SINTESIS SENYAWA 2,6-DIBENZILIDENSIKLOHEKSANON BERBASIS GREEN CHEMISTRY
Rochmad Akbar dan Sri Handayani Jurusan Pendidikan Kimia, FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta Email:
[email protected]
ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis senyawa 2,6dibenzilidensikloheksanon dari senyawa benzaldehida dan sikloheksanon menggunakan katalis NaOH melalui metode MAOS, menentukan rendemen hasil sintesis senyawa 2,6-dibenzilidensikloheksanon pada setiap variasi mol NaOH dan menentukan jumlah mol NaOH optimum sebagai katalis untuk menghasilkan rendemen senyawa 2,6-dibenzilidensikloheksanon optimal. Sintesis 2,6-dibenzilidensikloheksanon dilakukan menggunakan metode MAOS (Microwave Assisted Organic Synthesis) menggunakan alat microwave tipe SIGMATIC SMO-25SSG dalam waktu 60-120 detik. Bahan dasar yang digunakan adalah sikloheksanon (0,005 mol), benzaldehida (0,010 mol) dan NaOH sebagai katalis. Variasi mol NaOH yang digunakan dalam penelitian ini adalah 0,0025 mol; 0,0050 mol; 0,0075 mol; 0,0100 mol; dan 0,0125 mol. Senyawa 2,6-dibenzilidensikloheksanon dapat disintesis dari senyawa sikloheksanon dan benzaldehida menggunakan katalis NaOH melalui metode MAOS. Sintesis dengan variasi mol katalis NaOH 0,0025 mol; 0,0050 mol; 0,0075 mol; 0,0100 mol; dan 0,0125 mol menghasilkan rendemen hasil secara berurutan 84,93%; 82,48%; 97,76%; 115,93% dan 61,79%. Dari hasil penelitian yang dilakukan, jumlah mol katalis NaOH optimum yang menghasilkan rendemen optimal adalah 0,0100 mol. Kata kunci : MAOS, Dibenzilidensikloheksanon, Green Chemisty
1
SYNTHESIS OF 2,6-DIBENZYLIDENECYCLOHEXANONE BASED ON GREEN CHEMISTRY
Rochmad Akbar and Sri Handayani Chemistry Education Department, FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta Email:
[email protected] ABSTRACT This research aims to synthesize the compound 2,6-dibenziliden cyclohexanone from benzaldehyde and cyclohexanone compound using NaOH catalyst through methods MAOS, determine the yield of synthesized compounds 2,6-dibenzilidensikloheksanon on every variation of moles NaOH and determine the optimum number of moles NaOH as a catalyst to generate yield compound 2,6-dibenzilidensikloheksanon optimal. Synthesis of 2,6-dibenzilidensikloheksanon performed using methods MAOS (Microwave Assisted Organic Synthesis) using a microwave-type SIGMATIC SMO-25SSG within 60-120 seconds. The basic material used is cyclohexanone (0.005 mol), benzaldehyde (0.010 mol) and sodium hydroxide as a catalyst. Variations mol NaOH used in this study was 0.0025 mol; 0.0050 mol; 0.0075 mol; 0.0100 mol; and 0.0125 mol. The compound 2,6-dibenzilidensikloheksanon compounds can be synthesized from cyclohexanone and benzaldehyde using NaOH catalyst through methods MAOS. Synthesis with variations 0.0025 mol; 0.0050 mol; 0.0075 mol; 0.0100 mol; and 0.0125 mol NaOH catalyst produce sequentially generate yield results 84.93%; 82.48%; 97.76%; 115.93% and 61.79%. From the research conducted, the number of moles of NaOH optimum catalyst that produces optimal yield was 0.0100 mol. Keywords: MAOS, 2,6-dibenzylidenecyclohexanone, Green Chemisty
2
mahasiswa
PENDAHULUAN
[2].
Pemilihan
Perkembangan kimia organik
penggunaan oven microwave sangat
dewasa ini sangat pesat seiring
ideal menurut 12 prinsip green
dengan
chemistry. Menurut Mavandadi dan
banyak
permasalahan
munculnya
kesehatan
dan
Pilotti, pemanasan reaksi dengan alat
kemajuan ilmu pengetahuan. Sintesis
konvensional
dalam kimia organik mempunyai
minyak,
peranan penting sebagai solusi untuk
pemanas, kompor listrik, tidak hanya
penyelesaian
-
lama tapi juga membuat permukaan
Sintesis
alat yang bersinggungan langsung
permasalah
permasalahan kimia
tersebut.
organik
dapat
dilakukan
seperti
penangas
dengan
substrat
penangas air,
menjadi
panas.
dengan metode konvensional dan
Sebaliknya,
modern. Salah satu metode modern
langsung bersentuhan dengan pelarut
yang sedang berkembang dan banyak
melewati dinding vessel. [3]
digunakan adalah metode MAOS (Microwave
Wisnu
pada
microwave
tahun
2013
Organic
melaporkan bahwa metode MAOS
Synthesis). Metode MAOS sangat
memberikan efektifitas waktu lebih
mempercepat
baik
secara
Assist
energi
mantel
perubahan
langsung
dan
kimia
merupakan
dibandingkan
konvensional
metode pemanasan yang lebih efektif
pada
dibandingkan
pemanasan
dengan
konvensional
[1].
secara
metode
maupun
sintesis katalis
sonokimia
2-hidroksikalkon NaOH.
Penggunaan
penelitian
metode MAOS merupakan inovasi
digunakan
alternatif
pada
green
menggunakan metode konvensional,
chemistry.
Keuntungan reaksi via
MAOS dan sonokimia bertutut-turut
MAOS adalah reaksi lebih bersih,
adalah 3 jam, 30-50 detik, dan 30
ekonomis dan ramah lingkungan.
menit menghasilkan rendemen hasil
Reaksi dapat berjalan dengan lebih
secara berurutan 10,37%, 40,35%,
murah karena dapat menggunakan
dan 31,2% [4]. Penggunaan katalis
microwave oven rumah tangga serta
dalam sebuah reaksi kimia organik
menggunakan alat gelas sederhana
dibutuhkan
sehingga
jalannya reaksi. Penggunaan katalis
mudah
prinsip
diajarkan
pada
3
tersebut dalam
untuk
waktu
Dalam yang sintesis
mempercepat
juga merupakan salah satu aspek dari
dibenzilidensikloheksanon
green chemistry.
optimal.
yang
Pada tahun 2010, Budimarwati METODE PENELITIAN
dan Handayani dalam penelitiannya
Alat
melaporkan bahwa kondensasi aldol
Erlenmeyer, pengaduk magnet,
silang lebih efektif menggunakan
stirrer, pipet tetes dan volume,
katalis basa dibandingkan dengan
spatula, botol flakon, krus 25 mL,
katalis asam [5]. Dalam penelitian
chamber, timbangan digital, pelat
lain, dilakukan oleh Fitriani pada
silika
tahun 2015 diketahui bahwa pada
SIGMATIC
reaksi kondensasi aldol, penggunaan katalis
basa
NaOH
lebih
(Nicolet
sehingga
produk
IR),
dan
Merck, dan n-hexana.
Berdasarkan uraian di atas,
PROSEDUR KERJA
mendorong peneliti untuk melakukan
dibenzilidensikloheksanon
360
metanol p.a Merck, kloroform p.a
yang
senyawa
Avatar
p.a Merck, benzaldehida p.a Merck,
dihasilkan juga semakin banyak [7].
sintesis
KLT
NaOH p.a Merck, sikloheksanon
reaksi
kondensasi aldol berjalan dengan baik
SMO-25SSG,
Bahan
kalkon [6]. Konsetrasi NaOH yang menyebabkan
tipe
spektrometer 1H-NMR 400 MHz.
pada sintesis 3-metoksi–4-hidroksi
akan
microwave
Scanner (CAMAG), spektrometer IR
baik
dibandingkan dengan basa KOH
tepat
gel,
NaOH sebanyak 0,4 g (0,0100
2,6-
mol) dilarutkan dalam 2 mL metanol
berbasis
dan
dimasukkan
dalam
krus.
green chemistry, dengan bahan dasar
Sikloheksanon
sikloheksanon,
(0,005 mol) ditambahkan dan diaduk
NaOH
sebagai
bezaldehida katalis.
dan
Sintesis
hingga
sebanyak
tercampur.
0,49
g
Selanjutnya
dilakukan dengan metode MAOS
menambahkan benzaldehida 1,06 g
dan memvariasi jumlah mol katalis
(0,010 mol) secara perlahan (tetes
NaOH sehingga didapat jumlah mol
demi tetes) sambil terus diaduk.
katalis optimum untuk menghasilkan
Kemudian krus ditutup aluminum
rendemen
foil
dari
senyawa
2,6-
dan
dimasukkan
ke
dalam
microwave selama 60-120 detik.
4
Hasil
penelitian
diperoleh
dengan benzaldehida dalam bentuk
dan
ion alkoksida. Reaksi yang terjadi
ditimbang, proses selanjutnya adalah
merupakan reaksi kondensasi aldol
diidentifi kasi menggunakan KLT,
silang dengan mekanisme Claisen-
spekroskopi IR dan 1H-NMR.
Schmidt.
kemudian
yang
dikeringkan
Mekanisme
Prosedur di atas diulang dengan
reaksi
pada
menggunakan katalis NaOH 0,0025;
pemben tukan ion enolat disajikan
0,0050; 0,0075; dan 0,0125 mol
pada Gambar 1. Selanjutnya dengan
dengan
air
masing-masing
volume
akan
terjadi
reaksi
larutan NaOH yang dimaksukkan
penyempurnaan aldol disajikan pada
dalam krus tersebut sebanyak 2 mL.
Gambar
2,
dan
kesetimbangan
bentuk keto-enol. Setelah mengalami HASIL DAN DISKUSI
kesetimbangan keto-enol selanjutnya
Sintesis senyawa 2,6-dibenziliden
terjadi dehidrasi aldol. Mekanisme
sikloheksanon
dehidrasi aldol digambarkan dalam
Senyawa 2,6-dibenzilidensikloheksa
Gambar 3.
non disintesis dari bahan dasar sikloheksanon
dan
O
benzaldehida
O
O H
H H
menggunakan katalis NaOH dengan
-
OH
+
+
H2O
metode MAOS. Sintesis dilakukan O
dengan beberapa variasi mol NaOH yaitu
0,0025;
0,0050;
O
O
0,0075;
O
H +
0,0100; dan 0,0125 mol. Fungsi NaOH dalam reaksi ini adalah
Gambar 1. Reaksi Pembentukan Ion Enolat
sebagai katalis yang berperan dalam menarik Hα pada sikloheksanon
O
O
O
OH
sehingga terbentuk ion enolat. Ion H
enolat berfungsi sebagai nukleofil
+ OH -
OH suatu aldol
dari
sikloheksanon
yang
akan Gambar 2. Mekanisme pembentukan aldol
menyerang C=O karbonil pada gugus aldehida, sehingga terjadi kondesasi aldol silang antara sikloheksanon
5
O
O
OH
0,005 mol sikloheksanon dan 0,010
H
mol benzalehida dengan variasi mol
-H2O
katalis disajikan pada Tabel 1 berikut ini.
Gambar 3. Mekanisme reaksi dehidrasi aldol
Sikloheksanon masih memiliki
Tabel 1. Data Hasil Sintesis 2,6dibenzilidensiklo heksanon dengan Variasi Mol NaOH
dua buah Hα sehingga akan terjadi reaksi kondensasi aldol kembali. Di No
NaOH (mol)
Berat Hasil (gram)
Kemurnian (%)
Rendemen (%)
1.
0,0025
1,41
82.53
84,96
kesetimbangan bentuk keto-enol, dan
2.
0,0050
1,62
69,76
82,48
dehidrasi aldol. Hasil
dari sintesis
3.
0,0075
1,96
68,33
97,76
senyawa 2,6-dibenzilidensikloheksa
4.
0,0100
2,19
72,52
115,93
non berupa padatan berbentuk serbuk
5.
0,0125
1,77
47,83
61,79
awali lagi dengan pembentukan ion enolat, pembentukan ion alkoksida,
kering dan berwarna kuning. Reaksi Mol NaOH vs Rendemen
aldol lanjutan dalam pembentukan
140 120 100 80 60 40 20 0
Rendemen (%)
senyawa 2,6-dibenzilidensikloheksa non disajikan pada Gambar 4 berikut ini. O
O
OH
O
H +
mol NaOH vs Rendemen
0
0,005
0,01
0,015
jMol NaOH (n)
Gambar
4. Reaksi pembentukan senyawa 2,6dibenzilidensikloheksanon
Gambar
5.
Grafik mol Rendemen
Jumlah
Dari hasil penelitian didapatkan
mol
NaOH
katalis
vs
NaOH
rendemen yang melebihi 100%, hal
optimal bisa terlihat jelas pada
ini diduga dikarenakan noda pada
jumlah
KLT melebar sehingga pembacaan
dikarenakan pembacaan semua noda
luas area (% kemurnian) oleh KLT
pada
Scanner ikut membesar dan tidak
melebar. Dengan demikian hasil
spesifik pada luasan puncak noda
optimum
utama. Hasil sintesis senyawa dari
dibenzilidensikloheksanon diperoleh
6
mol
KLT
0,0100.
oleh
KLT
sintesis
Hal
ini
Scanner
2,6-
pada jumlah NaOH sebesar 0,0100
lemah dan berdam pingan pada daerah
mol, setara dengan jumlah mol
sekitar 1600 cm-1 yang menandakan
benzaldehida yang digunakan. Hasil
adanya gugus aromatis [9] yaitu di
ini sesuai dengan prinsip green
1585,14 cm-1 dan 1487,12 cm-1.
chemistry
perlu
Serapan untuk C=C dalam senyawa
menggunakan katalis berlebih untuk
tak jenuh α,β muncul pada daerah
menghasilkan produk maksimum.
1611,75 cm-1. Sedangkan serapan
Identifikasi dengan IR
pada
karena
tidak
Analisis dengan spektrometer IR
dilakukan
untuk
daerah
1667,17
cm-1
menunjukkan adanya gugus C=O
mengetahui
karbonil dari keton. Gugus C-H
gugus-gugus fungsi dari senyawa
alifatik dan aromatis juga memberikan
hasil
2,6-
serapan sepesifik dengan intesitas
dibenzilidensikloheksanon. Spektrum
rendah yaitu pada daerah 2926,14 cm-
IR dari senyawa tersebut ditampilkan
1
pada Gambar 5.
ini menunjukkan bahwa senyawa hasil
sintesis
dan 3053,03 cm-1. Hasil spektrum IR
sintesis
diduga
merupakan
2,6-
dibenzilidensikloheksanon,
karena
adanya
fungsi
persamaan
gugus
dengan senyawa yang diidentifikasi tersebut. Identifikasi dengan 1H-NMR Gambar 5. Spektrum IR
Karakterisasi
hasil
senyawa
hasil
sintesis 2,6-dibenzilidensikloheksanon
sintesis
dilanjutkan dengan menggunakkan spektrometer
Berdasarkan spektrum IR dapat
1
H-NMR
400
MHz
dilihat bahwa ada serapan melebar
untuk mengetahui posisi, jumlah dan
pada daerah di atas 3000 cm-1
lingkungan kimia di sekitar atom
tepatnya pada 3446,30 cm-1. Hal ini
hidrogen.
dikarenakan adanya kontaminasi uap air terhadap KBr yang menyebabkan adanya serapan hidroksi [8]. Adanya serapan
dengan intensitas sedang7
multiplisitas
yang berbeda juga.
Jumlah atom H tersebut sesuai dengan jumlah atom H yang berada dalam
senyawa
2,6-
dibenzilidensikloheksanon.
Dengan
demikian terbukti bahwa senyawa hasil sintesis adalah senyawa 2,6dibenzilidensikloheksanon. Gambar 6.Spektrum 1H-NMR senyawa hasil sintesis
KESIMPULAN
O
c
d
c
Senyawa
d
e f
b
b
d' e'
d'
e
sikloheksanon dapat disintesis dari
f
senyawa
e'
a
2,6-dibenziliden
sikloheksanon
dan
benzaldehida menggunakan katalis NaOH
melalui
metode
MAOS.
Gambar 7. Perkiraan posisi proton
Sintesis dengan variasi mol katalis
Tabel 2. Hasil analisis spektrofotometri 1 H-NMR senyawa hasil sintesis
NaOH 0,0025 mol; 0,0050 mol; 0,0075 mol; 0,0100 mol; dan 0,0125 mol menghasilkan rendemen hasil
Kode
Pergesera n kimia (ppm)
Multipli sitas
Jumlah atom H
J (MHz)
Atom H dari gugus
secara berurutan 84,93%; 82,48%;
a
1,7965
m
2
-
CH2
97,76%; 115,93% dan 61,79%. Dari
b
2,9384
t
4
-
CH2
hasil
c
7,8024
s
2
-
d, d’
7,4788
d
4
7,84
e, e’
7,4084
t
4
-
F
7,3383
t
2
-
C-H alkena C-H aromatis C-H aromatis C-H aromatis
penelitian
yang
dilakukan,
jumlah mol katalis NaOH optimum yang
menghasilkan
rendemen
optimal adalah 0,0100 mol. UCAPAN TERIMAKASIH
Dilihat
dari
hasil
analisis
Penulis mengucapkan terima
spektrofotometri H-NMR pada Tabel
kasih kepada Dr. Sri Handayani,
2, senyawa hasil sintesis mempunyai
selaku Pembimbing Utama.
18 atom H dengan posisi berbedabeda
yang
ditandai
dengan
pergeseran kimia yang berbeda dan
8
DAFTAR PUSTAKA
Basa
Pada
Sintesis
2-
[1] Shore, G., Morin, S., Organ,
Hidroksikalkon,
Senyawa
yang
M.G.,
in
Berpotensi
Capillaries by Pd thin Film using
Prosiding,
Microwave-assisted Continous-flow
Yogyakarta: FMIPA UNY
(2006),
Organic
Catalysis
Synthesis
(MACOS),
[6]
Angew.Chem., 188, 2827-2832.
Sebagai
Zat
Seminar
Fitriyani.
Warna. Nasional.
(2015).
Optimasi
Pembentukan Senyawa 3-Metoksi-4-
[2] Martin, E., & Kellen-Yuen, C.
Hidroksikalkon Pada Variasi Jenis
(2007). Microwave-Assisted Organic
Dan Konsentrasi Katalis Melalui
Synthesis in the Organic Teaching
Kondensai Claisen-Schmidt Dengan
Lab: A Simple, Greener Wittig
Teknik
Reaction.
Sunankalijaga Yogyakarta
Journal
Education,
of
Chemical
84(12),
2004.
Grinding.
Skripsi.
UIN
[7] Deni Pranowo, M. Yusuf Afandi,
doi:10.1021/ed084p2004
Wahyu
Candraningrum, (2012).
dan
M.
[3] Mavandadi, F., & Pilotti, Å.
Muchalal.
(2006). The impact of microwave-
Sintesis 4-(Hidroksi Fenil)-3-Buten-
assisted organic synthesis in drug
2-On. Prosiding, Seminar Nasional
discovery REVIEWS, 11(3), 165–
Kimia dan Pendidikan Kimia II, 13
174.
Maret
2010,
Mempelajari
Program
Studi
Pendidikan Kimia PMIPA FKIP [4]
Wisnu
Pambudi.
(2013).
UNS
Efektivitas Sintesis Hidroksikalkon Menggunakan Katalis NaOH dan
[8] Pavia, D.L G. M. Lampman, G.
NaOH+ZrO2 Montmorilonit Melalui
S. Kriz, & J. R. Vyvyan. (2009).
Metode Konvensional, Microwave
Introduction
Assisted Organic Synthesis (MAOS)
Washington : Brooks/Cole Cengange
Dan
Learning.
Sonokimia.
Yogyakarta:
Abstrak
Tesis.
Perpustakaan
Pusat
DasarBudimarwanti
dan
Spektroscopy.
[9] Harjono Sastrohamidjojo. (2001).
UGM [5]
to
Yogyakarta:
Sri
Handayani. (2010). Efektifitas Asam
9
Dasar Liberty
Spektroskopi. Yogyakarta
10
11
