Sintesis Organik Multitahap : Sintesis Pain-Killer Benzokain

Transkripsi

1 Sintesis Organik Multitahap : Sintesis Pain-Killer Benzokain Penulis : Stevanus Elyasta Sebayang ; K-01; Kelopok 2 [email protected] Institut Teknologi Bandung Jalan Ganesha No.10 Bandung Abstrak Benzokain erupakan senyawa obat sintesis yang secara biologis aktif dala hal anastesi lokal yang berarti elupuhkan sebagian saraf pada tubuh. Senyawa seaca ini disebut sebagai senyawa pain-killer atau penghilang rasa sakit. Karena penggunaannya yang sangat luas sintesis benzokain sangat dibutuhkan. Benzokain dapat disintesis dari bahan dasar p-toluidin. p-toluidin lalu direaksikan dengan asa asetat anhidrat untuk ebuat p-asetotoluidida. p-asetotoluidida lalu dioksidasi dengan KMnO 4 untuk engubah gugus etil enjadi gugus etanoat. Terbentuklah asa p- asetaidobenzoat. Asa p-asetaidobenzoat yang terbentuk lalu dihidrolisis untuk endapatkan asa p-ainobenzoat. Asa p-aino benzoat akan bereaksi dengan etanol dan akan didapatkan ester etil p-ainobenzoat yang tak lain adalah benzokain. Kata kunci: benzokain penghilang rasa sakit ester. Abstract Benzocaine is a synthetic edicine that biologically active in local anesthetic that eans paralyzing a part of nerve of the body. This kind of substances are called pain-killer. Because of the wide use the synthesis of benzocaine is needed. Benzocaine can be synthetized fro p-toluidine as starting aterial. p-toluidine then reacted with anhydrous acetic acid to for p-acetotoluidide. p- acetotoluidide then oxidized with KMnO 4 to ake ethyl group foring ethanoic group foring p- acetaidobenzoic acid. p-acetaidobenzoic acid then hydrolyzed to get p-ainobenzoic acid that can be reacted with ethanol to for ethyl p-ainobenzoic ester that is benzocaine. Keywords: benzocaine pain-killer ester. 1. PENDAHULUAN Selaa ratusan tahun daun seak coco telah laa digunakan oleh asyarakat pedalaan untuk zat stiulan ringan. Zat di dala daun tersebut diduga dapat eningkatkan daya tahan tubuh dan staina. Sedangkan para kiiawan eneliti zat apayang terdapat dala daun koka tersebut dan zatyang dapat eningkatkan staina dan daya tubuhereka itu adalah cocaine. Naun senyawa tersebut eiliki dua keleahan utaa yaitu dosis letalnya elebihi kerugian dosis pain-killernya dan dapat enyebabkan kerusakan peranen pada sistesaraf. Maka dibuatlah senyawa analognya yang sifat toksiknya lebih kecil naun efesiensi penyebuhan yang setara dengan kokain. Dan diulailah penelitian dan perkebangan ilu pengetahuan engarah pada peneuan zat anestesi local benzokain. Pada benzokain tidak terdapat gugus aina tersier sehingga sifatnya kurang aktif daripada novokain. Oleh karena itu benzokain lebih banyak digunakan. Benzokain digunakan untuk eredakan nyeri dan gatal-gatal yang disebabkan luka bakar gigitan atau sengatan serangga racun tanaan luka kecil atau goresan. Benzokain terasuk dala kelopok obat yang dikenal sebagai anestesi topikal lokal. Cara kerjanya ialah eatikan ujung saraf di kulit. Obat ini tidak enyebabkan hilang kesadaran seperti obat bius yang uunya digunakan untuk operasi. Pada percobaan ini akan dilakukan sintesis organik ultitahap yang bertujuan akhir enghasilkan senyawa benzokain. Sintesis organik ultitahap adalah konstruksi olekul organik elalui proses kiia yang bertahap enhasilkan suatu produk berkesinabungan yang ana produk tahap sebelunya erupakan reagenbahan untuk pebuatan produk berikutnya. Sebelu enghasilkan senyawa benzokain dihasilkan asap-ainobenzoat. Asa p- ainobenzoat dan turunannya ini banyak digunakan untuk pebuatan pewarna bahan perasa dan bahan pengawet. Selain itu asa ini juga erupakan bagian dari asa folatatau vitain B10. Senyawa Benzokain erupakan anestetik lokal yang uu digunakan untuk eredakan rasa sakit. Bezokain adalah etil ester dari Asa p-ainobenzoat (PABA). Benzokain dapat dibuat dari PABA dan etanol dengan Reaksi

2 Esterifikasi Fischer atau reduksi ethyl p-nitrobenzoat. Ester dapat dibuat dengan ereaksikan asa karboksilat dan alkohol enggunakan katalis asa (HCl atau H 2 SO 4 ) dan disertai dengan peanasan reaksi ini disebut reaksi Esterifikasi Fischer. Reaksi esterifikasi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain : 1. Waktu Reaksi Seakin laa waktu reaksi aka keungkinan kontak antar zat seakin besar sehingga akan enghasilkan konversi yang besar. Jika kesetibangan reaksi sudah tercapai aka bertabahnya waktu reaksi tidak enguntungkan karena tidak eperbesar hasil. (Nurul 2010). 2. Pengadukan Pengadukan akan enabah frekuensi tubukan antara olekul zat pereaksi dengan zat yang bereaksi sehingga epercepat reaksi dan reaksi terjadi sepurna. 3. Katalisator Katalisator berfungsi untuk engurangi energi aktivasi pada suatu reaksi pada aktivasi pada suatu reaksi sehingga pada suhu tertentu harga konstanta kecepatan reaksi seakin besar. 4. Suhu Reaksi Seakin tinggi suhu yang dioperasikan aka seakin banyak konversi yang dihasilkan hal ini sesuai dengan persaaan Archenius. Bila suhu dinaikkan aka K akan seakin besar aka reaksi akan berjalan cepat. Gabar 1. Struktur benzokain Dala sintesis benzokain juga diperlukan adanya buffer untuk epertahan ph ketika ditabah sedikit asabasa atau ketika diencerkan. Buffer terdiri dari asa leah dan garanyabasa konjugasinya atau basa leah dan garaasa konjugasinya. ph larutan penyangga praktis tidak berubah walaupun ditabahkan sedikit asa kuat atau basa kuat aupun diencerkan. 2. METODE PERCOBAAN A. Sintesis p-asetotoluidida (p-metilasetanilida) Pada percobaan ini dilakukan sintesis p- Asetotoluidida yaitu dengan elarutkan 322 g p- toluidin dala 40 L air sabil diaduk di dala labu erlneyer 125 L. 26 L HCl pekat ditabahkan dan diaduk selaa 2 enit keudian ditabakan 42 L anhidrida asa asetat sabil diaduk. Segera ditabahkan L larutan natriu asetat dan diaduk. Capuran reaksi didinginkan dala penangas es hingga uncul kristal. Kristal disaring dengan corong Buchner dan dicuci dengan sedikit air es. Kristal dikeringkan dan ditibang. Keudian dilakukan penentuan titik lelehnya. B. Sintesis Asa p-asetaidobenzoat Selanjutnya dilakukan sintesis asa p- Asetaidobenzoat dari senyawa p-asetotoluidida dari tahap A. 2 gra p-asetotoluidida diasukkan ke dala erleneyer 250 L dan ditabahkan 52 g agnesiu sulfat heptahidrat dan 64 L air. Dipanaskan dala penangas air pada suhu 85 0 C sabil diaduk dan ditabahkan perlahan KMnO 4 panas yang dilakukan dala kurun waktu 30 enit sapai seua tercapur sepurna. Selanjutkan ditabahkan 4 L etanol dan diaduk hingga endidih. Capuran disaring dengan corong Buchner dan dicuci dengan air. Filtrat dipindahkan ke labu erleneyer bersih didinginkan dala penangas esdan diasakan dengan H 2 SO 4 20% sapai ph 3-4. Kristal disaring dengan corong Buchner keudian dikeringkan dan ditibang serta ditentukan titik lelehnya. C. Sintesis Asa p-ainobenzoat 14 gra p-asetaidobenzoat dari tahap B dan 10 L HCl 6 M stirrer diasukkan ke dala labu bundar 25 L serta dilakukan refluks selaa 30 enit. Capuran reaksi didinginkan hingga suhu kaar keudian dipindahkan ke dala labu erleneyer 50 L dan dibilas dengan 25 L air dingin Aonia pekat 15 M ditabahkan tetes dei tetes hingga ph 7-8 lalu endapan akan terbentuk dan elarut kebali. Ditabahkan 1L asa asetat glasial untuk setiap 30 L larutan. Capuran reaksi diaduk dan didinginkan dala penangas es aka akan terbentuk kristal. Kristal disring dengan Buchner dikeringkan ditibang dan ditentukan titik lelehnya. D. Sintesis Ester Etil-p-Ainobenzoat (Benzokain) Tahap berikutnya adalah tahap sintesis produk utaa yaitu benzokain. 05 gra asa p- ainobenzoat dari tahap C diasukkan ke dala labu bundar 25 L ditabahkan etanol 38 L dan diaduk hingga seua padatan elarut. Sabil diaduk ditabahkan tetes dei tetes 038 L H 2 SO 4 pekat hingga terbentuk endapan yang larut kebali setelah peanasan keudian direfluks selaa 1 ja. Capuran didinginkan hingga suhu kaar dan didiakan hingga terbentuk endapan. Capuran dinetralkan dengan penabahan tetes dei tetes larutan Na 2 CO 3 10% hingga ph sekitar 8. Keudian dilakukan ekstraksi dengan 2x3 L dikloroetana fasa air dan organik dipisahkan. Fasa organik dicuci dengan 2x8 L air dilakukan ekstraksi kebali

3 keudian fasa organik dipindahkan. Fasa organik dikeringkan dengan penabahan natriu sulfat anhidrat keudian disaring dan filtrat ditapung dala erleneyer. Batang pengaduk agnet diasukkan dala erleneyer tersebut dan dikloroetana diuapkan di atas peanas listrik di dala ruang asa. Dilakukan rekristalisasi padatan yang terbentuk dengan etanol:air. Kristal yang terbentuk disaring dengan corong Buchner dikeringkan dan ditibang serta ditentukan titik leleh dan spektru IR. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sintesis p-asetotoluidida (p-metilasetanilida) Pada sintesis organik ultitahap sintesis benzokain ini dilakukan sintesis p-asetotoluida terlebih dahulu yaitu berasal dari p-toluidin dan anhidrida asa asetat. Pada proses ini dilakukan pengadukan yang bertujuan untuk epercepat laju reaksi dan supaya reaksi berjalan sepurna. p- Asetotoluidida yang dihasilkan sebanyak 653 gra. Dari hasil pengukuran titik leleh diketahui produk p- asetotoluidida yang dihasilkan adalah 150 o C. Gabar 2. Persaaan reaksi percobaan A. Massa teoritis p-asetotoluidida adalah sebagai berikut : p-toluidin + anh. asa asetat p-asetotoluidin Gabar 3. Persaaan reaksi percobaan B. Massa teoritis asa p-asetaidobenzoat adalah sebagai berikut : p-asetotoluidida + KMnO 4 p-asetaidobenzoat r ol ol ol s ol ol assa p-asetotoluidida (teoritis) = ol x 153 gol = gra C. Sintesis Asa p-ainobenzoat Sintesis asa p-ainobenzoat ini digunakan produk hasil B sebagai bahan utaanya yaitu asa p- Asetaidobenzoat yang direaksikan dengan asa asetat glasial. Pada proses ini dilakukan peanasan kebali (reflux) selaa 30 enit yang erupakan waktu optiu agar reaksi berjalan sepurna. Pada sintesis p-ainobenzoat ini ditabahkan tetes dei tetes aonia pekat hingga ph 7-8. ph tidak boleh elebihi 8 atau kurang dari 7 karena pada ph di luar rentang itu reaksi tidak berjalan dan produk tidak akan terbentuk. Produk asa p-ainobenzoat yang diperoleh sebanyak 08 gra dengan titik leleh o C. r ol ol ol s ol ol assa p-asetotoluidida (teoritis) = ol x 149 gol = g. B. Sintesis Asa p-asetaidobenzoat Sintesis Asa p-asetaidobenzoat ini digunakan produk hasil A sebagai bahan utaanya yaitu 2 gra p-asetotoluidida yang direaksikan dengan KMnO 4 sebagai oksidator. KMnO 4 akan engoksidasi gugusetil yang terikat pada p-asetotuilidin enjadi gugus karboksilat. Pada reaksi oksidasi ini dilakukan peanasan pada suhu 85 0 C yang erupakan suhu optiu agar reaksi berjalan sepurna. Penabahan KMnO 4 ini dilakukan secara perlahan agar bereaksi secara eratasepurna dan dilakukan pengadukan untuk epercepat laju reaksi. Massa p- Asetaidobenzoat yang diperoleh sebanyak 142 gra. Dari hasil pengukuran titik leleh didapatkan titik leleh produk adalah ( ) o C Gabar 4. Persaaan reaksi percobaan C. Massa teoritis asa p-ainobenzoat adalah sebagai berikut : as.p-asetaidobenzoat+ch 3COOH as.painobenzoat r 915x10-3 ol 915x10-3 ol 915x10-3 ol s - 315x10-3 ol 915x10-3 ol assa p-asetotoluidida (teoritis) = 915x10-3 olx 136 gol = g D. Sintesis Ester Etil-p-Ainobenzoat (Benzokain) Pada sintesis benzokain ini digunakan produk hasil C sebagai bahan utaanya yaitu asa p-

4 ainobenzoat yang direaksikan dengan etanol. Pada proses ini terjadi reaksi esterifikasi antara asa p- aino benzoat yang epunyai gugus karboksilat dengan alkohol. Pada proses ini ditabahkan H 2 SO 4 pekat sebagai katalis dan ditabahkan Na 2 CO 3 sebagai buffer untuk epertahankan ph optiu reaksi berjalan sepurna yaitu pada ph sekitar 8. Dilakukan peanasan selaa 1 ja dan pengadukan untuk epercepat reaksi. Pada percobaan ini tidak didapatkan kristal diduga dikarenakan produk awal dari percobaan sintesis p-asetotoluidida (petilasetanilida) asih terdapat pengotor-pengotor sehingga epengaruhi produk asa p- asetaidobenzoat dan asa p-ainobenzoat. Pada tahap ini dilakukan dua kali ekstraksi ketika produk awal yang dihasilkan diduga terdapat pengotor keungkinan hasil produk benzokain hanya akan sedikit. ditabahkan secara perlahan-lahan naun dala percobaan berlangsung reagen ini dituangkan secara cepat. Hal ini akan berpengaruh pada jalannya reaksi dan pebentukan produk selanjutnya adalah ph yang elebihi rentang ph yang seharusnya pengadukan dan waktu reaksi epengaruhi laju reaksi. Seakin laa waktu reaksi aka keungkinan kontak antar zat seakin besar sehingga akan enghasilkan konversi yang besar. Jika kesetibangan reaksi sudah tercapai aka bertabahnya waktu reaksi tidak enguntungkan karena tidak eperbesar hasil. Dari keepat tahap tersebut ditentukan persen rendeen dari asing-asing produk. Persen rendeen ini erupakan perbandingan produk yang diperoleh berdasarkan percobaan dengan assa senyawa produk berdasarkan teoritis. % = 100% Diperoleh persen rendeen dari p-asetotoluidida (p- Metilasetanilida) Asa p-asetaidobenzoat asa p- Ainobenzoat dan benzokain adalah berturut-turut sebagai berikut 1405 %; %; 6926 %; dan 64 %. Pada sintesis p-asetotoluidida rendeen yang diperoleh lebih dari 100% yaitu sebesar 140 %. Hal ini disebabkan adanya beberapa faktor kesalahan antara lain adanya zat pengotor penibangan produk yang dilakukan pada keadaan produk belu kering sepurna. Sedangkan pada sintesis asa p- benzokain rendeen kurang dari 100 % hal ini karena adanya kesalahan-kesalahan selaa percobaan berlangsung antara lain pada saat peanasan suhu terlalu rendah atau terlalu tinggi yang akan berpengaruh pada laju reaksi penabahan reagen isalnya KMnO4 sebagai oksidator pada sintesis asa p-asetaidobenzoat yang seharusnya Gabar 7. Mekanise reaksi sintesis benzokain Table 1. Titik leleh asa benzoat dan kaper berdasarkan literatur Zat Mr (gol) Titik Leleh ( 0 C) p-asetotoluidida asa p-asetaidobenzoat asa p-ainobenzoat benzokain Table 2. Titik leleh asa benzoat dan kaper hasil percobaan Zat Mr (gol) Titik Leleh ( 0 C) p-asetotoluidida asa p-asetaidobenzoat

5 asa p-ainobenzoat benzokain Untuk enguji keurnian produk yang dihasilkan aka perlu enentukan titik leleh dengan enggunakan cara kapiler (elting block) dan ebandingkannya dengan titik leleh enurut literatur. Seakin dekat trayek titik leleh yang diperoleh dengan literatur aka kristal yang di peroleh seakin urni. Ditentukan pula persen kesalahannya. % = titik leleh eksperien titik leleh referensi titik leleh referensi 100% Berdasarkan tabel titik leleh (literatur) dan titik leleh (eksperien) di atas % error dari sintesis produk p-asetotoluidida (p-metilasetanilida) asa p-asetaidobenzoat dan asa p-ainobenzoat adalah berturut-turut sebagai sebesar 09%; 039%; dan 02 %. Hasil dari perhitungan galat titik leleh produk p-asetotoluidida (p-metilasetanilida) asa p-asetaidobenzoat dan asa p-ainobenzoat seluruhnya kurang dari 2 %. Hal itu enunjukan bahwa kristal yang didapat cukup urni. Ditinjau dari hasil galat titik leleh tersebut ditarik kesipulan bahwa persen rendeen dari produk p- asetotoluidida yang elebihi seratus persen bukan dikarenakan terdapat pengotor naun dikarenakan kondisi kristal yang belu seluruhnya kering. Sehingga terdapat assa pelarut yang terhitung oleh neraca. Teria kasih pertaa-taa penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha ESA karena atas berkat-nya penulis dapat enyelesaikan laporan praktiku Sintesis Organik Multitahap : Sintesis Pain-Killer Benzokain dengan baik. Teria kasih kepada Papa dan Maa yang selalu eberikan doa dan dukungan oril aupun ateril. Teriakasih juga kepada Dr. Deana Wahyuningru selaku dosen pebibing dala praktiku ini atas bibinganya dala enjalani praktiku selaa satu seester ini. Penulis juga engucapkan teriakasih kepada seluruh tean-tean kelopok dua yang telah enjadi partner kelopok yang baik. Terkhusus Vania Antonia Lian yang telah enjadi partner setia selaa keberjalanan praktiku satu seester ini. Tidak lupa penulis engucapkan teriakasih kepada seluruh ahasiswa-ahasiswi kelas 01 yang tak pernah bosan untuk enyeangati penulis dala setiap kegiatan perkuliahan aupun praktiku. DAFTAR PUSTAKA C.F. Wilcox Experiental Organic Cheistry: A Sall Scale Approach. New Jersey: Prentice-Hall P. 489 J. Brady D. Jespersen A. Hyslop Cheistry. 6 th edition Wiley New York 2012 R. Minard Introduction to Organic Laboratory Techniques: A Microscale Approach. Penn. State University Press SoloonsT.W Graha dan Craig B. Fryhle Organic Cheistry John Wiley and sons Hoboken 2011 p KESIMPULAN Dari hasil dan pebahasan tersebut dapat disipulkan bahwa persen rendeen dari p- Asetotoluidida (p-metilasetanilida) Asa p- benzokain adalah berturut-turut sebagai berikut 151 %; 6935 %; 2693 %; dan 18 %. Sedangkan persen kesalahan berdasarkan titik leleh produk p- Asetotoluidida (p-metilasetanilida) asa p- benzokain adalah berturut-turut sebagai sebesar 683%; 192%; 106 %; dan 1 %. UCAPAN TERIMAKASIH