PEMBUATAN SENYAWA 2-HIDROKSI-4-(BETA-HIDROKSI ETOKSI)-BENZOFENON

Transkripsi

1 Jurnal Sains Kimia Vol 8, No., 004: 56-6 PEMBUATAN SENYAWA -IDRKSI-4-(BETA-IDRKSI ETKSI)-BENZFENN Neng Sri Suharty Jurusan Kimia FMIPA Universitas Negeri Solo Abstract The sintesised result of -hydroxy-4-(beta-hydroxy-ethoxy)-benzophenone (BP) was a yellowish needle crystal with melting point 90-9 o and the yield was 90%. Elemental analysis of BP was found the content was 69.77% and the content was 5.43%. The identification of structure BP was carried out by using spectrometer UV, FTIR, proton and carbon-3 NMR. The λ maximal of BP was 87 nm. Analysis FTIR spectrum showed the appearance new free hydroxyl absorption. Analysis proton NMR was showing the disappearance of proton hydroxyl which was dyrectly bound onto aromatic, in addition, was found 4 new protons of methylenic group which was influenced by oxygen. Analysis of carbon-3 NMR was found two new secondary carbons of methylenic group, influencing by oxygen. From the above analysis can be suggested that the changing structure of DBP to be BP can be identified by an absence of proton hydroxyl aromatic of DBP and replacing by hydroxy ethoxy group of BP. Keywords: benzofenon, methylenic group, bound onto PENDAULUAN Senyawa -hidroksi-4-(beta-hidroksietoksi)-benzofenon (BP) dapat dibuat dari senyawa awal,4-dihidroksi benzofenon (DBP). Kedua senyawa tersebut berdasarkan pada struktur benzofenon. Senyawa yang berdasarkan pada struktur benzofenon dikenal sebagai senyawa penyerap uv (uv absorber) (Rabek, 990 dan Suharty, 993). Kemampuan daya serap benzofenon terhadap sinar uv didasarkan dari reaksi kimia tautomeri dikarenakan adanya gugus hidroksil dan karbonil yang beresonansi membentuk keto dan enol bila menyerap energi dari luar (seperti terlihat pada Gambar ). Senyawa BP adalah merupakan bentuk antara dari antioksidan reaktif benzofenon [-hidroksi-4-(beta akrilat-etoksi)-benzofenon, AEB]. Seperti diketahui antioksidan reaktif belakangan ini sangat intensif dilakukan penelitian untuk memperbaiki cara pemakaian antioksidan di dalam polimer matrik (Al-Malaika, 993). Penggunaan antioksidan reaktif mampu mempertahankan keberadaan antioksidan di dalam matrik polimer dan mencegah terlepas keluar yang dapat mencemari lingkungannya (Munteanu, 987). Keberadaan antioksidan di dalam polimer yang dapat berfungsi untuk meningkatkan kualitas polimer tersebut. dapat dibuat dari senyawa awal (DBP) (Robjohn, 963 dan Suharty, 993). Pada penelitian ini dilakukan transformasi struktur dari,4-dihidroksi benzofenon (DBP) dengan mensubstitusikan gugus etoksi terhadap proton gugus hidroksil yang tidak terstabilkan tautomeri menjadi -hidroksi-4-(beta-hidroksietoksi)-benzofenon (BP). Dasar reaksi pembuatan BP adalah reaksi pembentukan eter, yang merubah gugus hidroksi aromatik menjadi eter yang 56

2 Pembuatan senyawa -hidroksi-4-(beta-hidroksi etoksi)-benzofenon (Neng Sri Suharty) mengandung gugus hidroksil alipatik (US Patent, 963; Finair, 967 dan Fessenden, 98). BAAN DAN METDA Bahan bentuk keto Bahan-bahan kimia yang dipergunakan didalam pembuatan senyawa BP dilaboratorium adalah sebagai berikut : senyawa,4-di-hidroksi benzo-fenon (DBP), Na, gas nitrogen, etilen klorohidrin, metanol, petrolium eter, DM, KBr dan Dl 3. Metoda + hv + hv - panas.. Pembuatan senyawa -hidroksi-4- (beta-hidroksi-etoksi)-benzofenon (BP) dengan mempergunakan labu alas bulat berleher tiga kapasitas 500 ml yang dilengkapi dengan pendingin, termometer, pengaduk mekanik dan dibawah kondisi gas nitrogen. Kedalam labu alas bulat tersebut dimasukkan 0, mol,4-di-hidroksi benzofenon (DBP) tambahkan 40 ml larutan yang mengandung 4 gram Na, kemudian diaduk dengan pengaduk mekanik pada suhu kamar selama jam. Setelah penambahan,5 mol etilen klorohidrin, campuran larutan tersebut direfluk secara kontinu selama 5 jam, kemudian hasil refluk tersebut ditambahkan air dingin bentuk enol berlebihan dan di diamkan bermalam. Setelah dicuci dengan air, larutan kemudian diaduk dengan pengaduk mekanik kembali sampai terbentuk padatan putih. Padatan putih yang terbentuk disaring dan dikeringkan kemudian direkristalisasi dengan metanolpetroleum eter (:0) dan menghasilkan kristal jarum berwarna kekuningkuningan. asil sintesa tersebut kemudian diidentifikasi baik secara fisik maupun sedara fisikokimia, antara lain: ) penentuan analisis unsur dari senyawa hasil sintesa; ) penentuan titik leleh; 3) pengukuran rendemen produk; 4) pengukuran λ maksimal dengan spektrometer UV/visibel; 5) analisis spektrum FTIR; dan 6) analisis spektrum NMR proton dan karbon-3. ASIL DAN PEMBAASAN asil sintesa BP berupa kristal jarum kekuning-kuningan dengan rendemen 70%, yang mempunyai titik leleh 90-9 o. asil uji analisis unsur diperoleh sebagai berikut: ) unsur karbon 69,9% sedang bila diperhitungkan secara teoritis 69,77%; ) unsur hidrogen 5,7% sedangkan perhitungan secara teoritis 5,43%, lihat Tabel. BP DBP + Na + l Analisis spektroskopi UV dilakukan dalam pelarut DM, yang memberikan 4 serapan pada λ (nm): 87,0; 8,0; 4,0; 330,0 dengan intensitas serapan masingmasing:,775;,709;,48;,389 dan diperoleh λ maksimum 87 nm. 57 Na

3 Tabel. Analisis unsur dan puncak serapan utama dalam FTIR senyawa BP dalam KBr pelet. Analisis dan No. Unsur % ditemukan % teoritis Jurnal Sains Kimia Vol 8, No., 004: ,9 5,7 69,77 5,43 Tabel. Perbandingan analisis spektrum serapan utama FTIR senyawa DBP dan BP pengukuran dalam KBr pelet. Serapan utama DBP Serapan utama BP cm - Identifikasi gugus fungsi cm - Identifikasi gugus fungsi hidroksil terikat (broad) ikatan rangkap aromatik hidroksil bebas ikatan rangkap aromatik Analisis spektroskopi IR dilakukan dalam KBr pelet dari senyawa BP hasil sintesa diperoleh puncak serapan pada bilangan gelombang, ν (cm - ): 3483; , seperti terlihat dalam Tabel. Dibandingkan puncak serapan senyawa asal (DBP) pada bilangan gelombang, ν (cm - ): 934 (broad); Dari perbandingan kedua serapan diatas terlihat bahwa baik serapan gugus karbonil maupun buah gugus hidroksil dari,4 hidroksi benzofenon tidak muncul, hal ini disebabkan gugus karbonil dan hidroksil pada no. berada dalam bentuk tautomeri nya (seperti terlihat pada Gambar ), selain itu posisi para gugus hidroksil no.4 yang terikat langsung inti aromatik merupakan gugus pengaktif inti aromatik maka tidak berfungsi sebagai gugus hidroksil bebas. Sedangkan senyawa hasil sintesa BP memberikan, ) serapan selain ikatan rangkap aromatik pada ν (cm - ): , juga adanya ) serapan gugus hidroksil bebas baru terbentuk yang tidak terikat langsung pada inti aromatik pada ν : 3483 cm - (Silverstein, 963; William, 973 dan Kemp, 975). Dari hasil analisis diatas menunjukkan adanya gugus hidroksi bebas yang dipastikan dari gugus beta hidroksi etoksi hasil substitusi etilen klorohidrin terhadap gugus hidroksil karbon no 4 inti aromatik dari senyawa awal,4-di-hidroksi benzofenon. Gugus hidroksil yang berikatan hidrogen senyawa awal hilang dan digantikan gugus hidroksil dari beta hidroksi etoksi (Silverstein, 963 dan Kemp, 975) Analisis NMR proton yang dilakukan dalam larutan Dl 3 memberikan serapan pada daerah, δ (ppm): 7,4-7,60; 6,46-6,47;,84; 6,37-6,40; 4,00-4,09; 3,9-3,95 dan,7 dengan masing-masing intensitas (%): 93,3; 30,; 3,5; 35,5; 6,7; 64,0 dan 40,0 seperti yang terlihat dalam Tabel 3. 58

4 Pembuatan senyawa -hidroksi-4-(beta-hidroksi etoksi)-benzofenon (Neng Sri Suharty) Tabel 3. Analisis spektrum NMR proton larutan BP dalam Dl No δ (ppm) Jumlah puncak Intensitas, % Total proton ) ) 7,4-7,60 m plet 93,3 3) 6) ,46-6,47,84 6,37-6,40 4,00-4,09 3,9-3,95, , 3,5 35,5 6,7 64,0 40,0 Serapan pada δ: 7,4-7,60 ppm dengan intensitas 93,3% diartikan adanya 6 proton inti aromatik yang terikat masing-masing pada 6 karbon aromatik tersier. Serapan pada δ: 6,46-6,47 dan 6,37-6,40 ppm dengan intensitas masing-masing 3,% dan 35,5% diartikan masing-masing adanya proton dari karbon tertier inti aromatik. Serapan pada δ:,84 ppm dengan intensitas 3,5 % diartikan adanya proton gugus hidroksi karbon no. inti aromatik benzofenon. Serapan pada δ: 4,00-4,09 ppm dengan intensitas 6,7% diartikan adanya dua proton metilen alipatik yang dipengaruhi unsur oksigen dari gugus etoksi. Serapan pada δ: 3,9-3,95 ppm dengan intensitas 64,0% diartikan adanya proton metilen alipatik yang dipengaruhi oleh gugus hidroksil. Serapan pada δ:,7 ppm dengan intensitas 40,0% diartikan adanya proton hidroksi alipatik dari gugus beta hidroksi etoksi (Silverstein, 963 dan William, 973). Dari spektrum NMR proton diatas didapatkan hasil analisis bahwa pada senyawa baru: hilangnya proton hidroksi yang terikat langsung pada inti aromatik, dan munculnya proton dari hidroksi alipatik, juga proton metilen alipatik yang berikatan dengan oksigen dari gugus etoksi dan proton metilen alipatik yang juga berikatan dengan gugus hidroksil. al ini juga sependapat dengan hasil analisis spektrum FTIR pada pembahasan sebelumnya. Analisis NMR 3 yang dilakukan dalam larutan Dl 3 memberikan serapan pada daerah, δ (ppm): 0,76; 8,77; 8,3; (- )3,9; 66,07; 38,06; 00,00; 07,46; 35,9; 3,47; 65,0; 69,57 dan 60,89 dengan masing-masing intensitas (%): 4,8;,;,6;,4;,4;,3;,; 5,3; 6,5; 6,;,8; 6,3 dan 6,6 seperti terlihat dalam Table 4. Tanda didepan daerah serapan mengindikasikan puncak serapan mengarah keatas dari jenis serapan primer dan tertier, sedangkan tanda mengindikasikan puncak serapan mengarah kebawah dari jenis serapan sekunder dan kuarterner (Kemp. 973 dan William, 973). 59

5 Jurnal Sains Kimia Vol 8, No., 004: 56-6 Tabel 4. Analisis spektrum NMR Karbon-3 larutan BP dalam Dl \ No δ (ppm) / Intensitas,% Total proton ,76 8,77 8,3 3,9 66,07 38,06 00,00 07,46 35,9 3,47 4,8,,6,4,4,3, 5,3 6,5 6, No δ (ppm) / Intensitas,% Total proton 3 65,0 69,57 60,89,8 6,3 6,6 Dari data Tabel 4 di atas ada 6 daerah serapan yang bertanda dan ada 7 jenis daerah serapan yang bertanda. Serapan pada 0,76; 8,77; 8,3 ppm dengan masing-masing intensitas 04,8;,;,6 % menunjukkan masingmasing adanya ; dan karbon aromatik tertier inti aromatik I yang tidak mengandung gugus etoksi. Serapan pada 3,9 dan 38,06 ppm dengan intensitas,4 dan,3% masing-masing merupakan serapan karbon kuarterner inti aromatik I dan II yang berikatan langsung dengan karbon karbonil penghubung kedua cincin aromatik tersebut. Serapan pada 66,07 ppm dengan intensitas,4% merupakan serapan karbon kuarterner dari gugus karbonil yang mengikat dua inti aromatik yang berbeda. Serapan pada 00,00 ppm dengan intensitas,% merupakan serapan karbon kuarterner inti aromatik II yang mengikat gugus hidroksil. Serapan 07,46; 3,47 dan 35,9 ppm dengan intensitas 5,3%; 6,% dan 6,5% masing-masing merupakan karbon tertier inti aromatik II. Serapan pada 65,0 60 dengan intensitas,8% merupakan karbon kuaterner inti aromatik II yang mengikat gugus alkoksi. Serapan pada 69,57 ppm dengan intensitas 6,3% merupakan karbon sekunder gugus metilen yang dipengaruhi unsur oksigen dari ikatannya dengan gugus etoksi, sehingga mengalami pergeseran. Serapan pada 60,89 ppm dengan intensitas 6,6% merupakan karbon sekunder metilen yang mengalami pergeseran dikarenakan adanya pengaruh unsur elektronegatif oksigen yang diikat dalam bentuk gugus hidroksil (William, 973 dan Sander, 987). Dari spektrum NMR 3 diperoleh dua jenis karbon baru dengan timbulnya serapan karbon sekunder metilen yang berikatan langsung dengan oksigen etoksi dan karbon sekunder metilen lainnya yang juga mengikat gugus hidroksil; kedua atom karbon adalah dari gugus beta hidroksi etoksi dari hasil reaksi sintesa BP yang dilakukan.

6 Pembuatan senyawa -hidroksi-4-(beta-hidroksi etoksi)-benzofenon (Neng Sri Suharty) KESIMPULAN Dari hasil diskusi diatas maka senyawa hasil sintesa BP dapat disimpulkan sebagai berikut. Senyawa BP hasil sintesa dengan rendemen 70%, merupakan suatu kristal jarum kekuning-kuningan yang mempunyai titik leleh 90-9 o. Analisis spektroskopi UV larutan BP dalam DM menunjukkan λ maksimal 87 nm. Analisis spektroskopi FTIR senyawa BP dalam KBr pelet menunjukkan adanya serapan dari vibrasi gugus baru hidroksi bebas alipatik Analisis spektroskopi NMR proton menunjukkan hilangnya proton gugus hidroksil yang terikat langsung dengan inti aromatik dan munculnya serapan 4 proton dari dua gugus metilen yang dipengaruhi unsur elektronegatif oksigen. Analisis spektroskopi NMR karbon-3 menunjukkan munculnya dua karbon sekunder metilen alipatik yang dipengaruhi unsur oksigen. DAFTAR PUSTAKA Al-Malaika, S., Scott, G., and Wirjosentono, B., 993, Polymer Degradation Stability, 40, Elsevier Science Ltd., Northern Ireland, p.33 Fessenden, R.J., and Fessenden, J.S., 98, rganic hemistry, Willard Grant Press, Massachusetts, USA. Finair, I.L., 967, rganic hemistry, Vol.I, 5 th Edition, ELBS and Longmans, Green & o Ltd. Kemp, W., 975, rganic Spectroscopy, The Macmillan Press Ltd., London. Munteanu, D., 987, in Development in Polymer Stabilisation-8 (Ed.G. Scott), h.5, Applied Science Publishers, London. Robjohn, N., 963, rganic Synthesis, John Wiley & Sons. Inc., New York. Sanders, J.M.K., and unter, B.K, 987, Modern NMR Spectroscopy, hapter &9, xford University Press, xford. Silverstein, R.M., Bassler,.G., and Marill,T.., 963, Spectrometric Identification of rganic ompounds, John Wiley & Sons., New York. Suharty, N.S., 993, Reactive Processing of Polyolefins Using Antioxidant Systems, Disertasi PhD, hem.eng. & App.hem., Aston University, Birmingham, United Kingdom. U.S.Patent, 963, 3, 6, 305, December 3. William, D.. and Fleming,., 973, Spectroscopic Methods in rganic hemistry, Mc Graw ill, London. 6