[synthesis of 5,11,17,23,29,35-Hexa-p-t-Butyl-37,39,41- Tri(Ethoxycarbonylmethoxy)-38,40,42-Trihydroxy- Calix[6]Arene from p-t-butylcalix[6]arene]

ISSN 2301-5934

Jurnal Kimia & Pendidikan Kimia Vol. 1, No. 2, Agustus 2012 Tersedia online di www.sainsjurnal.com

Sintesis 5,11,17,23,29,35-Heksa-p-tert-Butil37,39,41-Tri(Etoksikarbonilmetoksi)-38,40,42Trihidroksi-Kaliks[6]Arena dari p-tertButilkaliks[6]Arena [synthesis of 5,11,17,23,29,35-Hexa-p-t-Butyl-37,39,41Tri(Ethoxycarbonylmethoxy)-38,40,42-TrihydroxyCalix[6]Arene from p-t-Butylcalix[6]Arene] Nasriadi Dalia , Abd. Wahid Wahabb, Firdausb, Mamingb a b

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Halu Oleo, Kendari

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar

Diterima 12/06/2012; direvisi 09/07/2012; disetujui 23/07/2012

Abstrak Telah dilakukan penelitian untuk mensintesis 5,11,17,23,29,35-heksa-p-tert-butil-37,39,41tri(etoksikarbonilmetoksi)-38,40,42-trihidroksi-kaliks[6]arena menggunakan p-tert-butilkaliks[6]arena sebagai prekursor. Sintesis dilakukan dengan mengesterifikasi p-tert-butilkaliks[6]arena. Produk sintesis diidentifikasi dan dikarakterisasi dengan titik leleh, kromatografi lapis tipis (KLT), dan spektrometer Fourier Transform Infrared (FTIR). Senyawa 5,11,17,23,29,35-heksa-p-tert-butil37,39,41-tri(etoksikarbonilmetoksi)-38,40,42-trihidroksi-kaliks[6]arena yang diperoleh berupa padatan putih (perolehan 69,39%), titik leleh 248-250 oC, KLT (SiO2, etanol : etil asetat = 1 : 1 v/v, Rf = 0,87). Hasil analisis produk sintesis dengan spektrometer FTIR menunjukkan bahwa produk sintesis mengandung gugus fungsi OH, C=O ester, C-O-C ester, CO-O ester, C=C aromatik, CH jenuh tertbutil, dan CH3 tert-butil. Kata Kunci: kaliks[6]arena, sintesis, esterifikasi, karakterisasi Abstract Research has been done to synthesize 5,11,17,23,29,35-hexa-p-t-butyl-37,39,41tri(ethoxycarbonylmethoxy)-38,40,42-trihydroxy-calix[6]arene using p-t-butylcalix[6]arene as precursors. Synthesis was done by esterifying p-t-butylcalix[6]arene. Synthesis products were identified and characterized by melting point, thin layer chromatography (TLC), and Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometer. Compounds 5,11,17,23,29,35-hexa-p-t-butyl-37,39,41tri(ethoxycarbonylmethoxy)-38,40,42-trihydroxy-calix[6]arene was obtained a white solid powder 

Nasriadi Dali, Hp.: 081341966037 Email: [email protected]

110

Nasriadi Dali dkk. / Sains Vol.1 No. 2 (Agustus 2012), 110-115

(69.39% recovery), melting point 248-250 °C, TLC (SiO2, ethanol : ethyl acetate = 1: 1 v/v, Rf = 0.87). The results of the analysis of synthesis products with FTIR spectrometer showed that the synthesis of products containing functional groups OH, C=O ester, C-O-C ester, CO-O ester, C=C aromatic, saturated CH t-butyl, and t-butyl CH3. Keywords: calyx[6]arene, synthesis, esterification, characterization

1. Pendahuluan Kaliks[n]arena adalah sebuah molekul makrosiklik yang diperoleh dari hasil hidroksialkilasi atau kondensasi p-alkilfenol dan formaldehida dalam suasana basa [1]. Struktur konformasi kaliks[n]arena dapat berbeda karena rotasi di sekitar jembatan metilen tidak sulit. Satuan fenol atau turunannya dalam struktur kaliks[n]arena dapat berotasi pada sumbu rotasi oksigen menghasilkan konformasi kerucut, kerucut parsial, dan berseling [2]. Struktur konformasi ini memiliki rongga hidrofobik yang dapat menahan molekul kecil atau ion, sehingga kaliks[n]arena dapat berperan sebagai molekul inang [3]. Turunan kaliks[n]arena diperoleh dengan cara mensubstitusi atom H pada gugus OH di bagian bawah cincin anulus atau mengganti gugus tert-butil di bagian atas cincin anulus dengan gugus lain. Penggantian gugus di bagian bawah cincin anulus kaliks[n]arena telah banyak dilaporkan oleh peneliti, seperti gugus alkil, alkohol, dan eter [4]. Demikian pula, penggantian gugus di bagian atas cincin anulus kaliks[n]arena telah

111

banyak dilaporkan oleh peneliti, seperti gugus karboksilat, amina, dan amida [5]. Kaliks[n]arena dapat memiliki selektivitas berbeda bila gugus fungsi di atas dan atau di bawah cincin anulus dimodifikasi. Misalnya, senyawasenyawa turunan ester kaliks[n]arena digunakan sebagai sensor elektrokimia. Heksamer ester digunakan sebagai ionofor kation K, Rb, Sr, dan Cs. Tetramer ester adalah selektif terhadap ion-ion logam alkali dan ligan amina. Senyawa fosfin oksida kaliks[n]arena digunakan sebagai ekstraktan unsurunsur radioaktif dari limbah nuklir. Senyawa ini, terutama tetramer, juga selektif mengikat ion Ca, Mg, dan ionion logam alkali bila digunakan dalam elektroda selektif ion (ESI) [6]. 2. Metodologi 2.1. Alat yang Digunakan Spektrometer FTIR Prestige-21 Shimadzu, pengukur titik leleh (Electrothermal 9100), neraca analitik (Ohaus), termometer (100 oC), pengaduk magnet 1 cm, mantel pemanas, labu leher tiga 100 mL,


pendingin bola, desikator dan alat-alat gelas. 2.2. Bahan yang Digunakan p-t-Butilkaliks[6]arena, etil-2kloroasetat, natrium iodida, kalium karbonat, aseton, kloroform, HCl 1M, NaCl jenuh, Na2SO4 anhidrous, etanol, etilasetat dan plat KLT. 2.3. Prosedur Kerja Ke dalam labu leher tiga 100 mL yang dilengkapi dengan pendingin bola, ditambahkan 0,9734 g (0,001 mol) p-t-butilkaliks[6]arena, 1,7279 g (0,009 mol) etil-2-kloroasetat, 2,1134 g (0,009 mol) natrium iodida, 2,6260 g (0,013 mol) kalium karbonat, dan 50 mL aseton kering. Campuran direfluks selama 28 jam pada suhu 56 oC. Campuran hasil refluks didinginkan dan disaring lalu pelarutnya dievaporasi. Residu dilarutkan dalam kloroform kemudian dicuci dengan 3 x 5 mL HCl 1M lalu diikuti dengan 1 x 5 mL NaCl jenuh. Setelah larutan dikeringkan dengan Na2SO4 anhidrous, pelarut dievaporasi kemudian direkristalisasi dengan etanol. Selanjutnya produk dikeringkan dalam desikator. Produk diidentifikasi dan dikarakterisasi dengan KLT, titik leleh dan FTIR.

3. Hasil dan Pembahasan Sintesis 5,11,17,23,29,35heksa-p-tert-butil-37,39,41tri(etoksikarbonilmetoksi)-38,40,42trihidroksi-kaliks[6]arena dilakukan dengan merefluks p-tbutilkaliks[6]arena dan K2CO3 (1:19 ekivalen) dalam aseton kering pada suhu 56 oC selama 28 jam. Produk sintesis adalah berupa padatan putih (perolehan 69,39%), titik leleh 248250 oC, KLT (SiO2, etanol : etil asetat = 1 : 1 v/v, Rf = 0,87). Spektrum FTIR produk sintesis dan senyawa prekursor ditunjukkan berturut-turut pada Gambar 1 dan 2. Spektrum FTIR produk sintesis (Gambar 1) menunjukkan bahwa pita serapan kuat pada 3450,65 cm-1 adalah gugus fungsi hidroksil (OH) dari fenol [7]. Pita serapan rentangan OH ini telah bergeser dari 3153,61 cm-1 pada precursor (Gambar 2) ke arah frekuensi lebih besar (3450,65 cm-1) pada produk sintesis (Gambar 1). Hal ini menunjukkan bahwa ikatan hidrogen intramolekuler pada prekursor telah putus dan ikatan hidrogen tunggal intramolekuler pada produk sintesis telah terbentuk. Skema pemutusan dan pembentukan ikatan hidrogen intramolekuler ini ditunjukkan pada Gambar 3. Pita serapan sangat kuat pada 1761,01 cm-1 (Gambar 1) adalah gugus fungsi karbonil (C=O) dari ester. Hal

112


ini menunjukkan bahwa reaksi esterifikasi p-tert-butilkaliks[6]arena

telah terjadi.

Gambar 1. Spektrum FTIR produk sintesis

Gambar 2. Spektrum FTIR senyawa prekursor

Data pendukung lain yang menunjukkan bahwa reaksi esterifikasi

113

p-tert-butilkaliks[6]arena telah terjadi adalah munculnya pita serapan sangat


kuat pada 1186,22 cm-1 (Gambar 1) yang khas untuk rentangan antisimetri C-O-C dari ester. Demikian pula, pita serapan sedang pada 590,22 cm-1 (Gambar 1) adalah khas untuk bengkokan CO-O dari ester [8]. Sintesis ester ini ditunjukkan secara skematik pada Gambar 3. Empat pita serapan pada daerah 1630-1430 cm-1 (Gambar 1) dengan

intensitas bervariasi adalah khas untuk rentangan cincin C=C aromatik [9]. Keempat pita serapan dengan intensitas bervariasi ini juga muncul pada daerah yang sama dengan senyawa precursor (Gambar 2). Hal ini menunjukkan bahwa sistem cincin aromatik anggota enam (benzena) dari prekursor tidak berubah pada produk sintesis.

ClCH2COOCH2CH3 NaI, K2CO3 CH3COCH3 dry

O

O O H H

O O H H H O

Reflux (`28 h), 56 oC O

H

O O H H

O O R R H O

R R = CH2COOCH2CH3

p-t-Butylcalix[6]arene

5,11,17,23,29,35-Hexa- p-t-butyl-37,39,41tri(ethoxycarbonylmethoxy)-38,40,42-trihydroxy-calix[6]arene

Gambar 3. Esterifikasi p-tert-butilkaliks[6]arena

Tiga pita serapan pada daerah 2980-2850 cm-1 (Gambar 1) dengan intensitas bervariasi adalah khas untuk rentangan CH jenuh dari tert-butil [8]. Pita serapan ganda pada daerah 14001370 cm-1 dan 1380-1360 cm-1 (Gambar 1) adalah khas untuk deformasi CH3 dari tert-butil [7][9]. Ketiga pita serapan pada daerah 29802850 cm-1 dan pita serapan ganda pada daerah 1400-1370 cm-1 dan 1380-1360 cm-1 (Gambar 2) juga muncul pada daerah yang sama untuk senyawa prekursor. Hal ini menunjukkan bahwa substituen tert-butil pada bagian atas cincin anulus dari p-tert-

butilkaliks[6]arena tidak berubah pada produk sintesis.

4. Kesimpulan Sintesis 5,11,17,23,29,35-heksap-tert-butil-37,39,41tri(etoksikarbonilmetoksi)-38,40,42trihidroksi-kaliks[6]arena dari p-tertbutilkaliks[6]arena sebagai prekursor telah berhasil dilakukan melalui tahap reaksi esterifikasi. Senyawa produk sintesis yang diperoleh berupa padatan putih (perolehan 69,39%), titik leleh 248-250 oC, KLT (SiO2, etanol : etil

114


asetat = 1 : 1 v/v, Rf = 0,87). Hasil analisis produk sintesis dengan spektrometer FTIR menunjukkan bahwa produk sintesis mengandung gugus fungsi OH, C=O ester, C-O-C ester, CO-O ester, C=C aromatik, CH jenuh tert-butil, dan CH3 tert-butil.

[4] Gutsche, C. D., Dhawan, B., Hyun, N. K., & Muthocrishman, C. (1981). Calixarene. 4. The Synthesis, Caracterization, and Properties of Calixarenes from p-tButylphenol. J. Am. Chem. Soc., 103, 3782 – 3792.

Pustaka

[6] McKervey, M. A., Arrigan, D. W. M., Svehla, G., & Harris, S. J. (2013). Electroanalysis. Retrieved April 17, 2013, from http://www.arkatusa.org/ark/journal/2013/McKervey/AM720R/720R.htm

[1] Gutsche, C. D. (1989). Calixarenes: Monograph in Supramolecular Chemistry. Cambridge: Royal Society of Chemistry. [2] Anonim. (2013). Calixarene. Retrieved March 18, 2013, from http://en.wikipedia.org/wiki/Calixarene [3] Kusumaningsih, T., Jumina, Siswanta, D., & Mustofa. (2010). Synthesis of Tetra-pPropenyltetraestercalix[4]arene and Tetrap-Propenyltetracarboxylicacidcalix[4] arene from p-t-Butylphenol. Indo. J. Chem., 10(1), 122 - 126.

115

[5] Gutsche, C. D., Levine, J. A., & Sujeeth, P. K. (1985). Calixarene. 17. Functionalized Calixarene: The Claisen Rearrangement Route. J. Org. Chem., 50, 5802 – 5808.

[7] Kemp, W. (1991). Organic Spectroscopy (3rd ed.). London: Macmillan Education Ltd. [8] Lambert, J. B., Gronert, S., Shurvell, H. F., & Lightner, D. A. (2011). Organic Structural Spectroscopy (2nd ed.). New Jersey: Pearson Prentice Hall. [9] Sastrohamidjojo, H. (1992). Spektroskopi Inframerah (1st ed.). Yogyakarta: Liberty.

[synthesis of 5,11,17,23,29,35-Hexa-p-t-Butyl-37,39,41- Tri(Ethoxycarbonylmethoxy)-38,40,42-Trihydroxy- Calix[6]Arene from p-t-butylcalix[6]arene]

Recommend Documents