarut. Dalam penelitian ini, ligan basa Schiff karbazone dari dyfcan, dyfcen dan dyfcsam menggunakan pelarut metanol, etanol, n-heksan, methanol:nheksan, etanol : n-heksan dan methanol : ethanol. Adapun urutan kepolaran dari pelarut yang digunkan adalah n-heksan > nheksan : etanol > n.-heksan : metanol > etanol > methanol : etanol > methanol. Berdasarkan uji kelarutan dari data yang tertera pada tabel (1) menunjukkan bahwa semua senyawa ligan karbazone baik
dyfcan, dyfcen maupun dyfcsam merupakan senyawa polar yang tidak larut di dalam pelarut n-heksan yang bersifat nonpolar, akan tetapi semua senyawa ligan karbazone larut di dalam pelarut methanol : etanol, kurang larut di dalam pelarut nheksan : etanol. Juga dapat dilihat pada tabel (1) bahwa, untuk senyawa ligan dyfcen hanya larut sempurna pada pelarut methanol : etanol. Berdasarkan sifat kelarutannya maka kepolaran senyawa ligan dapat diurutkan sebagai berikut: dyfcsam > dyfcan >dyfcen. Jumlah perbandingan pembentukan ligan dan sifat kepolaran ligan dari senyawa ligan karbazona sangat membantu dalam persiapan awal pembentukan senyawa kompleks yang akan dilakukan pada berbagai ion logam transisi. Selain itu, jumlah dan jenis pendonoran pasangan elektron yang berada disekitar struktur ligan basa Schiff sangat berpengaruh terhadap bentuk struktur dan sifat senyawa kompleks. ANALISIS STRUKTUR SPEKTOSKOPI UV-VIS Berdasarkan data-data spektrum Uv-vis yang diperoleh dari senyawa ligan karbazone menunjukkan adanya kromofor yang menyebabkan terjadinya transisi n→π* pada daerah panjang gelombang maksimum muncul disekitar 265 – 340 nm baik untuk dyfcan, dyfcen maupun dyfcsam.
TABEL 1 Uji kelarutan senyawa ligan basa Schiff karbazona
Jenis Ligan
n Heksana
dyfcan dyfcen dyfcsa m
-
n Heksana:EtO H (4:1) ++ ++ ++
Jenis Pelarut n Heksana: EtO MeOH (4:1)* H +++ ++ +++
+++ ++ ++
MeOH:EtO H (1:1)
MeO H
+++ +++ +++
+++ ++ +++
(+++) : larut sempurna; (++) : larut sebagian; (+) : sedikit larut; (-) : tidak larut; (*) : terbentuk 2 lapisan
Semirata 2013 FMIPA Unila |485
Zipora Sembiring dkk: Sintesis Basa Schiff Karbazona Variasi Gugus Fungsi: Uji Kelarutan dan Analisis Struktur Spektroskopi Uv-vis
0.900
0.800
3
0.800
0.600
0.400
0.400
1
3
2
Abs.
Abs.
0.600
5
4
1
6
0.200
5
2
0.200
4
0.000
-0.100 200.00
0.000 250.00
300.00 nm.
350.00
400.00
-5
GAMBAR 24 Spektrum Uv-vis dyfcan 10 M
-0.100 200.00
250.00
300.00 nm.
350.00
400.00
-5
GAMBAR 26 Spectrum Uv-vis dyfcsam 10 M
Untuk ligan dyfcan pada gambar 1, absorpsi cahaya pada daerah λmaks = 340 nm yang menunjukkan senyawa ligan mempunyai elektron baik pada orbital molekul tak mengikat n(bebas) maupun pada π. Senyawa yang mempunyai orbital molekul n maupun π ialah senyawa yang mengandung atom yang mempunyai pasangan elektron sunyi dan orbital π atau atom yang mempunyai pasangan elektron sunyi terkonjugasi dengan atom lain yang mempunyai orbital π.[8] Pada gambar 2 dan 3 menunjukkan absorpsi cahaya tidak terlalu jauh berbeda pada daerah λmaks = 285,80 nm untuk ligan dyfcen dan daerah λmaks = 265,40 nm. Hal ini juga menunjukkan adanya eksitasi dari n ke π*. Senyawa yang mempunyai transisi n→π* mengabsorpsi cahaya pada daerah ultraviolet kuarsa (200 - 400 nm)
2
0.800
0.600
1
Abs.
0.400
3
0.200
0.000
-0.100 200.00
250.00
300.00 nm.
350.00
400.00
GAMBAR 25 Spectrum Uv-vis dari dyfcen 10-5M
486|Semirata 2013 FMIPA Unila
Molekul yang mempunyai elektron bebas (tidak terikat) dapat berintaraksi dengan pelarut membentuk ikatan hidrogen secara lebih baik dalam keadaan dasar dari pada dalam keadaan tereksitasi. Akibatnya, absorpsi transisi n→ π* akan bergerak ke panjang gelombang yang lebih kecil dalam pelarut polar, yang disebut dengan pergeseran hipsokromik (pergeseran biru). KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa: ligan basa Schiff yang dibangun dari 1,5difenilkarbazone dengan aniline (dyfcan) diperoleh kristal berwarna oranye tua 1,5difenilkarbazone dengan etilendiamin (dyfcen) diperoleh kristal berwarna merah tua serta 1,5difenilkarbazone dengan sulfanilamide (dyfcsam) diperoleh kristal berwarna oranye muda. Baik ligan dyfcan, dyfcen maupun dyfcsam mengabsorpsi cahaya pada daerah ultraviolet kuarsa (200 - 400 nm), absorpsi transisi n→ π*, merupakan pergeseran hipsokromik (pergeseran biru) Untuk semua ligan basa Schiff dyfcan, dyfcen maupun dyfcsam larut di dalam pelarut methanol:ethanol, tidak larut dalam pelarut n-heksana serta kurang larut di dalam pelarut n-heksana:etanol.
Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013
UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional yang telah mendanai penelitian ini melalui DP2M. DAFTAR PUSTAKA Gupta C. K., Sutar K. A, Activities of Schiff Metal Complexes. Direct. Coord. Chem. 1450.
Juornal of Basic and Applied Sciences 5(6): 1411-1414 Gulya A. P., Gynzhu D., Bairak N. N., Poirier D., and Tsapkov V. I., (2009). Synthesis, structure and properties of complex compounds of cobalt, nickel, copper and zinc with 2-formylpyridine semicarbazone, Russian J. General Chem. 79, No. 7: 1499-1503.
(2008). Catalytic Base Transition Elsevier-Science Rev. 252: 1420-
Khalil. R. A., Jalil and A. Y. AbdAlrazzak., (2009), Application of a Schiff Base Derived from Sulfanilamide as an Acid-Base Indicator, J. Iran. Chem. Soc., Vol 6, No. 2: 345-352
Kumar S., Dhar N. D. and Saxena N. P., (2009). Applicatioan of Metal Complexes of Schiff Base- A Review. J. Sci. & Indust. Research, 68: 181-187.
Aliyu H. N. and Mohammed A. S., (2009), Synthesis and Characterization of Iron(II) and Nickel(II) Schiff Base Complexes, Bayero Journal of Pure and Applied Sciences, 2(1): 132-134.
Sedaghat and Jalilian F., (2009). New Adducts of Diorganotin(IV) Chlorides with a New Multifunctional Schiff Base Ligand: Synthesis and Spectral Properties. J. Iran. Chem Soc., Vol 6, No. 2, 271-276. Dawood Z. F., Mohammed T. J. and Syarif M. R., (2009). New Nickel(II) Complexes with Benzilbis (Semicarbazone) and Dithiocarbamate Ligand. Iraqi Journal of Veterinary Sciences, Vol. 23, Supplement II, 135141. Angelici, R. J., (1997). Synthesis and Techniquein Inorganic Chemistry, W.B. Saunder Company, Philadelphia. Ekou T., Ekou L., (2011). Synthesis Routes for the Nacnacbn Ligands. Australian
Asadi M.,Khah S. M. and Kianfar A. H., (2010), Thermodynamics of Cobalt(III) Schiff Base Complexes in Various Solvents, J. Iran. Chem. Soc., Vol. 7, No. 1: 38-44. Bhowmik P., Daew M. G. B., Shouvik, (2011), Synthesis and characterization of nickel(II) and copper(II) complexes with tetradentate Schiff base ligands. Inorg. Chim. Acta 366 (1): 62-67. El Halabi, N. M. and A. M. Awadallah. (2005), Synthesis and Characterization of Ni(II), Pd(II), and Cu(II) Complexes of Schiff Base Derived from Amino1,2,3,6-Oxatriazine and Salicylaldehyde. Jurnal of The Islamic University of Gaza. Vol 13, No 2: 85-90.
Semirata 2013 FMIPA Unila |487
