ProsidingPertemuandan Presentasillmiah 26
P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
Buku II
$62.
x
SINTESIS
RENIUM NITRIDO
DIKLORO
BIS-TRIFENLIFOSFIN
Misyetti, Harjoto Djojosubroto P3TN-Batan,Bandung
Susanto Imam Rahayu Jur. Kimia, ITB, Bandung ABSTRAK SINTESIS RENIUM NITRIDO DIKLORO BIS-TRIFENILFOSFIN. Sintesis senyawa kompleks renium untuk sediaan radiofam7asi lebih menguntungkan melalui reaksi substitusi ligan' dibandingkan dengan reaksi langsung dari reaktan-reaktannya. Sintesis kompleks Re dengan bilangan koordinasi V dapat menggunakan senyawa ReNCI2(PPh3)2 sebagai senyawa asal. Senyawa ini dapat dibuat dari reaksi (PPh3)2 dengan hidrazinhidroklorida dan NH4ReO4 atau Re207 dengan kondisi reaksi yang sesuai. Setelah dilakukan pemumian akan diperoleh kompleks ReNCI2(PPh3)2 yang bewama merah barB dengan titik leleh 220 DC,tidak larut dalam Bit; tetapi larut baik dalam CH2Cl2 maupun dalam CHCI3. Selain ilu dilakukan juga pemeriksaan dengan UV-Vis, IR, analisis unsur dan GC~MS. Hasil pemeriksaan menunjukkan bahwa ReNCI2(PPh3)2 yang disinlesis sesuai dengan data teoritis.
ABSTRACT SYNTHESIS OF RHENIUM NITRIDO DICHLORO BIS-TRIPHENYL PHOSPHINE. Synthesis of rhenium complex for radiophannaceuticals was more suitable by ligand substitution reaction than by direct reaction of the reactants. Synthesis of Re-complex having V coordination could be canied out by using ReNCI2(PPh3)2 as a starting material. This compound can be synthesized by reacting PPh3 with hydrazine hydrocloride and NH4ReO4 or Re207 under suitable condition. After purification, the ReNCI2(PPh3)2 complex was found to be a brick-red colour with a melting point of 220 DC, insoluble in water but soluble in CH2CI2 or CHCI3. Identification of ReNC!2(PPh3)2 by UV-vis, IR, elemental analysis and GC-MS, show that the data are similar to the theotiticalone
PENDAHULUAN S
enyawa
kompleks
dengan
Tc
sudah
banyak
dipublikasikan yang digunakan sebagai penyidik organ tubuh dalarn Kedokteran Nuklir. Logarn TeDium dalam sistem periodik berada dala11;l satu golongan dengan Tc (golongan VII) sehingga k~dua unsur ini mempunyai sifat kimia yang mirip satu sarna lain. Dengan sifat. umum yang mirip ini diharapkan kompleks Re dapat disintesis dengan metode sintesis yang sarna dengan senyawa Tc yang analog. Pentingnya mensintesis kompleks Re ini adalah karena Re mempunyai isotop radioaktif pemancar /3 sehingga diharapkan dapat digunakan untuk keperluan terapi. Senyawa Re daD Tc yang digunakan untuk sintesis senyawa kompleks, pada umumnya dalarn bentuk TCO4 daD ReO4 dengan tingkat oksidasi Tc atau Re adalah 7. Tingkat oksidasi 7 ini sangat stabil sehingga bila ingin dibentuk senyawa lain harus direduksi menjadi tingkat oksidasi 6 ataU 5. Pereduksi yang biasa .. Ion S n,+2 F e,+2 na tr .rum d.Igun ak an antara I am
ISSN 0216-3128
borohidrat clan dengan elektrolisis. Reduktor ini dapatmereduksiTc sampaipada tingkat oksidasi4 atau5. Dalam banyak hal senyawayang disintesis mengandung TC02. Senyawa radiofarmaka untuk keperluan diagnosisdigunakanisotopTc -99m dan isotopTc99 digunakan untuk keperluan penelitian. Untuk keperluanterapi digunakanisotop Re 186/1~8dan untuk keperluanpenelitiandigunakanisotopRel85 clan 187. Kompleks Tc banyak digunakan dalam bentuk okso, namun kompleks ini kurang stabil secara kinetiks sehingga dalam beberapa hal dibutuhkanbentukyang lebih stabil. Bentuknitrido diperkirakanakan lebih stabil karena tidak mudah terhidrolisis oleh asam. Kompleks nitrido yang sudahbanyak diselidiki adalah dengan logam Tc. Oleh karena itu pada sintesis kompleks nitrido dengan logan renium banyak mengacu pada kompleksnitrido teknesium. Pada prinsipnya pr~arasi kompleks Tc adalah dengan m'ereduksi Tc 104 dengan reduktor
tertentu dalam larutan yang mengandung ligan.
Kimia Nuklir
Misyetti, dkk
Prosiding Pertemuan danPresentasi lImiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15Juli 1999
Buku II
Namun dengan metode ini akan diperoleh produk campuran. Untuk mengatasi masalah ini digunakan metode substitusi ligan, agar diperoleh kompleks yang mumi. Sebagai startimg material dapat digunakan TcO~ -dan TcX6-Zuntuk kompleks okso dan ReNCliPPh3)z untuk komplek nitrido. Ligan pensubstitusi bereaksi dengan serlyawa ini membentuk kompleks Tc(V) atau Tc( VI)(J). Chatt(2)dan kawan-kawan telah mejelaskan tentang preparasi dan karakrerisasi dari beberapa senyawa yang mengandung ikatan rangkap dari Re dan N. senyawa ini terdiri atas 3 tipe yaitu ReX3(NAr)(PR3)z., ReNXz(PR3)3 dan ReNXzNAr)(PR3)z. ( X = halogen dan Ar = aril, R = alkil atau aril). Dua tipe yang terakhir adalah senyawa yang kecil yang mengandung atom nitrogen yang terikat hanya dengan logan transisi. Senyawa ReNClz(PPh3)zadalah kompleks yang mempunyai bilangan koordinasi 5 yang dapat digunakan sebagai strating material untuk membentuk bermascam-macam kompleks Re dengan reaksi substitusi. Penelitian teoritis dengan menggunakan mekanika molekuler, ReNPn(AO)z mempunyai bilangan koordinasi 5 dan dapat disintesis dari ReNClz(PPh3)z(3).Oleh karena itu, perlu dipelajari sintesis ReNClz(PPh3)z.
TATAKERJA Bahan Bahan-bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah sebagaiberikut: metanolp.a (E.Merck),HCI p.a (E.Merck), hidrazinhidroklorida (TCI), N~ReO4 (Aldrich) Re207(Aldrich), benzen p.a, PPh3 (trifenilfosfm) (TCI), dietileter p.a (E.Merck), metil sianida (E.Merck), Diklorometan (CH2Clv (TCI), etilen diamin (E.Merck), asetonitril (E.Merck), kloroform p.a (E. Merck), toluen (E.Merck), amonium asetatp.a (E.Merck), natrium dihidrogenfosfatp.a (E.Merck), dinatriumhidrogen fosfat p.a (E.Merck), n-oktanol(E.Merck),silika gel ITLC (E.Merck), kertas whatmanno. I (E.Merck), NaCI p.a (E.Merck)
Peralatan Peralatanutamayang dibutuhkanal: neraca analitik (Sartorius), Spektrofotometer FTIR (shimadZu 200-91538), SpektrofotometriVIS-UV (Hitachi), Melting point apparatus (Fisher Johns),CHON analyzer (Heraeus), alat-alat gelas, alat ukur, hot plate (pemanas)termometer, alat refluks, alat destilasi, evaporator,alat elektroforesis (Bijou-Adco)
Misyetti, dkk
Sintesis
27
ReNC12(PPh3)2
ReNClz(PPh3)zdisintesis mengikuti metode Chatt(3) menggunakan hidrazin dihidroklorida sebagai sumber nitrogen. PPh3 kira-kira 500 mg dilarutkan dalam 10 ml etanol, dengan dipanaskan. Dimasukkan 100 mg hidrazin hidroklorida, daD campuran direfluks selama 30 menit. ReZO7 dilarutkan dalam 5 ml etanol, lalu dimasukkan ke ~, dalam campuran diata$, kemudian dilanjutk~ merefluks sampai terbentuk kristal merah batao Endapan disaring, dicuci dengan H2O panas, etanol panas, kemudian dengan dietileter daD terakhir dengan direkristalisasi dengan benzen-etanol. Setelah kering disimpan ditempat yang kering pada
temperaturkamar. Untuk uji kualitas dibuat spektru UV-Vis, daDIR, penentuan titik leleh dan penentuan muatan.
Penentuan
titik
leleh
Titik leleh ditentukan secara langsung dengan menempatkanbeberapabutir kristal yang dihaluskan diatas alat penentu titik leleh. Temperaturdinaikkan dengan perlahan dan titik lelehdiamatisecaramanual. Penentuan
jenis
muatan
Larutan senyawa ditotolkan pada kertas kromatografiyang sudah dibasahidenganelektrolit dapar fosfat pH 7,0. Kertas dipasang pada alat elektroforesadan dialiri denganarus listrik selama:4 jam. Setelah dikeringkan, kertas dimasukkan ke dalamuapiodium untukpenampaknoda Penentuan
spektrum
elektronik
Senyawayang diperiksa dilarutkan dengan pelarut yang sesuai sampai larut sempurna. Spektrum elektronik senyawa ini dibuat dengan spektrofotometer yang dilengkapidenganprinter. Analisis dengan merah (1M)
spektrum
infra
Senyawayang diperiksa dicarnpurdengan KBr kering dengan perbandingankira-kira 1:20. Campuran senyawa ini dibuat dalarn bentuk lempengan dengan menggunakan alat penekan dengankekuatankira-kira 6000psi. Lempenganini diletakkan pada spektrometer IR daD dibuat spektrumvibrasinya. Penentuan
energi
pembelahan
orbital Energi pembelahan orbital dari Re dalam senyawa ReNPn(AOh dihitung berdasarkan '>..max
Kimia Nuklir
ISSN 0216-3128
:, ~
yang diperoleh daTi daTi spektrofotometri sinar tampak dengan perhitungan sebagaiberikut(4): E=hu =hc/A = 28,6/A kkaVmol ( untuk A dalam
1330,81249,8 1186,1 1161,11097,4 1074,3 1028,0 997,1 908,4 746,4 707,8 692,4 615,2 524,6 505,6 451,3 cm-I.(gambar I)
unit J.1) = 28.600 IA kkaVmol (untuk A
nitrido berada sekitar 1050 cm-I (1000-1100 cm-I)5. Tergantung pacta ligan atau gugus yang terikat, vibrasi ini dapat bergeser sedikit lebih tinggi atau lebih rendah dari 1050.
Vibrasi Re=N dalam kompleks renium
dalam mJ.1)
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Purwadi(5) mengasumsikan bahwa reaksi kimia renium mirip dengan teknesium .disebabkan kedua unsur ini mempunyai sifatkimia yang harnpir sarna. Pada senyawa teknesium TcNCI2(PPh3)dapat disintesis dengan mudah dengan mereaksikan NaN3 dan HCI pekat dengan TCO4-.Oleh karena itu dicoba membuat ReNCb(PPh3)2 dengan cara yang sarna menggunakan HCI pekat sebagai reduktor dan NaN3 seb~gai sumber nitrogen dengan mengganti TCO4dengan ReO4- Temyata metoda ini tidak menghasilkan apa yang diharapkan, karena tidak terlihat terjadinya reaksi, walaupun sudah dimodiflkasi dengan memperbanyak jurnlah reduktor dan NaN3. sedangkansenyawa yang sarna terhadap logarn Tc, reaksi berlangsung dengan cepat. Chart dan kawan-kawan(3)telah membuat senyawa ReNCliPPh3h dengan menggunakan reduktor hidrazin hidroklorida sekaligus sebagai sumber nitrogen. Renium dapat digunakan dalam bentuk N~ReO4 atau Re207. Re207 kurang stabil karena sangat sensitif dengan udara oleh karena itu bekerja dengan Re207 selalu dalam aliran N2. Pada sintesis ReNCI2(PPh3)2ini waktu reaksi juga perlu diperhatikan. Pemanasan pada 65 °c membutuhkan waktu sekitar 1/2 jam. Dengan waktu reaksi yang lebih lama akan terjadi perubahan WarDadari merah bata menjadi coklat tua. Dengan waktu reaksi yang lebih pendek ReNCI2(PPh3)belum terbentuk. Untuk membuktikan bahwa yang terjadi adalah ReNCI2(PPh3)2 dilakukan pemeriksaan kemudian dibandingkan dengan yang dikemukakan oleh Chart Chart mengemukakan bahwa ReNCI2(PPh3)2bewarna merah bata, titik leleh, 2192213, bersifat stabil tidak terhidrolisis dengan asam, bersifat diamagnetik pada suhu kamar. Hasil yang diperoleh mempunyai wama yang sarna dengan titik leleh yang sam~ dengan yang dikemukakan oleh Chart (220). Dari analisis unsur diperoleh C 53,49 %, H 3,84, N 1,96 %. Data-data perhitungan C 54,35 %, H 3,8 %, N 1,75 % sedangkan yang diperoleh oleh Chart C 54,35 % H 3,9 % dan N 1,85 %. Pemeriksaan dengan IR diperoleh puncakpuncak vibrasi sebagai berikut: 2923,9 2362,6 1720,4 1544,9 1512,1 1481,2 1461,9 1436,9 1400,2
ISSN 0216-3128
tiLl!
:
..J;
; I
'I
r
~i ~~,
j
.--
~~~i"
li~.I-I~~~ ..~
-.-
1
II..
II."
'"
Gambar 1. Spektrum IR dari ReNCI2(PPhJJ2 menggunakanpellet KBr Contohnya adalah kompleks ReNCliPEtV2 bilangan gelombang Re=N pada 1052 cm-', Re=N dari K2[ReO3N] pada 1025 cm-l, ReNCliPPr" 3)2 1053 cm-l, ReNCliPPr"Phv2 105! cm-l, ReNC12(PEtPhv2 1010, ReNCI2(PEtPhv3 1045, ReNCI2(PPr"PhV2 1053, ReNCI2(pMePhv3 1053, namun tidak menemukan puncak Re=N yang spesifIk pada kompleks ReNCb{PPh3)23,6.Dari basil eksperimen dengan menggunakan FTlR (Shimadzu) ditemukan empat puncak vibrasi yang terletak diantara 1000-1100 cm-1 yaitu puncak pada 1028,0 1066,6, dan 1087,8. Puncak pada 1097,4 mempunyai intensitas yang tinggi sekali. Diperkirakan puncak ini adalah puncak Re=N. Puncak 2923,9 adalah regang C-H aromatik dari gugus fenil, 1481,2 dan 1461,9 menunjukkan regang C=C aromatik. Untuk pemeriksaan senyawa ReNCb(pPh3)2 vibrasi Re-CI lebih menunjukkan puncak yang spesifIk. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan spektrometer lR jauh dengan vibrasi antara 100-400 cm-l, akaIi diperoleh puncakpuncak vibrasi pada 343,322,308,261 cm-'. Rendemen yang diproleh berkisar antara 20-28 %. Kecilnya rendemen ini karena terbentuk basil samping yang bewarna ungu, titik leleh 195 °C. Dari pemeriksaan dengan IR terlihat gugus fungsi yang sarna (gambar 2). Hal ini menunjukkan bahwa senyawa ini mirip dengan ReNCliPPh3)2. Pemeriksaan 'ReNCliPPh3)23 terhadap absorbsi sinar ultra ungu dan sinar tarnpak diperoleh serapanmaksimum pada A max331 nm dan 473 nm. Spektrum yang diperoleh mempuny~i puncak maksimum pada A 473 nm puncaknya pendek dan lebar dengan koefisien ektensi molar 105 cm-1morl
Kimia Nuklir
Misyetti, dkk
ProsidingPertemuan danPresentasi Ilmiah P3TM-BATAN, Yogyakarta 14-15 Juli 1999
Buku11
(perhitungan actapactalampiran). Puncak pacta A max 331 nm lebih lancip dan intensitas lebih tinggi dengan E 504,frekuensi 6,342. 1014S.I dan bilangan gelombang 21.142 cm-l. Puncak ini berasal dari transisi d-d dari ion renium. Karena actamedan ligan dari CI, N dan PPh3, orbital d terbelah dengan perbedaan energi sebesar 60 kkal/mol. Energi pembelahan yang besar ini menunjukkan bahwa ligan yang mengelilingi iQn renium cukup kuat
29
saja yaitu (PPh3) Fragmen masing-masing puncak adalah seperti pactatabeI4.2. Tabell.
Fragmen molekul ReNCI2(PPh3)2 yang ditunjukkan oleh spektra MS Fragm~o)ekul I Puncaksooktra Ph 77 PPh 108 PPh2 183 PPh3 262
Pemeriksaan dengan elektroforesis pacta tegangan 400 m V selama 2 jam, kompleks ini tidak
bergerak ke
anoda atau ke
katoda yang
membuktikan bahwa kompleks ini tidak bermuatan.
KESIMPULAN
ow;
I:
co:
-e 0 ~
-9;
Secara urnurn sifat kirnia reniurn sarna dengan teknesiurn, sehingga banyak yang rnengasurnsikan bahwa sintesis senyawaTc sarna dengan Re yang analog.DariPenelitian ini rnenunjukkanhat yang dernikian tidak sepenuhnya benar. ReNCl2(PPh3)2 tidak dapatdisintesisdengan rnetode sintesis TcNCl2(PPh3)2 dengan rnenggunakan NaN3 sebagai reduktor. Dengan rnenggunakan hidra~inhidrokloridasebagaireduktor dan sekaligus sebagai surnber nitrogen ReNClzCPPh3)2 dapat terbentuk. Ada dua rnacarn senyawayang rnirip terbentuk,yaitu ReNCl2(pPh3)2 yangbewarnarnerahbatadan titik leleh 119-220°C. serta senyawa yang rnirip dengan ReNClzCPPh3)2 yang bewama ungu dengan titik leleh 95 DC.Dari spektrurnIR, gugus fungsi yang dirniliki senyawa ini rnirip. Tapi denganwama dan titik leleh yang berbedasudahpastisenyawatersebutberbeda.
DAFTAR
ACUAN
1. COMAZZI V, MARCHI A, DUATTI A, PASQUALINI, MAGON L, BARDY A:" A New Route for Synthesis of Technetium Nitrido Complexes and radiophannaceuticals, panjang gelombang(A) dari Technetiumand Rhenium in hemistry and Gambar 3. Spektrum UV-VIS dari ReNCh(PPh.t.J2 Nuclear medicine, Raven Press, New York dalam larutan CH2Ch (1990),413-418. 2. CHAT J, ROWE G.A :, ComplexCompoundsof Pemeriksaan dengan GC-MS memberikan Tertiary Phosphine and Tertiary Arsine with puncak spektrum pacta m/z 40,44,51,77, 107, 10, Rhenium(V), Rhenium(III), and Rhenium(II), 115,133, 152, 1157, 183, 184, 185,261,262,263, J.ChemSoc,(1962),.4019. 264, 277, 278. Tidak acta daTi puncak tersebut di 3. CHATT J, FALK D.C, LEIGH G.J, AND atas yang menunjukkan ion molekul. Hal ini ROSEMARY J.P., Nitrido complexes of disebabkan ReNCI2(pPh3h tidak mudah menguap Rh~niumwith Contain Tertiary Phosphine,and sehingga temperatur GC dinaikkan sampai 290 °c. Attemptsto Preparetheir OsmiumAnalogues, J Pada suhu tersebut ReNCI2(PPh3)2 sudah terurai ChernSoc (A) (1969),.2288. sehingga yang keluar daTiGC hanyalah flagmen nya
Misyetti, dkk
Kimia Nuklir
ISSN 0216-3128
4. SUDJADI M.S, PenentuanStruktur Senyawa Organik,GhaliaIndonesia,Jakarta(1983). 5. PURWADI KASlNO PUTRO, Disain senyawa renium Nitrido Propilen Amin Oksim menggunakan Metode Mekanika Molekuler, tesis program Pasca sarjana ITB Bandung (1994).6. CHATT.J, GARFORTH J.D, JOHNSON N.P, AND ROWE G.A:"Nitrido and Arilimido Complexes of Rhenium, Chern Soc (A), (1964),.1012
TANYA
JAWAB
Helfi Yuliati
~ Hasil pemeriksaan dikatakan ada perbedaan denganteoritis tidak banyakIsedikit , dan pada abstrak dikatakan sesuaidenganteoritis. Kirakira berapapersendeviasibasiltersebut? Misyetti
~ Perbedaan hasil penelitian yang kami peroleh dan hasil penelitian dari peneliti yang lain adalahsbb.:
~
~
1,96
ISSN 0216-3128
Kimia Nuklir
Perbedaan yang ada dari ketiga macam data diatas kecil sekali, dapat ditolerir yang kemungkinan berasal dari perbedaan ketelitian alaI yang digunakan. Nanny Kartini H. );- Dari basil karakterisasi senyawa yang diperoleh apakah dapat disimpulkan bahwa ligan (senyawa) antara ini telah siap untuk digunakan bagi pembuatansenyawa selanjutnya? Misyetti .<{..Dari hasil analisis penentuan titik leleh, yang persis sarna dengan teoritis kami menyimpulkan bahwa senyawa ini dapat digunakan untuk sintesis senyawa radiofarmaka selanjutnya.
Sukirno ~ Dari analisis diperoleh unsur C 53,49 % H3,84 N = 1,96 %. Bagaimanacara perhitungannya, apakahtidak ada lagi unsuryang lain? Misyetti
.<).Cara perhitungan % unsuryang ada dalam molekul Re N Cl2 (PPh.J2adalah dengan menghitung jumlah masing-masingmasing dalam molekul dengan herat molekulnya. Dari jumlah BA unsur yang diperoleh dihandingkan BM total akan diperoleh prosentasi unsur-unsur dalam molekul. Seharusnyaada lagi unsur yang lain yaitu unsu,:oksigen.Namun hal ini tidak dapat kami lakukan karena sarana pengamanan untuk gas CO sehagai gas huang helum tersedia.Kita tahu gasCO sangatherhahaya hagi kesehatankita.
Misyetti, dkk
