SINTESIS KATALIS HETEROGEN DARI KOMPLEKS LOGAM SALISILALDEHIDA-1,2-SIKLOHEKSANADIAMINA UNTUK OKSIDASI ALKOHOL SEKUNDER MENJADI KETON
MIQDAD ABDULLAH SIDDIQ
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
ABSTRAK MIQDAD ABDULLAH SIDDIQ. Sintesis Katalis Heterogen dari Kompleks Logam Salisilaldehida-1,2-sikloheksanadiamina untuk Oksidasi Alkohol Sekunder menjadi Keton. Dibimbing oleh TUN TEDJA IRAWADI dan ZAINAL ALIM MAS’UD. Telah disintesis katalis heterogen dari kompleks logam salisilaldehida-1,2sikloheksanadiamina yang tertambatkan pada silika dengan baik. Logam yang digunakan adalah kobalt dan tembaga. Karakterisasi katalis yang dihasilkan dilakukan menggunakan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR) dan spektrofotometer serapan atom. Kinerja kedua katalis dalam mengoksidasi alkohol sekunder telah diuji dengan baik dalam penelitian ini. Oksidasi alkohol sekunder dilakukan dengan penambahan katalis sebanyak 10 mol% alkohol sekunder dalam campuran alkohol sekunder-asetonitril. Reaksi dilakukan dengan melewatkan gas oksigen selama 4 jam pada suhu ruang dalam campuran tersebut. Contoh alkohol sekunder yang digunakan dalam reaksi oksidasi ini adalah 2propanol. Analisis FTIR pada hasil oksidasi menunjukkan bahwa kedua katalis mampu mengoksidasi 2-propanol. Keton yang terbentuk ditunjukkan dengan adanya vibrasi ulur C=O dalam setiap spektrum. Selektivitas kedua katalis tidak jauh berbeda dalam mengoksidasi alkohol tersebut.
ABSTRACT MIQDAD ABDULLAH SIDDIQ. Synthesis of Heterogeneous Catalyst from Salicylaldehyde-1,2-cyclohexanediamine Metal Complexes for Oxidation of Secondary Alcohol to Ketone. Supervised by TUN TEDJA IRAWADI and ZAINAL ALIM MAS’UD. Heterogeneous catalysts from salicylaldehyde-1,2-cyclohexanediamine metal complexes anchored on silica have been synthesized. Cobalt and copper was used in this study. Characterization of resulting catalysts have been carried out by Fourier transform infrared spectrophotometer (FTIR) and atomic absorption spectrophotometer analysis. In this research, the performance of both catalysts in oxidation of secondary alcohol have been tested. Oxidation of a secondary alcohol was carried out by addition of catalyst (10 mol%) into secondary alcohol-acetonitrile mixture. The reaction was carried out by passing oxygen gas over the mixture for 4 h at ambient temperature. The secondary alcohol sample used in this oxidation reaction was 2-propanol. FTIR analysis shows that both catalysts were able to oxydize the 2-propanol. The ketone was characterized by the present of C=O stretching vibration. Both catalysts showed quite similar selectivity toward the 2-propanol.
SINTESIS KATALIS HETEROGEN DARI KOMPLEKS LOGAM SALISILALDEHIDA-1,2-SIKLOHEKSANADIAMINA UNTUK OKSIDASI ALKOHOL SEKUNDER MENJADI KETON
MIQDAD ABDULLAH SIDDIQ
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009
Judul Nama NIM
: Sintesis Katalis Heterogen dari Kompleks Logam Salisilaldehida-1,2sikloheksanadiamina untuk Oksidasi Alkohol Sekunder menjadi Keton : Miqdad Abdullah Siddiq : G44204076
Disetujui Pembimbing I,
Pembimbing II,
Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS NIP 19501227 197603 2 002
Dr. Zainal Alim Mas’ud, DEA NIP 19560622 198601 1 001
Diketahui Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor,
Dr. drh. Hasim, DEA NIP 19610328 198601 1 002
Tanggal Lulus :
vi
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor. Shalawat dan salam disampaikan kepada Nabi Muhammad SAW beserta keluarga, sahabat, dan pengikutnya yang tetap berada di jalan-Nya hingga akhir zaman. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Prof. Dr. Ir. Tun Tedja Irawadi, MS dan Bapak Dr. Zainal Alim Mas’ud, DEA selaku pembimbing atas segala saran, kritik, dorongan, dan bimbingannya selama penelitian dan dalam penyusunan skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada staf bagian Kimia Organik, Bapak Sabur, Ibu Yeni Karmila, dan Ibu Siti Robiah. Ucapan terima kasih tak terhingga kepada Umi, Abi, Zaid, Amalia, Saad, Usaid, dan Hanina atas nasihat, semangat, bantuan materi, dan doa-doanya. Selain itu penulis mengucapkan terima kasih kepada rekan tim sintesis katalis, Andriawan Subekti, Robi Mustofa, dan Rachmadi, serta rekan-rekan mahasiswa kimia khususnya angkatan 41. Terima kasih sebesar-besarnya kepada Laboratorium Terpadu IPB atas dukungan finansial yang telah diberikan. Semoga skripsi ini bermanfaat baik bagi penulis maupun bagi pembaca.
Bogor, Oktober 2009
Miqdad Abdullah Siddi
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Depok pada tanggal 15 Agustus 1986 dari ayah Herry Siddik dan ibu Sri Endang Handayani. Penulis merupakan anak pertama dari enam bersaudara. Tahun 2004 penulis lulus dari SMU Negeri 6 Bekasi dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB). Penulis memilih Program Studi Kimia, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama masa perkuliahan penulis pernah menjadi asisten praktikum Kimia Tingkat Persiapan Bersama (TPB) pada tahun ajaran 2005/2006 dan 2006/2007, praktikum Kimia Organik Layanan pada tahun 2008/2009, praktikum Kimia Bahan Alam pada tahun ajaran 2008/2009, dan praktikum Kimia Organik D3 pada tahun 2008/2009. Pada bulan Juli-Agustus 2007 penulis berkesempatan melaksanakan kegiatan Praktik Lapangan di Balai Penelitian Teknologi Karet (BPTK), Bogor dengan judul Pembuatan Faktis Menggunakan Bahan Baku Campuran Minyak RBD Olein dengan Minyak Jarak dan Minyak Jagung.
ii
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. iii DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... iii PENDAHULUAN .................................................................................................. 2 TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 2 Katalis ................................................................................................................. 2 Ligan Salen.......................................................................................................... 2 Silika ................................................................................................................... 2 Oksidasi Alkohol Sekunder ................................................................................ 2 BAHAN DAN LINGKUP KERJA ......................................................................... 2 Bahan dan Alat .................................................................................................... 2 Lingkup Kerja ..................................................................................................... 2 HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 3 Penyiapan dan Pencirian Katalis Heterogen ....................................................... 3 Oksidasi Alkohol Sekunder ................................................................................ 7 SIMPULAN DAN SARAN .................................................................................... 7 Simpulan ............................................................................................................. 7 Saran .................................................................................................................... 7 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 8 LAMPIRAN ........................................................................................................... 9
iii
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1 Sintesis kompleks logam(II)-salen dan penyiapan katalis heterogennya. ...................................................................................................... 4 Gambar 2 Spektrum FTIR 2-propanol hasil oksidasi dengan Co(salen)-silika (a) dan hasil oksidasi dengan Cu(salen)-silika (b). ................... 7
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1 Bagan Alir Penelitian........................................................................ 10 Lampiran 2 Data Perolehan 5-Klorometilsalisilaldehida ..................................... 11 Lampiran 3 Data Perolehan Salen ........................................................................ 12 Lampiran 4 Spektrum FTIR Salen ....................................................................... 13 Lampiran 5 Data Perolehan Kompleks Co(II)-Salen ........................................... 14 Lampiran 6 Data Perolehan Kompleks Cu(II)-Salen ........................................... 15 Lampiran 7 Spektrum FTIR Co(II)-Salen ............................................................ 16 Lampiran 8 Spektrum FTIR Cu(II)-Salen ............................................................ 16 Lampiran 9 Data Hasil Analisis AAS Kompleks Logam(II)-Salen ..................... 17 Lampiran 10 Spektrum FTIR Co(Salen)-Silika ................................................... 18 Lampiran 11 Spektrum FTIR Cu(Salen)-Silika ................................................... 18 Lampiran 12 Spektrum FTIR Silika Terfungsionalisasi ...................................... 19 Lampiran 13 Data Hasil Analisis AAS Katalis Heterogen .................................. 19
2
PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
Ligan salisilaldehidaetilenadiamina atau disebut juga dengan salen, beserta turunannya telah memperoleh perhatian lebih dalam dekade terakhir ini, terutama disebabkan oleh pembuatannya yang mudah dan murah serta penerapannya yang luas dalam bidang sintesis dan katalisis. Ligan salen mampu mengikat logam dan membentuk kompleks yang memiliki aktivitas katalitik yang sangat baik pada berbagai reaksi, seperti yang terbentuk dengan logam kobalt dan logam tembaga. Beberapa kajian baru-baru ini telah melaporkan aktivitas yang baik dari kompleks kobalt(II) salen (Co(II)-salen) dan tembaga(II) salen (Cu(II)-salen) dalam mengkatalisis berbagai jenis reaksi oksidasi (Karandikar et al. 2004; Sharma et al. 2004; Kervinen 2005; Amarekasera et al. 2007; dan Gupta & Sutar 2007). Sharma et al. 2004 menunjukkan bahwa kompleks Co(II)-salen mampu mengoksidasi alkohol sekunder menjadi senyawa ketonnya. Selain itu, Co(II)-salen bersama Cu(II)-salen juga telah dilaporkan kemampuannya yang cukup baik dalam oksidasi alkohol sekunder yang menghasilkan senyawa keton (Karandikar et al. 2004). Dalam proses katalisis, kecenderungan penggunaan katalis heterogen lebih banyak dilakukan. Hal ini disebabkan oleh keuntungannya, yaitu mudah dipisahkan dari reaktan dan produk. Selain itu, katalis heterogen dapat dipulihkan dan digunakan kembali dalam proses katalisis yang sama. Pengembangan katalis heterogen dari kompleks salen telah banyak dilakukan, salah satunya yaitu penambatan kompleks salen pada padatan pendukung, seperti silika, MCM-41, ITQ-2, dll. (Karandikar et al. 2004). Kompleks salen yang ditambatkan pada silika terfungsionalisasi-aminopropil menjadi katalis heterogen menunjukkan aktivitas katalitik yang baik (Baleizão et al. 2002 dan 2003). Penelitian ini melaporkan keberhasilan sintesis kompleks Co(II)-salen dan Cu(II)salen dengan tipe salen 5-klorometilsalisilidena-1,2-sikloheksanadiamina yang tertambatkan pada silika terfungsionalisasi. Kedua katalis tersebut terbukti mampu mengoksidasi alkohol sekunder menjadi keton. Kemampuan katalitik kedua jenis katalis dalam oksidasi alkohol sekunder telah dilakukan dengan baik dalam penelitian ini. Pencirian katalis ditunjukkan dengan menggunakan spektrofotometer serapan atom (AAS) dan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR).
Katalis Perkembangan teknologi yang ramah lingkungan telah mendorong pengembangan penelitian katalis heterogen, salah satunya adalah heterogenisasi katalis homogen untuk oksidasi. Katalis heterogen memiliki beberapa kelebihan, antara lain dapat dipisahkan dari campuran reaksi, dapat dipulihkan, dan digunakan kembali. Usaha heterogenisasi katalis homogen telah banyak dilakukan dengan penambatan katalis homogen pada suatu padatan pendukung (Baleizão et al. 2002 dan 2003; Chorkendorff & Niemantsverdriet 2003). Ligan Salen Salen adalah suatu basa Schiff yang terbentuk dari senyawa salisilaldehida dengan senyawa etilenadiamina ataupun turunan keduanya sebagai prazat. Sejumlah ragam salen diketahui memiliki perbedaan pada subtituennya. Berbagai jenis salen mudah membentuk kompleks dengan hampir seluruh ion logam. Kompleks ligan ini telah terbukti berguna untuk berbagai perubahan asimetrik. Penggunaan kompleks logam salen dewasa ini telah banyak diterapkan dalam berbagai reaksi katalitik. Sejumlah besar kompleks menunjukkan aktivitas katalitik yang baik pada beberapa reaksi, salah satunya pada reaksi oksidasi (Sharma et al. 2004; Pui & Mahy 2007). Aktivitas yang baik tersebut ditunjukkan baik sebagai katalis homogen (Sharma et al. 2004; Pui & Mahy 2007) maupun heterogen yang ditambatkan pada suatu padatan pendukung, seperti silika, MCM-41, ITQ-2, dll (Baleizão et al. 2002 dan 2003; Karandikar et al. 2004). Silika Silika merupakan padatan pendukung untuk katalis homogen yang digunakan dalam proses-proses yang biasanya dijalankan pada suhu rendah (di bawah 300 °C), seperti hidrogenasi, polimerisasi, atau beberapa oksidasi. Sifatnya, seperti ukuran pori, ukuran partikel, daerah permukaan dapat disesuaikan dengan mudah untuk mempertemukan kebutuhan khusus dalam sebagian aplikasi. Sebagian besar pendukung silika dibuat dengan satu dari dua jalur preparasi berbeda: pengendapan gel sol untuk menghasilkan silika xerogel dan hidrolisis kobaran api untuk menghasilkan yang biasa disebut silika berasap. Silika xerogel dibuat dari natrium
2
silikat basa (pH = 12) dan asam sulfat yang menghasilkan Si(OH)4 sebagai prazat, sedangkan silika berasap dibuat dari SiCl4 dalam kehadiran hidrogen dan oksigen. Keuntungan silika berasap adalah memiliki sifat mekanik yang lebih baik dan kemurnian yang lebih tinggi pada pembentuknya bila dibandingkan dengan silika xerogel (Chorkendorff & Niemantsverdriet 2003). Oleh karena itu, silika berasap lebih banyak digunakan sebagai padatan pendukung untuk berbagai katalis homogen. Oksidasi Alkohol Sekunder Alkohol sekunder dapat dioksidasi secara efisien menjadi keton dengan molekul oksigen menggunakan kompleks logam basa Schiff sebagai katalis. Oksidasi alkohol sekunder menjadi senyawa karbonil merupakan sebuah pengubahan sintetik yang penting. Berbagai pengoksidasi stoikiometri terutama reagen kromium dan mangan telah banyak digunakan dalam menjalankan reaksi ini tetapi memiliki kelemahan, yaitu menghasilkan limbah logam berat dalam jumlah yang banyak. Molekul oksigen merupakan pengoksidasi yang menarik. Penggunaan molekul oksigen dalam pengembangan metodologi sintetik sebagai pengoksidasi tunggal merupakan tujuan yang bermanfaat baik dari segi ekonomi dan lingkungan. Penelitian-penelitian mengenai oksidasi alkohol sekunder menjadi keton dengan menggunakan katalis logam, seperti kompleks kobalt dengan 2-metilpropanal sebagai bahan yang dikorbankan, tetrapropilamonium perutinat, RuCl3 hidrat, RuO2.H2O, kombinasi kobalt dan rutenium, Pd(OAc)2, Ru-TEMPO, Pd(II) hidrotalsit, Cu(OAc)2, Ru-Al-Mghidrotalsit, CuCl.fenantrolin, dan kompleks rutenium dengan Co-salen telah banyak dilakukan. Prosedur-prosedur tersebut dilaporkan memiliki banyak kekurangan, seperti menggunakan katalis logam yang mahal, misalnya rutenium dan paladium, penambahan basa, misalnya kalsium karbonat, dan kondisi reaksi yang berat, misalnya menggunakan tekanan tinggi (Sharma et al. 2004). Oksidasi menggunakan molekul oksigen sebagai pengoksidasi utama dipelajari lebih lanjut untuk mangatasi kekurangan tersebut. Katalis kompleks logam basa Schiff digunakan dalam mengoksidasi alkohol sekunder menjadi keton dengan molekul oksigen sebagai pengoksidasi tunggal tanpa menggunakan bahan tambahan yang diharapkan memberikan hasil yang baik.
BAHAN DAN LINGKUP KERJA Bahan dan Alat Bahan-bahan yang digunakan antara lain salisilaldehida, HCl pekat, formaldehida 37%, cis- dan trans-1,2-sikloheksanadiamina, asam tartarat, silika (N2 = 350 m2 g-1, Si/Al = ∞), Cu(OAc)2·H2O, 3-aminopropiltrietoksisilana, Co(OAc)2·4H2O yang dibeli dari SigmaAldrich, dan asetonitril. Alat-alat yang digunakan antara lain alat penentu titik leleh, spektrofotometer serapan atom (AAS), dan spektrofotometer inframerah transformasi Fourier (FTIR). Lingkup Kerja Penelitian ini dilakukan dalam 4 bagian kerja, antara lain penyiapan kompleks logam salen, penyiapan silika terfungsionalisasi, penambatan kompleks pada silika, dan oksidasi akohol sekunder. Tahapan penelitian ini ditunjukkan dalam Lampiran 1. Penyiapan kompleks logam salen Sintesis 5-klorometilsalisilaldehida Mengacu pada prosedur Angyal et al. (1950) yang telah dijelaskan dengan baik, yaitu salisilaldehida 1 (6 g), formaldehida 37% b/b dalam H2O (3.7 mL), dan asam klorida pekat (51 mL) dicampurkan dan diaduk selama 3 jam, sementara gas hidrogen klorida dilewatkan ke dalamnya. Suhu larutan campuran dijaga antara 15–20 °C dengan pendingin eksternal. Padatan yang dihasilkan dipisahkan dari campuran reaksi dengan penyaringan, dilarutkan kembali dalam dietil eter (50 mL), dan dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrat. Selanjutnya, dietil eter dihilangkan dengan penguap putar dan padatan yang dihasilkan kemudian direkristalisasi dengan nheksana panas (100 mL, 50 °C), lalu dijenuhkan, dan didinginkan semalam sehingga diperoleh padatan putih 5klorometilsalisilaldehida 2. Pencirian senyawa yang terbentuk dilakukan dengan penentuan titik lelehnya. Sintesis garam trans-1,2-sikloheksanadiamina monotartrat Sintesis ini mengikuti prosedur Larrow dan Jacobsen (1994), yaitu asam tartarat (1.5 g, 9.9 mmol) dan air destilasi dimasukkan ke dalam gelas piala. Campuran diaduk pada suhu ruang sampai membentuk larutan, lalu ditambahkan dengan larutan cis- dan trans1,2-sikloheksanadiamina (2.4 mL, 19.4 mmol)
3
sehingga suhu meningkat menjadi 70 °C. Selanjutnya, campuran tersebut ditambahkan asam asetat glasial (1 mL, 17.5 mmol) sehingga suhu reaksi meningkat menjadi 90 °C. Suspensi putih yang terbentuk diaduk sampai mencapai suhu kamar selama 2 jam. Suspensi tersebut lalu didinginkan pada suhu ≤ 5 °C selama 2 jam dalam penangas es dan disaring vakum. Padatan yang dihasilkan dicuci dengan air 5 °C (1 mL), lalu dibilas dengan metanol (5 × 1 mL), dan dikeringkan pada suhu 40 °C sehingga didapat garam trans-1,2-sikloheksanadiamina monotartrat 3. Sintesis ligan salen Penyiapan ligan salen dilakukan mengikuti prosedur yang dijelaskan oleh Larrow dan Jacobsen (1994), yaitu ke dalam larutan 3 (0.6607 g, 2.5 mmol) ditambahkan K2CO3 (0.6911 g, 5 mmol), akuades (1.5 mL), dan etanol (4 mL). Campuran diaduk sampai larut, dipanaskan pada suhu refluks, dan larutan 2 dalam etanol (0.853 g, 5 mmol dalam 11 mL) ditambahkan sedikit demi sedikit selama 30 menit. Larutan dicuci dengan etanol (2 mL) dan diaduk selama 2 jam. Larutan tersebut kemudian ditambahkan air (1.5 mL), diaduk, dan dinginkan sampai ≤ 5 °C selama semalam. Padatan disaring dan dicuci dengan air. Padatan salen yang terbentuk 4 disaring kembali dan dikeringkan. Pencirian padatan dilakukan dengan menggunakan FTIR. Sintesis kompleks logam(II)-salen Prosedur sintesis kompleks ini didasarkan pada prosedur umum yang dilaporkan oleh Wei et al. (2004). Sebanyak 1 mmol Co(OAc)2·4H2O atau Cu(OAc)2·H2O dalam EtOH (10 mL) ditambahkan ke dalam suspensi salen (1 mmol) dalam EtOH (5 mL) dan diaduk selama 2 jam di bawah atmosfer N2 pada suhu refluks. Campuran kemudian didinginkan dan disaring. Selanjutnya, produk direkristalisasi dengan metanol sehingga dihasilkan padatan 5. Padatan yang diperoleh dicirikan menggunakan FTIR dan AAS. Penyiapan silika terfungsionalisasi Fungsionalisasi silika ini dilakukan dengan mengikuti prosedur yang dilaporkan oleh Baleizão et al. (2003). Setelah dehidrasi padatan silika (pada suhu 200 °C, selama 24 jam), 3-aminopropiltrietoksisilana dalam toluena kering ditambahkan dengan nisbah mol amina /mol SiO2 = 4 dan mol toluena/mol SiO2 = 2. Suspensi tersebut kemudian diaduk
pada suhu refluks di bawah atmosfer N2 selama 24 jam. Padatan disaring dan diekstraksi Soxhlet dengan CH2Cl2 selama 24 jam, dan dikeringkan (pada 45 °C selama 24 jam). Padatan yang dihasilkan selanjutnya dicirikan dengan FTIR. Penambatan kompleks pada silika Mengacu pada prosedur penambatan Baleizão et al. (2003), sejumlah kompleks logam salen yang diketahui ditambahkan ke dalam suspensi silika termodifikasi dalam toluena kering (2 mL) dan diaduk pada suhu refluks selama 48 jam di bawah atmosfer N2. Padatan yang diperoleh dari penyaringan suspensi tersebut kemudian diekstraksi Soxhlet dengan CH2Cl2 selama 24 jam, dan dikeringkan (pada 45 °C selama 24 jam). Nisbah kompleks/silika yang disiapkan adalah 40 mg kompleks/100 mg silika termodifikasi. Kelebihan sisa kompleks selanjutnya dihilangkan dengan ekstraksi padat-cair. Hasil penambatan selanjutnya dicirikan dengan FTIR dan AAS. Oksidasi alkohol sekunder Metode oksidasi alkohol sekunder dilakukan dengan metoda yang dijelaskan oleh Sharma et al. (2004). Alkohol sekunder (1 mmol), kompleks logam(II)-salen yang tertambatkan (0.1 mmol atau 10 mol%), dan asetonitril kering (5 mL) dimasukkan ke dalam labu leher-dua 50 mL yang disesuaikan dengan tabung penyalur gas dan pengaduk. Campuran tersebut kemudian diaduk pada suhu ≤ 25 °C selama 4 jam dan gas oksigen dilewatkan ke dalamnya dengan kecepatan rendah. Setelah proses tersebut dihentikan, katalis dipisahkan melalui penyaringan. Filtrat kemudian dianalisis menggunakan FTIR.
HASIL DAN PEMBAHASAN Penyiapan dan Pencirian Katalis Heterogen Penambatan suatu kompleks pada padatan pendukung dapat dilakukan dengan 2 strategi, yaitu melalui ligan dan melalui logam. Penambatan kompleks melalui ligan memiliki keuntungan, yaitu lapisan koordinasi pada ion logam aktif tidak terikat dalam penambatan sehingga keaktifan kompleks tertambatkan ini diharapkan sama dengan yang belum tertambatkan. Namun, penambatan dengan cara ini juga memiliki kekurangan, yaitu jumlah tahapan sintesis yang banyak dan kemungkinan gugus aminopropil untuk dapat terikat pada bagian logam.
4
Dalam setiap penambatan kompleks, kehadiran suatu gugus yang dapat membentuk ikatan kovalen antara kompleks dengan padatan sangat dibutuhkan. Oleh karena itu, sintesis kompleks logam salen dalam penelitian ini diawali dengan adisi gugus klorometil pada prazat salisilaldehida sehingga penambatan kompleks ini dilakukan melalui ligan. Tahapan reaksi sintesis dan penambatan kompleks logam ditunjukkan dalam Gambar 1. Sintesis 5-klorometilsalisilaldehida telah dilakukan dengan baik dalam penelitian ini menggunakan metode yang dilaporkan oleh Angyal et al. (1950). Sintesis dilakukan dengan dijenuhkan menggunakan gas HCl. Kondensasi yang terjadi menghasilkan padatan berwarna ungu muda. Penjenuhan reaksi dengan gas HCl ditujukan untuk mempercepat pembentukkan padatan. Sintesis yang dilakukan menggunakan gas HCl dalam penjenuhan akan menghasilkan 5klorometilsalisilaldehida lebih cepat dan lebih
baik dibandingkan dengan yang tidak menggunakan gas HCl (Angyal et al. 1950; Cort et al. 2006). Padatan ungu yang terbentuk setelah kondensasi direkristalisasi menggunakan dietil eter dan direkristalisasi kembali menggunakan heksana panas (suhu 50 °C). Rekristalisasi dari heksana menghasilkan serbuk berwarna putih sedikit merah muda dengan rendemen 39% (Lampiran 2). Angyal et al. (1950) dalam sintesisnya melaporkan bahwa rendemen 5klorometilsalisilaldeida yang dhasilkan adalah sebesar 43%. Rendemen yang rendah ini disebabkan oleh penggunaan gas HCl yang kurang proporsional dengan volume campuran reaksi. Pencirian 5-klorometilsalisilaldehida yang didapat hanya dilakukan dengan menentukan titik lelehnya yang didapat sekitar 84–86 °C. Hasil ini cukup sesuai dengan metode acuan (Angyal et al. 1950) yang menyebutkan bahwa titik leleh senyawa 5klorometilsalisilaldehida sebesar 85–86 °C dan padatannya berwarna putih.
O
O
HCl pekat OH
Formaldehida
1
OH Cl
2
1
2 HO
OH
+ H2N
H3N
HO2C
NH2
H2O/HOAc
CO2H
O
O2C NH 3
H 3N
+
OH Cl
HO
●
OH
2
2
NH3
●
HO
3
OH
CO2
K2CO3, H2O/EtOH
N
HO
OH O 2C
3
CO 2
4
Cl
N N
N
M(OAc)2.x H2O,EtOH Suhu refluks
Cl
4
+
Cl
a) M =Co, x = 4 b) M =Cu, x = 1
N M O
O
HO
OH Cl
N
Suhu refluks, 2 jam
5
Cl
Cl
Toluena kering Refluks, 24 jam, N2
silika
Silika/NH2
N
N
+
M
Toluena kering
M
Refluks, 48 jam, N2
O
O
Cl
Cl
5
Gambar 1 Sintesis kompleks logam(II)-salen dan penyiapan katalis heterogennya.
5
Bagian penting yang mempengaruhi sintesis katalis ini adalah pengikatan terhadap 1,2-diaminosikloheksana. Garam trans-1,2diaminosikloheksana monotartarat dihasilkan dalam kemurnian diastereomerik yang tinggi dari trans-diamina rasemik maupun campuran komersil isomer trans- dan cis-diamina rasemik. Garam yang dihasilkan tersebut berwarna putih dan hasil rendemannya ≥ 99%. Pengubahan 1,2-diaminosikloheksana ke dalam bentuk trans-nya dimaksudkan agar dapat menghasilkan padatan salen ketika direaksikan dengan 5-klorometilsalisilaldehida. Pengendapan dari asam asetat berair dan penggunaan sejumlah metanol dalam pencucian garam berguna sekali dalam menghilangkan sejumlah kecil isomer yang tidak diinginkan, sehingga rekristalisasi pada garam tidak diperlukan lagi. Kondensasi 5-klorometilsalisilaldehida dengan trans-1,2-diaminosikloheksana yang dilarutkan kembali dipengaruhi penggunaan garam tartarat secara langsung untuk mencegah isolasi amina yang terlarut dalam air dan amina yang bebas terhadap udara-peka. Reaksi tersebut menghasilkan ligan salen dengan tipe salen-H2 N,N'-bis(salisilaldehida)1,2-siklohesanadiamina. Hal ini berarti bahwa ikatan yang terbentuk antara gugus amina pada 1,2-diaminosikloheksana dan gugus karbonil pada 5-klorometilsalisilaldehida merupakan ikatan rangkap 2 C=N (imina) sehingga jumlah H pada gugus yang akan berikatan kompleks hanya diberikan oleh gugus –OH. Seperti yang dilaporkan dalam beberapa kajian (Kervinen 2005; Aranha et al. 2006) bahwa salen merupakan padatan kuning cerah, sintesis salen ini menghasilkan padatan dengan warna yang sama. Dari prosedur yang dilakukan, dihasilkan padatan kuning salen dengan rendemen mencapai 52% (Lampiran 3). Padatan salen yang terbentuk dicirikan dengan FTIR untuk mengetahui terbentuknya gugus fungsi imina. Lampiran 4 menunjukkan spektrum FTIR dari salen yang dihasilkan. Adanya gugus imina ditunjukkan dengan vibrasi ulur C=N (νC=N) pada bilangan gelombang 1633 cm-1. Vibrasi ulur dari gugus O–H (νO–H) ditunjukkan pada 3338 cm-1. Adisi gugus klorometil ditunjukkan dengan baik oleh puncak vibrasi ulur C–Cl (νC–Cl) pada 1096 cm-1. Selain itu, beberapa pita terpilih juga ditunjukkan oleh spektrum FTIR salen, yaitu νC–O (1279 cm-1), νC–N (1376 cm-1), νC=C aromatik (1492 cm-1), dan νC-H aromatik (2857-2930 cm-1).
Salen yang telah dihasilkan merupakan ligan yang digunakan dalam pembentukkan kompleks dengan logam Co dan Cu dengan prosedur yang telah dijelaskan (Wei et al. 2004). Penggunaan gas lembam, dalam pekerjaan ini adalah nitrogen, bertujuan mencegah adanya reaksi oksidasi yang tidak diinginkan. Sintesis kompleks Co(II)-salen menghasilkan padatan merah kecokelatan dengan rendemen 43% (Lampiran 5). Sintesis kompleks Cu(II)-salen menghasilkan padatan hijau dengan rendemen 59% (Lampiran 6). Kedua padatan yang dihasilkan dicirikan dengan FTIR untuk dapat dibandingkan dengan hasil pencirian salen. Hasil pencirian FTIR kompleks-kompleks menunjukkan pergeseran yang tidak berarti pada beberapa puncak. Spektrum yang diperoleh tidak menunjukkan adanya perubahan puncak seperti yang terpencirian pada salen. Penambahan 2 buah puncak pada daerah 450–600 cm-1 merupakan penunjuk penting terbentuknya ikatan M–N dan M–O (Aranha et al. 2006). Hasil spektrum Co(II)salen yang diproleh menunjukkan masih adanya vibrasi ulur C=N (νC=N) pada bilangan gelombang 1631 cm-1. Vibrasi lain seperti pada salen juga ditunjukkan dalam spektrum FTIR ini, antara lain νC–Cl (1095 cm-1), νC–O (1278 cm-1), νC–N (1380 cm-1), νC=C aromatik (1491 cm-1), νC-H aromatik (2854-2928 cm-1). Vibrasi ulur O–H masih tampak dalam spektrum pada 3421 cm-1. Hal ini disebabkan oleh penggunaan metanol dalam rekristalisasi sehingga memungkinkan adanya sisa pelarut tersebut pada padatan. Adanya ikatan Co–N dan Co–O berturut-turut ditunjukkan dengan puncak pada 557 cm-1 dan 502 cm-1 (Lampiran 7). Seperti hasil spektrum FTIR Co(II)-salen, hasil spektrum FTIR Cu(II)-salen juga menunjukkan beberapa vibrasi ulur, yaitu νO–H (3408 cm-1), νC-H aromatik (2856-2929 cm-1), νC=C aromatik (1470 cm-1), νC–N (1385 cm-1), νC–O (1315 cm-1), νC=N (1625 cm-1), dan νC–Cl (1084 cm-1). Adanya ikatan Cu–N ditunjukkan dengan puncak pada 547 cm-1 tetapi puncak yang menunjukkan ikatan Cu–O tidak terlihat pada hasil spektrum FTIR. Bagaimanapun, kompleks logam salen dalam penelitian ini telah terbentuk (Lampiran 8). Hal ini juga didukung dengan hasil analisis AAS. Analisis AAS pada kompleks-kompleks salen dilakukan untuk mengetahui adanya kandungan logam yang tertambatkan. Adanya kandungan logam dalam salen dapat dilihat
6
dari kadar logam dalam rendemen padatan kompleks salen yang dihasilkan. Hasil analisis AAS kandungan logam Co pada kompleks Co(II)-salen adalah sebesar 6.1%b/b, sedangkan kandungan logam Cu pada kompleks Cu(II)-salen sebesar 11.96%b/b (Lampiran 9). Tahap akhir dari penyiapan katalis heterogen adalah penambatan kompleks logam salen pada padatan silika yang terfungsionalisasi 3-aminopropil. Penggunaan padatan silika dalam penambatan ini disebabkan oleh ketersediaannya yang mudah didapatkan. Selain itu, silika memiliki area permukaan yang luas sehingga diharapkan dapat mengikat lebih banyak kompleks logam salen yang pada akhirnya meningkatkan kemampuan katalitik katalis yang terbentuk. Penggunaan senyawa 3-aminopropiltrietoksisilana merupakan salah satu cara yang mudah untuk menghubungkan kompleks dengan padatan silika. Jumlah aminopropil yang berlebih dalam fungsionalisasi silika bertujuan memastikan pemasukan gugus tersebut pada permukaan silika sehingga diharapkan gugus silanol dapat tersubtitusi. Silika yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai ciri struktur amorf, luas area 350 m2 g-1, dan derajat sililasi >95%. Pemanasan silika sebelum fungsionalisasi pada 200 °C selama 24 jam bertujuan menghilangkan pengaruh air yang teradsorbsi. Adanya molekul air dalam reaksi fungsionalisasi dapat mengganggu pembentukkan ikatan antara gugus silanol dari silika dan etoksi dari pereaksi senyawa 3-aminopropiltrietoksisilana. Penghilangan sisa pereaksi 3-aminopropiltrietoksisilana, toluena dan pengotor lain yang mungkin terbentuk selama fungsionalisasi dihilangkan dengan ekstraksi Soxhlet menggunakan CH2Cl2 selama 24 jam. Setelah ekstraksi Soxhlet, penghilangan sisa pelarut dilakukan dengan pengeringan padatan pada 45 °C selama 24 jam. Penambatan kompleks logam salen pada silika terfungsionalisasi 3-aminopropil dilakukan dengan nisbah yang telah dijelaskan. Baleizão et al. (2002) telah membandingkan kinerja kompleks logam salen yang tertambatkan pada silika dengan 2 nisbah, yaitu 15 mg komplek/100 mg silika dan 40 mg kompleks/100 mg silika. Pekerjaan tersebut menunjukkan bahwa pengunaan nisbah kompleks/silika yang lebih tinggi meningkatkan selektivitas hasil yang diperoleh. Hal ini disebabkan oleh pemasukan kompleks yang lebih banyak pada nisbah yang lebih tinggi.
Penambatan kompleks dalam penelitian ini menggunakan toluena kering sebagai media. Penggunaan tersebut bertujuan meniadakan pengaruh air yang dapat menggangu terbentuknya pembentukan ikatan antara gugus amino dari silika terfungsionalisasi dengan gugus klorometil dari kompleks, serta mencegahnya terikat dengan logam pada kompleks. Pengeringan toluena hanya dilakukan dengan menambahkan Na2SO4 anhidrat ke dalamnya. Reaksi pembentukan katalis padat pada suhu refluks selama 48 jam memberikan hasil padatan berwarna coklat untuk kompleks dengan logam Co (Co(salen)-silika) dan hijau untuk kompleks dengan logam Cu (Cu(salen)silika). Penghilangan pengotor dari padatan katalis dilakukan dengan ekstraksi Soxhlet dengan CH2Cl2 selama 24 jam. Pengeringan padatan setelah ekstraksi dilakukan pada 45 °C selama 24. Pengeringan dengan suhu rendah bertujuan mencegah rusaknya ikatan yang telah terbentuk. Katalis yang dihasilkan dalam penelitian ini dicirikan dengan FTIR dan AAS. Pencirian FTIR pada silika juga dilakukan untuk memastikan terjadinya penambatan. Beberapa puncak serapan penting ditunjukkan dalam ketiga spektrum (Lampiran 10, 11, dan 12). Kedua katalis menunjukkan beberapa kesamaan spektrum terhadap silika terfungsionalisasi. Perbedaan signifikan antara spektrum silika dan kedua katalis terdapat pada daerah 1600 cm-1. Katalis Co/Cu(salen)silika menunjukkan adanya vibrasi ulur C=N yang jelas, berturut-turut pada 1634 cm-1 dan 1626 cm-1 (Lampiran 10 & 11). Vibrasi ulur tersebut tidak terlihat jelas pada silika terfungsionalisasi (Lampiran 12). Dengan demikian, hasil-hasil spektrum di atas menunjukkan bahwa kompleks logam salen telah tertambat pada silika. Beberapa puncak serapan lain seperti yang ditunjukkan dalam spektrum FTIR kompleks-kompleks salen yang dapat lebih mendukung terjadinya penambatan tidak ditunjukkan dengan jelas dalam spektrum katalis. Hal ini diduga disebabkan oleh tertutupnya puncak-puncak tersebut akibat penambatan pada silika. Bagaimanapun, spektrum tersebut telah menunjukkan adanya penambatan. Adanya νN–H pada silika terfungsonalisasi ditunjukkan dengan puncak pada daerah 3400 cm-1. Hal ini menunjukkan bahwa fungsionalisasi silika telah terjadi. Perlindungan terhadap sisa gugus silanol setelah fungsionalisasi silika sebaiknya perlu dilakukan untuk memastikan ketiadaan
7
gugus tersebut agar penambatan tidak terganggu. Analisis AAS pada katalis-katalis yang dihasilkan dilakukan untuk mengetahui adanya kompleks logam(II)-salen yang tertambat pada silika terfungsionalisasi 3aminopropil. Hasil analisis menunjukkan terjadinya penambatan pada kedua kompleks. Hal ini ditunjukkan dengan kadar Co dalam katalis Co(salen)-silika sebesar 1.42%b/b dan kadar Cu dalam Cu(salen)-silika sebesar 2.56%b/b (Lampiran 13). Oksidasi Alkohol Sekunder Pengujian aktivitas katalitik hasil sintesis katalis padat, kompleks logam(II)-salen yang tertambatakan pada silika terhadap oksidasi alkohol sekunder dilakukan sesuai dengan prosedur yang telah dijelaskan. Contoh alkohol sekunder yang digunakan dalam oksidasi ini adalah 2-propanol. 54.1
Laboratory Test Result 52 50 48 46
yaitu contoh dengan menggunakan katalis Co(salen)-silika dan katalis Cu(salen)-silika. Hasil analisis contoh dengan spektrum FTIR ditampilkan dalam Gambar 2. Dalam penelitian ini, analisis kualitatif hasil oksidasi dilakukan dengan spektrum FTIR. spektrum kedua contoh menunjukkan adanya vibrasi ulur C=O yang berarti menunjukkan keberhasilan penggunaan katalis heterogen dalam mengoksidasi 2-propanol. Vibrasi ulur C=O pada spektrum hasil oksidasi 2-propanol menggunakan katalis Co(salen)-silika dan katalis Cu(salen)-silika ditunjukkan dengan puncak pada daerah 1700 cm-1. Pelarut asetonitril yang digunakan juga memberikan puncak pada daerah 2253 cm-1 yang merupakan vibrasi ulur dari C≡N. Pengubahan 2-propanol menjadi senyawa ketonnya dalam penelitian ini belum sempurna karena pada daerah 3500 cm-1 dari kedua hasil spektrum FTIR masih menunjukkan adanya alkohol sekunder yang tidak ikut teroksidasi. Hal ini disebabkan oleh belum dilakukannya optimisasi reaksi oksidasi terhadap nisbah substrat/katalis, waktu dan suhu reaksi, serta kondisi lainnya.
44
SIMPULAN DAN SARAN
42 %T 40
Simpulan
38 36 34 1714.14
32 30
1376.03
νC=O
νO−H
28 27.0 4000.0
3600
3200
2800
2400
(a)
νC≡N
2253.62
2000
1800 1600 cm-1
sample_C 1400
1200
1000
800
600
450.0
54.1
Laboratory Test Result
53 52 51 50 49 48 47 46 45 44 %T 43 42 41 40 1224.47
Sintesis katalis padat Co/Cu(II)-salen yang ditambatkan pada silika serta penciriannya menggunakan FTIR dan AAS telah dilakukan dengan baik dalam penelitian ini. Analisis FTIR pada kedua hasil oksidasi menunjukkan bahwa kedua katalis mampu mengoksidasi alkohol sekunder. Produk yang terbentuk ditunjukkan dengan adanya νC=O dalam setiap spektrum. Oksidasi menggunakan Co(salen)-silika menunjukkan pengubahan dengan selektivitas yang tidak jauh berbeda dengan menggunakan Cu(salen)-silika.
39 38
νC≡N
Saran
37 36
νC=O
35
1375.96
νO−H
34
1714.14
(b)
sample_B
2253.31
32.8 4000.0
3600
3200
Gambar 2
2800
2400
2000
1800 1600 cm-1
1400
1200
1000
800
600
450.0
Spektrum FTIR 2-propanol hasil oksidasi dengan Co(salen)silika (a) dan hasil oksidasi dengan Cu(salen)-silika (b).
Penggunaan 2-propanol dalam oksidasi ini merupakan penelitian pendahuluan untuk oksidasi alkohol sekunder lain yang lebih kompleks strukturnya. Oleh karena itu, dalam penelitian ini diperoleh 2 contoh hasil oksidasi,
Perlindungan gugus silanol setelah fungsionalisasi silika perlu dilakukan menggunakan etoksitrimetilsilana agar penambatan tidak terganggu. Optimisasi oksidasi alkohol sekunder menggunakan katalis dan penggunaan katalis kembali yang diperoleh perlu dilakukan. Oksidasi dengan katalis yang diperoleh untuk contoh alkohol sekunder lainnya perlu dilakukan.
8
DAFTAR PUSTAKA Amarekasera AS, Oki AR, McNeal I, Uzoezie U. 2007. One-pot synthesis of cobaltsalen catalyst immobilized in silica by sol-gel process and apllication in selective oxidations of alkanes and alkenes. Catal Commun 8:1132-1136. Angyal SJ, Morris PJ, Tetaz JR, Wilson JG. 1950. The sommelet reaction: the choice of solvent and the effect of subtituents. J Chem Soc: 2141–2145. Aranha PE, dos Santos MP, Romera S, Dockal ER. 2006. Synthesis, characterization, and spectroscopic studies of tetradentate Schiff base chromium(III) complexes. Polyhedron 26:1373-1382. Baleizão C, Gigante B, Garcia H, Corma A. 2003. Chiral vanadyl Schiff base complex anchored on silicas as solid enantioselective catalyst for formation of cyanohydrins: optimization of the asymmetric induction by support modification. J Catal 215:199-207. Baleizão C, Gigante B, Sabater MJ, Garcia H, Corma A. 2002. On the activity of chiral chromium salen complexes covalently bound to solid silicates for the enantioselective epoxide ring opening. Appl Catal A: General 228:279-228. Chorkendorff I, Niemantsverdriet JW. 2003. Concepts of Modern Catalysis and Kinetics. Weinheim: Wiley-VCH. Cort AD, Mandolini L, Pasquini C, Schiaffino L. 2006. A novel ditopic zinc-salophen
macrocycle: a potential two-stationed wheel for [2]-pseudorotaxanes. Org Biomol Chem 4:4543-4546. Gupta KC, Sutar AK. 2007. Catalytic activities of Schiff base transition metal complexes. Coordination Chem rev 252:12-14. Karandikar P et al. 2004. Cu/Co-salen immobilized MCM-41: characterization and catalytic reaction. Catal Commun 5:69-74. Kervinen K. 2005. Studies of veratryl alcohol oxidation catalyzed by Co(salen) type complexes and molecular oxygen in aqueous solution [disertasi]. Helsinski: Faculty of Science, University of Helsinski. Larrow JF, Jacobsen EN. 2004. A practical method for the large-scale preparation of [N,N’-bis(3,5-di-tert-butylsalicylidene)-1,2-cyclohexanediaminato] manganese(III) chloride, a highly enantioselective epoxidation catalyst. J Org Chem 59:1939-1942. Pui A, Mahy J. 2007. Synthesis, characterization and catalytic activity of halo-methyl-bis(salicylaldehyde)ethylenediamine cobalt(II) complexes. Polyhedron 26:3143-3152. Sharma VB, Jain SL, Bir Sain. 2004. Cobalt (II) Schiff base catalyzed aerobic oxidation of secondary alcohols to tones. J Mol Catal A: Chem 212:55-59. Wei XY et al. 2004. Cobalt (II) salen complex with two aza-crown pendants and its analogues as synthetic oxygen carriers. Chin J Chem 22:558-562.
9
LAMPIRAN
10
Lampiran 1 Bagan Alir Penelitian Sintesis 5-klorometil salisilaldehida
Sintesis ligan salen
Sintesis kompleks logam(II)-salen
Penyiapan silika terfungsionalisasiaminopropil
Penambatan kompleks logam-(II) salen pada silika terfungsionalisasi
Oksidasi alkohol sekunder menggunakan katalis padat
11
Lampiran 2 Data Perolehan 5-Klorometilsalisilaldehida Penyiapan: Bobot salisilaldehida 1
= 6.0125 g (0.0492 mol)
Volume formaldehida
= 3.7 mL
Volume HCl pekat
= 51 mL
Reaksi:
Perhitungan bobot teoretis: Mol 5-klorometilsalisilaldehida 2 = Mol 5-klorometilsalisilaldehida
koefisien koefisien
2 × mol 1 1
= mol salisilaldehida
Bobot 5-klorometilsalisilaldehida = mol 2 × BM 2 = 0.0492 mol × 170.6 g mol-1 ×
10 -3 mol 1 mmol
= 8.3935 g Hasil percobaan: Bobot gelas piala + isi
= 66.2501 g
Bobot gelas piala kosong
= 62.9531g
Bobot isi (5-klorometilsalisilaldehida) = 66.2501 g – 62.9531 g = 3.2970 g
Rendemen =
hasil percobaan hasil teoretis
= 3.2970
8.3935
= 39.28%
g × 100% g
× 100%
12
Lampiran 3 Data Perolehan Salen Penyiapan: Bobot 5-klorometilsalisilaldehida 2
= 0.8568 g (5 mmol)
Bobot garam 1,2-sikloheksanadiamina monotartrat 3 = 0.6641 g (2.5 mmol)
Reaksi: O
2 OH
+
H 3N
NH3
●
Cl
K2CO3, H2O/EtOH N
HO
OH
N
Suhu refluks, 2 jam
22
HO
OH O 2C
CO2
3
Cl
4
Perhitungan bobot teoretis: koefisien koefisien
4 × mol 3 3
Mol salen 4
=
Mol salen
= mol garam 1,2-sikloheksanadiamina monotartrat = 2.5 mmol
Bobot salen teoretis = mol salen × BM salen = 2.5 mmol × 419.36 g mol-1 ×
10 -3 mol 1 mmol
= 1.0484 g Hasil percobaan: Bobot kertas saring + isi
= 1.2392 g
Bobot kertas saring kosong = 0.6851 g Bobot isi (salen)
Rendemen = =
= 1.2392 g – 0.6851 g = 0.5541 g
hasil percobaan hasil teoretis 0.5541 1.0484
= 52.85%
g × 100% g
× 100%
Cl
13
Lampiran 4 Spektrum FTIR Salen 36.8 36
Laboratory Test Result
34 32
νO−H
30 28
νC−N
26
1447.97 1376.14
24
1158.84 825.82
%T
22 1096.32
20
2857.17
νC−H
2929.97
18
νC−Cl
νC−O νC=C 1492.55
16
1278.77
14 12 10
salen (0.0301)
1633.28
νC=N
9.0 4000.0
3600
3200
2800
2400
2000
1800
1600 cm-1
1400
1200
1000
800
600
450.0
14
Lampiran 5 Data Perolehan Kompleks Co(II)-Salen Penyiapan: Bobot salen
= 0.4198 g (1 mmol)
Bobot Co(OAc)2·4H2O = 0.2491 g (1 mmol) Reaksi: Co(OAc)2.4 H2O, EtOH N
N
N
suhu refluks HO
OH
O
O Cl
Cl
N Co
Cl
Cl
4
5 (a)
Perhitungan bobot teoretis: Mol kompleks 5(a)
= mol salen = 1 mmol
Bobot kompleks 5(a) teoretis = mol kompleks × BM kompleks 5(a) = 1 mmol × 476.27 g mol-1 ×
10 -3 mol 1 mmol
= 0.4763 g Hasil percobaan: Bobot kertas saring + isi
= 0.7584 g
Bobot kertas saring kosong = 0.5501 g Bobot isi [Co(II)-salen]
Rendemen = =
= 0.7584 g – 0.5501 g = 0.2083 g
hasil percobaan hasil teoretis 0.2083 g × 100% 0.4763 g
= 43.73%
× 100%
15
Lampiran 6 Data Perolehan Kompleks Cu(II)-Salen Penyiapan: Bobot salen
= 0.4208 g (1 mmol)
Bobot Cu(OAc)2·H2O = 0.2004 g (1 mmol) Reaksi: Cu(OAc)2.H2O, EtOH N
N
N
suhu refluks HO
OH
N Cu O
O Cl
Cl
Cl
Cl
4
5 (b)
Perhitungan bobot teoretis: Mol kompleks 5(b)
= mol salen = 1 mmol
Bobot kompleks 5(b) teoretis = mol kompleks × BM kompleks 5(b) = 1 mmol × 480.88 g mol-1 ×
10 -3 mol 1 mmol
= 0.4809 g Hasil percobaan: Bobot kertas saring + isi
= 0.8550 g
Bobot kertas saring kosong = 0.5696 g Bobot isi (salen)
Rendemen = =
= 0.8550 g – 0.5696 g = 0.2854 g
hasil percobaan hasil teoretis 0.2854 0.4809
= 59.35%
g × 100% g
× 100%
16
Lampiran 7 Spektrum FTIR Co(II)-Salen 31.6
Laboratory Test Result
31 30 29 28 27
νCo−N
26
νO−H 25
νC−Cl
νC−N
νCo−O
825.94 1159.48
24 %T 23
νC=C
νC−H
22
νC−O
21
1278.25 1490.86 2928.18
20 19 18 17
νC=N 16
Co (0.0304) 1631.47
15.4 4000.0
3600
3200
2800
2400
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
450.0
cm-1
Lampiran 8 Spektrum FTIR Cu(II)-Salen 28.1
Laboratory Test Result
27
26
25
νC−Cl 24
νC−H
νCu−N
23
νO−H %T
22
νC=C 3408.08
νC−O 21 1314.91
20
νC−N 19
18
17
1625.11
νC=N
Cu (0.0302) 16.0 4000.0
3600
3200
2800
2400
2000
1800
1600 cm-1
1400
1200
1000
800
600
450.0
17
Lampiran 9 Data Hasil Analisis AAS Kompleks Logam(II)-Salen
Kadar logam dalam contoh
Kadar logam dalam contoh
(bpj)
(% b/b)
Co(II)-salen
61006
6.10
Cu(II)-salen
119591
11.96
Contoh
Contoh perhitungan (contoh Co(II)-salen) Koversi ppm menjadi % b/b 61006 bpj =
61006 mg Co 10 -6 Kg Co(II) - salen × × 100% 1 Kg Co(II) - salen 1 mg Co(II) - salen
= 6.10%
18
Lampiran 10 Spektrum FTIR Co(Salen)-Silika
24.0
Laboratory Test Result
23 22 21 20 19 18 17
474.58 789.74
16 15 14 13 %T 12
νN−H
11 10
2933.79
νC=N 1636.94
9 8 7 6 5 4
1107.19
3
Si−O−Si
Co
2 1.4 4000.0
3600
3200
2800
2400
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
450.0
cm-1
Lampiran 11 Spektrum FTIR Cu(Salen)-Silika
30.6
Laboratory Test Result
28
26
24
22
20
νC=N
%T 18
νN−H
1626.49 3401.65
16
14
12
10 1110.81
8
Si−O−Si
Cu 6.4 4000.0
3600
3200
2800
2400
2000
1800
1600 cm-1
1400
1200
1000
800
600
450.0
19
Lampiran 12 Spektrum FTIR Silika Terfungsionalisasi
28.5
Laboratory Test Result
27 26 25 24 23 22 21 1560.02
20 19
νN−H 3419.33
%T 18 17 16 15 14 13 12 1104.21
11
Si−O−Si
10
silika 8.5 4000.0
3600
3200
2800
2400
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
cm-1
Lampiran 13 Data Hasil Analisis AAS Katalis Heterogen
Kadar logam dalam contoh
Kadar logam dalam contoh
(bpj)
(% b/b)
Co(salen)-silika
14170
1.42
Cu(salen)-silika
25613
2.56
Contoh
Contoh perhitungan (Co(salen)-silika): Koversi ppm menjadi % b/b 14170 bpj =
14170 mg Co(II) - salen 10-6 Kg Co(salen) - silika × × 100% 1 Kg Co(salen) - silika 1 mg Co(salen) - silika
= 1.42%
450.0
